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一种用于低频随机能量收集的具有稳态输出的自动储能与释能高性能微型收集器
An automatic energy storage and release high-performance micro-harvester with steady-state output for low-frequency random energy harvesting
Xiaoguang Song · Zhiqiang Lan · Kunru Li · Shuo Qian 等7人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
提出了一种具备自动储能与释能机制的高性能微型能量收集器,可实现低频随机振动能量的有效俘获并输出稳定的电能。该装置通过非线性力学结构增强宽带响应能力,结合内部能量调控模块,显著提升了在不规则、低频激励下的能量转换效率与输出稳定性。实验结果表明,在宽频带随机激励下,其稳态输出性能优异,适用于低功耗无线传感节点等自供能应用场景。
解读: 该微型能量收集器的自动储能与释能机制对阳光电源储能系统具有重要启发价值。其非线性宽带响应技术可应用于ST系列储能变流器的辅助供电模块,为低功耗监控传感器提供自供能方案,降低系统待机能耗。稳态输出调控策略可借鉴至PowerTitan储能系统的能量管理算法,优化不规则充放电工况下的功率平滑输出。该技术在...
无电荷传输层夹心结构的Sb2S3室内光伏器件
Sb2S3 indoor photovoltaics with a charge-transport-layer-free sandwich-structure
Wentao Wu · Zihao Chen · Yixuan Chen · Jinyi Fei 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127
本文报道了一种采用无电荷传输层夹心结构的Sb2S3薄膜太阳能电池,用于高效室内光伏应用。该器件以FTO/TiO2/Sb2S3/CuI/Au结构构建,在1000 lux荧光照明下展现出优异的光电转换性能,最大功率输出密度达46.8 μW/cm²,能量转换效率超过15%。通过优化吸收层厚度与界面接触,有效提升了载流子收集效率并降低了复合损失。该结构简化了制备工艺,避免了传统空穴传输层的使用,为低成本、可扩展的室内光伏技术提供了新思路。
解读: 该无电荷传输层Sb2S3室内光伏技术对阳光电源室内物联网供电方案具有重要参考价值。其15%的室内光转换效率和简化的器件结构,可应用于iSolarCloud云平台的无线传感器节点、智能运维系统的分布式监测设备自供电方案。夹心结构省去传统空穴传输层,降低制造成本,与阳光电源低成本光伏组件战略契合。46....
一种带有零电压开关电容的图腾柱无桥PFC变换器
A Totem-Pole Bridgeless PFC Converter With ZVS Capacitor
Fanguang Shao · Kai Yao · Xinbo Ruan · Zhiqiang Xing 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文提出了一种带有零电压开关(ZVS)电容的图腾柱无桥功率因数校正变换器,该变换器中的功率开关可在整个电网周期内实现零电压开关,且简化了零电压开关电流的检测。分析了该变换器的工作原理。针对零电压开关电容与电感之间的谐振,详细分析了电感电流的线性化以及主要元件的参数。给出了开关的导通时间、零电压开关电容的电压以及一种控制方案。在实验室搭建了一台100 W的样机,以验证所提出变换器的工作情况。在220 V/100 W和110 V/65 W条件下,实测的转换效率和功率因数分别为98.15%和0.986...
解读: 从阳光电源的业务角度来看,该论文提出的带零电压开关(ZVS)电容的图腾柱无桥PFC变换器技术具有重要的应用价值。该技术通过在全线周期内实现功率开关的零电压开关,有效降低了开关损耗,在220V/100W工况下实现了98.15%的转换效率和0.986的功率因数,这对我司光伏逆变器和储能系统的效率提升具有...
基于三直流母线的副边旋转分段电容式电力传输系统及其低输出电压波动特性
A Secondary-Side Rotating and Segmented Capacitive Power Transfer System With Low Output Voltage Fluctuations Based on Three DC Busbars
Wei Zhou · Zhiqiang Li · Qiang Zhang · Mengmeng Li 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
在机械传动设备中,动力轴是常见的结构,传统供电方式难以实现从固定电源向旋转设备供电。电容式电力传输(CPT)技术因耦合器灵活便携、涡流损耗低等优点,适用于旋转体上设备的供电需求。然而,大直径轴体若采用长接收极板易引发电磁辐射与待机损耗,且分段耦合器还可能导致电压跌落等问题。为此,本文提出一种基于三直流母线的副边旋转分段CPT系统,构建了多端口电容耦合的数学模型与等效电路,实现了相邻整流输出电压的叠加。实验结果表明,系统在整个旋转过程中输出电压基本恒定,电压由47 V降至41 V,最大变化率为12...
解读: 该三直流母线分段CPT技术对阳光电源旋转类设备供电场景具有重要参考价值。在新能源汽车产品线,可应用于电机轴端传感器、旋转编码器等设备的无接触供电,避免滑环磨损;在大型储能系统PowerTitan中,可用于旋转散热风机、转动监测装置的持续供电。该技术通过三母线叠加实现12.77%的低电压波动率,可借鉴...
用于高温碳化硅功率器件的薄膜封装解决方案
Thin-Film Encapsulation Solution for High-Temperature SiC Power Devices
Rong Zhang · Zexin Liu · Kangyong Li · Li Fang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
像碳化硅(SiC)这样的宽带隙半导体能够在250°C以上的温度下工作。然而,目前的封装材料无法在175°C以上的温度下工作,这使得碳化硅器件的高温(≥250°C)封装仍然是一项挑战。本文介绍了一种创新的碳化硅功率器件高温封装方案,该方案采用了多层聚对二甲苯HT/Al₂O₃复合薄膜(MPACF)。通过采用交叉堆叠的有机聚对二甲苯HT和无机Al₂O₃多层结构,阻断了外部水分和氧气在高温下到达碳化硅芯片的路径,降低了水分/氧气接触的风险,并避免了与传统有机封装材料相关的热氧化过程。在用硅烷偶联剂进一步...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项SiC功率器件高温薄膜封装技术具有重要的战略价值。当前我们的光伏逆变器和储能变流器产品大量采用SiC功率器件以提升效率和功率密度,但传统封装材料175°C的温度限制严重制约了SiC器件在250°C以上高温环境的性能发挥,这在高功率密度设计和极端气候条件下尤为突出。 该...
重复脉冲功率应力下SiC门极可关断晶闸管退化机理分析
Degradation Mechanism Analysis for SiC Gate Turn-Off Thyristor Under Repetitive Pulse Power Stress
Haoshu Tan · Juntao Li · Yinghao Meng · Lin Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
SiC门极可关断(GTO)晶闸管被视为提高脉冲功率应用功率密度和效率的先进方案。全面研究循环脉冲应力下的长期退化和机理,器件重复承受5.0kA约40微秒正弦波脉冲应力。阈值栅极电流降低和栅极漏电流增加是主导退化模式。界面测量揭示SiC/SiO2界面阳极和栅极间定位的碳原子增强电子俘获是阈值电流不稳定性的主要原因。扫描电镜图像显示循环脉冲应力最终导致热失控以及阳极-栅极边界定位的空洞和裂纹形成。
解读: 该SiC GTO退化机理研究对阳光电源SiC器件可靠性评估有重要参考价值。阈值电流和界面缺陷退化机理分析可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的SiC器件选型和可靠性设计,提高长期稳定性。该研究对PowerTitan大型储能系统的脉冲功率应力评估和寿命预测有指导意义,可优化器件工作条件并延长使用寿命...
一种基于漏极电压摆动的SiC MOSFET快速短路检测方法
A Fast Short Circuit Detection Method for SiC MOSFETs Based on Drain Voltage Swing
Zekun Li · Bing Ji · Kun Tan · Puzhen Yu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月
尽管碳化硅(SiC)MOSFET性能优越,但其热容量小、开关速度快,对短路保护提出了更高要求。本文提出一种基于漏源电压(V<sub>DS</sub>)摆动的快速可靠短路保护方法,可在器件达到临界损伤前迅速检测并关断。该方法在150 ns和24 ns内分别实现Type-I与Type-II短路的超快检测;利用现有RC缓冲电路实现短路检测与主电路保护的集成,不改变其原有功能;结合低成本数字栅极驱动器中的新型采样保持(S/H)电路,提升工况适应性。实验平台验证了该方案的有效性与重复性。
解读: 该SiC MOSFET快速短路检测技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。其150ns超快检测响应可显著提升功率模块可靠性,特别适用于PowerTitan大型储能系统中高频开关场景的器件保护。基于Vds摆动的检测方法与现有RC缓冲电路集成,无需额外硬件成本,可直接应用于...
基于零状态守恒方程的多相无刷直流电机开路故障诊断
Open-Circuit Fault Diagnosis in Multi-Phase Brushless DC Motor Utilizing Zero-state Conservation Equation
Wei Chen · Zhiqi Liu · Zhiqiang Wang · Chen Li · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
本文提出一种基于零状态守恒方程(ZSCE)的对称多相无刷直流电机(BLDCM)驱动系统开路故障诊断方法。针对现有技术在非理想条件下故障识别能力弱、特征提取困难及算法复杂等问题,该方法通过推导多相电流零状态守恒方程,利用故障前后电流守恒关系提取暂态特征,实现逆变器开关管开路与电机绕组开相故障的快速检测与辨识。通过分析ZSCE正负性可定位故障开关,且方法不依赖控制策略与电机参数,对转速与负载变化鲁棒性强,适用于非正弦电流等非理想工况。九相BLDCM实验结果验证了该方法的有效性与鲁棒性。
解读: 该零状态守恒方程故障诊断技术对阳光电源多相电机驱动产品具有重要应用价值。可直接应用于新能源汽车电机驱动系统,通过电流守恒关系实现开关管与绕组开路故障的快速检测,提升车载OBC和电机控制器的可靠性。该方法不依赖电机参数和控制策略的特点,可增强ST储能变流器在非理想工况下的故障诊断能力,特别适用于多电平...