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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...
掺铍ScAlN/GaN高电子迁移率晶体管的低关态电流与高电流应力稳定性
Beryllium-incorporated ScAlN/GaN HEMTs with low off-current and high current stress stability
Jie Zhang · Md Tanvir Hasan · Shubham Mondal · Zhengwei Ye · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
本文报道了一种通过引入铍（Be）掺杂来提升ScAlN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMTs）性能的新方法。该器件展现出显著降低的关态漏电流，并在高电流应力条件下表现出优异的稳定性。通过精确调控Be掺杂浓度，有效抑制了栅极泄漏电流和动态导通电阻退化，同时保持良好的开态特性。透射电子显微镜与二次离子质谱分析证实了材料界面清晰且掺杂均匀。该研究为高性能GaN基功率器件的可靠性提升提供了可行路径。
解读: 该掺铍ScAlN/GaN HEMT技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。低关态漏电流特性可直接降低ST系列储能变流器和SG光伏逆变器的待机损耗，提升系统效率；高电流应力稳定性解决了GaN器件在PowerTitan大型储能系统长期运行中的可靠性痛点。相比传统AlGaN方案，ScAlN材料的高极化特性...
基于燃料电池/电池/超级电容的交通电气化系统混合供电大信号稳定性分析与改进策略
Large-Signal Stability Analysis and Improvement Strategy for Fuel Cell/Battery/Supercapacitor-Based Hybrid Power Supply System of Transportation Electrification Systems
Wenjie Ao · Jiawei Chen · Jie Chen · Pengwei Chen · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
融合多种电源动态特性的混合供电系统（HPSS）在交通电气化中具有广阔应用前景。然而，负载大幅突变或高脉冲功率等极端工况易引发电力系统失稳，超出小信号分析适用范围。本文基于吸引域估计（ROA），对虚拟阻抗下垂参数及PI调节器在极端负载切换下的大信号稳定性进行综合分析，阐明系统参数与负载功率对稳定性的影晌。通过引入主动电容吸收脉冲功率，显著提升系统稳定性。实验结果验证了所提分析方法的有效性与结论的正确性。
解读: 该混合供电系统大信号稳定性分析技术对阳光电源储能与交通电气化产品具有重要应用价值。研究中的虚拟阻抗下垂控制与吸引域估计方法可直接应用于ST系列储能变流器的多源协调控制，优化燃料电池-储能混合系统在极端负载突变下的稳定性。主动电容吸收脉冲功率的策略对车载OBC充电机和充电桩产品的大功率脉冲工况适应性提...
一种基于神经网络的高效图像处理方法用于透明质子交换膜燃料电池中的水量化
An efficient neural-network-based image processing method for water quantification in a transparent proton exchange membrane fuel cell
Sai-Jie Cai · Mu-Chen Wang1 · Jun-Hong Chen · Zhuo Zhang 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.382
水管理和热管理对质子交换膜燃料电池的性能至关重要。本文设计了一种活性面积为25 cm²的透明单电池，用于在不同工况下表征水分布特性。在电池的设计与组装过程中，该方案克服了电池密封方面的技术挑战。通过神经网络对不同运行条件下录制的视频进行逐帧分析，实现了液态水的量化。为了进行对比分析，采用了阈值处理方法，并详细讨论了其优缺点。利用基于阈值处理结果生成的包含137帧的高质量训练集对神经网络进行训练。本研究探讨了温度、电压以及流场结构设计对水积累的影响。基于神经网络的语义分割方法在复杂工况下表现出优异...
解读: 该神经网络图像处理技术对阳光电源储能系统热管理具有重要借鉴价值。ST系列PCS和PowerTitan储能系统运行中的温度监测与水汽管理是关键挑战,文中基于语义分割的实时监测方法可应用于电池簇热失控预警。透明化设计理念启发iSolarCloud平台开发视觉诊断模块,通过热成像与AI识别实现储能柜内异常...
理解平面SiC功率MOSFET在雪崩击穿后第三象限工作期间反向导通电压正向偏移的机制
Toward Understanding the Positive Shift of Reverse Turn-on Voltage in the Third Quadrant Operation in Planar SiC Power MOSFETs After Avalanche Breakdown
Wei-Cheng Lin · Yu-Sheng Hsiao · Chen Sung · Chu Thị Bích Ngọc 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月
本研究探讨了平面SiC功率MOSFET在超过雪崩击穿条件的高漏极偏压下第三象限特性的稳定性。通过实验测量与TCAD仿真，分析了第三象限运行中反向导通电压（Vrev,on）正向漂移的机理。当漏极偏压从1500 V增至1620 V时，观察到阈值电压（VTH）明显负向漂移，同时Vrev,on出现正向漂移。TCAD仿真表明，该现象源于p阱区高电场引发的碰撞电离效应。进一步引入位于SiO2/SiC界面附近栅氧化层中的正固定电荷作为空穴陷阱后，仿真结果与实验一致。结果表明，雪崩击穿以上高漏压导致的空穴俘获会...
解读: 该研究揭示的SiC MOSFET雪崩击穿后第三象限特性退化机理，对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器中，SiC MOSFET常工作在硬开关和体二极管续流模式，第三象限反向导通特性直接影响系统效率和可靠性。研究指出的栅氧界面空穴俘获导致Vrev,on正漂移现象，为优化器...
基于积分形式与混合目标函数的光伏单二极管模型参数估计
Parameter estimation of photovoltaic single-diode model using an integral form and hybrid objective function
Jie Xua · Jinfeng Liua · Chen Zhua · Qingyun Chenb 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300
摘要 基于光伏（PV）单二极管模型I–V关系的积分形式，本文提出了一种非迭代线性方法，用于从光伏组件/电池的单条实验I–V曲线中进行参数估计。在附加使用确定性优化算法进行参数精修过程后，在四个常用案例研究中均达到了最佳精度。同时，与其它最先进的方法相比，目标函数评估的计算成本降低了约一个数量级。在部分案例研究中，获得了负的参数估计值及较大的不确定性，这归因于存在缺陷或低质量的输入数据。所采用的不确定性分析框架对应于数理统计中的区间估计，并通过文献中80种方法所报告的参数值的统计评估进一步验证了其...
解读: 该光伏单二极管模型参数估计方法对阳光电源SG系列逆变器的MPPT优化具有重要应用价值。通过积分形式的非迭代线性算法,可将参数估计计算成本降低一个数量级,适合嵌入逆变器实时控制系统。混合目标函数能更精确预测最大功率点,可提升MPPT跟踪精度和发电效率。该方法的不确定性分析框架可用于iSolarClou...
新型低热损光伏光热集热器耦合吸收式制冷系统的性能分析
Performance analysis of novel low heat loss photovoltaic thermal collector coupled absorption cooling systems
Ken Chen · Xue Liab · Kongfu Huab · Junjie Chen 等10人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300
摘要 太阳能光伏/光热（PV/T）集热器驱动的吸收式制冷系统具有同时发电和制冷的潜力。然而，传统的平板式PV/T集热器存在显著的热损失，特别是辐射和对流损失，导致其难以达到有效驱动吸收式制冷机所需的中高温出口温度。因此，这类系统通常需要辅助热源，从而降低了整体效率和经济可行性。为克服这些局限性，本研究提出并实验验证了两种新型低热损平板式PV/T集热器设计：低发射率PV/T集热器和真空低发射率PV/T集热器。这两种设计通过集成低发射率太阳能电池和真空中间层，在无需聚光或太阳跟踪系统的情况下有效抑制...
解读: 该低热损PV/T集热器技术为阳光电源光储冷联供系统提供创新方向。可结合SG系列光伏逆变器与ST储能系统,构建高效三联供方案:PV/T组件同步输出电能(经逆变器并网)和中高温热能(驱动吸收式制冷),配合储能系统削峰填谷。真空低发射率设计使集热器在80-110°C工况下热损降低75.7%,显著提升系统太...
基于精确时域建模和线周期加权损耗优化设计策略的LCL型单级逆变器
LCL Type Single-Stage Inverter Based on Accurate Time-Domain Modeling
Zhichong Shao · Jiahao Li · Jie Chen · Dibin Zhu 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
基于传统谐振DC-DC变换器的伪直流链路单级隔离逆变器(PDL-SII)存在电压增益范围窄和由此导致的低增益范围输出畸变问题。为解决该问题,提出基于LCL谐振变换器的新型PDL-SII。因LCL变换器优异降压性能,该PDL-SII具有全范围零电压开关特性且仅需脉冲频率调制。进行LCL变换器时域分析,推导LCL变换器运行原理和模式分布。为优化基于LCL变换器的PDL-SII效率,提出新型线周期加权损耗优化设计策略,集成电压电流应力、软开关范围和增益范围。不同于传统DC-DC应用设计策略,该设计策略...
解读: 该LCL谐振单级逆变器技术对阳光电源光伏和储能逆变器优化有重要应用价值。线周期加权损耗优化策略可应用于SG系列光伏逆变器,提高全线周期效率。全范围ZVS特性对阳光电源单级拓扑产品的可靠性和效率提升有借鉴意义。96.8%峰值效率和2.1%THD对户用储能系统的电能质量和转换效率有优化潜力,可提升用户满...
多工业电解槽在可再生能源制氢系统中的调度：一种协调的有功-无功功率管理方法
Scheduling Multiple Industrial Electrolyzers in Renewable P2H Systems: A Coordinated Active-Reactive Power Management Method
Yangjun Zeng · Yiwei Qiu · Jie Zhu · Shi Chen 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年8月
大规模可再生能源制氢（ReP2H）系统通常包含多个由晶闸管整流器（TR）供电的电解槽（ELZ），其有功与无功负荷呈非线性且不可解耦的关系。多台ELZ的启停与负荷分配影响能量转换效率及电网功率流动，不当调度可能导致无功过载，引发电压越限与网损增加。本文首先分析ELZ能效与无功负荷间的权衡关系，进而提出一种联合有功-无功功率管理方法，通过协调ELZ、可再生能源、储能与无功补偿装置的运行，提升系统整体效益。采用混合整数二阶锥规划（MISOCP）建模，并设计分解算法以适用于大规模系统。基于中国内蒙古风光...
解读: 该协调有功-无功功率管理技术对阳光电源光储制氢系统集成方案具有重要应用价值。研究中的MISOCP优化算法可直接应用于PowerTitan储能系统与SG系列光伏逆变器的协调控制，通过ST储能变流器的四象限运行能力提供动态无功补偿，解决电解槽晶闸管整流器引发的无功过载问题。该方法可集成至iSolarCl...
基于贝叶斯优化算法与二次分解的误差校正深度Autoformer模型在光伏发电预测中的应用
An error-corrected deep Autoformer model via Bayesian optimization algorithm and secondary decomposition for photovoltaic power prediction
Jie Chen · Tian Peng · Shijie Qian · Yida Ge 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
准确的光伏发电功率预测对于电网的稳定运行和合理调度至关重要。然而，由于光伏发电具有不稳定性，其功率预测仍面临巨大挑战。为此，本文提出一种结合二次分解、贝叶斯优化与误差校正机制的Autoformer模型用于光伏发电功率预测。为降低数据复杂性并充分提取特征，采用了两种分解方法：首先利用经验模态分解（EMD）对光伏功率序列进行初级分解；然后引入样本熵（SE）衡量各分量的复杂度，并对复杂度最高的分量采用变分模态分解（VMD）进行二次分解。其次，构建基于贝叶斯优化算法优化的Autoformer模型，分别预...
解读: 该基于深度学习的光伏功率预测技术对阳光电源iSolarCloud智慧运维平台具有重要应用价值。通过EMD-VMD二次分解和Autoformer模型可显著提升预测精度,可集成至SG系列逆变器的MPPT优化算法中,实现更精准的发电功率预测。结合ST系列储能PCS,该预测模型能优化储能系统充放电策略,提升...
跟网型与构网型变流器并存电力系统的混合频域建模与稳定性分析
Hybrid Frequency-domain Modeling and Stability Analysis for Power Systems with Grid-following and Grid-forming Converters
Ni Liu1Hong Wang1Weihua Zhou2Jie Song3Yiting Zhang1Eduardo Prieto-Araujo3Zhe Chen4 · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年1月 · Vol.1
随着可再生能源装机容量的增加，电网对并网变流器的控制要求日益多样化，系统稳定性分析复杂度上升。本文通过多种频域模型揭示其差异，阐明将自稳定变流器传递函数假设为无右半平面（RHP）极点的局限性。讨论了跟网型（GFL）与构网型（GFM）变流器频域建模的适用性，建议含理想源的GFM变流器应采用P/Q-θ/V导纳模型而非V-I阻抗模型，并通过两个案例验证其合理性。提出一种适用于多GFL与GFM变流器共存系统的混合频域建模框架及稳定性判据，该判据在应用奈奎斯特判据时无需检查非无源子系统的RHP极点数，简化...
解读: 该混合频域建模方法对阳光电源ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器的协同稳定性分析具有重要价值。文章提出的P/Q-θ/V导纳模型可直接应用于PowerTitan储能系统的构网型控制优化，解决传统V-I阻抗模型在含理想源GFM变流器建模中的局限性。所提混合频域稳定性判据无需检查RHP极点，可显著简化光...
基于填充床反应器放热特性的热化学太阳能发电系统性能优化与熵-TOPSIS评价
Performance optimization and entropy-TOPSIS evaluation of a thermochemical solar thermal power generation system based on packed bed reactor exothermic characteristics
Jianing Chen · Xueming Yang · Jie Cui · Yinqiao Huo 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.336
摘要 太阳能热发电技术在全球低碳能源转型中具有巨大潜力，但其大规模发展仍受到太阳辐射间歇性、系统稳定性等挑战的制约。本研究聚焦于硅藻土改性的钙基材料，揭示了硅藻土改性使放热反应机理由A3模型转变为D2模型，显著降低了8.69%的活化能，并使指前因子提高了18.19%。对填充床反应器中的放热过程进行了深入研究，阐明了温度场、反应程度及压力场的演化规律。提出了一种引入中间进气通道的创新设计，使反应时间缩短了28.57%。构建了一种新型热化学太阳能热发电（TSTPG）系统，从反应器释热特性的角度系统考...
解读: 该热化学储能技术为阳光电源ST系列储能系统提供了长时储能技术路径参考。研究中的填充床反应器放热特性优化、中间气流通道设计缩短反应时间28.57%的创新思路,可启发PowerTitan储能系统的热管理优化。4E综合评估方法(能量、火用、经济、环境)与阳光电源iSolarCloud平台的多维度系统评估理...