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双侧零回流功率、最小环流电流及宽范围ZVS的优化与调制——基于宽电压增益五电平NPC-DAB谐振变换器
Optimization and Modulation for Dual-Side Zero Backflow Power, Minimum Tank Current, and Wide-Range ZVS in a Wide-Voltage Gain Five-Level NPC-DAB Resonant Converter
Song Hu · Lei Han · Chuan Sun · Xiaodong Li 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
中点钳位（NPC）结构适用于高电压、高功率场合，但在传统调制策略下，其在宽电压增益和轻载时易出现高回流功率与低效率问题。本文提出一种优化的非对称移相调制策略，应用于五电平NPC双有源桥谐振变换器（5L-NPC-DABRC），可实现变压器双侧回流功率完全消除、全开关器件宽范围零电压开通（ZVS）及近似最小有效电流，显著降低开关与导通损耗。通过600 W实验样机验证了拓扑与调制策略的有效性，全功率范围内性能优异，相比现有调制方法在不同负载下均表现出更高效率。
解读: 该五电平NPC-DAB谐振变换器的优化调制技术对阳光电源储能与充电产品具有重要应用价值。其双侧零回流功率与宽范围ZVS特性可直接应用于ST系列储能变流器的DC-DC隔离级，解决宽电压增益场景（200-1000V电池侧与1500V直流母线）下的轻载低效问题，提升PowerTitan系统全工况效率。在新...
客座编辑特刊：面向零排放电动交通的电机驱动先进技术
Guest Editorial Special Issue on Advanced Technologies of Motor Drives for Zero-Emission E-Mobility
Yunwei Ryan Li · Wei Hua · Luca Zarri · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
为实现《巴黎协定》将全球温升控制在2°C以内的目标，电动交通（e-mobility）迅速发展。然而，其电机驱动系统所耗电能仍部分来自化石能源，因此提升驱动系统能效成为实现净零排放的关键。本期特刊聚焦电机驱动在新材料、谐波抑制、电磁干扰抑制、智能控制、故障容错、能量管理及系统设计等方面的前沿进展，收录43篇高质量论文，涵盖提高能效的多种技术路径，推动电动交通可持续发展。
解读: 该特刊聚焦的电机驱动先进技术对阳光电源新能源汽车产品线具有直接应用价值。其中SiC/GaN器件应用、三电平拓扑技术可直接优化车载OBC充电机和电机驱动系统的功率密度与效率；PWM控制、SVPWM及模型预测控制MPC等智能控制算法可提升电机驱动精度和动态响应；谐波抑制与EMI抑制技术可改善充电桩的电能...
基于脉冲模式优化辅助的模型预测控制用于碳化硅永磁同步电机驱动以同时降低共模和差模电压
Pulse Pattern Optimization-Assisted MPC for SiC-Based PMSM Drives to Reduce Both Common-Mode and Differential-Model Voltages
Chenwei Ma · Yunqiang Wu · Wensheng Song · Jiayao Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
随着碳化硅（SiC）功率器件在永磁同步电机（PMSM）驱动系统中的应用，电机侧的电压过冲问题变得更加突出。在模型预测控制（MPC）框架内，一些策略已考虑降低共模电压（CMV）。然而，基于模型预测控制的碳化硅永磁同步电机驱动系统的差模电压（DMV）降低问题尚未得到充分研究。因此，本文提出一种改进的模型预测控制方法，用于同时降低基于碳化硅的永磁同步电机驱动系统的共模电压和差模电压。为避免额外的硬件配置，本研究从电压矢量脉冲模式优化的角度入手。在所提出的方法中，根据调制指数设计了两组脉冲模式，充分考虑...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对碳化硅（SiC）功率器件在永磁同步电机驱动系统中的模型预测控制（MPC）优化技术具有重要的应用价值和战略意义。 在技术层面，该研究同时解决共模电压（CMV）和差模电压（DMV）过冲问题，这与我司在光伏逆变器、储能变流器及新能源汽车驱动系统中面临的核心挑战高度契合。...
改进的振荡法用于高频磁芯损耗测量
Improved Oscillation Method for High-Frequency Magnetic Core Loss Measurement
Dawei Xiang · Zhiwen Sun · Hao Li · Hangkang Hu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
准确测量磁芯损耗对于高频运行的电力电子变换器的磁路和热设计具有重要意义。然而，常用的双绕组法由于电压和电流相位误差，难以用于超高频测量。振荡法为高频应用提供了一种有前景的解决方案，但存在额外开关损耗的缺点。为应对这些挑战，本研究提出了一种改进的振荡方法，该方法通过将开关导通状态损耗从谐振电路中移除来消除该损耗，并利用变压器的阻抗放大效应来降低开关关断状态损耗。本文首先分析了其基本原理，包括改进的振荡测试电路、测试流程和磁芯损耗计算算法。接着讨论了诸如励磁线圈、测试条件、开关元件以及其他损耗补偿等...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项改进的振荡法磁芯损耗测量技术具有重要的战略价值。随着我们的光伏逆变器和储能变流器向更高功率密度和更高开关频率方向发展，磁性元件在高频段（300kHz至10MHz）的精确损耗特性测量已成为制约产品优化设计的关键瓶颈。 该技术的核心价值在于解决了传统双绕组法在超高频段因相...
集成高K栅介质与分裂栅的4H-SiC超级结MOSFET
4H-SiC superjunction MOSFET with integrated high-K gate dielectric and split gate
Jiafei Yao1Zhengfei Yang1Yuxuan Dai1Ziwei Hu1Man Li2Kemeng Yang2Jing Chen2Maolin Zhang2Jun Zhang2Yufeng Guo2 · 半导体学报 · 2025年8月 · Vol.46
本文提出一种集成高K（HK）栅介质与分裂栅（SG）的4H-SiC超级结MOSFET（HKSG-SJMOS）。该器件采用高K介质作为包围源极连接分裂栅与金属栅的栅介质，优化漂移区电场分布，形成低阻导电通道，提升击穿电压（BV）并降低比导通电阻（Ron,sp）。分裂栅结构结合高K介质有效减小栅-漏电容（Cgd）与栅-漏电荷（Qgd），改善开关特性。仿真结果表明，相较于传统器件，HKSG-SJMOS的优值（FOM=BV²/Ron,sp）提升110.5%，高频优值（Ron,sp·Cgd）降低93.6%，...
解读: 该HKSG-SJMOS技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。其110.5%的FOM提升和93.6%的Ron,sp·Cgd降低，可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的SiC功率模块设计，显著降低导通损耗和开关损耗（开通/关断损耗分别减少38.3%/31.6%）。高K介质与分裂栅结构有效...
原位非晶粘结界面促进质子陶瓷燃料电池中的离子传输
In situ amorphous-adhesive interface facilitate ionic transport in protonic ceramic fuel cells
Wenjuan Zhao · Jun Wang · Bin Li · Enyi Hu 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年6月 · Vol.334
摘要 质子陶瓷燃料电池（PCFCs）是一种具有前景的碳中和发电技术，其利用在稳定的钇掺杂锆酸钡（BZY）电解质中表现出的高质子电导率。然而，由于烧结性能差以及电阻性晶界导致整体质子电导率降低，限制了其实际应用。在本研究中，我们提出了一种基于BZY电解质的免烧结超快质子陶瓷燃料电池（S-PCFC），该电池通过一种非晶粘结界面实现。S-PCFC通过一种简便且可扩展的干压工艺原位制备，避免了传统空气中高温烧结的需求。在电化学运行过程中，氢氧化锂与碳酸锂的熔融混合物被原位嵌入，在晶界处形成非晶粘结界面。...
解读: 该质子陶瓷燃料电池技术通过非晶粘附界面实现超快离子传输,对阳光电源氢能及储能系统具有启发意义。其免烧结工艺和原位界面调控思路可借鉴至电力电子器件封装优化,降低SiC/GaN功率模块的界面热阻。520℃下0.257 S·cm⁻¹的质子电导率突破,为分布式氢燃料电池-储能耦合系统提供新方向,可与ST系列...
一种基于时域解析模型的数字实时计算算法在6.6-kW 300-kHz SiC便携式电动汽车双向CLLC同步整流器中的应用
A Digital Real-Time Computation Algorithm Utilizing Time-Domain Analytic Model for Bidirectional CLLC Synchronous Rectifier in 6.6-kW 300-kHz SiC Portable EV Chargers
Haoran Li · Tong Lei · Cungang Hu · Xirui Zhu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
使用同步整流器（SR）极为重要，因为碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）的二极管正向电压可能比硅（Si）MOSFET高至六倍，这会导致高得多的传导损耗。传统的CLLC同步整流通常采用检测电路或构建复杂模型，但它们易受碳化硅器件产生的高dv/dt影响，或者由于复杂的数值计算而难以在线实现同步整流。本文针对双向碳化硅CLLC变换器提出了一种数字实时计算同步整流算法。构建了时域解析模型以在线计算同步整流导通时间。该算法不仅通过优化同步整流MOSFET的导通时间实现了...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的数字实时同步整流算法对我司在电动汽车充电、储能变流器等双向功率变换领域具有重要参考价值。 **技术价值分析：** 该算法针对SiC MOSFET体二极管导通压降高（约为硅器件6倍）的固有缺陷，通过时域解析模型实现同步整流在线优化计算，有效降低导通损耗。相比传统...
基于新型低载波比PWM技术的永磁同步电机转矩脉动抑制
PMSM Torque Ripple Minimization Based on Novel Low Carrier Ratio PWM Technique
Peng Yi · Yongchao Yin · Xinjian Wang · Xianglin Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
针对电动汽车永磁同步电机（PMSM）在高速运行下因开关频率限制导致的转矩脉动问题，本文提出了一种新型在线计算的低载波比脉宽调制（LCRPWM）技术。该方法在保证谐波调制精度的同时，有效降低了逆变器损耗，实现了全速度范围内的转矩脉动抑制。
解读: 该技术对阳光电源的电动汽车充电桩及电机驱动相关业务具有重要参考价值。在电动汽车驱动领域，低载波比PWM技术能显著降低高频运行下的开关损耗，提升逆变器效率并改善电机转矩平稳性。阳光电源可将此算法应用于高性能电机控制器研发，优化系统热管理设计，提升产品在高速工况下的竞争力。此外，该技术中关于谐波抑制与损...
双电机驱动电动动力总成的最优能量管理与选型
Optimal Energy Management and Sizing of a Dual Motor-Driven Electric Powertrain
Xiaosong Hu · Yapeng Li · Chen Lv · Yonggang Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月
本文研究了多电机驱动电动动力总成的电源选型与能量管理优化问题。现有研究多采用启发式方法确定电池和电机尺寸，缺乏对电源维度与能量管理策略之间耦合关系的深入探讨。本文旨在填补这一研究空白，通过协同优化提升动力总成的整体效率与性能。
解读: 该研究探讨的多电机驱动系统优化与能量管理策略，对阳光电源的电动汽车充电桩及相关电力电子变换技术具有参考价值。虽然阳光电源目前核心业务聚焦于光伏与储能，但其在功率变换器（PCS）领域的深厚积累与电动汽车充电桩业务存在技术协同。该文提出的选型与能量管理耦合优化方法，可为公司研发更高效率、更具成本竞争力的...
用于开关磁阻电机插电式混合动力卡车的模块化三端口大功率变换器
Modular Tri-Port High-Power Converter for SRM Based Plug-in Hybrid Electrical Trucks
Yihua Hu · Chun Gan · Qingguo Sun · Peng Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年4月
插电式混合动力卡车（PHETs）是减少温室气体排放的新兴交通方案。开关磁阻电机（SRM）因其无稀土、启动转矩大、调速范围宽及容错性好等特点，成为PHETs的理想选择。本文提出一种模块化三端口大功率变换器，旨在实现PHETs中多能源流的灵活高效转换与管理。
解读: 该研究涉及的模块化三端口变换器技术，与阳光电源的电动汽车充电桩及车载电力电子集成业务具有技术相关性。虽然阳光电源目前核心业务聚焦于光伏与储能，但三端口变换器在实现“光储充”一体化系统中的多端口能量管理方面具有借鉴意义。建议关注该拓扑在提升充电桩功率密度及多能源协同控制方面的应用，可为公司未来探索车网...
用于开关磁阻电机(SRM)应用的中心抽头节点链路模块化容错拓扑
Central-Tapped Node Linked Modular Fault-Tolerance Topology for SRM Applications
Yihua Hu · Chun Gan · Wenping Cao · Wuhua Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年2月
电动汽车（EV）和混合动力汽车（HEV）能有效减少温室气体排放，而开关磁阻电机（SRM）是该领域极具潜力的驱动方案。本文提出了一种新型SRM故障诊断与容错运行方案。该方案基于传统的非对称半桥驱动拓扑，通过SRM绕组的中心抽头模块化设计，实现了电机驱动系统的故障容错能力。
解读: 该文献聚焦于电机驱动系统的容错拓扑与故障诊断，与阳光电源的电动汽车充电桩及电驱系统业务具有一定的技术关联。虽然阳光电源目前主要聚焦于光伏逆变器、储能PCS及充电桩产品，但随着公司在新能源汽车配套设施及电力电子变换技术领域的深化，该研究中涉及的模块化容错设计和故障诊断算法，可为公司提升充电桩功率模块的...