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自由载流子屏蔽效应解锁超宽禁带半导体CaSnO3中的高电子迁移率
Free-carrier screening unlocks high electron mobility in ultrawide bandgap semiconductor CaSnO3
Jiayi Gong · Chuanyu Zhang · Wenjie Hu · Applied Physics Letters · 2025年9月 · Vol.127
龚佳一、张传宇、胡文杰、周金健。自由载流子屏蔽效应显著抑制电离杂质散射,从而在超宽禁带半导体CaSnO3中实现高电子迁移率。本研究结合第一性原理计算与输运理论,系统分析了不同掺杂浓度下的电子散射机制。结果表明,随着载流子浓度增加,自由载流子诱导的屏蔽作用有效降低杂质势垒,使迁移率反常升高。该发现为优化透明导电氧化物及高功率电子器件中的载流子输运提供了新思路。
解读: 该研究揭示的CaSnO3超宽禁带半导体中高电子迁移率特性,对阳光电源功率器件技术具有重要启发。其高迁移率特性可应用于SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的新一代功率模块设计,有望提升器件导通性能、降低开关损耗。特别是在1500V高压系统中,CaSnO3作为SiC/GaN的潜在替代材料,可进一步优化...
宽禁带半导体器件开关振荡综述
A Review of Switching Oscillations of Wide Bandgap Semiconductor Devices
Jian Chen · Xiong Du · Quanming Luo · Xinyue Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
宽禁带(WBG)器件凭借高频、高效及高功率密度优势,成为电力电子转换器的核心。然而,其极低的寄生电容与极快的开关速度导致开关振荡问题突出,易引发电压电流过冲、直通故障及电磁干扰,影响系统稳定性与可靠性。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统向高功率密度与高频化演进,SiC等宽禁带器件的应用已成必然。开关振荡不仅影响电磁兼容性(EMC),还可能导致功率模块失效,降低系统可靠性。建议研发团队在设计阶段利用该文献的理论基础,优化PCB布局以降低寄生参数,并结合有源门...
解决永磁同步电机驱动中计算延迟的新型SVPWM更新策略
Novel SVPWM Update Strategy to Solve Calculation Delay in PMSM Driver
Jingyang Zhou · Jian Yang · Songlin Gao · Dongran Song 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
永磁同步电机驱动系统中,计算引起的PWM输出延迟会降低控制性能、精度和稳定性。本文提出了一种新型增强型SVPWM更新策略,该方法易于实现且能完全消除输出延迟。与传统方法相比,该方案计算更简单,且不依赖电机参数。
解读: 该研究提出的无延迟SVPWM更新策略对阳光电源的电机驱动类业务(如风电变流器)具有参考价值。在风电变流器中,高精度的PWM控制直接影响电能质量和系统动态响应。通过优化计算延迟,可以进一步提升变流器在弱电网或复杂工况下的控制带宽与稳定性。建议研发团队评估该算法在现有DSP/FPGA控制平台上的移植可行...
一种适用于宽功率范围的CPS-PWM模块化多电平变换器电容电压平衡鲁棒控制方法
A Robust Capacitor Voltage Balancing Method for CPS-PWM-Based Modular Multilevel Converters Accommodating Wide Power Range
Lingbo Zhou · Canfeng Chen · Jian Xiong · Kai Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
电容电压平衡是模块化多电平变换器(MMC)安全可靠运行的关键。本文针对采用相移载波脉宽调制(CPS-PWM)的MMC,提出了一种改进的个体电容电压平衡方法,解决了传统方法在宽功率范围内动态性能不佳的问题。
解读: MMC拓扑在阳光电源的大型集中式光伏逆变器及高压大功率储能系统(如PowerTitan系列)中具有重要应用潜力。该研究提出的改进型电容电压平衡算法,能够显著提升MMC在宽功率波动下的动态响应能力和系统稳定性,有助于优化大功率储能变流器(PCS)的控制策略。建议研发团队关注该算法在复杂电网工况下的鲁棒...
一种适用于宽可调脉宽范围的串联MOSFET隔离驱动方法
An Isolated Gate-Drive Method for Series MOSFETs in a Wide Adjustable Pulsewidth Range
Yanchao Zhang · Chensui Ouyang · Zhiquan Zhou · Libao Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文提出了一种新型隔离驱动方法,旨在实现高压串联MOSFET在宽脉宽调节范围下的高频重复脉冲输出。该技术在激光技术、X射线断层扫描及离子注入等领域具有重要应用价值,解决了高压开关应用中驱动同步性与脉宽灵活性的技术难题。
解读: 该技术主要针对高压串联MOSFET的驱动控制,对于阳光电源而言,其核心价值在于提升高压功率变换系统的可靠性与效率。在阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)中,若需进一步提升直流侧电压等级以降低系统成本,该串联驱动技术可为高压功率模块的设计提供参考。此外,该技术在提升开...
用于高交流/低直流中压应用的一种混合模块化多电平变换器的建模与控制
Modeling and Control of a Hybrid Modular Multilevel Converter for High-AC/Low-DC Medium-Voltage Applications
Jayesh Kumar Motwani · Jian Liu · Dushan Boroyevich · Rolando Burgos 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
混合模块化多电平变换器(HMMC)作为传统MMC的改进方案,通过智能结合工频中压开关与高频低压开关,在保持模块化优势的同时,有效降低了子模块电容容量、半导体器件数量及系统损耗,特别适用于高交流电压与低直流电压的中压应用场景。
解读: 该技术对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)具有重要参考价值。HMMC拓扑通过减少电容容量和器件数量,可显著提升大功率变流器的功率密度并降低成本,这与阳光电源追求高效率、低成本的电力电子变换趋势高度契合。建议研发团队关注其在高压并网场景下的控制稳定性,评估该拓扑在未来中...
基于第五次多重参考坐标系下交叉耦合方法的永磁同步电机死区补偿策略
Anti-Deadtime Strategy for PMSM Based on the Cross-Coupling Method in Fifth Multiple Reference Frame
Jingyang Zhou · Jian Yang · Dongran Song · Yuanming Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文提出了一种针对永磁同步电机(PMSM)驱动系统的死区补偿新方法。该方法通过在脉宽调制(PWM)占空比中引入自适应反死区,实现与实际死区相位相反、幅值相等的补偿效果。研究首先建立了考虑采样延迟的第五次多重参考坐标系(MRF)下的死区谐波模型,有效提升了电机驱动的控制精度与谐波抑制能力。
解读: 该研究提出的死区补偿与谐波抑制算法,主要应用于电机驱动控制领域。虽然阳光电源的核心业务聚焦于光伏逆变器、储能PCS及风电变流器,但其底层控制逻辑(如PWM调制、死区效应补偿、谐波抑制)与电机驱动控制具有高度的同源性。该技术可优化阳光电源风电变流器及储能PCS中功率模块的开关控制策略,通过降低输出电流...
晶闸管嵌入式混合模块化多电平变换器:一种用于中高压应用的新型电压源变换器
Thyristor-Embedded Hybrid Modular Multilevel Converter: A New Voltage-Source Converter for MV and HV Applications
Jayesh Kumar Motwani · Jian Liu · Aditya Rao · Rolando Burgos 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
本文提出了一种晶闸管嵌入式混合模块化多电平变换器(MMC)。相比传统VSC-MMC,该拓扑旨在降低系统损耗及能量存储需求,同时保持模块化设计与高可控性,为中高压直流输电及大功率并网应用提供了更具效率的替代方案。
解读: 该拓扑通过引入晶闸管优化了传统MMC的损耗与储能成本,对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)具有重要参考价值。随着光伏与储能电站向更高电压等级(如1500V甚至更高)发展,该混合拓扑在提升系统转换效率、降低散热成本方面具有潜力。建议研发团队关注其在大型电网侧储能PC...
三相逆变器最小电容电流
MC2)三矢量调制
Yifeng Wang · Jian Zhou · Lingxiao Xue · Xiaoyong Ma 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文提出了一种新型三相逆变器调制策略,旨在实现全功率因数角和调制指数范围内的直流母线电容RMS电流最小化。文章建立了电容RMS电流的通用计算模型,并通过数学对比分析了所有可能的三矢量PWM方案,以确定最优解。
解读: 该研究直接优化了逆变器直流侧电容的电流应力,对阳光电源的核心产品线具有显著的工程价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器中,直流母线电容是影响寿命和可靠性的关键器件。通过采用这种最小化电容电流的调制策略,可以有效降低电容发热,延长电容使用寿命,或在相同可靠性要求...
一种具有独立N通道输出电流的数字控制单级串联型LED驱动器分析与设计
Analysis and Design of a Digital-Controlled Single-Stage Series-Type LED Driver With Independent N-Channel Output Currents
Jian Huang · Quanming Luo · Qingqing He · Aqian Zu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年9月
本文提出了一种用于混合色LED照明系统的单级串联型LED驱动器,实现了对N个通道输出电流的独立控制。该拓扑结构具备功率因数校正(PFC)功能,能够为每个LED串提供恒定电流,适用于对多路输出精度要求较高的照明应用场景。
解读: 该文献探讨的单级多路输出拓扑及PFC控制技术,在电力电子变换领域具有通用参考价值。虽然阳光电源的核心业务聚焦于光伏逆变器、储能系统及充电桩,但其提出的多通道独立控制策略可为公司iSolarCloud智能运维平台下的辅助照明系统或特定工业电源模块提供技术借鉴。此外,单级变换器的集成化设计思路对于降低户...
一种用于快充站和数据中心的新型混合模块化多电平整流器作为MVac–LVdc有源前端变换器
A New Hybrid Modular Multilevel Rectifier as MVac–LVdc Active Front-End Converter for Fast Charging Stations and Data Centers
Jian Liu · Jayesh Kumar Motwani · Rolando Burgos · Zhi Zhou 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
随着电动汽车快充站和数据中心对直流电源需求的增长,传统工频变压器体积大、响应慢的问题日益突出。本文提出一种新型混合模块化多电平整流器,作为中压交流到低压直流的有源前端变换器,旨在提升功率密度并优化电能转换效率,以应对高压接入场景下的电力基础设施挑战。
解读: 该技术对阳光电源的电动汽车充电桩及储能系统业务具有重要参考价值。随着充电站向高压接入(MVac)演进,该混合多电平拓扑能有效减小系统体积,提升功率密度,契合PowerTitan等大型储能系统及高性能充电桩对高压直挂技术的需求。建议研发团队关注该拓扑在降低系统损耗和提升动态响应方面的优势,探索其在阳光...
一种基于可编程多窄脉冲驱动方法的串联MOSFET高压脉冲发生器
A High-Speed High-Voltage Pulse Generator With Adjustable Falling Slope Based on Programable Multi Narrow Pulses Drive Method for Series MOSFETs
Yanchao Zhang · Chensui Ouyang · Qi Wang · Jian Gao 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文提出了一种基于可编程多窄脉冲驱动方法的串联MOSFET高压脉冲发生器,旨在实现高压脉冲输出平滑且可控的下降沿。该技术通过精确控制串联开关的驱动时序,解决了高压应用中开关同步与波形调节的难题,特别适用于对脉冲宽度和下降时间有严格要求的应用场景。
解读: 该技术主要针对高压脉冲应用,与阳光电源现有的光伏逆变器及储能PCS产品线直接关联度较低。然而,其核心的“串联MOSFET驱动控制”技术在提升功率模块耐压等级和开关性能方面具有参考价值。对于阳光电源而言,该技术可作为未来高压化趋势下的功率器件驱动方案储备,特别是在探索更高电压等级的组串式逆变器或特种电...
基于有限状态机的三电平三相逆变器非过量ΔV及低复杂度模型预测控制
Nonexcessive-ΔV and Low Complexity Model Predictive Control Based on Finite-State Machine for Three-Level Three-Phase Inverters
Hanbin Zhou · Jian Yang · Liansheng Huang · Dongran Song 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
针对三电平三相逆变器,提出了一种基于有限状态机(FSM)的模型预测控制(MPC)方法。该方法利用FSM状态转移图作为操作准则,有效避免了过度的电压跳变(ΔV)。通过参考电压矢量和前一时刻的最优矢量,将候选电压矢量限制在五个以内,显著降低了计算复杂度。
解读: 该技术对阳光电源的组串式及集中式光伏逆变器产品线具有极高应用价值。三电平拓扑是阳光电源大功率逆变器的主流架构,该研究提出的FSM-MPC方法通过优化电压矢量选择,在保证输出电能质量的同时,显著降低了控制算法的计算负担,有助于提升逆变器在复杂电网环境下的动态响应速度。建议研发团队将其应用于新一代高功率...
具有P&O最大功率点跟踪电路和新型脉冲乘法器的光伏能量采集芯片
Photovoltaic Energy Harvesting Chip With P&O Maximum Power Point Tracking Circuit and Novel Pulse-Based Multiplier
Jian-Zhou Yan · Wei-Han Pan · Hung-Hsien Wu · Tien Hsu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
本文提出了一种用于物联网应用的光伏能量采集芯片,集成了一种基于新型脉冲乘法器的扰动观察法(P&O)MPPT电路。该设计无需高功耗微控制器或低精度模拟乘法器,仅依靠小型光伏组件即可供电,实现了高效、高精度的最大功率点跟踪。
解读: 该研究提出的低功耗MPPT控制电路及脉冲乘法器技术,对阳光电源的户用光伏及微型逆变器产品线具有参考价值。在追求极致轻量化和低待机功耗的物联网(IoT)光伏应用场景中,该芯片级集成方案有助于进一步提升小型光伏系统的转换效率。建议研发团队关注其脉冲乘法器在降低控制电路静态功耗方面的潜力,探索将其集成至新...
考虑ENSO事件的高比例可再生能源系统季节性储能容量优化配置
Optimal Capacity Allocation of Seasonal Energy Storage for High-Proportion Renewable Energy System Considering ENSO Events
Jiawei Zhang · Xiaoyan Bian · Yudan Gu · Qibin Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年10月
近年来,厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)引发的极端天气对高比例可再生能源电力系统造成显著影响,导致源荷间出现季节性电力失衡。为此,本文提出一种考虑ENSO事件的高比例可再生能源系统季节性储能(SES)容量优化配置模型。首先,构建考虑ENSO事件的源荷不匹配评估模型,采用Spearman相关系数分析ENSO指数与源荷数据的相关性,并基于三种共享社会经济路径(SSPs),利用改进的随机森林回归算法(RFRA)以ENSO指数和相关气象指标为输入建立预测模型,进而计算各SSP下的源荷不平衡量;其次,建立以...
解读: 该季节性储能容量优化配置技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统和ESS集成方案具有重要应用价值。研究提出的考虑ENSO极端气候事件的源荷不匹配评估模型,可直接应用于ST系列储能变流器的容量规划策略,通过Spearman相关性分析和改进随机森林算法预测长周期功率波动,为储能系统EMS能量管理提...
基于单元级的有限控制集模型预测控制在并联三相三电平逆变器中的应用
Cell-by-Cell-Based Finite Control Set Model Predictive Control for Paralleled Three-Phase Three-Level Inverters
Hanbin Zhou · Jian Yang · Xiaojiao Chen · Liansheng Huang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
针对有低开关频率要求的高功率并联三相三电平逆变器,本文提出了一种基于逐个单元(CBCB)的新型有限控制集模型预测控制算法。首先,CBCB架构包含两个控制时序交错半个周期的独立逆变器。其次,在CBCB架构内,阐述了一种估计误差更小的延迟补偿方案。此外,为每个独立逆变器设计了一种新型代价函数,使等效控制频率提高一倍。第三,为提高计算效率,在相电压跃变约束和低相环流(PCC)要求下预选候选电压矢量。与传统的分散式有限控制集模型预测控制(FCS - MPC)算法和现有的优化算法相比,所提算法在低平均开关...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,该论文提出的"逐单元"有限集模型预测控制算法对我司大功率光伏逆变器和储能系统产品线具有重要应用价值。 在技术层面,该算法针对并联三相三电平逆变器的控制难题提出了创新性解决方案。通过错开半个周期的交错控制时序设计,使等效控制频率提升一倍,这对我司1500V大功率光伏逆变器和...
基于遗传算法的梯形磁芯三相耦合电感多目标优化
Genetic Algorithm-Based Multiobjective Optimization of Three-Phase Coupled Inductor With Ladder Magnetic Core
Yifeng Wang · Zhongda Wang · Xiaoyong Ma · Han Cui 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
交错并联升压变换器(IBC)广泛应用于电动汽车车载电源,对转换效率和功率密度要求较高。本文采用一种具有梯形磁芯的三相耦合电感,并提出基于遗传算法(GA)的多目标优化方法,兼顾转换器效率与电感体积。通过构建包含交流磁通分析的磁阻模型,建立综合目标函数与约束条件,利用GA实现全局优化,获得效率与体积的Pareto前沿。实验搭建30 kW样机,功率密度达22 kW/L,最高效率98.6%;相比非耦合电感,体积减少43.8%,功率密度提升12.8%。
解读: 该梯形磁芯三相耦合电感优化技术对阳光电源车载电源和储能系统具有重要应用价值。在新能源汽车产品线,可直接应用于OBC充电机的交错并联升压拓扑,实现体积减少43.8%、功率密度提升至22 kW/L,满足车载高集成度需求。在ST系列储能变流器中,该技术可优化DC-DC升压级设计,提升系统效率至98.6%以...
四芳基噻吩并噻吩:染料敏化太阳能电池中抑制电荷复合的高效宽隙染料核心
Tetraarylthienothiophene: An efficient charge recombination-suppressed center for wide-gap dyes in dye-sensitized solar cells
Yi-Qiao Yan · Yi-Zhou Zhu · Jian-Yu Zheng · Solar Energy · 2025年3月 · Vol.289
为了应对在染料敏化太阳能电池中共敏化过程中,辅助染料因光谱响应受限而在提升短路电流密度(JSC)的同时维持高开路电压(VOC)所面临的挑战,设计并合成了三种具有不同三苯胺(TPA)电子给体和噻吩并[3,2-b]噻吩(TT)π-桥修饰的宽隙有机染料YYQ11–13。与未修饰的参照染料D1π6A1相比,在TPA给体外围引入常规的己氧基链(YYQ11)可使功率转换效率(PCE)提高10%;而将TT核心转变为四芳基噻吩并噻吩(TATT)中心(YYQ12)则可使PCE提升30%。当同时结合上述两种修饰策略...
解读: 该染料敏化太阳能电池技术通过四芳基噻吩并噻吩(TATT)中心抑制电荷复合,实现开路电压与短路电流同步提升,对阳光电源SG系列光伏逆变器的MPPT优化算法具有启发意义。其三维结构抑制载流子复合的机制可借鉴于SiC/GaN功率器件的栅极驱动优化,降低开关损耗。共敏化策略与多MPPT通道协同控制理念契合,...
模块化多电平矩阵变换器与低频海上风电场协调惯性响应控制策略
Coordinated Inertial Response Control Strategy for Modular Multilevel Matrix Converter and Low Frequency Offshore Wind Farm
Yibo Li · Qiuwei Wu · Yafeng Jiang · Jian Chen 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年4月
模块化多电平矩阵变换器(M³C)是低频输电技术的核心组件,该技术可使海上风电系统与陆上交流(AC)系统解耦。这使得海上风电场(OWF)无法直接响应陆上系统的频率变化。因此,本文利用M³C的子模块电容电压(SM - CV)来传递电网频率变化信息,并提出一种M³C与OWF协同向陆上交流系统提供惯性响应的控制策略。建立了M³C的SM - CV与电网频率之间的关系,赋予了M³C惯性响应能力。利用M³C的SM - CV变化获取所需的低频变化信息,然后利用信号通道将低频频率变化信息传递给OWF。对OWF采用...
解读: 该研究的M3C虚拟惯性控制策略对阳光电源的储能和风电产品线具有重要参考价值。首先,虚拟惯性控制技术可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统,提升其电网支撑能力。其次,协调控制思路可用于优化阳光电源风电变流器的VSG控制算法,特别是在大型海上风电项目中。此外,频率解耦与惯性响应的创新方...
钙钛矿材料与太阳能电池的数字化制造
Digital manufacturing of perovskite materials and solar cells
Zixuan Wangabc1 · Zijian Chenbcd1 · Boyuan Wangbc1 · Chuang Wu 等12人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 与已发展了半个世纪的晶硅电池相比,钙钛矿太阳能电池(PSCs)的光伏转换效率在短短15年内已超过26%,成为当前备受关注的研究热点。然而,传统研究方法在应对钙钛矿材料(PVKs)成分多样、合成复杂以及需精确调控性能等方面面临诸多挑战。本综述系统阐述了钙钛矿材料在数字化制造方面的最新研究进展,重点涵盖实验室自动化、数据驱动的理性设计、高通量实验以及机器学习(ML)算法等方向。首先,论述了实验室自动化在显著提升实验效率与可重复性方面的重要作用;其次,强调了数据驱动方法在指导钙钛矿材料及器件理性...
解读: 钙钛矿电池数字化制造技术对阳光电源光伏逆变器产品线具有前瞻价值。该技术通过机器学习和高通量实验加速新型光伏材料开发,其26%转换效率已接近晶硅电池。阳光电源SG系列逆变器可提前布局钙钛矿电池适配性研究,针对其独特的IV特性优化MPPT算法;iSolarCloud平台可集成数据驱动方法,实现钙钛矿组件...
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