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一种用于VSC-HVDC应用的单器件模块串联多电平直流链路变换器
A Multilevel-DC-Link Converter With Single-Device Modules in Series for VSC-HVDC Application
Ruihang Bai · Biao Zhao · Xueyin Zhang · Lu Qu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
基于电压源变换器的高压直流输电（VSC-HVDC）广泛应用于海上风电等领域，模块化多电平变换器（MMC）是其常用拓扑。然而，MMC中庞大的电容和大量器件限制了其经济性。相比之下，本文提出的单器件模块串联多电平直流链路变换器（MDC）通过优化拓扑结构，旨在提升高压直流输电系统的技术经济性。
解读: 该研究提出的MDC拓扑旨在解决传统MMC在高压直流输电中电容体积大、器件数量多的痛点。对于阳光电源而言，虽然目前核心业务集中在光伏逆变器和储能系统，但随着公司在大型风电变流器及电网侧储能（如PowerTitan系列）领域的持续深耕，高压大功率变换技术是未来的重要技术储备。该拓扑若能进一步优化成本与控...
一种具有直流故障穿越能力的模块化换流器用于架空线VSC-HVDC应用
A Modular Commutated Converter With DC Fault Ride-Through Capability for Overhead-Line-Based VSC-HVDC Application
Ruihang Bai · Biao Zhao · Xueyin Zhang · Lin Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
基于架空线的VSC-HVDC系统常面临直流短路故障，因此具备直流故障穿越（DC-FRT）能力的换流器至关重要。本文提出了一种具有DC-FRT能力的混合模块化换流器（H-MCC）。该拓扑通过混合直流开关隔离故障线路，并采用能量吸收支路实现快速故障清除。
解读: 该研究关注高压直流输电（HVDC）领域的直流故障穿越技术，虽然阳光电源目前的核心业务集中在光伏逆变器、储能系统及风电变流器，但该拓扑中涉及的“故障隔离”与“能量吸收”技术理念，对阳光电源大型储能系统（如PowerTitan系列）在直流侧故障保护及高压直流并网应用具有参考价值。随着阳光电源在大型地面电...
一种基于矢量重构的永磁同步电机驱动电流测量误差自适应频率谐波抑制策略
An Adaptive-Frequency Harmonic Suppression Strategy Based on Vector Reconstruction for Current Measurement Error of PMSM Drives
Yin Bai · Binxing Li · Qiwei Wang · Dawei Ding 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
电流传感器增益和偏移误差会导致永磁同步电机（PMSM）dq轴电流中出现一倍和二倍频谐波。本文提出了一种基于矢量重构的电流测量误差自适应频率谐波抑制策略，通过对dq轴电流矢量进行重坐标变换，实现对谐波的有效抑制。
解读: 该研究聚焦于电机驱动中的电流传感器误差补偿与谐波抑制，虽然阳光电源的核心业务侧重于光伏逆变器和储能变流器（PCS），但其在风电变流器及部分储能系统中的电机控制算法具有技术同源性。该策略中提到的矢量重构与自适应谐波抑制方法，可借鉴应用于阳光电源风电变流器及储能PCS的电流采样校准，以提升在复杂电网环境...
具有四阶低通滤波器的全集成Buck变换器
Fully Integrated Buck Converter With Fourth-Order Low-Pass Filter
Nghia Tang · Bai Nguyen · Reza Molavi · Shahriar Mirabbasi 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年5月
全集成Buck变换器通常采用二阶LC滤波器和超过100MHz的开关频率以减小无源元件尺寸。然而，对于片上平面螺旋电感，采用四阶滤波器能提供更好的滤波性能，在降低输出电压纹波的同时优化系统效率与集成度。
解读: 该技术探讨了高频集成电路中的高阶滤波拓扑，对阳光电源的户用光伏逆变器及iSolarCloud智能运维平台中的小型化电源管理模块具有参考价值。虽然目前阳光电源的主流产品（如PowerTitan、组串式逆变器）侧重于大功率密度与高可靠性，但随着功率器件向高频化、小型化发展，该高阶滤波设计思路可用于优化辅...
基于低电流基极-集电极电压降的碳化硅双极型晶体管结温测量方法
Junction Temperature Measurement Method for SiC Bipolar Junction Transistor Using Base–Collector Voltage Drop at Low Current
Bangbing Shi · Shiwei Feng · Yamin Zhang · Kun Bai 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
本文提出了一种用于估算碳化硅（SiC）双极型晶体管（BJT）垂直结温的电气测量方法。该方法基于关断过程中低电流下的基极-集电极电压降（VBC(low)）进行测量，该电压对温度表现出良好的灵敏度和线性度。
解读: 随着阳光电源在光伏逆变器和储能PCS中对高功率密度和高效率的需求日益增长，SiC器件的应用已成为核心趋势。结温是影响功率器件寿命和可靠性的关键因素。该研究提出的基于VBC(low)的结温在线监测方法，无需额外传感器，可直接集成于阳光电源的iSolarCloud智能运维平台或逆变器驱动控制电路中。这对...
基于宽禁带半导体且具有串联开关单元的固态断路器限流策略
A Current Limiting Strategy for WBG-Based Solid-State Circuit Breakers With Series-Connected Switching Cells
Zhou Dong · Ching-Hsiang Yang · Shimul Kumar Dam · Dehao Qin 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
本文提出了一种针对基于宽禁带（WBG）器件的固态断路器（SSCB）的限流策略。通过采用串联开关单元结构，该策略在直流系统中既能有效抑制故障电流的快速上升，又能实现过流保护协调，同时解决了传统方案中开关损耗高、耐受时间短及限流能力受限的问题。
解读: 该研究对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流微电网应用具有重要参考价值。随着储能系统直流侧电压等级的提升，直流故障保护成为关键技术难点。该限流策略利用宽禁带器件（SiC/GaN）的高频特性，可优化PCS内部直流侧的保护逻辑，提升系统在短路故障下的耐受能力与可靠性。...
重复短路应力下p-GaN栅HEMT的短路能力与器件不稳定性研究
Study of the Short-Circuit Capability and Device Instability of p-GaN Gate HEMTs by Repetitive Short-Circuit Stress
Ning Yang · Chaowu Pan · Zhen Wu · Pengxiang Bai 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年2月
本文研究了肖特基型p-GaN栅高电子迁移率晶体管（HEMT）在不同应力参数下的重复短路（SC）退化行为。首次记录并分析了器件特性的恢复动力学，揭示了其退化机制。研究发现，在重复短路应力下，器件表现出显著的阈值电压（VTH）漂移等不稳定性。
解读: GaN器件作为宽禁带半导体的代表，在阳光电源的高功率密度户用逆变器及小型化充电桩产品中具有巨大的应用潜力。本文揭示的p-GaN栅HEMT在重复短路下的退化机制及恢复动力学，对于优化阳光电源产品的驱动电路设计、短路保护策略及器件选型具有重要参考价值。建议研发团队在开发下一代高频、高效电力电子变换器时，...
用于电动飞机推进的高比功率密度高效低温固态断路器模块开发
Module Development for a High Specific Power Density High-Efficiency Cryogenic Solid-State Circuit Breaker for Electrified Aircraft Propulsion
Shimul K. Dam · Ching-Hsiang Yang · Zhou Dong · Dehao Qin 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
针对电动飞机推进（EAP）系统对高效率、高重量功率密度的需求，本文开发了一种基于低温冷却氮化镓（GaN）器件的固态断路器（SSCB）模块。该模块适用于中压直流（MVdc）应用，通过低温技术显著提升了功率密度，为航空电力电子系统的轻量化提供了解决方案。
解读: 该研究聚焦于宽禁带半导体（GaN）在极端环境下的高功率密度应用，虽然目前主要针对航空领域，但其核心技术对阳光电源的电力电子产品演进具有参考价值。首先，GaN器件在低温或高效散热条件下的高频开关特性，可为未来组串式逆变器及小型化储能PCS（如PowerStack系列）的功率密度提升提供技术储备。其次，...
用于服务器和数据中心的12V或48V输入、0.9V输出有源钳位正激变换器功率模块
A 12- or 48-V Input, 0.9-V Output Active-Clamp Forward Converter Power Block for Servers and Datacenters
Xin Zhang · Bai Nguyen · Andrew Ferencz · Todd Takken 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年2月
DC-DC电源是高性能计算和数据中心服务器处理器的关键组件。将中间总线电压（12V或48V）转换为处理器核心电压（约0.9V）必须兼顾高效率、紧凑性和成本效益。本文提出了两种有源钳位正激变换器（ACFC）功率模块，分别用于12V和48V输入场景。
解读: 该技术主要针对服务器电源（POL）领域，与阳光电源目前的核心业务（光伏逆变器、储能PCS、充电桩）存在一定差异。然而，随着阳光电源在iSolarCloud智能运维平台及数据中心能源管理领域的布局，高效DC-DC变换技术对于提升数据中心供电效率具有参考价值。建议关注其高功率密度设计方法，可为未来储能系...
一种用于双三相电机驱动系统全调制范围的新型零/减小共模电压调制方案
A Novel Zero/Reduced Common-Mode Voltage Modulation Scheme for a Dual Three-Phase Motor Drive System in Full Modulation Span
Yang Huang · Jared Walden · Ximu Zhang · Yu Yan 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
共模电压（CMV）是现代电机驱动系统中的关键问题。本文针对双三相电机驱动系统，提出了一种新型脉宽调制（PWM）方案，旨在全调制范围内实现零或减小的共模电压。通过扩展电机相数，该方案有效克服了传统三相结构在抑制CMV方面的物理限制。
解读: 该研究聚焦于多相电机驱动的共模电压抑制，虽然阳光电源核心业务为光伏与储能逆变器，但其底层功率变换技术（如PWM调制策略、多电平拓扑）与电机驱动具有高度同源性。该调制方案中关于降低共模电压的思路，可借鉴应用于阳光电源的高功率密度组串式逆变器或大型储能PCS，以优化电磁兼容性（EMC）设计，减少漏电流，...
1100 V、600 A/cm² 4H-SiC 横向IGBT
1100-V, 600-A/cm2 4H-SiC Lateral IGBT on N-Sub/N-Epi Stack With P-Top Protected Lightly Doped Drift Region
Jie Ma · Mengyao Zhao · Tianchun Nie · Yong Gu 等12人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年12月 · Vol.47
本文报道了一种基于N型衬底/N型外延结构的1100 V 4H-SiC横向IGBT，采用P型顶层保护轻掺杂漂移区，实现600 A/cm²高电流密度；低掺杂增强电导调制效应，P-top缓解栅极拐角电场集中，结合场限环提升垂直击穿电压，达到同类SiC横向器件最优BV-Iₛₐₜ折衷。
解读: 该SiC横向IGBT在高压、高电流密度和低导通损耗方面取得突破，可提升阳光电源组串式逆变器（如SG系列）和ST系列储能PCS中高频开关模块的效率与功率密度。尤其适用于高功率密度、紧凑型单面散热设计场景。建议在下一代1500V+组串逆变器及PowerStack液冷储能变流器中开展SiC IGBT模块替...
基于浮动N型岛提升沟道载流子迁移率的4H-SiC横向扩散MOSFET技术
Mobility-Boosting Technique With Floating N-Islands for 4H-SiC LDMOS
Yong Gu · Tianchun Nie · Shuqiang Chen · Yawen Xu 等13人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年12月 · Vol.47
针对4H-SiC LDMOS因SiC/SiO₂界面质量差导致沟道载流子迁移率低的问题，本文提出在沟道区嵌入浮动N型岛（FN）作为“载流子库”，调控二维静电势与载流子分布，提升载流子发射效率和有效迁移率，降低比导通电阻。实验显示场效应迁移率最高提升86.7%，R_on,sp降低46.2%，且击穿电压几乎不受影响。
解读: 该技术显著提升SiC MOSFET器件的导通性能与高频开关效率，可直接赋能阳光电源组串式逆变器（如SG3125HV）、ST系列储能双向PCS及PowerTitan系统的主功率模块。尤其适用于高功率密度、高温工况下的新一代SiC功率模块设计，建议在下一代1500V+高压平台产品中联合封装厂开展FN结构...
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...
基于图像分割的屋顶可用面积提取进行光伏资源评估
Photovoltaic resource assessment through roof usable area extraction based on image segmentation
Xiaobin Xua · Jinchao Hua · Haojie Zhang · Yajuan Fenga 等7人 · Solar Energy · 2025年9月 · Vol.297
在大规模屋顶光伏资源（RPV）评估中，传统的可用屋顶面积提取方法主要关注建筑物的外部轮廓，限制了复杂的空间分析能力，并导致评估结果较为粗略。本文提出了一种基于外部和内部轮廓分割的精细化屋顶可用面积提取方法。首先，采用Unet网络对屋顶的外部轮廓进行分割；随后，提出一种基于CNN与Transformer的双分支编码器网络InSF-TransUnet。在TransUnet的基础上引入多尺度CNN编码器，以平衡局部与全局特征。接着，在解码阶段采用多尺度特征融合策略，实现对屋顶内部轮廓的高精度分割。最后...
解读: 该屋顶光伏资源精细化评估技术对阳光电源SG系列逆变器和iSolarCloud平台具有重要应用价值。基于CNN-Transformer的双分支网络可精准识别屋顶可用面积,为分布式光伏系统容量配置提供数据支撑,优化MPPT算法设计和组串方案。结合iSolarCloud平台的AI诊断能力,可实现从资源评估...
研究一种离子掺杂剂在有机半导体及热电应用中的掺杂性能
Investigating the doping performance of an ionic dopant for organic semiconductors and thermoelectric applications
Jing Guo1Yaru Feng2Jinjun Zhang2Jing Zhang3Ping-An Chen4Huan Wei5Xincan Qiu6Yu Liu6Jiangnan Xia5Huajie Chen7Yugang Bai8Lang Jiang9Yuanyuan Hu10 · 半导体学报 · 2025年8月 · Vol.46
掺杂在提升有机半导体在光电子和热电器件中的性能方面起着关键作用。本研究系统探讨了离子掺杂剂4-异丙基-4′-甲基二苯基碘𬭩四（五氟苯基硼酸盐）（DPI-TPFB）作为p型掺杂剂在有机半导体中的性能与适用性。以p型PBBT-2T为模型，通过ESR、紫外-可见-近红外吸收光谱及功函数分析证实其显著掺杂效果，使薄膜电导率提升超过四个数量级。DPI-TPFB还表现出广泛的适用性，可有效掺杂多种p型材料，并使n型N2200转变为p型行为。将其应用于有机热电器件，获得约10 μW∙m⁻¹∙K⁻²的功率因子，...
解读: 该离子掺杂有机半导体技术对阳光电源热管理系统具有潜在价值。研究中10 μW∙m⁻¹∙K⁻²的热电功率因子可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的余热回收利用，将功率器件散热转化为电能，提升系统综合效率。有机热电材料的柔性特性适合贴合SiC/GaN功率模块表面进行温差发电，为辅助电路供电。在电动汽车驱...
考虑长时氢储能与多重不确定性的电-气-氢综合能源系统优化规划
Optimal Planning for Electricity–Gas–Hydrogen Integrated Energy Systems Considering Intertemporal Long-term Hydrogen Storage and Multiple Uncertainties
Jingxuan Zhang · Xinyue Chang · Yixun Xue · Xiang Bai 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年6月
为解决综合能源系统中能源供需长期失衡的问题，提出了一种涉及跨期长期储氢的电 - 氢和电 - 气互换系统。在该系统中，跨期氢能存储确保了全年荷电状态的连续性，以实现日内和日间的充放电，促进可再生能源消纳和能源的跨期转移。此外，考虑了影响能量转换设备效率和场景概率的多种不确定性因素。为应对综合能源系统中的多种不确定性，提出了一种将随机模型和鲁棒模型相结合的混合方法，并采用不确定性调整参数来灵活微调规划方案的保守程度。然后，将列与约束生成算法和鲁棒对偶理论相结合，将原问题分解为具有混合整数线性特征的主...
解读: 该电-气-氢综合能源系统优化规划技术对阳光电源储能与氢能业务具有重要应用价值。长时氢储能的跨时段调节特性可与PowerTitan储能系统形成互补，电化学储能负责短时调频调峰，氢储能实现季节性能量平衡，提升ST系列储能变流器在多能耦合场景的应用深度。鲁棒优化与随机规划相结合的不确定性处理方法，可直接应...
钙循环热能储存与吸附增强制氢耦合系统
Coupling system of calcium looping thermal energy storage and adsorption-enhanced hydrogen production
Haocheng Sun · Zhiwei Geab · Zhihan Yao · Liang Wang 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年2月 · Vol.325
摘要 基于钙循环（CaL, Calcium Looping）的吸附增强蒸汽甲烷重整（SE-SMR）是实现低碳氢气生产的重要方法。然而，现有的原位反应器难以长期连续稳定地生产氢气。本研究提出了一种基于CaL的新型准原位SE-SMR反应器，并建立了包含多反应耦合的多物理场模型。研究阐明了该反应器中传热传质及反应强化的作用机制，识别了影响制氢过程的关键参数。在穿透前期阶段，储存的热量驱动重整反应进行，使氢气平均纯度维持在95.62%，同时实现较高的碳捕集率；氢气产率达到3.61，表明甲烷得到了高效重整...
解读: 该钙循环储热-制氢耦合技术对阳光电源储能系统具有重要启示。其多物理场耦合建模方法可应用于PowerTitan储能系统的热管理优化,特别是波动热源下的稳定性控制与ST系列PCS的能量调度策略。准原位反应器的连续产氢机制为光伏制氢一体化方案提供技术参考,可结合iSolarCloud平台实现预测性维护。该...
基于谐波最大似然估计的分布式光伏接入电网承载能力评估新方法
A Novel Hosting Capacity Evaluation Method for Distributed PV Connected in Power System Based on Maximum Likelihood Estimation of Harmonic
Hongtao Shi · Jiahao Zhu · Yuchao Li · Zhenyang Yan 等6人 · IEEE Journal of Photovoltaics · 2025年2月
全面表征分布式光伏并网谐波注入量，并将谐波约束与其他约束相结合以准确评估配电网光伏接纳能力的方法，对于确保配电网的安全稳定运行具有重要意义。因此，本研究提出了一种基于谐波最大似然估计（MLE）的电力系统分布式光伏（PV）接纳能力评估新方法。首先，利用MLE方法中的似然函数，对分布式光伏注入的谐波参数进行最优估计，从而能够准确评估光伏并网时的谐波输出。此外，设计了一种谐波分区方法，该方法表征了并网系统中节点之间的连接程度，并将配电网划分为不同区域，有效减少了接纳能力估计中的场景数量。最后，与传统接...
解读: 该谐波承载能力评估方法对阳光电源SG系列光伏逆变器和PowerTitan储能系统具有重要应用价值。通过最大似然估计精确量化多台逆变器并网时的谐波叠加效应，可优化SG逆变器的谐波抑制算法和滤波器设计参数，提升高渗透率场景下的电能质量。该方法可集成至iSolarCloud平台，实现分布式光伏接入前的承载...
基于变导热系数热管的高功率器件动态热管理：平衡防结露与散热
Dynamic thermal management with variable conductance heat pipes in high-power devices: Balancing dew prevention and heat dissipation
Jingjing Bai · Yincai Zhao · Fangqiong Luo · Tong Sun 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年11月 · Vol.344
摘要 在高湿度或大温度波动条件下，高功率器件表面通常会发生结露现象，导致腐蚀、短路和性能退化。传统的防结露方法难以满足此类器件高热流密度散热的需求。本研究提出了一种低成本、实用的防结露型变导热系数热管（VCHP），以应对兼顾防结露与高热流密度散热的双重挑战。通过对VCHP设计参数的优化发现，不可凝气体的充注压力是影响热阻的关键因素，而充液率和储液腔长度的影响相对较小。研究结果表明，VCHP在不同冷却条件和重力环境下表现出显著的可变热阻特性，在低功率下热阻可达1.95 °C/W，而在高功率下则降低...
解读: 该可变热导热管技术对阳光电源储能系统和大功率PCS具有重要应用价值。ST系列PCS和PowerTitan储能系统在高湿度环境下面临结露与散热的双重挑战,VCHP方案可实现低功率时热阻1.95°C/W防结露、高功率时0.09°C/W高效散热的动态平衡。特别适用于沿海储能电站、户外充电桩等高湿场景,可替...
氢储能与抽水蓄能容量配置优化及比较分析以提升清洁能源基地电力系统灵活性
Optimization and comparative analysis of hydrogen energy storage and pumped hydro storage capacity configuration for enhancing power system flexibility in clean energy bases
Xianan Sun · Yonglin Heab · Junqi Yang · Ziwen Zhao 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年10月 · Vol.342
摘要 可再生能源的并网引入了波动性和间歇性，对电力系统的稳定性构成挑战。尽管氢储能（HES）和抽水蓄能（PHS）均能有效缓解风电和光伏出力的波动，但二者在性能方面的系统性对比分析仍较为缺乏。本研究针对氢储能与抽水蓄能系统开展了能量容量最优配置的比较分析。我们构建了一种新颖的优化模型，综合考虑储能系统的约束条件，并引入小时利用率指标，结合熵权TOPSIS法进行综合评价。主要研究结果表明：两类技术各有优势，HES可提供61,200 MWh（85小时）的长时储能能力，而PHS则提供23,787 MWh...
解读: 该研究对阳光电源储能系统配置具有重要指导意义。针对氢储能与抽水蓄能的对比分析,可优化ST系列PCS在大规模新能源基地的容量配置策略。研究提出的小时利用率指标和熵权TOPSIS评估方法,可集成至iSolarCloud平台,实现储能系统经济性与技术性能的智能评估。4000MW光伏配1200MW储能的最优...
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