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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...
输出功率为5 W且在60 ℃老化下寿命超过20000小时的GaN基蓝色激光二极管
GaN-based blue laser diodes with output power of 5 W and lifetime over 20 000 h aged at 60 ℃
Lei Hu1Siyi Huang1Zhi Liu1Tengfeng Duan1Si Wu1Dan Wang1Hui Yang2Jun Wang3Jianping Liu4 · 半导体学报 · 2025年1月 · Vol.46
1995年和1996年，在实现p型掺杂、材料质量提升及高亮度GaN基LED突破后，GaN基激光二极管（LDs）的受激辐射与激射现象相继被报道。然而，其实现高输出功率、高电光转换效率及长寿命经历了较长时间。直至2019年，日亚公司报道了具备上述性能的蓝光LDs，推动了GaN基蓝色激光二极管在多个领域的广泛应用。
解读: 该高功率长寿命GaN基蓝色激光二极管技术对阳光电源功率器件应用具有重要参考价值。虽然研究聚焦激光二极管，但其GaN材料高温可靠性验证（60℃老化20000小时）和高功率密度设计理念可借鉴至功率电子领域。对于ST系列储能变流器和SG光伏逆变器中的GaN功率器件应用，该研究揭示的材料稳定性机制和热管理方...
基于直驱PMSG风力发电机系统恢复过程中的快速功率调节方法
Fast Power Regulation Method During System Restoration for D-PMSG-Based Wind Turbines
Guohang Huang · Sheng Huang · Juan Wei · Hesong Cui 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年9月
桨距动作速度是限制风力发电机功率爬坡速率的主要因素之一。通过在风轮、叶片和发电机转子中存储动能，可在减少桨距调节的情况下实现更快的功率调控，适用于 blackout 后系统恢复等需快速注入功率的场景。本文提出一种适用于直驱永磁同步风力发电机（D-PMSG）的新型快速功率调节方法，提前完成耗时的桨距角减小过程，并在外部系统恢复前储备动能，从而在系统恢复初期即实现最大功率输出。分析了D-PMSG风机的可行运行边界及其对外部系统的最大功率支撑能力，避免高动能储备引起的变流器调制问题。该方法可显著提升功...
解读: 该快速功率调节技术对阳光电源储能和风电产品线具有重要参考价值。通过动能储备和桨距预调节实现的快速功率响应机制,可应用于ST系列储能变流器的黑启动和系统恢复功能优化。其动能管理思路可借鉴到PowerTitan储能系统的功率调节策略中,提升大规模储能电站的一次调频性能。该方法对变流器功率边界的分析也可用...
考虑储能和需求响应的物联网智慧能源枢纽能量管理
Energy Management Considering Energy Storage and Demand Response for Smart Energy Hub in Internet of Things
Jinyong Lei · Changcheng Zhou · Xiaolin Li · Andi Huang 等6人 · IEEE Access · 2025年1月
本文提出能源系统中智慧能源枢纽SEH与用户间交互的能源优化管理方法。系统中还考虑物联网IoT和储能。首先构建SEH和用户模型，然后讨论储能影响下的利润模型。接下来应用Stackelberg博弈模型，其中SEH作为领导者用户为跟随者。提出双层算法求解问题。最后研究案例验证方法正确性。结果表明该方法可用于综合能源系统的有效能量管理，IoT在信息交换中发挥重要作用。
解读: 该智慧能源枢纽管理技术对阳光电源综合能源服务解决方案有重要应用价值。阳光PowerTitan储能系统可作为能源枢纽核心设备，协调多能源供需。Stackelberg博弈模型的领导者-跟随者机制可应用于阳光虚拟电厂的分层优化控制。双层算法对阳光iSolarCloud平台的多目标优化有借鉴意义。IoT信息...
分布式光伏系统抑制能源贫困的对等持股策略
Peer-to-Peer Shareholding Strategy for Distributed Photovoltaic Systems to Curb Energy Poverty
Jieyu Lei · Shibin Gao · Xiaoguang Wei · Tao Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年11月
利用分布式光伏进行能源共享是缓解能源贫困的一个有前景的解决方案。然而，由于资金障碍、空间问题和监管挑战，设计能源供应替代方案的能源共享潜力尚未在实践中得到体现和实施。本文提出了一种用于有效硬件共享的公平能源共享模型，在该模型中，居民用户通过股权转移按需使用光伏硬件，共享光伏所发的电力通过点对点（P2P）交易和本地微电网市场进行共享。为了实现居民用户利润最大化，提出了一个兼顾能源和经济效益的协同优化模型。基于IEEE 33节点系统的数值模拟结果表明，所提出的机制可使光伏总体利用率提高15%，并使居...
解读: 该对等持股与能源共享机制对阳光电源iSolarCloud云平台和SG系列分布式光伏逆变器具有重要应用价值。研究提出的去中心化产权结构与智能合约自动分配模式，可直接集成到iSolarCloud平台，开发社区光伏共享功能模块，实现多用户投资、发电量监测与收益自动结算。对于SG系列逆变器，可增强其数据采集...
由并网电压源换流器外环控制器引起的极限环与大信号稳定边界
Limit Cycle and Large Signal Stability Boundary Induced by Outer Controller of Grid-Connected VSC
Boyuan Zhao · Zhen Huang · Lei Chen · Kaiyuan Hou 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
本文揭示了并网电压源换流器（VSC）外环控制器引发的围绕稳定平衡点（SEP）的极限环现象，该极限环构成系统的大信号稳定边界。建立了包含直流与交流电压外环控制的三阶微分代数方程模型，发现随着有功功率增加、直流电压控制器带宽增大或阻尼比减小，系统易产生极限环。仿真表明极限环会缩小吸引域（ROA）。基于Demidowitsch准则，提出极限环不存在的解析型充分条件，可有效扩展ROA且无需依赖数值仿真。电磁暂态仿真与实验结果验证了理论分析的正确性。
解读: 该研究揭示的VSC外环控制器极限环现象对阳光电源ST储能变流器和SG光伏逆变器的大信号稳定性设计具有重要指导意义。研究提出的基于Demidowitsch准则的解析型充分条件，可直接应用于直流电压外环和交流电压外环控制器参数整定，避免功率突变或电网扰动时系统进入极限环振荡。对于PowerTitan大型...
一种增强型无源性控制在波浪能转换系统混合储能中的应用
An Enhanced Passivity-Based Control of Hybrid Energy Storage Applied to Wave Energy Conversion System
Peiwen Tan · Lei Huang · Wenjun Zheng · Shixiang Wang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年7月
直驱式波浪能转换器（DDWEC）的输出功率本质上受实际海况影响，具有显著的间歇性。这种可变性给向负载提供稳定电力带来了挑战，进而使控制策略变得复杂。本文提出了一种用于含直驱式波浪能转换器和混合储能系统（HESS）的孤岛微电网应用的互联阻尼评估 - 基于无源性的控制器（IDA - PBC）。与其他控制方法不同，IDA - PBC 不将控制策略分为外环和内环，这使得控制策略更高效，能够确保系统稳定性。结合基于无源性的控制，本文提出了一种非线性干扰观测器（NDO），以增强系统在参数不匹配和负载条件变化...
解读: 该增强型无源性控制策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要借鉴价值。文章提出的超级电容-蓄电池混合储能架构与基于端口受控哈密顿模型的控制方法，可直接应用于光储、风储等新能源并网场景的功率平抑。其渐近稳定性保证与鲁棒控制特性，可增强阳光电源储能系统在电网扰动下的动态响...
一种改进的无模型预测电流控制方法以抑制逆变器非线性和PMSM驱动系统的参数时变性
Improved Model-Free Predictive Current Control for Suppressing Inverter Nonlinearity and Parametric Time-Varying of PMSM Drive Systems
Xiaodong Sun · Zhihui Huang · Zebin Yang · Gang Lei 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年3月
为提高永磁同步电机（PMSM）驱动系统的控制性能，提出一种基于扩展状态观测器（ESO）、具备电压源逆变器（VSI）非线性补偿功能的改进型无模型预测电流控制方法。首先，介绍一种基于永磁同步电机驱动系统扩展状态观测器的改进型无模型预测电流控制（MFPCC）方法，该方法无需电机参数，且调参工作较少。然后，提出一种电压源逆变器非线性补偿方法，以减少三相桥式电压源逆变器中因加入死区时间而导致的电流畸变。通过在仿真中进行调整获得近似参数，再将其应用于实验中进一步微调。将基于扩展状态观测器的无模型控制与电压源...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于扩展状态观测器的改进无模型预测电流控制技术具有重要的应用价值。该技术针对永磁同步电机驱动系统提出的控制策略，与我司在储能变流器、光储一体化系统以及电动汽车充电设备中广泛应用的电机控制技术高度相关。 技术的核心价值在于两个方面：首先，无模型预测控制摆脱了对电机参数的...
一种具有互补功率输出的双端口直驱式波浪能转换器最优功率捕获策略
An Optimal Power Capture Strategy for Dual-Port Direct-Drive Wave Energy Converter With Complementary Power Output
Haitao Liu · Lei Huang · Minqiang Hu · Shixiang Wang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年12月
双端口直驱式波浪能转换器（DPDDWEC）拓扑结构最近被提出，作为解决波浪能间歇性问题的一种方案。本文介绍了一种适用于DPDDWEC的最优频率点（OFP）方法，与常用的谱峰频率点（SPFP）方法相比，该方法能够产生更高的有功功率。分析表明，由于电磁弹簧力引起的双动子之间的耦合，DPDDWEC系统呈现出多自由度特性。通过为双端口系统建立全面的状态空间模型，并推导双动子之间的运动学关系，确定了系统与波浪之间的共振条件，从而优化了波浪能的捕获。此外，从动动子的功率输出被有效利用，以补偿驱动动子的无功功...
解读: 该双端口互补功率输出策略对阳光电源ST系列储能变流器和多能互补系统具有重要借鉴价值。其核心的最优功率捕获与能量分配优化算法可直接应用于PowerTitan储能系统的多端口能量管理，特别是在光储充一体化场景中协调光伏、储能、充电桩多端口功率流动。文中的MPPT与互补输出控制策略可增强阳光电源iSola...
基于物理信息神经网络的振荡越浪式波浪能转换装置系统辨识
System identification of oscillating surge wave energy converter using physics-informed neural network
Mahmoud Ayy · Lisheng Yang · Alaa Ahm · Ahmed Shalaby 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378
优化波浪能转换装置的几何结构并通过PTO控制提高其效率，需要发展能够预测其水动力响应的有效低阶模型。本文采用多步方法，识别控制振荡越浪式波浪能转换装置响应方程的系数。依次利用准静态实验、自由响应实验和扭矩强迫实验的数据，分别识别水静力刚度系数、辐射阻尼系数、附加质量系数以及非线性阻尼系数。这些数据集来源于对振荡式波浪能转换装置模型所进行的实验。刚度系数由准静态实验确定。随后，将物理信息神经网络应用于自由响应数据，以识别表征辐射阻尼的状态空间模型的系数。同样的方法被应用于扭矩强迫响应数据，以识别附...
解读: 该物理信息神经网络(PINN)系统辨识方法对阳光电源储能变流器ST系列和电机驱动控制具有重要借鉴价值。文中多步骤辨识非线性阻尼、辐射阻尼及附加质量的思路,可应用于PowerTitan储能系统的PCS控制参数自适应优化和电动汽车驱动系统的电机参数在线辨识。结合SiC器件高频特性,PINN可实现GFM/...
用于波浪能转换的直线-旋转磁场调制发电机分析
Analysis of A Linear-Rotary Magnetic Field Modulation Generator for Wave Energy Conversion
Yuan Li · Lei Huang · Hui Yang · Minshuo Chen 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年6月
为解决波浪能转换器（WEC）速度低导致的“功率/体积”比或“功率/成本”比低的问题，提出了一种直线-旋转磁场调制发电机（LMFMG）。介绍了LMFMG的三维结构和工作原理。计算了磁齿轮螺杆的气隙磁密，以验证磁场调制原理和增速机制。经过对比分析，给出了LMFMG的优化参数和输出参数。计算了旋转发电机的反电动势、损耗和效率。通过磁场调制，所提出的LMFMG可将0.5 m/s的直线运动转换为10000 rpm的高速旋转运动。与现有WEC相比，所提出的LMFMG具有更高的“功率/体积”比和“功率/成本”...
解读: 从阳光电源的新能源业务布局来看，这项线性-旋转磁场调制发电机技术为公司在海洋能源领域的拓展提供了重要参考价值。该技术通过磁场调制机制，将0.5m/s的低速线性运动转换为10000rpm的高速旋转运动，有效解决了波浪能转换装置长期面临的"功率密度低"和"成本效益差"的核心痛点，这与阳光电源在光伏逆变器...
基于混合并网变换器的多功能消弧装置
A Multifunctional Arc Suppression Device Based on Hybrid Grid-Connected Converters
Zejun Huang · Qi Guo · Chunming Tu · Kai Sun 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
由于消弧装置在正常运行和单相接地故障时的电压幅值不同，导致成本高、模块利用率低的问题较为严重。为此，提出一种具备无功补偿和故障调节能力的集成式并网变流器（IGCC）。首先，本文介绍了IGCC的拓扑结构和运行机制。通过改进传统消弧装置，形成一种结合中性点钳位（NPC）和级联H桥的通用单元。在NPC模块中增加第四桥臂并与消弧电感相连，实现了两种结构的集成。NPC单元的接入不仅减少了传统消弧装置的模块数量，还为消弧装置和无功补偿装置提供了一个集成端口。其次，对IGCC的有源和无源部分参数进行了优化设计...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于混合并网变流器的多功能消弧装置技术具有显著的战略价值。该技术通过整合中性点钳位型（NPC）和级联H桥拓扑，实现了无功补偿与故障调节的一体化设计，这与我司在光伏逆变器和储能系统领域追求的高集成度、多功能化发展方向高度契合。 该技术的核心创新在于通过在NPC模块中增加...
考虑非光滑约束的数据-物理混合驱动配电网线性潮流
Data-Physical Hybrid Driven Distribution Network Linear Power Flow Considering Non-Smooth Constraints
Yuntao Ju · Tianlei Zhang · Lei Wang · Yan Huang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年9月
摘要：现有线性潮流（LPF）模型未考虑电压源换流器（VSC）和有载调压变压器（OLTC）包含运行限值和死区的非光滑约束特性，这限制了其应用。为此，提出一种考虑非光滑约束特性的配电网三相 LPF 模型。首先，利用光滑函数对非光滑约束特性进行有效拟合，得到连续可微的控制函数。然后，基于一阶泰勒级数展开对三相潮流方程进行物理线性化，并通过偏最小二乘法（PLS）得到误差补偿项。与未考虑非光滑约束的模型相比，考虑非光滑约束的三相 LPF 模型能够准确表征实际配电网中 VSC 和 OLTC 的运行特性，从而...
解读: 该研究对阳光电源的VSC型产品（如SG系列逆变器、ST系列储能变流器）具有重要参考价值。通过数据-物理混合建模方法，可优化产品在配电网中的电压调节性能，提升系统稳定性。特别是对于大型储能电站的PowerTitan系统，该方法有助于提高VSC的无功补偿精度和OLTC变压器的调压效果。研究成果可用于改进...
具有稳态与暂态运行优化方法的混合多功能灭弧逆变器
Hybrid Multifunctional Arc Suppression Inverter With Its Steady and Transient State Operation Optimization Method
Zejun Huang · Qi Guo · Zekun Xiao · Chunming Tu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
混合式消弧装置（HASD）是一种先进的装置，可用于消弧、无功补偿和故障调节。然而，HASD 在模式切换时的暂态问题较为突出。此外，HASD 在单相接地（SLG）故障期间会消耗有功功率，且通常需要额外的直流供电装置。为大幅降低 HASD 的成本，本文提出了一种基于附加回路的直流母线电压控制策略。与传统策略相比，所提出的控制策略无需添加额外的直流供电装置，即可从电网吸收有功功率。其次，提出了一种暂态优化方法，以实现 HASD 不同功能之间的灵活转换。在灵活切换过程中，消弧电流的指令值从 0 增加到最...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项混合多功能消弧逆变器技术与我们在光伏并网逆变器和储能系统领域的核心能力高度契合，具有显著的战略价值。 该技术的核心创新在于通过改进的直流母线电压控制策略，实现了消弧装置在单相接地故障时从电网吸收有功功率，从而省去了传统方案中必需的独立直流电源设备。这一突破对阳光电源而...
背接触光伏组件在实际现场遮挡条件下的输出性能分析：与TOPCon光伏组件的对比
Power output performance analysis of back-contact photovoltaic module under actual field shading conditions: A comparison with TOPCon photovoltaic module
Zhiwei Liab · Zhen Lib · Shiwei Gongb · Zhichao Wangb 等14人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.300
摘要 背接触（BC）太阳能电池由于其背面交错排列的PN结结构，表现出较低的反向偏压特性。现有文献和市场普遍认为，BC组件在局部遮挡条件下相较于正面接触组件（如TOPCon）具有更高的功率输出优势，原因是BC电池背面的PN结可发生软击穿导通。然而，本研究系统地探讨了这一结论的适用性，发现BC组件在遮挡场景下的输出性能优势仅限于特定条件。通过模拟实际现场遮挡条件（单电池遮挡、短边整行遮挡和长边整行遮挡）的对比实验，我们发现只有当一个子串中少于三个电池被遮挡时，BC组件的性能才优于TOPCon组件。这...
解读: 该研究揭示BC组件遮挡优势仅在子串少于3片电池遮挡时显现,对阳光电源SG系列光伏逆变器的MPPT优化策略具有重要指导意义。建议针对BC与TOPCon组件差异化调整旁路二极管激活阈值(-15V)检测算法,在大型地面电站长短边遮挡场景下统一MPPT扫描策略以降低计算负荷。该边界条件可集成至iSolarC...
聚四氟乙烯缓冲膜在加压烧结键合中的压力平衡效应
The Pressure Balance Effect of the Polytetrafluoroethylene Buffer Film in Pressure-Assisted Sintering Bonding
Chenxiao Huang · Guisheng Zou · Shuaiqi Wang · Zehua Li 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年7月
键合压力是碳化硅（SiC）功率芯片压力辅助烧结键合中最重要的工艺参数之一。置于压力压头与芯片之间的缓冲膜对于多芯片同时键合时的压力平衡至关重要。然而，关于缓冲膜的压力平衡机制、优化及性能提升的研究却鲜有报道。本研究建立了聚四氟乙烯（PTFE）缓冲膜压力平衡效应的仿真模型，并通过实验结果进行了验证。在压缩比和接头孔隙率方面，仿真结果与实验结果的平均相对误差（MRE）分别仅为 1.06% 和 1.98%。首次发现缓冲膜的压力平衡能力在某一最佳压力下达到峰值。无论膜厚如何，该最佳压力值均与烧结温度呈负...
解读: 从阳光电源功率半导体封装技术发展角度看，这项关于PTFE缓冲膜压力平衡效应的研究具有重要的工程应用价值。SiC功率芯片是我司光伏逆变器和储能变流器实现高效率、高功率密度的核心器件，而压力辅助烧结键合技术正是SiC芯片封装的关键工艺，直接影响产品的可靠性和成本竞争力。 该研究的核心价值在于解决多芯片...
基于神经网络前馈算法的SOEC系统热电双控策略
A thermo-electrical dual control strategy for SOEC system based on a neural network feedforward algorithm
Biaowu Lua · Shaozhuo Niub · Yuxuan Feic · Ang Lia 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401
摘要 固体氧化物电解池（SOEC）通过共电解技术为将可再生能源转化为合成气提供了有前景的途径，实现了高效的能量存储。然而，可再生能源固有的波动性，以及SOEC系统内部多物理场和组件之间的复杂耦合作用，给实现快速动态调节带来了重大挑战。本文建立了包含蒸发器、电加热器、换热器和SOEC电堆在内的SOEC系统综合模型。通过详细的多时间尺度特性分析发现，燃料流量在控制电堆温度和电压方面具有优势。随后，对比了基本燃料流量控制（FFC）、空气流量控制（AFC）和恒定转化率控制（CCRC）对关键性能的影响。结...
解读: 该SOEC双控策略对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。论文提出的神经网络前馈控制算法可应用于ST系列PCS的多物理场协同控制,特别是在光伏波动场景下实现电压稳定与温度管理的双重优化。其多时间尺度特性分析方法可用于PowerTitan储能系统的动态响应优化,将电压波动降低75%的控制思路可迁移至SiC...
质子交换膜燃料电池中平行流场的改进设计与多目标优化
Improved design and multi-objective optimization of parallel flow field in proton exchange membrane fuel cell
Tong Gaoa1 · Xinyue Dengb1 · Ying Huang · Lei Gongb 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.345
流场设计对质子交换膜燃料电池的性能具有显著影响，尤其是在高电流密度条件下。为解决传统平行流场（PAFF）在传质能力和排水性能方面的局限性，本研究提出了一种改进的阴极流场设计，分别在进口端、中间区域和出口端引入阻块结构。数值模拟结果表明，采用进口阻块的改进型平行流场（PAIB）性能提升最为显著，其最大功率密度较PAFF提高了6.1%，缺氧区域占比降低了27.17%。此外，氧气分布、电流密度、含水量及温度分布的均匀性也得到显著改善。为进一步提升性能，采用基于人工神经网络的代理模型结合非支配遗传算法I...
解读: 该燃料电池流场优化技术对阳光电源氢能储能系统及电堆热管理具有重要借鉴价值。研究中采用的神经网络+NSGA-II多目标优化方法可应用于ST系列PCS的散热流道设计,提升功率密度6.1%的思路可迁移至SiC/GaN功率器件的热管理优化。VOF两相流仿真技术对户外储能柜PowerTitan的防凝露与液冷系...