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一种用于功率半导体热瞬态测量的稀疏促进时域评估方法
A Sparsity-Promoting Time Domain Evaluation Method for Thermal Transient Measurement of Power Semiconductors
Yi Zhang · Anton Evgrafov · Shuai Zhao · Sven Kalker 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
本文研究了获取功率半导体器件内部热结构的瞬态测量评估方法。研究指出,目前广泛使用的频域反卷积标准方法存在局限性,其产生的时间常数谱旁瓣缺乏物理意义。为此,本文提出了一种稀疏促进的时域评估方法,能更准确地提取器件的热阻抗参数,为功率器件的热特性分析提供了更精确的手段。
解读: 该研究直接服务于阳光电源核心产品(如组串式/集中式逆变器、PowerTitan储能系统)中功率模块的可靠性设计。功率器件的热管理是提升系统功率密度和使用寿命的关键。通过该稀疏促进的时域评估方法,研发团队能更精准地获取IGBT/SiC模块的内部热结构,优化散热设计,并提升在极端工况下的热保护策略精度。...
硅IGBT、碳化硅MOSFET和氮化镓HEMT在低至10毫开尔文深低温环境下的首次特性表征
First Characterization of Si IGBT, SiC MOSFET, and GaN HEMT at Deep Cryogenic Temperatures Down to 10 Millikelvins
Xin Yang · Zineng Yang · Matthew Porter · Linbo Shao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
本文首次研究了Si IGBT、SiC MOSFET和GaN HEMT在深低温(T < 4.2 K)环境下的电气特性。深低温电力电子转换在量子计算、空间探测等领域具有重要意义,但目前缺乏相关器件在高压及动态开关性能方面的研究数据。
解读: 该研究探讨了功率器件在极低温环境下的极限性能,目前阳光电源的核心业务(光伏、储能、风电、充电桩)主要运行在常规环境温度下,该技术尚处于基础物理研究阶段。然而,随着量子计算辅助能源管理及极端环境空间能源系统的兴起,宽禁带半导体(SiC/GaN)在极端工况下的可靠性数据可为未来前瞻性技术储备提供参考。建...
电力电子系统的多时间尺度耦合仿真框架及分段解析SiC MOSFET瞬态模型
A Multitimescale Coupled Simulation Framework for Power Electronic Systems and the Piecewise Analytical SiC MOSFET Transient Model
Yikang Xiao · Yong Chen · Xu Cheng · Bochen Shi 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
随着碳化硅(SiC)MOSFET等宽禁带器件的广泛应用,开关瞬态对电力电子系统的影响日益显著。本文提出了一种多时间尺度耦合仿真框架,将纳秒至微秒级的器件瞬态行为与毫秒至秒级的系统级运行相结合,通过分段解析模型精确描述SiC MOSFET的开关过程,为电力电子系统的设计与优化提供了高效的仿真工具。
解读: 该研究对阳光电源的核心业务具有极高的应用价值。随着公司组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统向更高功率密度和效率演进,SiC器件的应用已成为提升产品竞争力的关键。该多时间尺度仿真框架能有效解决SiC器件在高频开关下的电磁干扰(EMI)与热应力问题,缩短研发周期。建议研发团队...
模块化多电平变换器闭锁序列期间的过电压诊断与补救策略
Modular Multilevel Converters Overvoltage Diagnosis and Remedial Strategy During Blocking Sequences
Luc-Andre Gregoire · Handy Fortin Blanchette · Wei Li · Antonios Antonopoulos 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年5月
本文分析了模块化多电平变换器(MMC)在因环流、失控或故障导致闭锁过程中固有的过电压现象。通过时域表达式分析各运行序列,揭示了过电压产生的机理,并提出了相应的诊断方法与补救策略,以提升变换器在紧急停机过程中的可靠性。
解读: MMC拓扑在阳光电源的大型集中式光伏逆变器及高压储能系统(如PowerTitan系列)中具有重要应用潜力。该研究针对MMC闭锁过程中的过电压问题,为提升大型电力电子设备的故障穿越能力和系统安全性提供了理论支撑。建议研发团队参考该诊断与补救策略,优化高压大功率变换器的保护逻辑,特别是在应对电网故障或内...
一种降低器件导通损耗的三角形输入连接三相电流源整流器
A novel three-phase current source rectifier with delta-type input connection to reduce the device conduction loss
Ben Guo · Fei Wang · Eddy Aeloiza · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年2月
本文提出了一种新型三角形输入连接的三相电流源整流器(CSR)拓扑。传统的CSR具有降压AC-DC转换、交流滤波器体积小及浪涌电流限制等优势,但半导体器件的高导通损耗限制了其应用。该拓扑通过优化输入连接方式,有效降低了器件导通损耗,提升了系统效率。
解读: 该研究聚焦于电流源整流器(CSR)的拓扑优化,旨在降低导通损耗。对于阳光电源而言,虽然目前主流光伏逆变器和储能PCS多采用电压源型(VSR)拓扑,但该研究在提升功率密度和转换效率方面的思路具有参考价值。特别是在工业驱动或特定高压直流输入场景下,若需进一步优化整流侧效率,该三角形连接拓扑可作为技术储备...
基于冗余电压传感器的模块化多电平变换器可靠故障检测
Reliable Modular Multilevel Converter Fault Detection With Redundant Voltage Sensor
Ricard Picas · Jordi Zaragoza · Josep Pou · Salvador Ceballos · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年1月
本文提出了一种模块化多电平变换器(MMC)的容错配置方案。该方法通过比较一组子模块(SM)的输出电压,能够有效检测电压传感器及功率开关器件的故障,并实现系统重构,确保变换器在故障后仍能持续运行,显著提升了系统的可靠性。
解读: MMC拓扑在阳光电源的大型集中式光伏逆变器及高压储能系统(如PowerTitan系列)中具有重要应用潜力。该文提出的故障检测与重构技术,对于提升高压大功率变换器的运行可靠性至关重要。建议研发团队关注其冗余传感器设计及子模块故障诊断算法,这有助于优化PowerTitan系列产品的运维策略,降低因单点故...
双向高变比模块化多电平DC-DC变换器的最优ZCS调制策略
Optimal ZCS Modulation for Bidirectional High-Step-Ratio Modular Multilevel DC–DC Converter
Cristian Pineda · Javier Pereda · Felix Rojas · Gabriel Droguett 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
随着直流供电技术的发展,高效率、高电压及高变比DC-DC变换器需求日益增长。模块化多电平变换器(MMC)凭借其处理中高压直流电的能力,结合软开关技术,成为实现高效率转换的理想方案。本文重点研究了该类变换器的最优零电流开关(ZCS)调制策略,旨在提升系统整体转换效率。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan系列大型储能系统及集中式光伏逆变器具有重要参考价值。随着储能系统向更高电压等级(如1500V及以上)演进,模块化多电平拓扑在降低开关损耗、提升功率密度方面优势显著。通过引入最优ZCS调制策略,可进一步优化PCS的转换效率,减少散热需求,从而提升系统在极端工况下的...
高频脉冲电应力下环氧树脂的局部放电特性
Partial Discharge Characteristics of Epoxy Resin Under High-Frequency Pulse Electrical Stress
Jun Jiang · Dezhi Cui · Jinfeng Liu · Beibei Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
宽禁带(WBG)半导体器件的应用显著提升了中压电力电子变压器(PET)的功率密度与效率。然而,其带来的高频及高dv/dt电应力使绝缘系统面临严峻挑战,缺陷诱发的局部放电(PD)现象更为严重,直接影响设备的长效运行可靠性。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器及PowerTitan等储能系统中大规模应用SiC等宽禁带器件,高频化与高dv/dt带来的绝缘老化问题日益凸显。本文研究的局部放电特性对于优化高压功率模块的封装绝缘设计、提升系统在极端工况下的长效可靠性具有重要指导意义。建议研发团队在后续高压储能变流器(PCS)及中压光伏逆...
一种具有高电压增益和零电流纹波的可扩展无变压器双向DC-DC变换器
An Extendable Transformer-Less Bidirectional DC–DC Converter With High Voltage Gain and Zero-Current Ripple
Xuefeng Hu · Junqiang Jia · Xuehan He · Zijun Xu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
本文提出了一种基于二次电路、开关电容和零电流纹波单元的新型可扩展非隔离双向DC-DC变换器。该变换器通过结合二次电路与开关电容单元,实现了宽电压转换比,并有效降低了半导体器件的电压应力。
解读: 该拓扑结构对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。其高电压增益特性可简化储能PCS的级联设计,降低对高压器件耐压等级的要求,从而优化系统成本与效率。零电流纹波特性有助于延长电池组的使用寿命,提升储能系统的可靠性。建议研发团队评估该拓扑...
用于降低开关损耗和电流纹波的三相逆变器驱动平衡两相负载的不连续SVPWM技术
Discontinuous SVPWM Techniques of Three-Leg VSI-Fed Balanced Two-Phase Loads for Reduced Switching Losses and Current Ripple
Chakrapong Charumit · Vijit Kinnares · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年4月
本文针对三相电压源逆变器驱动平衡两相负载的场景,提出了一系列不连续空间矢量脉宽调制(DSVPWM)技术。研究重点在于分析功率半导体器件的开关损耗特性,并通过优化各扇区内零空间矢量的分配时间,有效降低输出电流纹波。
解读: 该研究提出的DSVPWM技术在降低开关损耗和优化电流质量方面具有显著价值,直接契合阳光电源组串式及集中式光伏逆变器对高效率、低谐波的要求。通过减少开关损耗,可进一步提升逆变器在高温环境下的功率密度和整机效率,有助于优化散热设计。建议研发团队在下一代逆变器控制算法中引入该类不连续调制策略,以提升产品在...
基于关断延迟时间的高压大功率IGBT模块结温提取方法
Junction Temperature Extraction Approach With Turn-Off Delay Time for High-Voltage High-Power IGBT Modules
Haoze Luo · Yuxiang Chen · Pengfei Sun · Wuhua Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年7月
本文探讨了利用关断延迟时间作为热敏电参数(TSEP),实现高压大功率IGBT模块结温提取的方法。研究重点分析了开尔文发射极与功率发射极之间的寄生电感对该参数的影响,为功率半导体器件的实时结温监测提供了理论依据。
解读: 该研究对于阳光电源的核心产品线(如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统)具有极高的应用价值。大功率IGBT是上述产品的核心功率器件,其结温直接决定了系统的可靠性与寿命。通过关断延迟时间实现非侵入式的实时结温监测,可优化阳光电源iSolarCloud平台的健康状...
SiC MOSFET在并网T型逆变器中的优势
The Benefits of SiC mosfets in a T-Type Inverter for Grid-Tie Applications
Alexander Anthon · Zhe Zhang · Michael A. E. Andersen · Donald Grahame Holmes 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年4月
本文探讨了多电平变换器在谐波性能和开关损耗方面的优势。针对低压应用,分析了中点钳位(NPC)逆变器因电流流经两个开关器件而导致的导通损耗问题,并重点研究了SiC MOSFET在T型逆变器中的应用,旨在通过宽禁带半导体技术提升并网逆变器的效率与功率密度。
解读: 该研究直接契合阳光电源组串式逆变器及户用逆变器的技术演进方向。T型三电平拓扑是阳光电源实现高效率、小体积设计的核心技术之一。引入SiC MOSFET可显著降低开关损耗,提升整机效率,对于优化阳光电源SG系列组串式逆变器的散热设计及功率密度至关重要。建议研发团队在下一代高频化、小型化逆变器产品中,重点...
一种用于电动汽车的高功率密度与高效率集成式电池充电器
An Integrated Battery Charger With High Power Density and Efficiency for Electric Vehicles
Dong-Hee Kim · Min-Jung Kim · Byoung-Kuk Lee · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年6月
本文提出了一种新型电动汽车电池充电系统,通过共享半导体器件和机械元件,将非隔离式车载充电器(OBC)与低压直流-直流变换器(LDC)集成。该设计有效减少了LDC的体积,提升了整体功率密度与转换效率,降低了电动汽车电力电子系统的成本。
解读: 该集成化技术对阳光电源的电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。通过功率器件与磁性元件的复用,可显著优化充电桩及车载电源模块的体积与成本。阳光电源在电力电子拓扑领域积累深厚,可借鉴此集成思路,将其应用于下一代高功率密度充电桩产品中,进一步提升在车网互动(V2G)及车载电源市场的竞争力。同时,该技术方案中...
基于调谐栅极RLC滤波器的宽禁带半导体高频振荡抑制方法
Wide-Bandgap Semiconductor HF-Oscillation Attenuation Method With Tuned Gate RLC Filter
Iker Aretxabaleta · Inigo Martinez de Alegria · Jose Ignacio Garate · Asier Matallana 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
宽禁带(WBG)器件凭借极短的开关时间,在提升电力电子系统效率和功率密度方面具有显著优势。然而,开关瞬态过程中的高频振荡限制了其性能的充分发挥。本文提出了一种通过调谐栅极RLC滤波器来抑制高频振荡的方法,旨在解决WBG器件在高速开关应用中的电磁干扰与电压应力问题。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高的参考价值。随着公司组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack系列储能变流器(PCS)向更高功率密度和更高开关频率演进,SiC等宽禁带器件的应用已成为主流。开关过程中的高频振荡不仅影响电磁兼容性(EMC),还可能导致功率模块过压击穿。本文提出的栅极RL...
一种用于LLC直流变压器同步整流的新型全无源谐振栅极驱动电路
A Novel All-Passive Resonant Gate for LLC DCX Synchronous Rectification
Wei Zhou · Xu Yang · Xingwei Huang · Panming Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
针对数据中心电源中高频、低压、大电流LLC直流变压器(DCX),同步整流MOSFET的驱动损耗成为限制效率的关键。现有谐振栅极驱动(RGD)方案需额外半导体器件及电源,增加了复杂性。本文提出一种全无源谐振栅极驱动电路,在降低驱动损耗的同时简化了电路设计。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及储能PCS产品线具有重要参考价值。随着功率密度要求的不断提升,LLC拓扑在高效DC-DC变换环节的应用日益广泛。该全无源谐振驱动方案通过优化同步整流效率,有助于进一步提升阳光电源高频化产品的整机效率,并降低辅助电源设计复杂度。建议研发团队评估该无源驱动电路在Power...
一种用于相腿配置中具有快速开关瞬态的SiC MOSFET的改进型串扰抑制驱动拓扑
An Improved Crosstalk Suppression Driver Topology for SiC MOSFET With Fast Switching Transient in the Phase-Leg Configuration
Jiaxing Ye · Mingyi Wang · Sihang Cui · Chengming Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
随着SiC MOSFET在高功率转换器中的广泛应用,其高速开关特性带来的栅源极串扰电压问题日益突出,易导致误导通及桥臂直通故障。本文提出了一种改进的驱动拓扑,旨在有效抑制串扰电压,提升高频开关下功率转换系统的可靠性与稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高价值。随着组串式逆变器和PowerTitan系列储能PCS向更高功率密度和更高开关频率演进,SiC MOSFET的应用已成为主流。该驱动拓扑能有效解决高频开关下的串扰问题,直接提升逆变器和PCS的功率密度与转换效率,同时降低因误导通导致的故障风险,显著增强产品的可...
应力工程化的半导体量子阱单光子发射器
Stress-engineered single-photon emitters in semiconductor quantum wells
Jian Wang · Xiaomin Zhang · Baoquan Sun · Applied Physics Letters · 2025年4月 · Vol.126
通过在原子级薄的过渡金属硫族化合物中引入点状应变扰动制备的阵列化单光子源,因其纳米尺度的定位精度而受到广泛关注。然而,目前在同样为二维半导体材料的量子阱中尚无相关研究。相比过渡金属硫族化合物,量子阱具有可调带隙的独特优势,意味着由此方法在量子阱中制备的单光子源波长可覆盖更宽范围。本文在量子阱薄膜中引入局域双轴应变,实现了确定性单光子发射器的制备,验证了该方法在量子阱中构建单光子源的可行性,为发展实用化量子器件提供了新途径。
解读: 该量子阱单光子发射器技术虽属前沿量子光学领域,但其应力工程调控半导体能带的思路对阳光电源功率器件研发具有启发意义。在SiC/GaN宽禁带半导体器件中,应力调控可优化载流子输运特性,提升ST系列储能变流器和SG逆变器中功率模块的开关性能与可靠性。该技术的纳米级精准定位方法可借鉴至功率芯片缺陷检测,结合...
基于共聚物的横向漂移区有机薄膜晶体管在空气环境及栅极偏压应力下的阈值电压稳定性
Threshold Voltage Stability of Copolymer-Based Lateral Drift Region Organic Field-Effect Transistors Under Ambient Air Conditions and Gate-Bias Stress
Haonan Lin · Jun Zhang · Xuanyu Gu · Hengdian Chang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月
本文研究了偏置稳定性对共聚物横向漂移区有机场效应晶体管(LDR - OFET)阈值电压漂移的影响。所制备的LDR - OFET分别以基于二酮吡咯并吡咯的聚合物(DPPT - TT)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜作为半导体层和栅极介电层。在环境空气条件下,LDR - OFET连续暴露4320小时仍能保持正常功能,无明显性能退化,显示出强大的稳定性。然而,与大气应力作用下的LDR - OFET相比,偏置应力作用下的LDR - OFET退化更为明显。值得注意的是,负偏置和正偏置对阈值电压漂移的影响...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项关于有机场效应晶体管(OFET)阈值电压稳定性的研究具有一定的前瞻性参考价值,但距离实际应用仍存在较大距离。 该研究聚焦于共聚物基横向漂移区OFET在环境和偏置应力下的稳定性表现。其核心价值在于验证了有机半导体器件在长时间环境暴露(4320小时)下的稳定性,以及揭示了...
面向新一代并网光伏逆变器的可靠性导向设计工具
Reliability Oriented Design Tool For the New Generation of Grid Connected PV-Inverters
Nicolae-Cristian Sintamarean · Frede Blaabjerg · Huai Wang · Francesco Iannuzzo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年5月
本文介绍了一种用于新一代并网光伏逆变器的可靠性导向设计工具。该工具集成了真实任务剖面(RFMP)模型、光伏组件模型、逆变器模型、电热耦合模型以及功率半导体器件的寿命模型,旨在实现逆变器全生命周期的精确可靠性评估与优化设计。
解读: 该研究对于阳光电源的组串式和集中式光伏逆变器产品线具有极高的应用价值。通过引入RFMP模型和电热耦合仿真,研发团队可以在产品设计阶段更精准地预测功率模块(如IGBT/SiC)在不同气候条件下的寿命,从而优化散热设计与控制策略。这不仅能显著降低逆变器在复杂环境下的故障率,提升iSolarCloud平台...
三电平有源NPC变换器损耗平衡的改进调制方案
Improved Modulation Scheme for Loss Balancing of Three-Level Active NPC Converters
Yi Deng · Jun Li · Kee Ho Shin · Tero Viitanen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年4月
三电平中点钳位(NPC)变换器广泛应用于高功率中压领域,但其半导体器件间存在功率损耗不均衡问题,尤其在低基频运行工况下更为严重。本文提出了一种改进的调制方案,旨在解决该拓扑的损耗不平衡挑战,提升变换器的整体效率与热稳定性。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心产品线——大功率组串式及集中式光伏逆变器。三电平ANPC拓扑是提升逆变器效率与功率密度的关键技术,尤其在大型地面电站及工商业场景中,损耗平衡直接影响器件寿命与散热设计。通过优化调制策略解决损耗不均,可有效降低IGBT模块的热应力,提升高功率密度产品的可靠性。建议研发团队在...
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