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具有AlN超晶格背势垒的SiC衬底双通道AlGaN/GaN肖特基势垒二极管
Double-channel AlGaN/GaN Schottky barrier diode with AlN super back barrier on SiC substrate
Tao Zhang · Junjie Yu · Heyuan Chen · Yachao Zhang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文报道了一种在SiC衬底上制备的具有AlN超晶格背势垒结构的双通道AlGaN/GaN肖特基势垒二极管。通过引入AlN超晶格作为背势垒，有效抑制了二维电子气向衬底方向的扩展，增强了载流子 confinement 效应，提升了器件的反向阻断能力与正向导通性能。该结构实现了高击穿电压与低泄漏电流的优异平衡。实验结果表明，器件具有较低的开启电压和高电流密度，同时反向击穿电压显著提高。该设计为高性能GaN基功率二极管的发展提供了可行方案。
解读: 该双通道AlGaN/GaN肖特基二极管技术对阳光电源的功率器件升级具有重要参考价值。AlN超晶格背势垒结构可显著提升GaN器件的击穿电压和导通特性,这对SG系列1500V光伏逆变器和ST系列储能变流器的高频化设计至关重要。特别是在三电平拓扑中,该技术可用于优化快恢复二极管的性能,有助于提升系统效率和...
用于高电流密度充电锂金属电池的高强度弹性体隔膜
High-strength elastomer separator for high-current-density-charging lithium metal batteries
Shufeng Song · Fengkun Wei · Ren Zhang · Anji Reddy Polu 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
河北工业大学机械工程学院、可靠性与智能电气装备国家重点实验室及国家技术创新方法与工具研究中心联合研究了一种适用于高电流密度充电条件下的锂金属电池用高强度弹性体隔膜。该隔膜具有优异的机械强度和弹性恢复能力，可有效抑制锂枝晶生长，提升电池循环稳定性与安全性。实验表明，在高电流密度下，采用该隔膜的锂金属电池表现出较低的界面阻抗和稳定的电化学性能，为高能量密度快充电池的设计提供了关键技术支撑。
解读: 该高强度弹性体隔膜技术对阳光电源储能系统和充电桩产品具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，高电流密度快充能力可显著提升电网调频响应速度和功率密度，该隔膜的抗锂枝晶特性能延长电池循环寿命，降低ST系列储能变流器配套电池的维护成本。在新能源汽车充电桩领域，支持高电流密度充电的锂金属电池...
高轻载效率双级双向800V-14V变换器设计
Design of High light-load efficiency Two stage Bidirectional 800V-14V Converter
Jinfeng Zhang · Xufu Ren · Zhenshuai Rong · Junwen Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
本文提出一种适用于电动汽车（EV）应用的 800 至 14 V 双向 DC - DC 转换器架构。该架构通过采用低压电力电子器件和一种新型集成磁路设计，有助于在轻载时实现高效率并减小体积。该原型在 10%负载下的效率达到 93.5%，峰值效率为 95%，功率密度为 9.18 kW/L。
解读: 该双向800V-14V变换器技术对阳光电源新能源汽车产品线具有直接应用价值。双级LLC+Buck/Boost架构可应用于车载OBC充电机的辅助电源模块，实现动力电池与12V/14V车载低压系统的高效能量双向传输。其轻载高效特性契合车辆待机、怠速等工况需求，可显著降低静态功耗。谐振变换器的软开关技术与...
基于栅极降压的新型SiC MOSFET短路退化抑制驱动电路
A Novel Gate-Buck-Based Drive Circuit for Mitigating the Degradation of SiC MOSFETs During Short Circuit
Xinsong Zhang · Yizhuan Zheng · Lei Zhang · Xibo Yuan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
研究SiC MOSFET短路(SC)容限小导致退化和损坏的主要因素。实验证实短SC时间导致更严重的电压应力,因此仅缩短保护时间不适当。分析硬开关故障(HSF)和负载故障(FUL)差异,单一SC检测难以同时适用两种故障。提出新型栅极降压驱动电路缓解SiC MOSFET退化。该电路将驱动过程分三阶段,通过调整各阶段电压值缓解退化并延长寿命,在短SC保护时间内抑制电压尖峰应力,适用两种SC故障,对开关速度和功率损耗影响最小。
解读: 该SiC短路保护驱动技术对阳光电源SiC器件应用有重要保护价值。栅极降压三阶段驱动方案可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的SiC MOSFET驱动电路设计,提高短路工况下的可靠性和寿命。该技术对PowerTitan大型储能系统和1500V光伏系统的SiC功率模块保护有指导意义,可降低短路故障风险...
基于混合惩罚函数增强型D3QN算法的微网低碳经济能量管理方法
Low Carbon Economic Energy Management Method in a Microgrid Based on Enhanced D3QN Algorithm With Mixed Penalty Function
Chanjuan Zhao · Yunlong Li · Qian Zhang · Lina Ren · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年1月
本文提出一种融合混合惩罚函数的增强型 Dueling Double Deep Q Network 算法（EN-D3QN-MPF），用于微网能量管理。构建包含光伏、风力发电、储能系统、电动汽车充电站、温控负荷及价格响应负荷的新型微网模型。通过结合混合惩罚函数与D3QN强化学习，动态平衡奖励权重，实现微网低碳经济运行与用户充电满意度的协同优化。基于中国东部2019年实测数据的仿真结果表明，所提方法在能量管理性能上优于遗传算法、粒子群算法、Dueling DQN、DDQN及D3QN。
解读: 该EN-D3QN-MPF算法对阳光电源微网能量管理系统具有重要应用价值。可直接应用于PowerTitan储能系统的智能调度模块，结合ST系列储能变流器实现多时间尺度的功率优化。算法融合的混合惩罚函数机制可嵌入iSolarCloud平台，协同优化SG系列光伏逆变器出力、储能充放电策略与充电桩负荷管理，...
识别最大频率变化率及其影响
Identifying the Largest RoCoF and Its Implications
Licheng Wang · Jun Ren · Gang Huang · Luochen Xie 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年10月
频率变化率（RoCoF）是保障低惯量电力系统频率安全的关键指标。现有基于聚合频率模型的惯量优化调度方法难以反映故障后系统各区域频率动态的差异，尤其在惯量分布不均时，局部母线的RoCoF可能显著高于聚合模型预测值。本文基于扩展直流潮流方程及同步机扰动后转子角度瞬时不变特性，推导了节点级RoCoF模型，并严格证明最大初始RoCoF必出现在含惯量的母线上。该结论与所提模型共同构建了形式简洁且凸化的最优节点惯量调度方法，仿真验证了其在不同场景下两典型互联系统中的有效性。
解读: 该节点级RoCoF模型对阳光电源储能系统和构网型控制技术具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中，可基于该模型优化虚拟惯量的空间分布策略，避免传统聚合模型导致的局部母线RoCoF超限风险。该研究提出的凸优化惯量调度方法可直接集成到iSolarCloud云平台的能量管...
单相开路故障下基于相电流重构的开绕组永磁同步电机驱动多谐波转矩脉动优化
Multiharmonic Torque Ripple Optimization in Phase Current Reconstructed OW-PMSM Drive With Single-Phase Open-Circuit Fault
Chong Zhang · Chun Gan · Hongzhe Wang · Haotian Ren 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
针对单相开路故障，开绕组永磁同步电机驱动系统虽具备容错能力，但基频零序电流与三次反电动势相互作用，引发显著转矩脉动，且故障相电流衰减后原有相电流重构策略失效。为此，本文提出一种新型转矩脉动抑制方法，通过注入单一频率谐波电流协同调控多个高阶转矩谐波，实现多谐波优化。同时改进相电流重构策略，兼容故障后运行及转矩脉动优化。实验验证了该方案的有效性与可行性。
解读: 该开绕组永磁同步电机容错控制技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。研究提出的单相开路故障下多谐波转矩脉动优化方法，可直接应用于电机驱动系统和车载OBC充电机的容错设计，通过注入单一频率谐波电流协同抑制多阶转矩谐波，提升故障工况下的运行平稳性。改进的相电流重构策略可增强阳光电源电机控制器的故...
低开关频率下电机驱动的预测电流控制
Predictive Current Control in Motor Drives Operating at Steady Low Switching Frequency
Xin Qi · Jiashi Ren · Yi Deng · Joachim Holtz 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月
尽管多电平逆变器和宽带隙开关取得了进展，但让高功率逆变器在低开关频率下运行以降低开关损耗仍然非常有益，开关损耗对于提高系统效率和延长系统寿命至关重要。关于在低开关频率下控制电力驱动的问题已经开展了大量研究，尤其是预测方法提供了非常好的解决方案。本文探讨了一种经典的预测电流控制方法，即边界圆预测方案，并提出了改进措施，使开关频率接近预定水平。这通过控制边界电路的半径来实现。在从边界圆与开关频率之间的非线性相互作用中推导出线性关系后，所提出的方案动态调整边界圆，使逆变器运行接近预设的低频，从而在最大...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项预测电流控制技术对我们在大功率光伏逆变器和储能变流器领域具有重要的应用价值。当前我们的MW级集中式逆变器和储能PCS系统面临着功率密度提升与开关损耗控制的矛盾，该技术通过边界圆预测控制方案在低开关频率下实现精确电流控制，为解决这一核心问题提供了新思路。 技术价值方面，...
考虑负载与耦合系数大范围变化的LCC-LCC补偿WPT系统恒功率输出
Constant Power Output for LCC-LCC Compensated WPT Systems Considering Large Variations of Loads and Coupling Coefficients
Fei Xu · Yuxiang Ren · Ming Xue · Zhixin Chen 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
无线电力传输（WPT）系统中常因负载变化和位置偏移导致输出功率波动。为此，本文提出一种新型控制策略，可在负载及耦合系数大幅变化时实现恒定功率（CP）输出。该系统采用双LCC（DLCC）补偿拓扑，副边补偿电感与半主动整流器（SAR）及开关控制电容（SCC）串联。通过提出的参数协同调节策略，调节副边等效负载阻抗，使系统始终工作于谐振状态并实现恒功率输出。所提控制方法还可确保所有开关器件实现零电压开关（ZVS），显著降低开关损耗，提升系统整体效率。实验样机结果表明，在负载与耦合系数变化超过50%时，输...
解读: 该LCC-LCC补偿WPT恒功率控制技术对阳光电源新能源汽车充电产品线具有重要应用价值。文中提出的副边半主动整流器（SAR）与开关控制电容（SCC）协同调节策略，可直接应用于无线充电桩产品开发，解决车辆停放偏移导致的耦合系数变化（±50%）及不同车型电池负载差异带来的功率波动问题。所提ZVS软开关技...
用于降低三相电压源逆变器电流纹波和开关损耗的灵活主动矢量分配策略
Flexible Active Vector Distribution Strategy for Current Ripple and Switching Loss Reduction in Three-Phase Voltage Source Inverter
Haotian Ren · Chun Gan · Kai Ni · Haochen Shi 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年12月
采用空间矢量脉宽调制（SVPWM）方案时，矢量分布直接影响电流纹波。此外，矢量分布还决定了开关序列，进而影响开关损耗。基于这些特性，本文提出一种新型灵活矢量分布策略，旨在同时降低电压源逆变器（VSI）的三相电流纹波和开关损耗。在该策略中，除传统序列外，还设计了两种新的矢量序列。根据三相电流幅值顺序，进一步选择其中一种新序列以实现更低的开关损耗。然后，为降低电流纹波，定量推导了所选序列下三相电流纹波峰值与电压矢量各段持续时间之间的关系。在此基础上，提出一种新型在线灵活有源矢量分布方法，用于计算各段...
解读: 该灵活主动矢量分配策略对阳光电源的SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器产品具有重要应用价值。通过优化SVPWM的矢量分配方式，可同时实现电流纹波抑制和开关损耗降低的双重目标。这对于提升大功率产品(如SG350HX)的转换效率和输出电能质量尤为关键。该技术可直接应用于现有产品的控制算法升级，有助于进...
钇掺杂浸渍钪酸盐阴极的制备及发射性能研究
Preparation and Emission Performance Investigation of Yttrium-Doped Impregnated Scandate Cathode
Ruoqi Zhang · Shixian Ding · Xiaoxia Wang · Feng Ren 等5人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月
针对钪酸盐阴极在微波真空器件中因发射均匀性和重复性差而受限的问题，通过掺杂钇元素改善其发射性能。结合浸渍剂成分分析、阴极发射测试、表面元素表征及密度泛函理论计算，研究了钇对表面功函数和吸附能的影响机制。结果表明，当钇含量为3 at%时，阴极发射性能最优，1100 °C下脉冲电流密度达466.4 A/cm²，实用功函数为1.64–1.68 eV。适量钇促进Ba₂ScAlO₅生成，提升钡覆盖度；过量则生成BaY₂O₄，抑制发射性能。
解读: 该钇掺杂浸渍钪酸盐阴极技术对阳光电源真空电子器件应用具有参考价值。虽然该研究聚焦微波真空器件阴极材料，与阳光电源核心业务（光伏逆变器、储能变流器）的功率半导体器件技术路线存在显著差异，但其材料掺杂优化方法论具有启发意义：通过精确控制掺杂元素（钇3 at%）优化表面功函数（1.64-1.68 eV）和...
在10⁷ ions/cm²注量和82.1 MeV⋅cm²/mg LET环境下抗辐照的1.4-kV β-Ga₂O₃异质结势垒肖特基二极管
1.4-kV Irradiation-Hardened β-Ga₂O₃ Heterojunction Barrier Schottky Diode Under 10⁷ ions/cm² Fluence and 82.1 MeV⋅cm²/mg LET Environments
Na Sun · Zhengliang Zhang · Feng Zhou · Tianqi Wang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年3月
空间环境中重离子辐照引发的单粒子烧毁（SEB）对航空航天电力电子器件构成了重大威胁。本研究展示了具有卓越单粒子烧毁能力的抗辐照 <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">$\beta $ </tex-math></inline-formula>-Ga₂O₃异质结势垒肖特基（...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项1.4kV抗辐照β-Ga₂O₃异质结势垒肖特基二极管技术具有重要的战略参考价值，但其应用场景与公司当前主营业务存在显著差异。 该技术的核心突破在于解决航天环境下重离子辐照引发的单粒子烧毁问题，通过深沟槽p型NiO填充和高介电常数BaTiO3场板设计，实现了超过1.4k...
客座编辑特刊：面向零排放电动交通的电机驱动先进技术
Guest Editorial Special Issue on Advanced Technologies of Motor Drives for Zero-Emission E-Mobility
Yunwei Ryan Li · Wei Hua · Luca Zarri · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
为实现《巴黎协定》将全球温升控制在2°C以内的目标，电动交通（e-mobility）迅速发展。然而，其电机驱动系统所耗电能仍部分来自化石能源，因此提升驱动系统能效成为实现净零排放的关键。本期特刊聚焦电机驱动在新材料、谐波抑制、电磁干扰抑制、智能控制、故障容错、能量管理及系统设计等方面的前沿进展，收录43篇高质量论文，涵盖提高能效的多种技术路径，推动电动交通可持续发展。
解读: 该特刊聚焦的电机驱动先进技术对阳光电源新能源汽车产品线具有直接应用价值。其中SiC/GaN器件应用、三电平拓扑技术可直接优化车载OBC充电机和电机驱动系统的功率密度与效率；PWM控制、SVPWM及模型预测控制MPC等智能控制算法可提升电机驱动精度和动态响应；谐波抑制与EMI抑制技术可改善充电桩的电能...