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抑制陷阱效应的氮化镓HEMT沟道温度测量与热阻表征模型
Trap-suppressed channel temperature measurement and thermal resistance characterization model for GaN HEMTs
Suzhou Laboratory · Qing Zhu · Ke Xu · Yue Hao · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
针对氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMTs）中陷阱效应对沟道温度测量的干扰问题，提出了一种抑制陷阱效应的沟道温度提取与热阻表征模型。该模型通过动态栅压调控技术有效抑制表面和界面陷阱的充放电行为，结合电学法精确提取稳态与瞬态沟道温度，并建立与陷阱密度相关的热阻解析模型。实验结果表明，该方法显著降低了传统电学测温中的误差，提升了高温工作条件下器件热特性的表征精度，为GaN HEMTs的热管理设计提供了可靠依据。
解读: 该GaN HEMT热阻精确表征技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG光伏逆变器中，GaN器件因高频高效特性被广泛采用，但陷阱效应导致的温度测量误差直接影响热管理设计可靠性。该模型通过动态栅压调控抑制陷阱充放电，可精确提取沟道温度，为阳光电源优化GaN功率模块散热设计、提升...
60Co γ辐照引起的p-GaN栅极AlGaN/GaN HEMT漏电机制
Gate leakage mechanisms caused by 60Co gamma irradiation on p-GaN gate AlGaN/GaN HEMTs
Danmei Lin · Xuefeng Zheng · Shaozhong Yue · Xiaohu Wang · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
研究了60Co γ射线辐照对p-GaN栅极AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMTs）栅极漏电特性的影响。实验结果表明，辐照后栅极漏电流显著增加，主要归因于γ光子诱导的位移损伤在p-GaN/AlGaN界面附近形成受主型缺陷，导致隧穿势垒降低和漏电路径增强。通过电容-电压与电流-电压特性分析，确认辐照诱发的缺陷能级位于禁带中下部，促进了Frenkel对的生成与载流子热发射过程。该工作揭示了p-GaN基HEMT在辐射环境下的可靠性退化机制。
解读: 该研究对阳光电源GaN器件应用的可靠性设计具有重要参考价值。研究揭示的γ辐照导致p-GaN栅极漏电增加的机理,可指导我们在SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器中GaN器件的防护设计。特别是对于航天级或核电站配套的特种变流设备,需要重点考虑辐照环境下GaN器件的栅极可靠性问题。建议在功率模块设计时采...
具有AlN超晶格背势垒的SiC衬底双通道AlGaN/GaN肖特基势垒二极管
Double-channel AlGaN/GaN Schottky barrier diode with AlN super back barrier on SiC substrate
Tao Zhang · Junjie Yu · Heyuan Chen · Yachao Zhang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文报道了一种在SiC衬底上制备的具有AlN超晶格背势垒结构的双通道AlGaN/GaN肖特基势垒二极管。通过引入AlN超晶格作为背势垒，有效抑制了二维电子气向衬底方向的扩展，增强了载流子 confinement 效应，提升了器件的反向阻断能力与正向导通性能。该结构实现了高击穿电压与低泄漏电流的优异平衡。实验结果表明，器件具有较低的开启电压和高电流密度，同时反向击穿电压显著提高。该设计为高性能GaN基功率二极管的发展提供了可行方案。
解读: 该双通道AlGaN/GaN肖特基二极管技术对阳光电源的功率器件升级具有重要参考价值。AlN超晶格背势垒结构可显著提升GaN器件的击穿电压和导通特性,这对SG系列1500V光伏逆变器和ST系列储能变流器的高频化设计至关重要。特别是在三电平拓扑中,该技术可用于优化快恢复二极管的性能,有助于提升系统效率和...
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...
考虑互联电感的高变比双有源桥变换器模型预测控制
Model Predictive Control of High-Turn-Ratio Dual Active Bridge Converter
Yiren Zhu · Xinyang Hao · Tao Yang · Zhenyu Wang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
在多电飞机(MEA)直流配电系统中,双有源桥(DAB)变换器用于管理不同直流母线间或储能设备(如电池)的功率传输。但因低压(LV)H桥电流变化率较高和电流幅值大,LV板与变压器间互联电感不可忽略,其在变压器次级侧引入明显电压降,可能导致功率控制不准确。为解决该问题,开发DAB变换器综合数学模型用于移动离散控制集模型预测控制(MDCS-MPC)方法以最小化稳态误差。该模型明确包含互联电感影响并进一步研究传输功率与LV侧电压降间关系。1000W DAB样机实验验证了模型和MDCS-MPC方法有效性,...
解读: 该考虑互联电感的DAB模型预测控制技术对阳光电源高变比变换器设计有重要参考价值。互联电感建模方法可应用于ST储能变流器的大功率DAB模块,提高功率控制精度。MDCS-MPC算法对阳光电源航空和特种电源领域的高可靠性要求有借鉴意义。该技术对PowerTitan储能系统的宽电压范围DC-DC变换和动态响...
基于期望实现的深度学习的风电功率与爬坡率确定性及概率预测
Deterministic and Probabilistic Forecasting of Wind Power Generation and Ramp Rate With Expectation-Implemented Deep Learning
Min-Seung Ko · Hao Zhu · Kyeon Hur · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月
准确的日前风电功率确定性与概率预测对电力系统可靠高效运行至关重要，尤其在以可再生能源为主导的系统中。同时，风电固有的波动性要求对爬坡率进行日前预测以保障能量平衡。为此，本文提出一种小时级日前预测框架，可同时预测风电出力与爬坡率。该框架采用基于定制损失函数的期望实现深度学习模型，结合特征构造与前馈误差学习策略，在多任务间保持平衡并提升性能。框架进一步融合异构模型输出，生成发电量与爬坡率的概率预测。基于真实数据的实验验证了各模块的有效性，结果表明所提方法能有效识别风电内在波动特性，充分挖掘其应用潜力...
解读: 该风电功率与爬坡率预测技术对阳光电源储能产品线具有重要应用价值。可直接应用于PowerTitan大型储能系统的调度优化,通过深度学习模型预测风电波动特性,提前部署储能容量与功率配置。对ST系列储能变流器的GFM控制策略也有重要参考意义,可基于预测结果优化VSG参数设置,提升系统稳定性。此外,该技术可...
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...
基于与有限元分析兼容的双极性有机场效应晶体管的柔性反相器
Flexible Inverter Based on Ambipolar OFETs Compatible With Finite Element Analysis
Xuemeng Hu · Jialin Meng · Hao Zhu · Tianyu Wang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月
随着柔性电子领域对可穿戴集成电路需求的增长，兼具 n 型和 p 型性能的双极型有机场效应晶体管（OFET）正受到越来越多的关注。本文在柔性白云母衬底上制备了由两个相同双极型晶体管组成的柔性反相器。双极型晶体管的整个制备过程温度保持在 300°C 以下，确保了与后段制程（BEOL）的兼容性。该双极型晶体管呈现出典型的 V 形转移曲线，具有明显的空穴和电子传输分支，以及一个完整的双极区。利用 ABAQUS 软件分析了双极型晶体管的应力分布。同时，由这些晶体管组成的双极型反相器可根据输入电压（$V_{...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于双极性有机场效应晶体管（OFETs）的柔性逆变器技术呈现出差异化的应用前景，但与公司核心业务存在明显的技术路径差异。 该技术的核心价值在于柔性和低温制造工艺（<300°C），使其适用于可穿戴设备和柔性电子领域。对于阳光电源而言，这一技术路线可能在分布式能源监测、智...
涡激振动压电能量收集的随机分析在来流风湍流中的应用
Stochastic analysis for vortex-induced vibration piezoelectric energy harvesting in incoming wind turbulence
Jingyan Wang · Hongjun Xiang · Hao Jing · Yijiang Zhu 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 利用涡激振动压电能量收集器（VPEHs）从环境中捕获风能以驱动传感器，是一种具有前景的技术。以往大多数学者仅考虑均匀风场，即采用风湍流的平均值，而忽略了实际风环境中脉动分量的影响。这可能导致无法准确预测VPEHs在真实环境下的工作性能。为解决这一问题，本文基于概率密度演化方法（PDEM）建立了一种针对VPEHs的随机分析方法。将升力系数和阻力系数视为随机变量，随后通过数值分析与风洞实验，研究了不同来流风湍流条件下VPEHs的随机响应特性。结果表明，所提出的随机分析方法计算得到的置信区间和概...
解读: 该涡激振动压电能量采集技术对阳光电源风电变流器及分布式传感系统具有应用价值。研究中的随机风场建模方法可借鉴用于优化SG风电变流器的MPPT算法,提升湍流工况下的功率追踪精度。压电能量采集技术可为风电场分布式传感器供电,配合iSolarCloud平台实现免维护监测。基于概率密度演化法的可靠性设计思路,...
基于广义动态因子模型与生成对抗网络的风电场景生成
Wind Power Scenario Generation based on the Generalized Dynamic Factor Model and Generative Adversarial Network
Young-ho Cho · Hao Zhu · Junghyeop Im · Duehee Lee 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年9月
为开展资源充足性研究，我们利用时空特征（空间和时间相关性、波形、边际和爬坡率分布、功率谱密度以及统计特征）合成了分布式风电场的多个长期风电情景。在情景中生成空间相关性需要为相邻风电场设计公共因子，为远距离风电场设计对立因子。广义动态因子模型（GDFM）可以通过互谱密度分析提取公共因子，但它无法精确复制波形模式。生成对抗网络（GAN）可以通过假样本判别器验证样本，从而合成能体现时间相关性的合理样本。为结合GDFM和GAN的优势，我们使用GAN提供一个滤波器，从观测数据中提取包含时间信息的动态因子，...
解读: 该风电场景生成技术对阳光电源储能与并网产品具有重要应用价值。通过广义动态因子模型与GAN网络的结合，可以准确预测风电功率波动特征，这对ST系列储能变流器的调度策略优化和PowerTitan系统的容量配置具有重要指导意义。该方法可集成到iSolarCloud平台，提升风储联合运行的经济性。同时，其时空...
CMLLM：一种用于风电功率预测的新型跨模态大语言模型
CMLLM: A novel cross-modal large language model for wind power forecasting
Guopeng Zhu · Weiqing Ji · Zhitai Xing · Ling Xiang 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.330
准确的短期风电功率预测对于保障电网稳定性以及优化风电场-储能系统的运行至关重要。然而，风能固有的随机性和高度波动性给风电功率预测带来了显著挑战。为了利用大语言模型强大的推理能力与高层知识，以精确提取非平稳风电数据中的特征，本文提出了一种用于风电功率预测的跨模态大语言模型（CMLLM）。该模型采用数据跨模态方法并结合预训练的大语言模型，能够高效兼容多种大语言模型，并适应具有不同特性的数据。在CMLLM中，通过引入跨模态迁移学习方法对数据进行综合处理，将数据转换为文本模态，从而避免了对大语言模型进行...
解读: 该跨模态大语言模型风电预测技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。可集成至ST系列PCS和PowerTitan储能系统的智能调度模块,通过精准短期风电功率预测优化风储协同运行策略,提升电网稳定性。该模型的跨模态迁移学习方法和先验知识提示机制,可启发iSolarCloud平台的预测性维护算法升级,增强...
水力发电系统中的一次调频性能：宽范围运行下的精确量化与整体提升
Primary frequency regulation performance in hydropower systems: Precise quantification and holistic enhancement under wide-range operation
Xueding Lu · Chaoshun Li · Hao Chang · He Wang 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.389
摘要 随着大量水电机组转向宽范围运行（WRO，即水头变化超过额定水头的7%，功率调节范围超过额定功率的50%），导致其在电网一次调频（PFR）考核中不达标的风险显著增加。为实现PFR性能的精确量化与整体提升，本文首先构建了一个具备模块化子系统切换功能的灵活水轮机调节系统（HTRS）仿真平台，以支持多种工况模拟与对比研究。其次，引入Prony辨识方法确定复杂非线性HTRS的稳定运行范围，相较于传统方法可节省90%以上的计算时间，且精度更高。在此基础上，分析了运行工况及主要非线性因素对系统稳定性的影...
解读: 该水电一次调频优化技术对阳光电源储能调频系统具有重要借鉴价值。研究中的Prony辨识法可应用于ST系列PCS的宽工况稳定域快速评估,节省90%计算时间;提出的调节上升时间、稳定时间及综合电量等性能指标体系,可直接移植到PowerTitan储能系统的调频性能量化评估中;针对低负荷工况的参数优化策略,对...
一种耦合超燃冲压发动机的超临界CO₂ Brayton循环制冷与发电系统的性能分析与设计优化
Performance analysis and design optimization of a supercritical CO₂ Brayton cycle cooling and power generation system coupled with a scramjet
Xiaofeng Ma · Hao Guo · Peixue Jiang · Yinhai Zhu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.383
摘要 超临界CO₂（SCO₂）Brayton循环因其优异的性能和紧凑性，被广泛认为在航空航天推进领域具有广阔的应用前景。本研究提出了一种基于分流方案的新型循环构型，适用于热沉资源受限的工作条件。此外，建立并验证了一个包含双模态超燃冲压发动机、再生冷却通道以及SCO₂ Brayton循环的一维耦合模型及求解策略，并通过文献中的实验数据进行了验证。基于所提出的耦合模型，分析了在热沉受限条件下不同Brayton循环构型的耦合性能及其影响因素。采用优化方法确定了三种循环构型的最优设计方案，并对其性能进行...
解读: 该超临界CO₂布雷顿循环技术对阳光电源储能热管理系统具有重要借鉴价值。其分流式循环架构和有限热沉条件下的优化设计理念,可应用于PowerTitan等大型储能系统的液冷热管理优化。研究中的再生冷却通道耦合模型和多目标优化方法,可指导ST系列PCS功率器件(SiC/IGBT)的散热设计改进,提升功率密度...
高频无线电力传输技术特刊主编寄语
Guest Editorial Special Issue on High-Frequency Wireless Power Transfer Technology
Fei Lu · Grant Covic · Shu Yuen Ron Hui · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
无线电力传输WPT技术在交通电气化、电网、消费电子、医疗和太空等众多新兴应用中日益关键。其非接触特性在脏污或超洁净、高温、水下、地下和外太空等恶劣环境条件下具有优势。当前WPT系统性能与开关频率、耦合度、初次级磁元件伏安需求和组件质量密切相关，这些是功率容量、功率密度和效率的关键决定因素。为提升WPT技术运行安全性和可靠性，抑制和消除高频磁场引起的电磁干扰EMI和电动势EMF问题至关重要。该特刊从74篇投稿中录用31篇，涵盖高频谐振变换器技术、高频电磁场约束与发射抑制、抗失调与传输距离增强、高频...
解读: 该高频WPT特刊对阳光电源无线充电技术发展有全面指导价值。特刊涵盖的多MHz IPT系统、SiC全桥逆变器和三相高频IPT系统与阳光新能源汽车OBC无线充电模块的技术路线一致。高频电磁场约束和EMI/EMF抑制技术为阳光无线充电产品满足安全标准提供了解决方案。抗失调和传输距离增强技术（圆柱螺线管耦合...