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60Co γ辐照引起的p-GaN栅极AlGaN/GaN HEMT漏电机制
Gate leakage mechanisms caused by 60Co gamma irradiation on p-GaN gate AlGaN/GaN HEMTs
Danmei Lin · Xuefeng Zheng · Shaozhong Yue · Xiaohu Wang · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
研究了60Co γ射线辐照对p-GaN栅极AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMTs）栅极漏电特性的影响。实验结果表明，辐照后栅极漏电流显著增加，主要归因于γ光子诱导的位移损伤在p-GaN/AlGaN界面附近形成受主型缺陷，导致隧穿势垒降低和漏电路径增强。通过电容-电压与电流-电压特性分析，确认辐照诱发的缺陷能级位于禁带中下部，促进了Frenkel对的生成与载流子热发射过程。该工作揭示了p-GaN基HEMT在辐射环境下的可靠性退化机制。
解读: 该研究对阳光电源GaN器件应用的可靠性设计具有重要参考价值。研究揭示的γ辐照导致p-GaN栅极漏电增加的机理,可指导我们在SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器中GaN器件的防护设计。特别是对于航天级或核电站配套的特种变流设备,需要重点考虑辐照环境下GaN器件的栅极可靠性问题。建议在功率模块设计时采...
氧等离子体与后退火辅助表面氧化实现高阈值电压E型p-GaN HEMTs
Oxygen plasma and post-annealing assisted surface oxidation for high- _V_ th E-mode _p_-GaN HEMTs
Mao Jia · Bin Hou · Ling Yang · Zhiqiang Xue 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文提出了一种结合氧等离子体处理与后退火工艺的表面氧化方法，用于制备高阈值电压（_V_th）的增强型p-GaN栅高电子迁移率晶体管（E-mode _p_-GaN HEMTs）。通过氧等离子体在p-GaN表面形成可控的氧化层，再经氮气氛围下高温退火优化界面质量，有效提升了栅介质与p-GaN间的界面特性，增强了Mg受主激活。该方法实现了稳定的增强型工作特性，阈值电压高达2.9 V，并显著降低了栅泄漏电流。研究为高性能E-mode HEMT器件的可控制备提供了可行方案。
解读: 该高阈值电压E型p-GaN HEMT技术对阳光电源的功率变换产品具有重要应用价值。通过氧等离子体和退火工艺提升的2.9V阈值电压，可显著改善GaN器件的开关特性和可靠性，特别适合应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高频化设计。降低的栅极漏电流有助于提升系统效率，对车载OBC等对功率密度要求...
分布式混合电推进飞机能量管理与控制优化及实验验证
Optimization and Experimental Validation of Energy Management and Control for a Distributed Hybrid Electric Propulsion Aircraft
Mingliang Bai · Ruopu Zhang · Wenjiang Yang · Zibing Qu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
提出改装通用航空飞机的分布式混合电推进系统(DHEPS),增加分布式推进单元提升整体性能。针对混合电地面试验台进行子系统建模和元件参数选择。提出分层控制框架,顶层基于状态机能量管理策略(SM-EMS)的监控控制器,底层开发多时间尺度机电耦合控制策略,集成分布式电机的强化学习磁场定向控制(RL-FOC)和扩展卡尔曼滤波(EKF)方法,以及发动机-发电机轴速自适应PI控制。巡航剖面仿真显示DHEPS相对基线飞机燃油消耗降低7.4%,能量比航程提升2.1%。RL-FOC和EKF方法显著改善响应时间和稳...
解读: 该分布式混合电推进系统能量管理技术对阳光电源航空电气化和多源协调控制有重要参考价值。状态机能量管理策略可应用于ST储能系统的多模式运行优化,如峰谷套利和调频调峰场景切换。强化学习磁场定向控制对新能源汽车多电机驱动系统的协调控制有借鉴意义,可提升响应速度和稳态精度。该技术对PowerTitan大型储能...
电热应力下宽禁带功率半导体模块封装绝缘特性
WBG Power Semiconductor Module Packaging Insulation Characteristics Under Electrothermal Stress
Wei Liu · Jun Jiang · Yue Wang · Junzhe Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
随着功率密度提升，新一代宽禁带功率半导体模块向更高电压发展，但其封装绝缘可靠性面临高温密闭环境下的绝缘老化挑战。本文构建了包含直接键合铜基板与硅凝胶的简化模块测试模型，通过25°C–175°C温度范围及不同蚀刻间距下的局部放电试验，系统研究温度对绝缘劣化机制的影响。结果表明，局部放电起始电压随温度升高显著下降，且在75°C以上呈上升趋势；放电幅值先增后减。硅凝胶内微小气隙缺陷的热膨胀是影响绝缘性能的关键因素。通过建立比例气隙缺陷模型，仿真分析了电热耦合作用下的电场与空间电荷分布，验证了绝缘缺陷机...
解读: 该研究对阳光电源SiC/GaN宽禁带器件应用具有重要指导意义。ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器在高功率密度设计中广泛采用SiC模块，工作温度可达150°C以上，封装绝缘可靠性直接影响系统寿命。研究揭示的硅凝胶微气隙热膨胀机制为功率模块封装设计提供理论依据，可优化DBC基板蚀刻间距设计和灌封工艺...
基于在线注入功率补偿的二次电弧抑制效果仿真研究
Simulation Study on the Suppression Effect on Secondary Arcs Based on Online Injection Power Compensation
Haoxi Cong · Yuxuan Wang · Xuefeng Hu · Xuan Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年1月
特高压输电线中的二次电弧问题严重威胁电力系统稳定性。本文提出一种基于注入功率补偿的抑制方法，结合电弧动态演化模型与注入功率补偿模型，通过仿真验证了其有效性。分析了初始恢复电压梯度、故障位置、线路长度及补偿延迟时间等关键因素对抑制效果的影响。结果表明，相较于两组高速接地开关方案，该方法使恢复电压降低24.7%，并将600 km以内线路的平均电弧持续时间缩短22%。故障位置在线路两端时效果更优，其他因素增强则削弱抑制效果。该方法前景良好，但仍需进一步实验验证其可行性。
解读: 该二次电弧抑制技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统的电网接入具有重要参考价值。特高压输电线路的二次电弧问题直接影响储能系统并网稳定性，文中提出的注入功率补偿方法可启发ST系列储能变流器的故障穿越策略优化。具体应用包括：1）在构网型GFM控制中集成动态电弧模型，提升故障恢复速度；2）优化Po...
一种改进的广义扩展状态观测器在双三相永磁同步电机电流谐波补偿中的应用
An Improved Generalized Extended State Observer for Current Harmonic Compensation in Dual Three-Phase PMSMs
Xuefeng Zhang · Qiwei Xu · Yiru Miao · Xuan Wu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
双三相永磁同步电机（DTP - PMSM）存在在逆变器非线性、非正弦反电动势和外部干扰等情况下易出现较大定子电流谐波的缺点。为解决该问题，本文提出了一种用于电流谐波抑制的改进广义扩展状态观测器（IGESO）。首先，探究了传统干扰观测器中低频和高频周期性干扰观测之间的关系。其次，采用陷波器对传统广义扩展状态观测器（GESO）结构进行优化，以避免在观测两种不同频率干扰时产生相互干扰。然后，提出了一种新的观测器极点设计原则，该原则可分别控制周期性干扰的抑制频率范围和衰减程度。此外，还给出了与其他策略的...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项改进型广义扩张状态观测器（IGESO）技术对我们在电机驱动和电能变换领域具有重要应用价值。双三相永磁同步电机在逆变器非线性、反电动势畸变和外部扰动下易产生定子电流谐波问题，这与我们光伏逆变器、储能变流器以及新能源汽车驱动系统面临的核心挑战高度契合。 该技术的创新点在于...
键合线退化对分立式IGBT功率循环过程中释放的开关应力波影响的研究
Investigation of the Effect of Bonding Wires Degradation on Switching Stress Waves Released During Power Cycling in Discrete IGBT
Xuefeng Geng · Yunze He · Longhai Tang · Shan Chang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
有效的状态监测技术对确保绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的安全运行至关重要。现有方法多集中于电、热、磁参数的提取。近期研究表明，IGBT在开关瞬间可释放可被声发射（AE）传感器检测到的开关应力波（SSW）。然而，利用SSW监测IGBT健康状态仍具挑战性。本文构建了功率循环与SSW测试平台，研究分立式IGBT在功率循环中键合线退化对SSW的影响。结果表明，随着键合线退化，SSW的时域能量指标和频域重心频率均发生显著变化，揭示了基于AE的IGBT内部键合线状态监测的可行性。
解读: 该IGBT键合线退化声发射监测技术对阳光电源核心产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中，IGBT功率模块是关键失效部件，传统电热参数监测难以实现早期故障预警。该研究提出的开关应力波（SSW）监测方法可集成至阳光电源iSolarCloud智能运维平台，通过AE传...
纳米晶辅助的缺陷调控用于提升钙钛矿太阳能电池的光伏性能
Nanocrystal-assisted defect control in hybrid perovskite solar cells for improved photovoltaic performance
Xuefeng Xia · Xiaohua Ding · Yu Lan · Wenhua Zhang 等6人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.295
摘要 有机金属卤化物钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其卓越的光电转换效率（PCE）以及优异的光电性能，如长载流子寿命、长扩散长度和高吸光能力，已成为新一代光伏技术的有力候选者。然而，晶界和表面处的缺陷会成为非辐射复合中心，严重降低器件的性能与稳定性。在本研究中，我们提出了一种量子点（QD）辅助的反溶剂工程策略（AES），以调控钙钛矿的结晶过程并最小化缺陷态密度。通过在反溶剂过程中引入不同浓度（0.3、0.6 和 0.9 mg/mL）的具有绿色（g-QDs）和红色（r-QDs）发射的CdSe/ZnS...
解读: 该量子点辅助钙钛矿电池缺陷钝化技术对阳光电源光伏系统具有重要启示价值。研究中采用的MPPT条件下600小时稳定性测试方法,可直接应用于SG系列逆变器的MPPT算法优化验证。钙钛矿电池21%效率突破及其抗衰减特性,为阳光电源1500V高压系统提供了新型高效组件适配方案。文中缺陷态控制与非辐射复合抑制的...
电压控制变换器高带宽零超调性能的直接控制器设计
A Straightforward Controller Design of Voltage-Controlled Converters for High-Bandwidth and Zero-Overshoot Performance
Jiaxing Lei · Jialiang Liu · Guoju Zhang · Xuefeng Ge 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
针对电压控制变换器(VCC)独立和构网型(GFM)运行的高稳态和动态性能需求,提出配LC滤波器VCC的高带宽零超调直接控制器设计。控制器由外环PI控制器和内环状态反馈(SF)控制器组成。考虑数字延迟构建复系数精确离散传递函数,从极零点位置直接确定期望闭环传递函数。通过等价传递函数获得内环极点和PI参数,然后通过简单极点配置计算内环SF控制参数。设计适当传递函数可轻松实现优越控制性能。SiC MOSFET样机实验证明所提方法优越性,带宽达5kHz,稳定时间小于0.2ms且无超调。
解读: 该高带宽零超调电压控制技术对阳光电源构网型变换器有重要性能提升价值。直接控制器设计方法可应用于ST储能变流器的构网型GFM控制,实现5kHz高带宽和0.2ms快速响应,提高电网支撑能力。SiC MOSFET应用经验对阳光电源SiC功率器件产品线的高频控制算法开发有借鉴意义。该技术对PowerTita...
基于热电冷却器的β-Ga2O3肖特基势垒二极管主动热管理
Active Thermal Management for β-Ga2O3 Schottky Barrier Diodes Based on Thermoelectric Coolers
Longbing Yi · Xuefeng Zheng · Fang Zhang · Shaozhong Yue 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
鉴于β - Ga₂O₃的热导率较低，有效散热对于维持其高输出功率和可靠性至关重要。本研究采用实验和数值方法，提出了一种使用热电冷却器（TEC）的β - Ga₂O₃肖特基势垒二极管（SBD）有源热管理模型。SBD产生的热量可通过热电（TE）材料的珀尔帖效应有效散发到周围环境中。实验结果表明，当TEC输入电流为6 A时，即使SBD输出功率达到25 W，管壳温度仍保持在25℃以下，与TEC关闭时相比，结温最大降低了74.5℃。当TEC输入电流为3 A时，SBD的净输出功率达到11.8 W，提升比例为3...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于热电制冷器的β-Ga2O3肖特基二极管主动热管理技术具有重要的战略意义。β-Ga2O3作为超宽禁带半导体材料，其击穿电压可达Si器件的10倍以上，理论上能够显著提升光伏逆变器和储能变流器的功率密度与效率。然而，其固有的低热导率（约为SiC的1/10）一直是制约商业化...
氧化镓肖特基势垒二极管与热电模块集成用于热能回收和主动冷却
Integration of _β_-Ga2O3 Schottky Barrier Diodes on thermoelectric modules for heat recovery and active cooling
Longbing Yia · Xuefeng Zheng · Yuan Liua · Wen Honga 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.345
摘要 能量转换与功率器件热管理的重要性推动了对高转换效率和高效散热技术的研究。本文通过理论与实验方法，将β相氧化镓（β-Ga2O3）肖特基势垒二极管（SBDs）集成于热电模块（TEM）上，实现了热能回收与主动冷却的双向运行模式。结果表明，提高换热系数可显著提升TEM的性能。对于热电发电机（TEG），最大净输出功率和净转换效率分别提高了0.82 W和3.2%，相较于自然对流条件下的性能，提升了约6.7倍和2.6倍。对于热电制冷器（TEC），考虑SBD输出功率改善后，性能系数（COP）从2.88提升...
解读: 该β-Ga2O3肖特基二极管与热电模块集成技术对阳光电源功率器件散热管理具有重要参考价值。研究展示的双向运行模式(废热回收发电+主动冷却)可应用于ST系列PCS和SG逆变器的热管理优化,特别是SiC/GaN器件的高功率密度应用场景。热电发电效率提升6.7倍和TEC性能系数提升22.2%的数据,为EV...
基于区间重要性-卡诺模型的在线零售光伏组件需求分析与服务改进研究
Research on requirement analysis and service improvement of online retail photovoltaic modules using the interval importance-Kano model
Dianfeng Zhang · Jinfa Liua · Xuefeng Houb · Jiaqi Sunb 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.385
摘要 与化石燃料相比，光伏（PV）组件有利于环境保护，在线零售是其销售的重要渠道。提升服务水平在促进在线零售销售方面正变得与产品质量同等重要。卡诺（Kano）模型是分析消费者对产品和服务需求的基本工具，目前存在将其与在线评论相结合的研究趋势。鉴于在线评论具有独特的结构特征，本文提出了一种基于比率算法的新型区间重要性-卡诺模型，即Candy模型，并定义了一种新的需求类型。通过该方法将消费者关注程度的差异转化为重要性信息，采用归一化算法消除情感极性差异，并利用Candy模型提高了结果的稳健性。研究识...
解读: 该研究对阳光电源光伏组件线上销售及服务优化具有重要参考价值。研究揭示性能、安装服务和工艺质量是消费者核心关注点,这与SG系列逆变器的产品定位高度契合。建议将Candy模型应用于iSolarCloud平台的用户反馈分析,通过在线评论挖掘识别SG逆变器、PowerTitan储能系统等产品的服务短板。特别...
基于引入欧拉算法的灰色预测理论的双绕组容错永磁电机驱动系统开路故障诊断策略研究
Research on Open Circuit Fault Diagnosis Strategy for DFPMM Drive System Based on Grey Prediction Theory With the Introduction of Euler Algorithm
Xuefeng Jiang · Shirui Yang · Xiaokang Weng · Zhijian Wei 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
双绕组容错永磁电机（DFPMM）具有功率密度高、效率高、运行稳定和容错能力强等特点，在军事和民用电力驱动系统中得到了有效应用。电气故障客观存在，任何单一电气故障都会影响电力驱动系统的可靠性。故障诊断和容错运行是电机驱动系统稳定运行的关键技术。针对传统开路故障（OCF）诊断方法速度不够快、智能化程度不足以及在负载突然变化时易误诊等问题，提出了一种基于引入欧拉算法的灰色预测理论的双绕组容错永磁电机驱动系统故障诊断策略。灰色预测理论可利用引入欧拉算法的灰色预测模型，用较少的数据对系统变化进行估计和预测...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的基于改进灰色预测理论的开路故障诊断策略具有重要的应用价值。双绕组容错永磁电机（DFPMM）的高功率密度和强容错特性与我们在光伏逆变器、储能变流器及新能源汽车驱动系统中追求的技术方向高度契合。 该技术的核心价值在于通过引入欧拉算法优化灰色预测模型，实现了对功率...