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MoS2/SiC异质结的能带对齐及其超高整流比和光伏效应
Band alignment of MoS2/SiC heterojunctions with ultrahigh rectifying ratio and photovoltaic effect
Binbin Ding · Qian Liu · Yu Zhou · Boyi Bai 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
本文研究了MoS2/SiC异质结的能带对齐特性，该结构表现出极高的整流比和显著的光伏效应。通过精确调控界面特性，实现了优异的电学性能和光响应特性。实验结果表明，该异质结具有清晰的能带偏移和良好的载流子分离效率，在可见光至近红外波段展现出高效的光电转换能力。该研究为二维/宽禁带半导体异质结构在高性能光电器件中的应用提供了重要依据。
解读: 该MoS2/SiC异质结研究对阳光电源SiC功率器件应用具有重要参考价值。超高整流比特性可优化ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中的SiC MOSFET性能，降低反向漏电流，提升系统效率。能带工程方法为功率模块界面优化提供理论依据，可改善器件开关特性和热稳定性。光伏效应研究启发在三电平拓扑中探索...
从有源电阻到无损与虚拟电阻：综述、见解及其在能源电网中的广泛应用
From Active Resistor to Lossless and Virtual Resistors: A Review, Insights, and Broader Applications to Energy Grids
Jinli Zhu · Yuan Li · Fang Z. Peng · Brad Lehman 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
电力系统，包括多电/全电船舶与飞机及电网，主要由发电、输配电和储能子系统构成，呈现显著的电感与电容特性。为提高效率，实际电路尽量减少物理电阻，但由此引发谐振、不稳定与长时暂态等问题。自1980年代起，电力电子变换器/逆变器被提出作为有源、无损及虚拟电阻，用于抑制上述动态问题。本文系统回顾从有源电阻到虚拟电阻的发展历程，深入分析其理论关联与物理本质，探讨实现约束，并展望其在现代能源电网中的扩展应用与革新潜力。
解读: 该虚拟电阻技术对阳光电源储能与逆变器产品具有重要应用价值。在PowerTitan储能系统中，可通过ST系列变流器实现虚拟电阻控制，有效抑制LC滤波器谐振和直流母线振荡，提升系统稳定性。对于构网型GFM控制策略，虚拟电阻可优化暂态响应，减少功率振荡。在SG系列光伏逆变器的1500V高压系统中，该技术能...
铜夹片特性对Dr.MOS封装热性能的影响
Effect of Clip Characteristics on Thermal Performance of Dr.MOS Packages
Hao-Lin Yen · Fang-I Lai · IEEE Access · 2025年1月
研究探讨了铜夹片设计对驱动MOSFET封装热性能的影响，以优化微电子元件的散热效率。实验检验了四个关键变量：夹片厚度、材料、附着材料和镀层材料。结果表明夹片厚度从0.15mm增至0.2mm可使热阻降低2.1%（从3.3667°C/W降至3.2958°C/W）。使用高导热率的C1100铜（391 W/m-K）进一步降低热阻改善整体散热。采用SAC305等高导电粘合剂改善了夹片与晶圆间的热界面，石墨烯涂层增强了热稳定性和耐腐蚀性。在12V和19V高压条件下，较厚铜夹片和更好附着材料的封装显著降低表面...
解读: 该Dr.MOS热管理研究对阳光电源功率器件封装优化具有直接指导价值。研究中铜夹片厚度和材料选择对热阻的影响与阳光SiC/GaN功率模块的散热设计高度相关。SAC305焊接工艺和石墨烯涂层技术可应用于阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的功率模块封装改进，在高电压工况下显著降温的结果为阳光150...
基于μ综合理论与遗传算法的并网逆变器鲁棒控制方法以应对弱电网下的多重不确定性
Robust Control Method Based on μ-Synthesis Theory and Genetic Algorithm for Grid-Connected Inverter to Cope With Multiple Uncertainties Under Weak Grid
Hao Liu · Tianzhi Fang · Yu Zhang · Zhiheng Lin 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
在可再生能源分布式发电系统中，并网逆变器是发电单元与电网之间的关键接口，其稳定运行至关重要。然而，弱电网下的不确定电网阻抗和控制延迟等多重不确定性常影响系统稳定性。本文采用μ综合理论设计鲁棒控制器，通过智能构造加权函数，兼顾系统的鲁棒性、动态性能与电能质量。为避免控制器阶数过高，提出采用遗传算法优化设计三阶控制器。实验结果验证了所提方法的有效性，相较传统方法具有更优的鲁棒性能。
解读: 该μ综合鲁棒控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器在弱电网并网场景具有重要应用价值。针对偏远地区、海岛微网等弱电网环境，该方法可有效应对电网阻抗波动和控制延迟等多重不确定性，提升PowerTitan大型储能系统的并网稳定性。遗传算法优化的三阶控制器设计思路可降低DSP计算负荷，适合...
一种具有更高精度和通用性的九桥臂模块化多电平变换器改进稳态分析模型
An Improved Steady-state Analysis Model for Nine-arm Modular Multilevel Converter with Higher Accuracy and Versatility
Futian Qin · Feng Gao · Jingyang Fang · Tao Xu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
九桥臂模块化多电平变换器（9A-MMC）作为一种具有两组交流端口的新型高压大功率多电平拓扑，通过复用中间桥臂可有效减小系统体积、重量与成本。其稳态分析对电路参数设计、器件选型及性能评估至关重要，但现有模型过于简化，仅能实现定性分析。本文提出一种改进的稳态分析模型，采用更精确的调制参考信号并考虑桥臂电流中的环流分量。基于基尔霍夫定律建立基本电路方程，结合内部电气参量的循环耦合路径推导数学关系，并依据动态功率平衡构建求解调制信号与桥臂电流未知量的方程组，从而精确获取所有电气参数。仿真与实验结果验证了...
解读: 该九桥臂MMC稳态分析模型对阳光电源储能与充电桩产品具有重要应用价值。9A-MMC拓扑通过复用中间桥臂实现双端口AC输出，与阳光电源PowerTitan储能系统的双向变流需求高度契合，可优化PCS拓扑设计，降低系统体积与成本。改进模型考虑环流分量与动态功率平衡，可精确指导ST系列储能变流器的桥臂电流...
电压源变换器与电网间低频动态交互的现场特征值稳定性评估方法
An In-Field Eigenvalue-Based Stability Assessment Method for Low-Frequency Dynamic Interaction Between Voltage Source Converters and the Grid
Yuguo Li · Hao Yi · Fang Zhuo · Xin Jiang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
电压源变换器VSC对可再生能源至关重要。然而由于交互复杂性和未知系统细节，VSC与电网间动态交互产生的振荡行为是一个挑战性问题。将VSC引入电力系统后通常需要稳定性评估。扰动阻抗测量+Middlebrook准则是众所周知的方法，但由于需要扰动设备PD而很少采用。本文提出一种稳定性评估方法以获取系统特征值图谱。该方法不需要PD因此具有现场自适应性。特征值图谱通过矢量拟合VF从闭环频率响应FR评估，FR由VSC自身测量。为在理论上支持该方法，推导了VSC-电网系统的模块化模型。该模型指示VSC的每个...
解读: 该VSC-电网稳定性评估研究对阳光电源并网逆变器技术优化有重要参考价值。无需扰动设备的现场自适应特征值评估方法可应用于阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的并网稳定性在线监测。利用VSC自身测量FR获取特征值图谱的技术为阳光iSolarCloud平台的智能诊断功能提供了算法支持。多FR加权组合...
高功率应用中集成无源器件温度与平均功率承载能力的电磁-热耦合表征
Electromagnetic-thermal Coupling Characterization of Temperature and Average Power Handling Capability of Integrated Passive Devices (IPDs) for High-Power Applications
Dongyan Zhao · Hao-Xuan Zhang · Shi-Wei Guo · Yanning Chen 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年6月
本文提出了一种高保真电磁-热耦合方法，用于表征各种雷达和通信系统射频前端中集成无源器件的温升和平均功率处理能力。该方法采用了自主开发的有限元法求解器，能够纳入随温度变化的材料参数，并引入了电磁和热传导过程之间的非线性强耦合。为支持多尺度耦合问题的求解，实现了高效的迭代算法和定制预条件器。通过薄膜微带互连和输出匹配网络两个基准算例，将该方法与商业软件 COMSOL 和 HFSS 进行了验证。进一步在两种具有代表性的集成无源器件结构——常用于低噪声放大器和功率放大器的输入匹配网络和级间匹配网络——上...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项电磁-热耦合仿真技术对我们的核心产品具有重要的借鉴价值。在光伏逆变器和储能变流器的功率电路设计中，集成无源器件（IPD）的热管理一直是制约功率密度提升和可靠性保障的关键瓶颈。 该论文提出的温度相关材料参数建模方法，能够精确预测IPD在高功率条件下的温升特性和功率承载能...
基于2英寸β-Ga2O3晶圆无金工艺制备的大面积肖特基势垒二极管的统计研究
Statistical Study of Large-Area Schottky Barrier Diodes Fabricated on 2-in β-Ga2O3 Wafer Using Au-Free Processes
Yitao Feng · Hong Zhou · Sami Alghamdi · Hao Fang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月
本研究报道了在2英寸β-Ga2O3外延晶圆上采用工业兼容且低成本的无金工艺制备大面积（3×3 mm²）肖特基势垒二极管（SBDs）的统计分析。器件集成注入边缘终端与低掺杂环结构，有效调控电场分布，实现超过1300 V的击穿电压和2 V下10 A以上的正向电流，性能优于已报道的同类大尺寸SBDs。全晶圆统计显示，重复击穿电压平均为347 V，12.5%器件超过650 V。同时分析了器件特性波动的物理成因，为工业化晶圆级制造提供了重要参考。
解读: 该β-Ga2O3肖特基二极管技术对阳光电源功率器件升级具有前瞻价值。Ga2O3超宽禁带（4.8eV）特性使其击穿场强达8MV/cm，远超SiC的3倍，可显著提升ST系列储能变流器和SG逆变器的耐压等级与功率密度。研究中1300V击穿电压与10A正向电流性能，适配1500V光伏系统需求。无金工艺与2英...
抽水蓄能改造梯级水电站以促进可再生能源消纳的容量优化：一个案例研究
Capacity optimization of retrofitting cascade hydropower plants with pumping stations for renewable energy integration: A case study
Zhenni Wang · Qiaofeng Tan · Xin Wen · Huaying Su 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 将相邻水电站通过加装泵站进行改造，构建混合式抽水蓄能水电站（HPSH），是提升水电灵活性和促进可再生能源消纳的重要尝试。然而，HPSH与光伏（PV）电站的运行模式及其最优配置仍不明确。本研究基于对HPSH-PV系统不同储能运行模式的评估，提出了一种适用于大型HPSH电站、考虑泵站长期储能特性的季节性联合运行方法。通过比较技术性能，评估了不同规模泵站所对应的光伏电站规模阈值。最后，分析了水电站改造对提升光伏发电消纳能力的潜力，并通过技术经济分析确定系统的最优容量配置。以中国乌江流域为案例的研...
解读: 该混合抽蓄水电-光伏系统研究对阳光电源储能与光伏协同方案具有重要参考价值。研究验证了大规模储能系统的季节性调节能力,与PowerTitan储能系统的长时储能特性高度契合。抽蓄电站可提升光伏最优配置容量12.9%-50.3%,为SG系列光伏逆变器与ST系列PCS的水光储一体化解决方案提供了容量优化依据...
基于硅衬底的E模AlN/GaN HEMT在3.6 GHz下实现80.4%功率附加效率用于低电源电压射频功率应用
E-Mode AlN/GaN HEMTs on Si With 80.4% PAE at 3.6 GHz for Low-Supply-Voltage RF Power Applications
Guangjie Gao · Zhihong Liu · Lu Hao · Fang Zhang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年1月
在硅衬底上制备了具有 160 纳米 T 形凹槽栅的增强型（E 型）AlN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）。所制备的器件阈值电压（${V}_{\text {TH}}$）为 +0.35 V，最大漏极电流（${I}_{\text {DMAX}}$）为 1.58 A/mm，导通电阻（${R}_{\text {ON}}$）低至 1.8 Ω·mm，峰值跨导（${G}_{\text {MMAX}}$）超过 580 mS/mm。截止频率（${f}_{\text {T}}$）达到 85 GHz，最大振荡频...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项增强型AlN/GaN HEMT技术展现出显著的战略价值。该器件在低供电电压（6V）下实现80.4%的功率附加效率（PAE），这一突破性指标直接契合我们光伏逆变器和储能变流器对高效功率转换的核心需求。 技术优势方面，该器件的正阈值电压（+0.35V）实现了常关特性，这对...