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一种具有增强功率和线性性能的AlN/Al_x_Ga1-_x_N/GaN梯度沟道HEMT
An AlN/Al_x_Ga1-_x_N/GaN graded channel HEMT with enhanced power and linearity performance
Xiang Du · Can Gong · Yue Hao · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文报道了一种基于AlN/Al_x_Ga1-_x_N/GaN梯度沟道结构的高电子迁移率晶体管（HEMT），旨在提升器件的功率与线性性能。通过在沟道层引入Al组分渐变的Al_x_Ga1-_x_N缓冲结构，并结合超薄AlN插入层，有效调控了二维电子气分布，增强了载流子输运特性，同时降低了短沟道效应。实验结果表明，该器件在保持高开关比的同时，显著提高了击穿电压、最大电流密度及跨导峰值。此外，线性跨导和栅极电容特性的改善有效提升了器件的线性度与高频稳定性。该梯度沟道设计为高性能射频与功率放大器应用提供了...
解读: 该梯度沟道GaN HEMT技术对阳光电源的功率变换产品具有重要应用价值。通过AlN/AlGaN梯度结构提升的击穿电压和电流密度特性,可显著提高SG系列逆变器和ST系列储能变流器的功率密度。改善的线性度和高频特性有助于优化车载OBC和充电桩的EMI性能。该器件在高压大功率应用场景下的优异开关特性,可支...
高功率100 kW连续波Q波段回旋行波管：性能与稳定性
High-Power 100 kW CW Q-Band Gyro-TWT: Performance and Stability
Wei Jiang · Chaoxuan Lu · Jianwei Zhou · Yafen Shang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年3月
为满足对高功率微波源的需求，本文研制并实验验证了一款Q波段100 kW连续波回旋行波管。通过应用阴极涂层薄膜技术，电子发射的稳定性和均匀性得到了极大改善。采用高效的热管理方法评估了该器件的功率容量。实验结果表明，该回旋行波管在56 kV、7.9 A电子束的驱动下，于49.5 GHz频率处实现了115.6 kW的最大连续波功率、54.9 dB的增益以及26.1%的效率。该器件能够长时间稳定运行，其性能处于当前技术的前沿水平。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项Q波段回旋行波管技术虽然属于高功率微波器件领域，与公司当前主营的光伏逆变器和储能系统存在较大技术差异，但其底层的功率电子技术和热管理方法论具有一定的参考价值。 该技术实现了100千瓦级连续波输出，展现了在极端功率密度条件下的热管理能力。论文提到的高效热管理方法和阴极涂...
一种基于张量的风电场动态等值建模聚类方法
A Tensor-Based Clustering Method for Dynamic Equivalent Modeling of Wind Farms
Yihao Yang · Yijun Xu · Wei Gu · Lamine Mili 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年9月
采用详细风电机组模型仿真大规模风电场计算成本高昂，亟需兼顾精度的简化建模方法。针对复杂风速条件与网络结构带来的风电场暂态等值精度难题，本文首次提出一种基于张量分解的聚类方法，通过合理分组捕捉风电场高维动态特征，实现精确降阶建模。首先构建保持时空特性的张量结构数据集，进而设计兼顾稀疏性与平滑性的张量分解策略以提取低维特征并指导聚类；最后定制网络聚合策略降低功率损耗误差。多种布局、故障与风况下的仿真结果验证了该方法的优越性能。
解读: 该张量聚类建模方法对阳光电源的大型储能及风电产品具有重要应用价值。可直接应用于PowerTitan储能系统的多机组协调控制和ST系列储能变流器的群控优化,通过降维聚类提升计算效率。对于风电场接入的储能系统,该方法能更精确地预测风电波动特性,优化储能容量配置和调度策略。技术创新点在于通过张量分解捕捉高...
高功率密度矩阵谐振开关电容LED驱动器
High Power Density Matrix Resonant Switched-Capacitor LED Driver
Yijie Wang · Jingyang Tan · Wei Lu · Shouheng Han 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
随着 LED 光源技术的发展，其输出功率逐渐提高。更高功率的 LED 光源需要更大的散热元件，这对其他组件的效率和尺寸提出了更高要求。LED 驱动电路是照明系统的关键组成部分。为提高效率和工作频率，可采用谐振型变换器电路实现软开关操作，从而减小整体尺寸。本文提出一种矩阵谐振开关电容拓扑结构，以提高 LED 驱动器的功率密度。该设计采用模块化设计方式，可通过快速扩展模块灵活调整输出需求。除了通过扩展模块单元实现输出调节外，本文还基于所提出的拓扑结构提出了一种小范围调节输出电压的方法。无需扩展模块，...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的矩阵谐振开关电容LED驱动技术展现了显著的跨领域应用价值。虽然该技术直接针对LED驱动场景，但其核心设计理念与我们在光伏逆变器和储能系统中追求的技术方向高度契合。 该拓扑的核心优势在于通过谐振软开关技术实现高功率密度和高效率，这与阳光电源在逆变器小型化、轻量...
Ka波段平板行波管互作用电路中流体与热分析的研究
Investigation of Fluid and Thermal Analysis in the Interaction Circuit for Ka-Band Sheet Beam Traveling Wave Tube
Binyang Han · Wei Jiang · Chaoxuan Lu · Boxin Dai 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年7月
实现平板电子束在互作用电路中的理想传输仍是平板行波管（SB-TWT）的关键挑战。粒子模拟表明，电子拦截主要集中在电路末端，导致局部高热流密度，引发温度骤升（>350°C）及真空退化。本文提出一种用于Ka波段SB-TWT的新型嵌入式散热单元（EHSU），结合交错栅格结构与边界层抑制技术以缓解局部过热。构建了该散热单元的热阻网络模型并分析其热-流特性，结果显示最高温度降低约40%。样机实验表明，在3 kW平均功率下可长期稳定运行，钛泵电流（Ti-current）在一小时内稳定于约60 nA。
解读: 该Ka波段行波管的热管理技术对阳光电源功率器件散热设计具有重要借鉴价值。研究中提出的嵌入式散热单元（EHSU）结合交错栅格结构与边界层抑制技术，可降温40%，这一思路可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的SiC/GaN功率模块散热优化。特别是针对局部高热流密度问题的热阻网络建模方法，可用于...
集成液冷与翅片增强相变材料的混合系统在大容量储能电池包中的热管理性能及优化
Thermal management performance and optimization of a hybrid system integrating liquid cooling and fin-enhanced phase change material for large-capacity energy storage battery pack
Xiang-Wei Lin · Zhifu Zhou · Maochang Liu · Bin Chen 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.336
摘要 电池储能系统在应对可再生能源间歇性方面正变得日益重要，但其广泛应用仍受到热管理问题的制约。然而，单一的热管理策略难以保障储能电池系统的整体性能。本研究针对280 Ah锂离子电池包，提出了一种结合拓扑翅片结构、相变材料与主动液冷的混合热管理策略。建立了流-热-相变耦合的数值模型，并通过实验验证了其准确性。同时，定义了一种新的综合评价参数，用于表征热管理系统整体性能。基于此，开展了对比研究，评估了三种冷却策略的效率。尽管混合设计带来了额外质量，但拓扑翅片结构不仅在相变材料中构建了高效的导热通路...
解读: 该混合热管理技术对阳光电源PowerTitan等大容量储能系统具有重要应用价值。研究中的拓扑翅片-相变材料-液冷三重耦合方案,可直接应用于ST系列PCS配套的280Ah电芯模组热管理优化。其综合评价参数降低0.2-0.273的性能提升,为iSolarCloud平台的预测性维护提供热模型支撑。代理模型...
考虑电压越限概率敏感性的高比例可再生能源交直流配电网过电压规避模型
An Overvoltage-Averse Model for Renewable-Rich AC/DC Distribution Networks Considering the Sensitivity of Voltage Violation Probability
Bo Tong · Lu Zhang · Gen Li · Bo Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年10月
可再生能源的快速增长提高了电压越限概率。基于电压源换流器和储能的交直流配电网可通过时空功率转移有效抑制电压越限。然而，现有不确定场景下的电压越限缓解方法常受限于求解时间长或建模复杂，难以满足日内调度对过电压概率降低的需求。此外，通过换流器耦合的互联子系统间功率调整相互影响，某线路过电压抑制可能引发另一线路恶化。本文提出一种考虑电压越限概率敏感性的两阶段过电压规避模型，解析刻画功率调节对系统过电压概率的影响。日前优化构建为机会约束模型，日内优化构建为可高效求解的二次凸模型。仿真结果表明，所提方法能...
解读: 该过电压规避模型对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的电压越限概率敏感性分析方法，可直接应用于阳光电源交直流混合配电网解决方案中，通过储能系统的时空功率转移实现电压调控。所提两阶段优化模型（日前机会约束+日内二次凸优化）可集成至iSolarClou...
量化气电系统故障传播速度：一种半隐式仿真方法
Quantify Gas-to-Power Fault Propagation Speed: A Semi-Implicit Simulation Approach
Ruizhi Yu · Suhan Zhang · Yong Sun · Wei Gu 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年5月
现代清洁能源电力系统高度依赖天然气的安全供应，易受管道破裂与泄漏故障引发的气体扰动影响。本文首次基于仿真研究此类故障在气-电耦合系统中的跨系统传播速度。建立了故障的微分代数方程模型，结合特征线法确定故障处边界条件；采用基于刚性精确Rosenbrock格式的半隐式方法进行故障后仿真，兼具隐式稳定性与显式计算效率；并提出基于连续Runge-Kutta法的关键时刻定位策略以精确捕捉动态事件。案例验证了该方法在精度与效率上的优势，揭示了故障位置与管道摩擦对传播速度的影响，以及气-电双向耦合可能引发的连锁...
解读: 该气-电故障传播速度量化技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统与微电网解决方案具有重要应用价值。在燃气-光伏-储能混合能源系统中，ST系列储能变流器需应对燃气机组故障引发的快速功率波动。研究提出的半隐式仿真方法可集成至iSolarCloud智能运维平台，实现毫秒级故障传播预测，为储能系统GF...
一种用于Ka波段回旋行波管的外置阳极磁控注入电子枪研究
Investigation of a Magnetron Injection Gun With an External Anode for Ka-Band Gyro-TWT
Boxin Dai · Wei Jiang · Binyang Han · Chaoxuan Lu 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月
本文设计了一种用于Ka波段回旋行波管（gyro-TWT）的带外置可拆卸阳极的二极管磁控注入电子枪（MIG）。为适应小孔径磁体，电子枪有效半径由35 mm减小至19.5 mm，降幅达44%。通过在阴极与阳极间采用波纹陶瓷、外部阳极浸油的三层介质绝缘结构，提升了高压绝缘性能。设计了收集结构以抑制回流电子。最终电子束的速度比和横向速度展宽分别为1.36%和2.19%。阳极可更换的设计使其在多频段或脉冲-连续波 gyro-TWT 中具有应用潜力。高压绝缘实验表明，该MIG在48 kV工作电压下未发生击穿...
解读: 该磁控注入电子枪的高压绝缘技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。文中采用的波纹陶瓷+外部浸油三层介质绝缘结构，在48kV高压下实现零击穿，可应用于ST系列储能变流器的高压隔离设计，提升1500V系统的绝缘可靠性。小型化设计理念（半径降低44%）可启发PowerTitan储能系统的功率模块紧凑化布局...
基于分布式近端策略优化的输配电网电动汽车与可变能源调度双层求解策略
A bi-level solution strategy based on distributed proximal policy optimization for transmission and distribution network dispatch with EVs and variable energy
Peng Lu · Hanqing Lan · Qiwei Yuan · Zhihao Jiang 等14人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.384
摘要 将大规模风电与大量电动汽车（EV）负荷接入电力系统，对电网的安全性与经济运行带来显著影响，带来了诸如电网调度指令频繁变动、电动汽车充放电行为无序以及网络损耗增加等一系列挑战。为此，本文建立了一种考虑大规模电动汽车的输配电网双层优化调度策略模型，采用分布式近端策略优化方法，高效管理机组出力及系统的充放电能力，并实时将这些能力分配至各个节点。上层模型以最小化系统总运行成本为目标，优化热电机组的运行状态，并调控输电网络中参与充放电的电动汽车数量；下层模型则通过优化配电网络中电动汽车的充放电功率、...
解读: 该输配电网双层优化策略对阳光电源储能及充电桩业务具有重要价值。文中分布式近端策略优化算法可应用于ST系列储能变流器的多站点协调控制,优化PowerTitan储能系统在电网调度中的充放电策略,降低网损成本。针对大规模电动汽车接入场景,可指导充电桩产品开发智能调度功能,结合iSolarCloud平台实现...
方波电压高频与高dv/dt耦合作用下封装绝缘界面放电特性及绝缘寿命分析
Interfacial Discharge Characteristics and Insulation Life Analysis of Package Insulation Under Square Voltage Coupled With High Frequency and Steep dv/dt
Wei Wang · Qingmin Li · Daocheng Lu · Yujie Tang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年12月
方波电压的高频特性及高电压变化率（dv/dt）是电力电子器件直接键合铜（DBC）基板界面放电（ID）的主要原因。本文搭建了DBC基板陶瓷、金属层与硅胶交界处的高频局部放电测试系统，提出了一种能够屏蔽强电磁干扰（EMI）的局部放电测量方法。研究结果表明，当电压上升时间从500 ns缩短至100 ns时，界面放电起始电压（IDIV）提高了13.8%，且该起始电压几乎与频率无关；其次，随着上升时间的缩短，初始放电相位逐渐提前，平均放电幅值和最大放电幅值逐渐增大，放电次数逐渐减少；当频率从10 kHz升...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于高频方波电压下封装绝缘界面放电特性的研究具有重要的工程应用价值。随着我司光伏逆变器和储能变流器向高频化、高功率密度方向发展，功率器件面临的电压应力日益严峻，特别是碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等宽禁带器件的应用使得开关频率提升至数十kHz，dv/dt可达数十V/...
面向280 Ah棱柱形储能电池热管理的液冷板多目标拓扑优化设计
Multi-objective topology optimization design of liquid-based cooling plate for 280 Ah prismatic energy storage battery thermal management
Xiang-Wei Lin · Ming-Yu Shi · Zhifu Zhou · Bin Chen 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325
摘要：基于锂离子电池构建储能系统已成为缓解可再生能源间歇性问题、提高其利用效率的有前景途径。在此背景下，热管理技术需在不消耗大量功率的前提下维持电池的温度水平与热均匀性。然而，传统冷板通常采用试错法设计，存在热性能与流动阻力之间的权衡难题。本研究针对电池模组提出了一种融合电化学、流体动力学和传热场的多物理场耦合模型，同时引入多目标拓扑优化方法，在给定约束条件下自由演化嵌入冷板内的流体域分布。多目标函数采用归一化加权求和方法构建。在此基础上，通过响应面法建立设计参数（即雷诺数和权重系数）与冷板性能...
解读: 该多目标拓扑优化冷却技术对阳光电源ST系列储能系统及PowerTitan产品具有重要应用价值。研究针对280Ah大容量棱柱电池的液冷板优化,通过多物理场耦合模型和遗传算法实现热管理性能与压降的最优平衡,相比传统直通式冷板换热能力提升15.6-42.2%。该方法可直接应用于阳光电源液冷储能系统的冷板设...
高质量PEI/Ag/PEI-Zn半透明电极用于高效无ITO柔性有机太阳能电池和钙钛矿太阳能电池
High-Quality PEI/Ag/PEI-Zn Semitransparent Electrode for Efficient ITO-Free Flexible Organic Solar Cells and Perovskite Solar Cells
Hong Lu · Lin Xu · Zihao Wei · Zhanzheng Wang 等6人 · IEEE Journal of Photovoltaics · 2024年11月
为推动柔性有机和钙钛矿太阳能电池的发展，亟需开发兼具高透光率、低方阻和优异弯折性能的柔性半透明电极。本研究在PEN、PET和PDMS基底上构建了高性能PEI/Ag/PEI-Zn柔性电极，显著提升了超薄Ag膜在可见光范围的透射率。通过130 °C退火调控PEI与Zn离子的螯合作用，优化PBDB-T-SF:IT-4F器件效率。PEI-Zn层兼具电子传输与表面修饰功能，且电极在反复弯折中表现出优于ITO器件的机械稳定性。该电极应用于柔性钙钛矿电池时，效率达19.24%，经500次弯折后仍保持初始值的7...
解读: 该柔性半透明电极技术对阳光电源光伏产品线具有前瞻性参考价值。PEI/Ag/PEI-Zn电极的高透光率、低方阻和优异弯折性能，可启发SG系列逆变器在BIPV（光伏建筑一体化）场景的应用拓展，特别是半透明组件与逆变器的匹配优化。柔性钙钛矿电池19.24%效率及500次弯折后保持73%性能的特性，为便携式...
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...