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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9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...
用于设计高储能性能聚合物纳米复合材料的相场模拟物理信息神经网络
Physics-informed neural networks for phase-field simulation in designing high energy storage performance polymer nanocomposites
Qiao Li · Tan Zeng · Hongxiao Yang · Jun Ma 等6人 · Applied Physics Letters · 2025年2月 · Vol.126
本文提出一种基于物理信息神经网络(PINNs)的相场模拟方法,用于高效设计高能量存储性能的聚合物纳米复合材料。该方法融合深度学习与相场模型,通过嵌入控制方程和物理约束,显著提升计算效率并准确预测纳米复合材料中电畴演化与界面效应。结合实验验证,所提模型可优化填料分布与微观结构,实现高储能密度与低损耗。研究为多功能介电材料的设计提供了新范式。
解读: 该物理信息神经网络相场模拟技术对阳光电源储能系统的介电材料设计具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中,高能量密度电容器是直流母线支撑和滤波的关键器件,该技术可优化聚合物薄膜电容的填料分布与微观结构,提升储能密度并降低介电损耗,直接改善功率密度和系统效率。结合SiC...
基于均匀分布的随机斜率PWM中概率统计参数的表征与选择
Characterization and Selection of Probability Statistical Parameters in Random Slope PWM Based on Uniform Distribution
Jie Xu · Ziling Nie · Junjie Zhu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
针对现有随机脉宽调制(PWM)中随机变量与谐波频谱关系不明确的问题,本文建立了均匀分布随机载波序列概率参数与频域谐波分布的关联,提出了一种随机载波序列的选择方法。基于随机斜率PWM,推导了3-dB带宽公式,为优化逆变器输出频谱提供了理论依据。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线(组串式逆变器、集中式逆变器)具有极高的应用价值。通过优化随机PWM的概率参数,可以在不增加硬件成本的前提下,有效改善逆变器输出的电磁兼容性(EMC)表现,将离散的谐波峰值转化为连续的噪声背景,从而降低滤波器设计难度或减小磁性元件体积。建议研发团队在iSolarCloud...
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...
双频带随机PWM策略中最佳谐波分散效应的性能与表征
Performance and Characterization of Optimal Harmonic Dispersion Effect in Double Frequency-Band Random PWM Strategy
Jie Xu · Zhihong Ouyang · Jun Sun · Wei Zhu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
传统随机开关频率PWM(RSFPWM)为避免谐波尖峰需扩大频率范围,但这会导致谐波向难以滤波的低频段扩散。为解决此问题,本文提出双频带随机PWM策略,通过优化谐波分散效应,在抑制低频谐波的同时实现谐波频谱的平滑化,提升电力电子变换器的电磁兼容性与输出质量。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线(组串式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器)具有直接应用价值。在光伏与储能并网场景中,电磁干扰(EMI)和输出谐波质量是产品设计的关键指标。通过采用双频带随机PWM策略,可以在不增加硬件滤波成本的前提下,有效优化输出电流谐波分布,降低对电网的...
一种具有对称脉宽平衡和定周期滞后突发控制的高效率全负载范围LLC谐振变换器
An LLC Resonant Converter With Symmetric Pulse-Width Balancing and Fixed-Period Hysteresis Burst Control for High Efficiency Over Full Load Range
Hanyu Shi · Mingchao Liang · Jie Zhu · Zhuang Zhang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
本文提出了一种集成控制器的高效率LLC谐振变换器。为提升瞬态响应,采用了混合滞后电荷(HHC)控制。针对控制补偿中电流斜率不一致导致的输出电流偏差及器件寿命缩短问题,提出了对称脉宽平衡技术。此外,该方案有效改善了LLC变换器在轻载下的效率下降问题。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及储能系统(如PowerStack)中的DC-DC变换级具有重要参考价值。LLC拓扑在阳光电源的高效能产品中应用广泛,本文提出的对称脉宽平衡技术能有效解决多模块并联时的电流不均问题,从而提升系统可靠性并延长功率器件寿命。同时,其在轻载下的效率优化策略,契合阳光电源对户...
共源共栅GaN HEMT短路失效机理研究
Exploring Short-Circuit Failure Mechanism of Cascode GaN HEMT
Sheng Li · Qinhan Wang · Weihao Lu · Leke Wu 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
本文通过仿真分析与实验验证,深入揭示了共源共栅(Cascode)氮化镓器件在单脉冲短路事件下的失效机理。研究发现了一种独特的“恢复”失效现象,并明确了器件内部两个主要的烧毁区域:栅极指状结构包围的漏极拐角处及其他关键区域。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能产品中对高功率密度要求的提升,GaN器件的应用潜力巨大。本文揭示的Cascode GaN短路失效机理及“恢复”现象,对于优化逆变器功率模块的驱动电路设计、短路保护策略及热管理方案具有重要参考价值。建议研发团队在后续高频化产品设计中,重点关注GaN器件在极端工况...
通过减小输入电容以最小化无线电力接收系统中Buck变换器的右半平面零点效应
Reducing the Input Capacitance to Minimize the Right-Half-Plane Zero Effect for Buck Converters in Wireless Power Receiver Systems
Shuai Dong · Jie Liu · Baichuan Zhang · Chen Lin 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
本文针对无线电力接收系统中Buck变换器因谐振网络电流源特性导致的右半平面零点(RHPZ)问题,提出了一种通过减小输入电容来优化控制到输出传递函数的方法,旨在改善系统的瞬态响应性能。
解读: 该研究关注Buck变换器在特定负载特性下的控制稳定性优化,虽然主要针对无线充电场景,但其对控制环路设计和RHPZ效应的抑制策略对阳光电源的户用光伏优化器及小型DC-DC变换模块具有参考价值。在阳光电源的户用光伏及电动汽车充电桩产品线中,优化变换器的瞬态响应能提升系统在复杂工况下的稳定性。建议研发团队...
基于电压前馈有源阻尼控制的WPT系统中带小输入电容Buck变换器的动态性能提升方法
Dynamic Performance Improvement Method for Buck Converters With Small Input Capacitors in WPT Systems Based on Voltage Feedforward Active Damping Control
Shuai Dong · Xiangyu Chen · Jie Liu · Baichuan Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
在无线电能传输(WPT)系统中,当接收端采用具有电流源特性的补偿网络时,Buck变换器的控制到输出传递函数会出现右半平面零点(RHPz),严重影响系统瞬态性能。本文提出了一种基于电压前馈有源阻尼控制的方法,旨在改善该类变换器在小输入电容条件下的动态响应。
解读: 该研究关注Buck变换器在特定负载特性下的动态稳定性及控制优化,对于阳光电源的储能变流器(PCS)及DC-DC变换模块具有参考价值。虽然WPT应用场景与当前主流光储产品不同,但文中提到的“右半平面零点抑制”和“电压前馈有源阻尼控制”技术,可迁移至PowerTitan或ST系列PCS的DC-DC级设计...
冷藏集装箱功率中继式无线电能传输系统效率分析与优化方法
Efficiency Analysis and Optimization Method of Power-Relay IPT Systems for Reefer Containers
Huanyu Yang · Yefei Xu · Yundong Gu · Chenyan Zhu 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
为优化集装箱码头作业流程并节省空间,本文提出了一种用于冷藏集装箱无线充电的功率中继式感应电能传输(IPT)系统。文章建立了基于负载功率的效率模型,详细分析了系统效率随输入电压和负载功率分布的变化规律,并提出了相应的优化方法。
解读: 该技术涉及无线电能传输(IPT)及中继拓扑,与阳光电源现有的电动汽车充电桩业务具有技术关联性。虽然目前冷藏集装箱无线充电属于细分市场,但其核心的功率变换效率优化模型及中继传输技术,可为阳光电源未来探索大功率无线充电、港口岸电智能化及移动储能充电场景提供技术储备。建议关注该拓扑在提升传输距离与效率方面...
串联晶闸管脉冲电流分析的行为模型
A Behavioral Model for Pulse Current Analysis of Series-Connected Thyristors
Pengcheng Xing · Qingbo Wan · Jie Huang · Heng Zhang 等14人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
高功率脉冲系统常需串联多个晶闸管以承受高电压,但实现脉冲性能最优化的器件数量尚不明确。本文开发了一种串联晶闸管脉冲电流的行为模型,将器件级的电导调制与电路级的行为联系起来,为高压功率器件的串联应用提供了理论支撑。
解读: 该研究聚焦于晶闸管(Thyristor)的串联应用及脉冲特性,虽然阳光电源目前的主流产品(如组串式/集中式逆变器、PowerTitan储能系统)主要采用IGBT或SiC MOSFET等全控型功率器件,而非半控型的晶闸管,但该模型中关于“多器件串联均压与电导调制”的分析方法,对于超高压直流输电或特定高...
基于电压平衡的IPOS DAB变换器最优混合容错控制
Optimal Hybrid Fault Tolerant Control With Voltage Balancing for IPOS DAB Converters
Chong Zhang · Jie Zhu · Xiaogang Ding · Samson Shenglong Yu 等5人 · IET Power Electronics · 2025年6月 · Vol.18
本文提出了一种针对输入并联输出串联双有源桥(DAB)变换器开路故障(OCF)的最优混合容错控制策略。该方法充分利用发生OCF后DAB模块剩余的功率转换能力,在全局控制范围内实现功率开关的零电压开关(ZVS)或零电流开关(ZCS)以及二极管的零电流关断,有效提升系统在故障工况下的运行效率与稳定性,同时兼顾电压均衡控制性能。
解读: 该IPOS DAB容错控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。DAB变换器广泛应用于储能系统的DC-DC隔离变换环节,该研究提出的开路故障容错策略可直接提升阳光电源储能产品的可靠性和系统可用率。通过在故障工况下实现ZVS/ZCS软开关和电压均衡控制,可...
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...