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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...
具有超薄势垒结构的6英寸高压GaN基增强型HEMT:界面质量及其可靠性
6-in. high-voltage GaN-based E-mode HEMTs with ultrathin barrier structures: Interface quality and its reliability
Nan Sun · Ronghua Wang · Runxin Microelectronics Corporation · Wuxi China Resources Huajing Microelectronics Corporation 等6人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文报道了基于6英寸硅衬底的高压增强型GaN高电子迁移率晶体管(E-HEMT),采用超薄势垒层结构。通过优化界面控制与材料生长工艺,显著提升了异质结界面质量,有效降低了界面态密度并改善了二维电子气特性。器件表现出优异的击穿电压与导通电阻平衡特性,并在高温反向偏压应力下展现出良好的长期可靠性,界面退化机制被系统分析。该研究为高性能、高可靠GaN功率器件的规模化制造提供了技术支撑。
解读: 该研究的超薄势垒GaN E-HEMT技术对阳光电源的功率变换产品具有重要应用价值。6英寸晶圆规模化制造工艺可降低GaN器件成本,有利于在SG系列逆变器和ST系列储能变流器中推广应用。优化的界面质量和可靠性特性可提升产品在高温、高压工况下的稳定性,特别适合PowerTitan等大功率储能系统。器件优异...
面向氢-电配电网协同与移动储氢的量子辅助组合Benders算法
Quantum Assisted Combinatorial Benders' Algorithm for the Synergy of Hydrogen and Power Distribution Systems With Mobile Storage
Mingze Li · Siyuan Wang · Lei Fan · Zhu Han · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年1月
氢能基础设施的发展有望促进可再生能源在配电网中的消纳。为利用氢能系统的灵活性,本文提出一种混合二进制二次规划模型,用于氢-电配电网协同运行,并建模车载移动储氢设施的路径调度及装卸量。设计了一种量子辅助的组合Benders分解算法,将主问题与子问题分别部署于量子处理单元和经典CPU求解。主问题被重构为量子退火器可高效求解的无约束二进制二次优化问题。在混合量子-经典计算平台上的测试结果表明,随着问题规模增大,该方法呈现优于传统CPU商业求解器的趋势。
解读: 该量子辅助优化算法对阳光电源氢-电综合能源系统具有重要应用价值。在PowerTitan储能系统与氢能耦合场景中,可优化移动储氢车辆调度与充放策略,提升系统灵活性。对于工商业光伏配储项目,该算法可协同SG逆变器、ST储能变流器与氢储能设施的多时间尺度调度,解决大规模混合整数优化难题。量子计算加速特性可...
双侧零回流功率、最小环流电流及宽范围ZVS的优化与调制——基于宽电压增益五电平NPC-DAB谐振变换器
Optimization and Modulation for Dual-Side Zero Backflow Power, Minimum Tank Current, and Wide-Range ZVS in a Wide-Voltage Gain Five-Level NPC-DAB Resonant Converter
Song Hu · Lei Han · Chuan Sun · Xiaodong Li 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
中点钳位(NPC)结构适用于高电压、高功率场合,但在传统调制策略下,其在宽电压增益和轻载时易出现高回流功率与低效率问题。本文提出一种优化的非对称移相调制策略,应用于五电平NPC双有源桥谐振变换器(5L-NPC-DABRC),可实现变压器双侧回流功率完全消除、全开关器件宽范围零电压开通(ZVS)及近似最小有效电流,显著降低开关与导通损耗。通过600 W实验样机验证了拓扑与调制策略的有效性,全功率范围内性能优异,相比现有调制方法在不同负载下均表现出更高效率。
解读: 该五电平NPC-DAB谐振变换器的优化调制技术对阳光电源储能与充电产品具有重要应用价值。其双侧零回流功率与宽范围ZVS特性可直接应用于ST系列储能变流器的DC-DC隔离级,解决宽电压增益场景(200-1000V电池侧与1500V直流母线)下的轻载低效问题,提升PowerTitan系统全工况效率。在新...
晶粒尺寸对多晶3C-SiC电阻率的影响
Effect of grain size on the resistivity of polycrystalline 3C-SiC
Guo LiLei GeMingsheng XuJisheng HanXiangang Xu · 半导体学报 · 2025年1月 · Vol.46
碳化硅在功率电子器件领域具有显著优势,但其制造工艺仍是制约广泛应用的关键瓶颈。相比单晶,多晶SiC成本更低、更易制备,但性能调控仍面临挑战。本文系统研究了一系列多晶3C-SiC样品的电学与材料特性及其关联性。通过TEM、XRD、拉曼光谱和EBSD分析,确认了样品的多晶结构、晶粒取向及残余应力。结果表明,在掺杂水平相近时,晶粒尺寸是决定电学性能的主导因素,电阻率与晶粒尺寸d满足关系式log(ρ) = -1.93 + 8.67/d。该发现为多晶3C-SiC的定量调控及其在电子器件中的应用提供了理论依...
解读: 该研究揭示的多晶3C-SiC电阻率与晶粒尺寸定量关系,为阳光电源功率器件选型提供了重要参考。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中,SiC器件的导通电阻直接影响系统效率和散热设计。通过该公式可预测多晶SiC的电学性能,为低成本多晶SiC替代高成本单晶方案提供理论依据。特别是在PowerTitan...
基于β-Ga₂O₃的热中子探测器演示
Demonstration of β-Ga2O3-Based Thermal Neutron Detector
Xiangdong Meng · Xinyi Pei · Yuncheng Han · Na Sun 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2024年12月
利用超宽带隙半导体(如氧化镓(Ga₂O₃)和金刚石)的紧凑型、高精度、耐用型热中子探测器,在恶劣环境下对核反应堆进行安全、长期的堆芯附近监测方面具有巨大潜力。然而,实现低器件漏电流和高效中子探测仍然是一项重大挑战。在这项工作中,我们展示了首个基于大面积(9平方毫米)p - NiO/β - Ga₂O₃异质结二极管的热中子探测器。该器件的界面陷阱密度较低,这通过轻微的电容 - 频率色散和低1/f噪声等效功率得以证明,从而实现了超低漏电流(在 - 200 V时为10⁻⁸ A)。因此,它对α粒子(5.4...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项基于β-Ga2O3的热中子探测器技术虽然聚焦于核辐射监测领域,但其底层的超宽禁带半导体材料技术与我们在功率电子器件领域的发展方向存在重要关联性。 β-Ga2O3作为新一代超宽禁带半导体材料,其禁带宽度达4.8eV,远超碳化硅(3.3eV)和氮化镓(3.4eV)。论文展...
基于物理信息注意力残差网络的电池智能温度预警模型
Battery intelligent temperature warning model with physically-informed attention residual networks
Xue Ke · Lei Wang · Jun Wang · Anyang Wang 等12人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.388
摘要 电动汽车的快速发展对锂离子电池的热安全管理提出了更高要求。传统的物理模型需要大量离线参数辨识,在计算效率与模型保真度之间难以平衡;而数据驱动方法虽然精度较高,但缺乏可解释性,且在不同工况下需要大量数据支持。为应对上述挑战,本文提出了一种物理信息引导的注意力残差网络(Physics-Informed Attention Residual Network, PIARN),该模型将改进的非线性双电容模型与热集总模型嵌入到物理引导的循环神经网络框架中,从而提升了模型的可解释性与泛化能力。所设计的残...
解读: 该物理信息引导的电池温度预警技术对阳光电源储能系统具有重要价值。PIARN模型结合物理模型与深度学习,可集成至ST系列PCS和PowerTitan储能系统的BMS热管理模块,实现0.1°C精度的在线温度预测和近100%准确率的热预警。其轻量化物理模型与残差网络架构适合边缘计算部署,可通过iSolar...
基于光热电全耦合的纳米流体分光光伏/热
PV/T)系统热电性能分析
Jianqing Lin · Xianglong Chen · Lei Han · Gang Wang · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.290
摘要 优化系统结构并引入分光技术是提升聚光太阳能光伏/热(PV/T)系统运行性能的有效策略。本研究提出了一种基于分光技术的两级聚光PV/T系统,并采用光-热-电全耦合的方法对系统进行分析。首先,利用蒙特卡洛光线追踪(MCRT)方法验证所建立的离散坐标(DO)辐射模型的可靠性。随后,将获得的定量结果作为体热源应用于三维流动传热模型中。最后,对两级聚光纳米流体PV/T系统在不同运行条件下的运行特性进行了参数化研究。结果表明,由二维DO辐射模型获得的辐射通量与MCRT方法所得结果具有良好的一致性。在三...
解读: 该光热电全耦合分光PV/T技术对阳光电源SG系列光伏逆变器及智能运维系统具有重要价值。研究中的多物理场耦合建模方法可应用于逆变器热管理优化,提升MPPT算法在复杂光热条件下的追踪精度。串并联运行模式对比分析为储能系统ST系列PCS的拓扑优化提供参考,特别是在光储一体化场景中平衡电效率(22.13%)...