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具有稳定阈值电压和显著降低界面态密度的Al2O3/原位生长GaON栅介质GaN MIS-HEMT
Al2O3/ _in situ_ GaON gate dielectrics incorporated GaN MIS-HEMTs with stable VTH and significantly reduced interface state density
Tian Luo · Sitong Chen · Ji Li · Fang Ye 等7人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文报道了一种采用Al2O3与原位生长GaON复合栅介质的GaN基金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMT）。该结构通过原子层沉积Al2O3与氮等离子体原位处理形成的高质量GaON界面层，有效抑制了界面态密度。实验结果表明，器件具备稳定的阈值电压（VTH）和显著降低的界面态密度，提升了动态可靠性与开关性能。该方法为高性能GaN功率器件的栅介质优化提供了可行方案。
解读: 该GaN MIS-HEMT栅介质优化技术对阳光电源的高频化产品升级具有重要价值。稳定的阈值电压和低界面态密度特性可显著提升GaN器件在SG系列1500V组串式逆变器和ST系列储能变流器中的开关性能和可靠性。特别是在高频PWM控制场景下,可减少开关损耗,提高系统效率。这一技术可用于优化新一代车载OBC...
利用具有显著介电极化的高介电常数BaTiO3提升常关型AlGaN/GaN MOS-HEMT性能
Enhanced performance of normally-off AlGaN/GaN MOS-HEMTs taking advantage of extreme-k BaTiO3 with prominent dielectric polarization
Lin Hao · Ke Xu · Hui Guo · Pengfei Shao 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
本文报道了一种通过引入高介电常数（extreme-k）且具有显著介电极化的钛酸钡（BaTiO3）绝缘层来显著提升常关型AlGaN/GaN金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管（MOS-HEMT）性能的新方法。BaTiO3的强极化效应有效增强了栅控能力，提高了器件的阈值电压稳定性和开关比。实验结果表明，该器件展现出优异的常关特性、低亚阈值摆幅和高跨导，同时漏电流抑制能力显著改善。该策略为实现高性能、高可靠性GaN基功率电子器件提供了新的技术路径。
解读: 该BaTiO3栅极工艺创新对阳光电源的GaN功率器件应用具有重要价值。通过提升GaN器件的阈值电压稳定性和开关特性,可显著优化SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的高频开关性能,提高系统功率密度。特别是在1500V高压系统中,改进的漏电流抑制能力有助于提升产品可靠性。这种高介电常数栅极技术也可用于...
采用数字刻蚀技术实现单片集成的E/D模式三栅AlGaN/GaN MIS-HEMT稳定高温工作
Stable high-temperature operation of E/D-mode tri-gate AlGaN/GaN MIS-HEMTs with digital recess technique for monolithic integration
Weisheng Wang · United Kingdom · Zhangjiang Laboratory · Ang Li 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
本文报道了一种基于数字刻蚀技术的E/D模式三栅AlGaN/GaN金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMT），实现了稳定的高温工作性能。该器件通过精确控制栅下势垒层的数字刻蚀深度，有效调节阈值电压，兼容单片集成工艺。实验结果表明，在250°C高温环境下，器件仍保持良好的开关特性与电流稳定性，漏电流抑制显著，栅极可靠性优异。该技术为高温、高密度GaN基集成电路的单片集成提供了可行方案。
解读: 该E/D模式GaN MIS-HEMT高温稳定技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。数字刻蚀技术实现的阈值电压精确调控和单片集成能力，可直接应用于ST系列储能变流器和SG光伏逆变器的GaN功率模块设计，通过E/D模式混合集成提升驱动电路集成度，减少外围器件。250°C高温稳定运行特性满足PowerT...
基于耦合电感的宽增益四开关DAB DC-DC变换器
Coupled Inductor-Based Wide Gain Four-Switch DAB DC–DC Converter
Guo Xu · Ye Liu · Junyi Huang · Li Jiang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
本文提出一种基于耦合电感的宽增益四开关双有源桥（DAB）DC-DC变换器。该变换器通过并联变压器（含漏感）将两个Buck-Boost电感耦合，将两个直流电感、一个变压器和一个漏感集成于单一耦合电感中，减少磁性元件数量。采用脉宽调制加移相（PPS）控制实现全负载范围所有开关管的零电压开关（ZVS），并通过电压匹配控制调节桥臂电压，确保等效漏感两端电压平衡。详细分析了工作原理与ZVS实现条件，合理设计两个直流电感参数以兼顾结电容影响，实现全负载ZVS。同时对磁集成与参数设计进行了深入分析。实验研制8...
解读: 该四开关DAB变换器的磁集成技术对阳光电源储能与充电产品具有重要价值。在ST储能变流器的DC-DC环节，耦合电感方案可减少磁性元件数量，降低体积和成本；PPS控制实现的全负载ZVS特性可提升PowerTitan系统的轻载效率。在车载OBC充电机中，宽增益特性适配动力电池宽电压范围（200-450V）...
用于锂离子电池故障诊断的零样本神经架构搜索微型实时紧凑型深度神经网络
Miniature Real-Time Compact Deep Neural Network With Zero-Shot Neural Architecture Search for Lithium-Ion Battery Fault Diagnosis
Zeyang Chen · Dezhi Xu · Chao Shen · Yujian Ye 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年4月
电池储能系统（BESS）对于现代能源管理至关重要，有助于可再生能源整合和电网稳定。然而，BESS的故障诊断需要大量的手动网络调优。为克服这一问题，我们提出了一种用于BESS故障诊断的零样本神经架构搜索方法。首先，将神经网络分解为分段线性函数，并计算此类函数的拉德马赫复杂度。为防止批量归一化（BN）层反复缩放拉德马赫复杂度而使网络比较失效，利用BN层的方差来近似拉德马赫复杂度。最后，通过8位量化对选定的模型进行压缩，以便在移动设备上部署。该方法仅需0.51个GPU小时即可达到99.42%的准确率，...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项基于零样本神经架构搜索的锂电池故障诊断技术具有重要的工程应用价值。该技术通过Rademacher复杂度理论自动优化神经网络结构，在0.51 GPU小时内即可达到99.42%的诊断准确率，这为我们大规模储能电站的智能运维提供了高效解决方案。 该技术的核心优势在于三...
基于无源性电压控制器的逆变器电流反馈跟网型逆变器稳定性增强
Stability Enhancement of Inverter-Current Feedback Grid-Following Inverters Using a Passivity-Based Voltage Controller
Yukai Huang · Jinbang Xu · Jie Ye · Songtao Huang 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年3月
由于具有强大的功率输出性能，跟网型逆变器仍然是现代可再生能源系统的主要接口。随着全球对清洁高效能源转换的需求不断增加，优化逆变器系统的稳定性对于将可再生能源接入电网至关重要。在某些能源转换场景中，由于设备限制和空间约束，电流传感器被安装在逆变器侧，这可能会影响逆变器的稳定性。虽然已经对逆变器侧电流反馈（ICF）配置的稳定性进行了研究，但进一步提高其稳定性的方法仍有待深入探索。本文采用基于无源性的设计方法分析了 ICF 跟网型逆变器的稳定性，重点研究了公共耦合点电压控制器。对所提出的控制器进行了全...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于无源性设计的逆变器稳定性增强技术具有重要的工程应用价值。当前，我司光伏逆变器和储能变流器产品在全球市场占有率持续提升，但在实际应用中，受制于设备布局和成本优化需求，电流传感器往往需要配置在逆变器侧而非电网侧，这种逆变器侧电流反馈（ICF）配置在弱电网环境下存在稳定性...
具有宽脉冲重复频率范围的高动态响应与高效率脉冲功率电源
A Wide Pulse-Repetitive-Frequency Range Pulsed Power Supply With Improved Dynamic Response and Efficiency
Ye Xu · Xinbo Ruan · Lingxuan Xiao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
有源相控阵雷达系统中的发射/接收模块由脉冲电源（PPS）供电。本文采用基于有源电容变换器（ACC）的脉冲电源以适应较宽的脉冲重复频率（PRF）范围，并提出了使输出电容和储能电容最小化的设计方法。由于储能电容的需求与脉冲重复频率成反比，在高脉冲重复频率下有源电容变换器是多余的，因此，提出了一种有源电容变换器智能禁用控制方法，在高脉冲重复频率时关闭有源电容变换器，以提高脉冲电源的效率。为抑制输入电流中的脉冲重复频率纹波，脉冲电源电压环的带宽设计得非常小，这导致动态响应较差。为解决这一问题，提出了动态...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的宽脉冲重复频率脉冲电源技术具有重要的借鉴价值。虽然该技术原本面向相控阵雷达应用，但其核心创新点与我司储能系统和光伏逆变器所面临的动态响应挑战高度契合。 论文采用的主动电容变换器（ACC）架构及其智能禁用控制策略，为解决宽频率范围下的效率优化问题提供了新思路。...
用于增强频率响应的复合功率-频率同步控制环
Composite Power-Frequency Synchronization Loop for Enhanced Frequency Response Considering Current and Power Limits of Grid-Forming Converters
Tianyi Xu · Shan Jiang · Ye Zhu · Georgios Konstantinou · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
构网型（GFM）控制是一种很有前景的解决方案，可在基于逆变器的电源占比不断增加的低惯量电力系统中提供阻尼和频率支撑服务。本文研究了在频率扰动期间，考虑到变流器及其底层电源的物理限制（即电流和功率额定值）影响的情况下，GFM变流器所能提供的频率响应服务。具体而言，用于保护功率半导体的电流限幅器会限制GFM变流器可实现的输出功率范围，并使其在发生大频率扰动时容易失去与电网的同步。加入功率限幅器可确保在扰动期间不超过电流限制的情况下达到稳定平衡点，但会通过降低有效阻尼系数对频率稳定性产生负面影响。为解...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对构网型（GFM）变流器的复合功率-频率同步环路技术具有重要的战略价值。随着全球新能源渗透率持续提升，电网惯量不足带来的频率稳定性问题日益突出，该技术直接回应了阳光电源在光伏逆变器和储能系统产品线面临的核心挑战。 该研究的核心创新在于解决了传统GFM控制中电流限幅器...
构网型变流器的频域惯性设计
Frequency Domain Inertia Design of Grid-Forming Converters
Shan Jiang · Ye Zhu · Tianyi Xu · Xiongfei Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
虚拟惯量在构网型（GFM）变流器的频率响应中起着关键作用。较小的惯量系数在电网故障期间提供的惯量功率不足以抵抗频率变化。相比之下，较大的惯量系数可使GFM变流器模拟同步发电机的动态响应，但在极端频率事件（例如，频率从47 Hz扰动到52 Hz或相位跳变高达<inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><tex-math notati...
解读: 从阳光电源构网型逆变器产品线角度分析，该论文提出的频域惯量设计方法具有重要的工程应用价值。随着新能源渗透率提升，构网型（GFM）变流器正成为我司光储一体化系统的核心技术方向，而合成惯量的优化设计直接关系到产品在弱电网和微电网场景下的稳定性表现。 该研究揭示了传统固定惯量设计的本质矛盾：小惯量系数无...
特刊主编寄语：电力电子在未来可再生能源和Power-to-X系统中的作用
Guest Editorial: Special Issue on Power Electronics Role in Future Renewables and Power-to-X Systems
Ahmed Abdelhakim · Dmitri Vinnikov · Jon Are Suul · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
2015巴黎协定和2023年IPCC气候变化报告将主要能源消费部门的脱碳列为首要任务，对当今能源系统提出了长期可持续能源生产和存储的重大挑战。氢能和Power-to-X（P2X）方案是最具前景的应对策略之一，可大量利用可再生能源并开辟绿色能源存储和运输的新途径。P2X是将电力转换为碳中和合成燃料（如氢气、合成天然气或化学品）的转换技术集合术语。电力电子在提升此类系统性能和降低最终产品成本方面发挥关键作用，需整合不同系统如各类可再生能源供电电解槽集群制氢并可能连接电网提供电网支持。
解读: 该P2X特刊主题与阳光电源氢能战略高度契合。阳光电源在电解槽变流器、氢能源管理系统和可再生能源制氢一体化解决方案方面具有技术积累。特刊涵盖的电力电子变换器及调制、直流和交流微电网控制、变换器分析建模、测量与保护四大主题与阳光ST系列储能变流器、SG系列光伏逆变器和微电网解决方案的技术路线一致。文中提...