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扩展相量分析方法与控制策略实现多端口无线功率路由器的灵活多向功率流及宽范围零电压开关运行
Extended Phasor Analysis Approach and Control Strategy for Flexible Multiway Power Flow and Wide ZVS Operation in the Multiport Wireless Power Router
Yifan Wang · Miao Zhu · Ming Liu · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
本文提出一种多端口无线功率路由器（MWPR）及其控制策略，可实现多向双向功率流动，适用于电池管理与多端口能量接口等应用。该MWPR通过垂直堆叠线圈连接多个源与负载，提供多种潜在功率传输路径，显著提升系统灵活性。主要贡献包括：1）等效端口模型以简化多路功率流与零电压开关（ZVS）条件分析；2）扩展相量分析法，直观揭示功率流、ZVS与控制变量间的耦合关系；3）多目标控制策略，实现灵活功率调节与宽范围ZVS运行。实验基于250 kHz四端口原型验证，结果表明在不同端口电压和宽功率范围内均能实现稳定功率...
解读: 该多端口无线功率路由器技术对阳光电源储能与充电业务具有重要应用价值。其多向双向功率流控制可应用于PowerTitan储能系统的电池簇间无线均衡管理，突破传统有线BMS的布线复杂性，提升模块化集成度。扩展相量分析法与宽范围ZVS控制策略可借鉴至ST系列储能变流器的SiC器件软开关优化，降低开关损耗并提...
低气压环境下IGBT模块功率循环老化机理和寿命预测研究
Research on Power Cycling Aging Mechanism and Lifetime Prediction of IGBT Modules Under Low Air Pressure
Yue Pan · Yongqiang Kang · Zhichen Liu · Yifan Wei 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
低压环境运行的IGBT模块存在显著性能退化,影响可靠性。使用定制实验平台研究低压条件下IGBT模块功率循环老化特性和机理。结果显示低压(54kPa)加速老化,通态电压降增加5%时标准气压模块仅增加3%。低压下最大稳态结温增加12%,标准气压仅7%。老化模块拆解显示低气压环境键合质量和绝缘退化更严重。建立多物理场(电流-热-力)模型,结合低压对流换热修正分析这些效应。模型证实低压受限散热导致结温和应力(键合丝脚、焊料层边缘、铜陶瓷界面)增加,导致键合丝脱落。基于气压、散热和结温耦合,利用实验数据和...
解读: 该低气压IGBT老化机理和寿命预测技术对阳光电源高海拔和航空应用功率模块设计有重要参考价值。低压多物理场耦合模型可应用于西藏和青海等高海拔地区储能和光伏项目的IGBT可靠性评估。寿命预测方法对阳光电源功率模块的高原适应性设计和降额曲线制定有指导意义。该技术对ST储能系统在特殊环境下的可靠性保障和预测...