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ALD法制备的高-k ZrAlOx介质用于提升CNTs/ZTO CMOS反相器性能
ALD-derived high-k ZrAlOx dielectrics for boosted performance of CNTs/ZTO CMOS inverter
Jun Yang · Chuanxin Huang · Zhaorui Tong · Hongyu Fan 等6人 · Applied Physics Letters · 2025年8月 · Vol.127
本研究采用原子层沉积（ALD）技术制备了高介电常数（high-k）ZrAlOx介质，并应用于碳纳米管/氧化锌锡（CNTs/ZTO）互补金属氧化物半导体（CMOS）反相器中。通过优化ZrAlOx介电层的组分与工艺，有效提升了器件的栅控能力与界面特性，显著改善了CMOS反相器的电压增益、噪声容限及开关性能。实验结果表明，该高-k介质可有效抑制栅极泄漏电流并增强跨导，从而实现更优异的整体电学性能。此方法为高性能柔性及低温集成电子器件的发展提供了可行的技术路径。
解读: 该高-k介质CMOS技术对阳光电源功率电子控制系统具有重要参考价值。ALD制备的ZrAlOx介质展现的低泄漏、高跨导特性，可启发ST储能变流器和SG光伏逆变器中栅极驱动电路的优化设计，特别是SiC/GaN功率器件的栅极介质改进，有助于降低开关损耗、提升驱动响应速度。该技术的低温工艺特性适用于iSol...
一种用于航天电池放电的交错Boost变换器族
A Family of Interleaved Boost Converters for Battery Discharging in Space Applications
Hongyu Zhu · Donglai Zhang · Xiyang Liu · Maoping Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
本文提出了一系列交错Boost变换器及其系统性推导方法，基于双相交错反向耦合电感概念，旨在优化航天器电池放电应用。该系列包含14种变换器，通过能量存储单元互连多个脉动电压单元构建而成，提升了功率密度与转换效率。
解读: 该文献提出的交错Boost拓扑及反向耦合电感技术，在提升功率密度和降低电流纹波方面具有显著优势。对于阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）而言，虽然航天应用环境特殊，但其核心的交错并联技术与高效率DC-DC变换设计理念可借鉴用于优化储能变流器（PCS）的升压级电路。通...
具有宽输出电压范围的双向LCLL谐振变换器
Bidirectional LCLL Resonant Converter With Wide Output Voltage Range
Yi Zhang · Donglai Zhang · Jie Li · Hongyu Zhu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文提出了一种新型双向LCLL型谐振DC-DC变换器（LCLL-BDC）。该拓扑在两个端口均具备宽输出电压范围，实现了输入侧零电压开关（ZVS）和输出侧零电流开关（ZCS）。该变换器无需缓冲电路，结构上类似于Type-11 LLC谐振变换器，但增加了一个额外的电感，提升了变换效率与电压调节能力。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及PCS产品线具有重要参考价值。储能系统在电池电压波动范围大时，对DC-DC变换器的效率和电压调节能力要求极高。LCLL拓扑通过优化谐振网络，在实现软开关的同时拓宽了电压增益范围，有助于提升PCS在全功率段的转换效率，减少...
基于实时更新模型的交错式Boost变换器自适应模型预测控制
Adaptive Model Predictive Control of an Interleaved Boost Converter Using Real-Time Updated Model
Hongyu Zhang · Yuren Li · Renyou Xie · Jian Song 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
本文提出了一种用于交错式DC-DC Boost变换器的自适应模型预测控制策略，旨在优化电压调节性能并增强系统鲁棒性。该方法通过在当前工作点对变换器非线性方程进行线性化来构建预测模型，并开发了一种基于静态模型的新型参数更新机制，实现了模型参数的实时更新与精确跟踪。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有高度相关性。交错式Boost电路是光伏组串式逆变器（如SG系列）及储能变流器（如PowerTitan、PowerStack系列）中DC-DC升压环节的关键拓扑。传统的MPC控制依赖于精确模型，而该文提出的自适应参数更新机制能有效解决因电感饱和、温度变化导致的参数漂移问题...
一种用于三相四电平混合钳位变换器的优化模型预测控制
An Optimized Model Predictive Control for Three-Phase Four-Level Hybrid-Clamped Converters
Yong Yang · Jianyu Pan · Huiqing Wen · Risha Na 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
本文提出了一种针对四电平混合钳位变换器的优化模型预测控制（MPC）方法。通过将候选开关状态从512个精简至64个，在大幅降低计算负担的同时，实现了高质量的输出电流调节及电容电压平衡。
解读: 该研究针对多电平拓扑的控制优化，对阳光电源的高功率密度组串式逆变器及大型集中式逆变器具有重要参考价值。随着光伏系统电压等级的提升，四电平拓扑能有效降低开关损耗并提升电能质量。该优化MPC算法通过减少计算量，使得在现有DSP/FPGA硬件平台上实现更复杂的控制策略成为可能，有助于提升阳光电源在大型地面...
利用集成磁技术实现全端口电流纹波消除的三端口DC/DC变换器
Three-Port DC/DC Converter With All Ports Current Ripple Cancellation Using Integrated Magnetic Technique
Hongyu Zhu · Donglai Zhang · Qing Liu · Zhicheng Zhou · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年3月
本文提出了一种新型集成磁三端口变换器（IMTPC），旨在实现高功率密度及所有端口的电流纹波消除。该拓扑适用于光伏-储能直流供电系统，可同时连接光伏端口、双向电池端口和负载端口。仅需两个高功率磁性元件即可完成功率转换、纹波抑制及系统集成，有效提升了系统效率与功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的户用及工商业光储一体化产品线具有重要参考价值。通过集成磁技术消除电流纹波，可显著减小直流侧电容体积，提升整机功率密度，降低BOM成本。对于PowerStack及户用储能系统中的DC/DC环节，该方案能有效改善电池电流纹波，延长电池寿命并提升系统电磁兼容性（EMC）表现。建议研发团队...
基于HfAlOx电荷俘获层介质与原位O3处理的InAlN/GaN MIS-HEMT器件栅极漏电流和击穿电压的改善
Improved gate leakage current and breakdown voltage of InAlN/GaN MIS-HEMTs by HfAlOx-based charge-trapping layer dielectric and _in situ_ O3 treatment
Fangzhou Du · Yang Jiang · Hong Kong · Peiran Wang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文报道了一种通过引入HfAlOx基电荷俘获层介质并结合原位O3处理，显著改善InAlN/GaN金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMT）性能的方法。该工艺有效抑制了栅极漏电流，同时提升了器件的击穿电压。HfAlOx层可捕获界面正电荷，降低电场峰值，而原位O3处理则优化了介质/半导体界面质量，减少缺陷态密度。实验结果表明，器件的栅极泄漏电流显著降低，反向击穿电压大幅提高，为高性能GaN基功率器件的研制提供了可行的技术路径。
解读: 该研究的HfAlOx介质与O3处理工艺对阳光电源的GaN功率器件开发具有重要参考价值。通过降低栅极漏电流和提高击穿电压,可显著提升GaN器件在高频应用场景下的可靠性,特别适用于SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的高频DC-DC模块。该技术可优化阳光电源产品的功率密度和转换效率:在光伏逆变器中可实...
基于倍频功率控制的两级单相变换器直流母线电压纹波与DAB电流应力优化与权衡
Optimization and Tradeoff of DC Bus Voltage Ripple and DAB Current Stress in Two-Stage Single-Phase Converter by Double-Line-Frequency Power Control
Fei Xiong · Peng Wu · Hongyu Yang · Kaibi Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
针对两级单相系统中存在的倍频瞬时功率问题，本文提出了一种倍频功率控制方法。该方法旨在实现双有源桥（DAB）DC/DC变换器的电流应力与直流母线电压纹波之间的优化与权衡，通过调节DAB中的不同倍频功率分量，有效改善系统性能。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心产品线，特别是户用光伏逆变器及储能变流器（PCS）。在单相储能系统中，直流母线电压纹波与DAB变换器的电流应力是影响系统效率、电容寿命及功率密度的关键因素。该控制策略能够优化DAB的运行特性，有助于提升阳光电源户用储能系统（如PowerStack系列）的转换效率，并降低对...
具有5.18 GW/cm²创纪录巴利加优值
BFOM）的2.41 kV垂直结构P-NiO/n-Ga2O3异质结二极管
Yuangang Wang · Hehe Gong · Yuanjie Lv · Xingchang Fu 等14人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
本文展示了采用复合终端结构（p-NiO结终端扩展JTE和小角度斜角场板BFP）的高性能p-NiO/β-Ga2O3异质结二极管。通过引入p-NiO JTE结构，器件击穿电压从955V提升至1945V，结合BFP技术进一步实现了2.41kV的击穿电压及5.18 GW/cm²的巴利加优值，展现了氧化镓器件在高压功率电子领域的巨大潜力。
解读: 氧化镓（Ga2O3）作为超宽禁带半导体，其理论击穿场强远超SiC和GaN，是未来高压功率器件的重要演进方向。对于阳光电源而言，该技术若实现产业化，将显著提升组串式光伏逆变器和PowerTitan系列储能变流器（PCS）的功率密度与效率，并降低散热系统成本。建议研发团队持续跟踪氧化镓材料的晶圆制备工艺...
具有0.85 GW/cm²巴利加优值或5A/700V处理能力的β-Ga2O3结势垒肖特基二极管演示
Demonstration of β-Ga2O3 Junction Barrier Schottky Diodes With a Baliga's Figure of Merit of 0.85 GW/cm2 or a 5A/700 V Handling Capabilities
Yuanjie Lv · Yuangang Wang · Xingchang Fu · Shaobo Dun 等15人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
本文报道了首个垂直结构β-Ga2O3结势垒肖特基（JBS）二极管。通过引入热氧化p型NiO层，有效解决了β-Ga2O3缺乏p型掺杂的难题。实验表明，该器件在100×100 μm²面积下实现了1715V的击穿电压，展现了极高的功率处理潜力。
解读: 氧化镓（β-Ga2O3）作为超宽禁带半导体，其击穿场强远超SiC和GaN，在未来高压、高功率密度电力电子应用中具有巨大潜力。对于阳光电源而言，该技术若实现产业化，将显著提升光伏逆变器和储能变流器（PCS）的功率密度，并降低损耗。建议研发团队密切跟踪其垂直器件工艺成熟度，重点关注其在未来高压组串式逆变...
无功功率的最优分配与两级控制：实现可再生能源电站电压与功率因数平衡
Optimal Allocation and Two-Level Control of Reactive Power for Balancing Voltage and Power Factor of Renewable Energy Stations
Xinhao Zhang · Hongyu Zhou · Wei Yao · Yongxin Xiong 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年4月
可再生能源电站需满足电压安全与功率因数要求以确保安全高效运行，但二者常存在冲突。本文首先分析约束条件，界定功率因数约束下电站的电压调节能力边界，并提出一种无功功率最优分配与两级控制方法，兼顾电压调节与功率因数平衡。在配置层面，提出无功补偿装置优化方法，最大化不同有功出力下的可行电压范围；在控制层面，设计包含站级与单元级的两级控制架构，实现无功资源协调控制。基于新疆巴州实际项目的仿真验证表明，该方法有效提升系统电压安全性与经济性。
解读: 该无功功率两级控制技术对阳光电源大型光伏/储能电站系统具有重要应用价值。研究提出的站级-单元级协调控制架构可直接应用于SG系列光伏逆变器与ST储能变流器的协同无功管理，解决PowerTitan等大型储能系统并网时电压调节与功率因数要求的矛盾。其无功补偿装置优化配置方法可指导SVG等无功设备与逆变器的...
数据驱动策略：一种基于混合特征与自编码器的短路故障电池异常检测鲁棒方法
Data-driven strategy: A robust battery anomaly detection method for short circuit fault based on mixed features and autoencoder
Hongyu Zhao · Chengzhong Zhang · Chenglin Liao · Liye Wang 等6人 · Applied Energy · 2025年3月 · Vol.382
摘要 锂离子电池短路（SC）故障的异常检测对于保障储能系统的安全至关重要。相较于电池组层面的故障诊断，单体电池的故障诊断缺乏参考对象，导致难以有效判断是否存在异常。本文提出了一种基于自编码器策略的数据驱动检测方法，用于在无电池包信息条件下实现电池故障的早期检测。该方法利用自编码器策略对电压进行重构，以识别潜在故障；并通过生成对抗网络（GAN）框架进行模型训练，降低模型过拟合风险，提升检测效率。此外，在异常检测过程中，由于缺乏电池组的参考信息，电流变化可能引起某些异常电压波动，从而导致误诊。为解决...
解读: 该基于自编码器的电池短路故障检测技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。通过混合特征输入和等效电路模型参数,可将单体电池异常检测时间缩短至1.6小时内,显著提升储能系统安全性。该数据驱动方法可集成至iSolarCloud平台,增强预测性维护能力,降低误诊率。对充电...
基于知识与数据驱动融合Koopman方法的双馈感应发电机风电场频率支撑能力在线评估
Online assessment of frequency support capability of the DFIG-based wind farm using a knowledge and data-driven fusion Koopman method
Yimin Ruan · Wei Yao · Qihang Zong · Hongyu Zhou 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 随着可再生能源在电力系统中渗透率的不断提高，系统的频率稳定性有所下降。因此，风电场（WFs）等可再生能源电站必须具备足够的频率支撑能力。为了最大化风电场的频率支撑能力，准确确定其频率支撑能力边界（FSCB）至关重要。由于风资源分布不均以及风电机组运行状态复杂，精确评估风电场FSCB具有挑战性。针对这一问题，本文提出一种基于知识与数据驱动融合的Koopman方法，用于评估基于双馈感应发电机（DFIG）的风电场的FSCB。本文分析了FSCB的特性，并构建了一个多维指标体系，从理论和实际两个层面...
解读: 该Koopman融合方法对阳光电源风储协同系统具有重要价值。可应用于ST系列储能变流器与风电场的协调调频控制,通过在线评估风电场频率支撑能力边界,动态优化PowerTitan储能系统的调频响应策略。该方法评估误差小于2%且速度提升10倍,可集成至iSolarCloud平台实现预测性调频资源管理。结合...