Yingtian Chi · Peiyang Lia · Zexin Zhaoa · Zhipeng Yua 等8人 · Applied Energy · 2025年12月 · Vol.399

摘要 固体氧化物电解池（SOEC）技术具有高效率和可逆性的特点，但在规模化过程中面临显著挑战。一种常见的规模化方法是将多个电堆堆叠形成堆塔结构，以提高电压并降低电力转换器损耗。然而，随着电堆数量的增加，确保堆塔内部均匀性变得愈发困难。气体分布不均和电阻不一致等问题可能引发局部热点和反应物匮乏，从而加速性能衰退，凸显了对在线平衡方法的迫切需求。受电池系统中主动平衡技术的启发，本研究引入了一种主动平衡电路以增强SOEC堆塔的均匀性。针对该电路设计了电流跟踪控制器，实现对串联连接电堆的独立电流调控，S...

解读: 该SOEC堆栈主动均衡技术对阳光电源ST系列储能变流器和EV充电桩产品具有重要借鉴价值。文中提出的串联单元独立电流控制方案(响应时间0.2s)与电压均衡策略,可直接应用于PowerTitan储能系统的电池簇管理,解决模组不一致性导致的热失控风险。其多物理场建模方法可优化阳光三电平拓扑的热管理设计,通...

Stefano Savio · Simone Giuffrida · Fabio Mandrile · Fausto Stella 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月

燃料电池正日益被视为电动汽车中传统电池组的可行替代方案，尤其适用于对减轻重量和增加续航里程有要求的长途运输。尽管燃料电池具有诸多优势，但其电池堆输出电压较低且随负载变化（通常低于200 V），因此需要使用高效升压直流 - 直流转换器，以达到电动动力系统所需的电压（400 - 800 V）。在此背景下，氮化镓（GaN）技术可实现超过100 kHz的开关频率，使其成为高功率、高密度直流 - 直流转换器的首选技术。本文的主要重点是开发并实施一种先进的数字控制解决方案，该方案适用于以100 kHz开关频...

解读: 该多电平交错GaN DC-DC变换器技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。其数字控制策略可直接应用于车载OBC充电机和电机驱动系统的DC-DC变换环节，通过多电平交错拓扑降低电流纹波，提升功率密度。GaN器件的高频开关特性与阳光电源现有SiC/GaN功率器件应用经验高度契合，可优化电驱动系...

Lupeng Tong · Yu Chen · Gengzhe Zheng · Yong Kang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

针对模块化中压变换器对高隔离度与可扩展性的要求，其辅助电源设计面临挑战。传统内部供电方案受限于高降压比与宽输入电压范围问题，本文提出一种基于集中式电流互感器（CT）的辅助电源（CT-APS）。利用单匝CT作为隔离元件，为所有子模块提供高度隔离的供电。结合CT-APS的共用交流母线结构，采用幅移键控（ASK）实现同步功率与数据传输，并应用于模块化多电平变换器（MMC）样机，实现电容电压平衡控制与故障旁路信号的广播。仿真与实验验证了该CT-APS方案的可行性。

解读: 该CT-APS技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。当前阳光电源模块化多电平储能变流器面临子模块辅助电源设计挑战，传统方案存在高降压比与宽输入范围难题。该文提出的集中式电流互感器方案可为数百个级联子模块提供高隔离度供电，显著简化辅助电源架构。其创新的AS...

Javad Ebrahimi · Amirhosein Akbari · Suzan Eren · Alireza Bakhshai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月

本文介绍了一种七级嵌套开关电容（7L - NSC）逆变器拓扑，该拓扑旨在减少飞跨电容数量并延长其使用寿命。所提出的 7L - NSC 拓扑采用两个对称的飞跨电容，每个电容的额定电压为直流电源电压的三分之一。冗余开关状态以及基于总体优先级指标的电容电压平衡方法确保了所提出的拓扑在所有工作点均能正常运行。通过引入冗余开关状态和基于总体优先级指标的电容电压平衡方法，该拓扑可确保在各种工作点下稳定运行。与现有的七级结构进行的全面比较凸显了 7L - NSC 在元件数量及其电压额定值、所需电容体积及其电压...

解读: 从阳光电源光伏逆变器和储能系统业务视角来看，这项七电平嵌套式开关电容（7L-NSC）拓扑技术具有重要的应用价值。该技术通过创新的对称飞跨电容设计和基于优先级指数的电压平衡策略，有效解决了多电平逆变器中飞跨电容寿命短、体积大的核心痛点。 对于阳光电源的产品线，该技术可直接应用于户用和工商业光伏逆变器...

Chao Lei · Nengqiao Wei · Qianggang Wang · Yao Zou 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年5月

在电气化交通中，越来越多的电动汽车采用超快速充电技术，导致短时高功率负荷激增，给高压和中压配电网的实时负荷平衡带来挑战。为此，本文提出一种基于图特征简化潮流方程与辐射状约束的负荷转移优化（LTO）模型，并构建了多时间尺度的分层优化框架，有效降低计算复杂度，减少开关操作成本与网损，实现不同电压层级配电系统运营商间的协调。案例研究表明，该方法在计算效率和实际应用效果上均优于传统网络重构方法。

Hu Tan · Yaqi Zhu · Weiming Tian · Jiaqi Zhao 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月

针对高功率密度100 kVA有源电力滤波器（APF）在体积、损耗和成本约束下的设计挑战，本文提出了一种拓扑与器件选型的优化方法，并设计了寄生电感最小化且均衡的PCB结构，以抑制关断电压过冲（TTVO）并改善开通瞬态电流均流（TTCS）。通过对三电平T型（3LT²）与中点钳位（NPC）拓扑及多种SiC器件的量化评估，确定了满足综合约束的最优方案。实验结果表明，所提PCB结构将TTVO由1.06 kV降至780 V（降低26.4%），TTCS偏差从82.4%减小至3.7%（DC 800 V，负载电流...

解读: 该并联SiC MOSFET三电平T型拓扑技术对阳光电源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。研究提出的寄生电感优化平衡PCB设计可直接应用于功率模块开发，将关断过冲降低26.4%、均流偏差降至3.7%，显著提升器件可靠性。4.27kW/L功率密度和98.16%效率指标契合Power...

Xinhao Zhang · Hongyu Zhou · Wei Yao · Yongxin Xiong 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年4月

可再生能源电站需满足电压安全与功率因数要求以确保安全高效运行，但二者常存在冲突。本文首先分析约束条件，界定功率因数约束下电站的电压调节能力边界，并提出一种无功功率最优分配与两级控制方法，兼顾电压调节与功率因数平衡。在配置层面，提出无功补偿装置优化方法，最大化不同有功出力下的可行电压范围；在控制层面，设计包含站级与单元级的两级控制架构，实现无功资源协调控制。基于新疆巴州实际项目的仿真验证表明，该方法有效提升系统电压安全性与经济性。

解读: 该无功功率两级控制技术对阳光电源大型光伏/储能电站系统具有重要应用价值。研究提出的站级-单元级协调控制架构可直接应用于SG系列光伏逆变器与ST储能变流器的协同无功管理，解决PowerTitan等大型储能系统并网时电压调节与功率因数要求的矛盾。其无功补偿装置优化配置方法可指导SVG等无功设备与逆变器的...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月

本文分析了三电平逆变器的零钳位可能区域，并研究了不连续脉宽调制（DPWM）中正钳位、负钳位和零钳位的选择标准。基于此分析，提出了一种基于载波的最小损耗 DPWM（MLDPWM）方法，以最小化三电平逆变器的开关损耗。该方法通过应用零钳位，进一步增大了峰值电流附近的钳位区域。因此，考虑到功率因数角和调制指数的所有范围，通过减少峰值电流附近的开关次数，可以使开关损耗最小化。在开关损耗函数方面，将所提方法的性能与传统 DPWM 方法进行了比较。此外，在保持所提 MLDPWM 原则的同时，通过调整钳位区域...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对三电平NPC逆变器的最小损耗不连续PWM技术具有重要的应用价值。该技术通过优化零钳位策略，在峰值电流附近扩大钳位区域，有效减少了开关次数，从而最小化开关损耗。这一技术创新与我司在光伏逆变器和储能变流器领域的核心需求高度契合。 在产品层面，该技术可直接应用于我司的大...

Shekhar Bhawal · Himanshu Patel · Kamalesh Hatua · Subhashish Bhattacharya · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

提出一种用于两级式固态变压器（SST）的闭环控制架构与准方波调制方法，通过反馈公共直流母线电压实现闭环调节，无需DC-DC级串联谐振变换器的频率控制。该控制可从低压侧实现，降低隔离要求。输入串联输出并联模块化结构结合谐振运行特性，自然平衡各AC-DC单元的直流链电压。AC-DC级主要采用Si-IGBT，仅电压源变换器（VSC）使用SiC-MOSFET，降低器件成本。调制策略利用自然均压条件，使IGBT单元在工频开关，减小损耗；VSC以40 kHz高频切换，等效高开关频率，支持低频谐波抑制与瞬态功...

解读: 该准方波调制的SST闭环控制技术对阳光电源储能与充电产品线具有重要应用价值。其输入串联输出并联的模块化架构与ST系列储能变流器的中高压直挂方案高度契合，可简化隔离设计降低成本。Si-IGBT与SiC-MOSFET混合应用策略为PowerTitan大型储能系统的功率模块设计提供优化思路：工频级采用低成...

Ali Moghassemi · Laxman Timilsina · S M Imrat Rahman · Ali Arsalan 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年4月

电力电子积木（PEBB）概念是将基本组件集成到可堆叠的功能模块中，从而扩展全电力船舶（AES）的变流器功率等级。这种模块化方法可降低成本、减小尺寸和重量、简化设计并降低维护难度。PEBB 可实现为模块化多电平变流器（MMC），其具有模块化、开关损耗低、电压/电流量化误差小、可靠性高和效率高等优点。然而，有效的开关控制方法对于平衡电容电压和抑制环流至关重要。本文提出了一种改进的最近电平控制（NLC）方法，该方法采用平滑梯形参考信号而非正弦参考信号，旨在增强电容电压平衡能力、抑制环流并提高 AES ...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对全电船舶电力系统中功率电子积木（PEBB）的改进最近电平控制技术具有显著的技术迁移价值。该研究提出的平滑梯形参考信号控制方法，本质上是对模块化多电平变换器（MMC）控制策略的优化，这与我司在大功率光伏逆变器和储能变流器领域的核心技术高度契合。 技术价值方面，该方法...

Vivek Kumar · Prajof Prabhakaran · Nithin Raj · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月

如今，市场对电池驱动的电动汽车（EV）的需求正大幅增长。电动汽车行业发展的主要障碍包括对续航里程焦虑和可靠性的担忧。为应对这些挑战，基于双电池的解决方案正成为电动汽车领域（尤其是两轮车细分市场）的最新趋势。本文介绍了两种新型可重构功率变换器，它们能够实现双电池集成。这些变换器可以将双电池串联或并联连接，也可以在牵引或充电过程中使用单电池。变换器的输出端子可直接连接到充电器或牵引逆变器。为了使双电池以最小的环流并联连接，电池的端电压必须近乎相等。所提出的变换器具备电压平衡功能，以确保这种平衡。为了...

解读: 该可重构双电池功率变换器技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。其多模式双向能量管理架构可直接应用于车载OBC充电机与电机驱动系统的集成设计，通过动态电池调配提升能量转换效率。该拓扑的快速充电与故障隔离功能可借鉴至充电桩产品，实现多电压等级兼容与安全防护。其可重构思想与阳光电源ST储能系统的...

Wei Yuan · Hong Cheng · Cong Wang · Yucheng Shen 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

中点电压不平衡问题制约了五电平中点钳位型（NPC）变换器的广泛应用。近期提出的一种用于交流电机驱动的单向五电平变换器通过前级改进型五电平Boost整流器实现功率因数校正，并依赖整流与逆变级间的复杂协调控制实现中点电压平衡。本文提出一种简化电压平衡控制策略，首先分析整流级的电压平衡能力；进而针对传统相位配置PWM（PDPWM）输出电压总谐波畸变率低但易引发电压漂移，而载波重叠PWM（COPWM）可在全范围平衡中点电压但谐波较高的问题，提出载波重叠相位配置PWM（COPDPWM）及基于分段组合PDP...

解读: 该混合PWM调制策略对阳光电源电动汽车驱动产品线具有直接应用价值。五电平NPC拓扑的中点电压平衡问题是制约其在电机驱动系统应用的关键瓶颈，所提COPDPWM混合调制方案通过分段组合策略，在保证低THD输出的同时实现全范围电压平衡，可简化整流-逆变级协调控制复杂度。该技术可应用于阳光电源车载OBC充电...

Kotb B. Tawfiq · Hatem Zeineldin · Ahmed Al-Durra · Ehab F. El-Saadany · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月

本文针对混合电平三相逆变器提出了一种新的空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术。这种新的SVPWM技术可使共模电压（CMV）的均方根（rms）值、dv/dt以及跳变次数最小化。这是通过在每个区域内对空间矢量进行最优选择和排序来实现的。此外，从数学和实验两方面验证了混合电平逆变器直流母线电容电压的自平衡特性。另外，还将评估采用新PWM技术的新型逆变器的性能，并将其与文献中提出的PWM技术以及几种现有解决方案进行比较。这种比较通过实验方法和MATLAB仿真两种方式进行。在高调制指数下，与文献中提出的PW...

解读: 从阳光电源光伏逆变器和储能系统的核心业务角度分析，该论文提出的混合电平逆变器空间矢量脉宽调制技术具有显著的工程应用价值。共模电压问题一直是制约光伏系统性能和可靠性的关键技术瓶颈，其引发的漏电流不仅影响系统安全性，还会加速组件退化，这与我们在大规模地面电站和分布式光伏项目中面临的实际挑战高度契合。 ...

Sze Sing Lee · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月

摘要：传统的三电平逆变器，如 T 型拓扑结构，使用两个串联的直流母线电容来产生三个对称的电压电平。由于其最大电压电平仅限制在直流母线电压的一半，因此需要一个前端升压转换器来扩展电压增益，从而构成两级拓扑结构。本文介绍了一种单级三相升压逆变器，即开关中点升压逆变器（SMBI）。所提出的拓扑结构通过在直流母线电容的中点并入一个功率开关，实现了对直流母线电容的控制。通过在升压电感充电期间使直流母线电容并联，自然地保持了电压平衡，无需任何电压平衡控制器或传感器。在给定的升压电感充电占空比下，所提出的 S...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项开关中点升压逆变器（SMBI）技术呈现出显著的应用价值，特别是在光伏逆变器和储能系统领域。 该技术的核心优势在于实现单级拓扑结构，相比传统两级方案，通过在直流母线电容中点引入功率开关，使电容在充电时并联连接，自然实现电压平衡。这一创新设计可将直流母线电压提升至传统方案...

Jinshui Zhang · Boshuo Wang · Xiaoyang Tian · Angel V. Peterchev 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月

电力电子技术的进步使得实现高功率水平（例如电网中达到吉瓦级）或高输出带宽（例如通信领域中超过兆赫兹）成为可能。然而，要同时实现这两者仍具有挑战性。从高效多通道无线电力传输到前沿的医学和神经科学应用等各种应用，都需要高功率和宽带宽。传统逆变器可以在电网或特定频率范围内实现高功率和高质量，但在达到更高输出频率时会失去其保真度。谐振电路可以产生高输出频率，但带宽较窄。我们通过将氮化镓（GaN）晶体管与模块化级联双 H 桥电路相结合，并采用能够处理典型时序和平衡问题的控制方法，克服了这些硬件挑战。我们开...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项DC至5MHz宽输出带宽高功率高保真变换器技术展现了多个维度的战略价值。该技术突破了传统逆变器在高功率与宽频带之间的固有矛盾，这与我们在光伏逆变器和储能系统领域面临的技术瓶颈高度契合。 首先，该研究采用的GaN（氮化镓）功率器件与模块化级联双H桥拓扑结构，为我们下一代...

Mingzhe Wu · Kui Wang · Josep Pou · Kehu Yang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月

为降低中点钳位（NPC）多电平变换器的器件数量以提高功率密度，本文提出两种七电平树型有源NPC（7L-TANPC）变换器拓扑。相比现有七电平NPC拓扑，所提结构器件数量更少且总器件耐压更低，有助于降低成本并提升功率密度。为实现直流母线电容电压平衡，本文还提出了载波交叠脉宽调制方法，并结合零序电压注入与占空比调节实现电容电压主动平衡控制。仿真与实验结果验证了所提拓扑及调制控制策略的有效性。

解读: 该七电平树型ANPC拓扑对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和SG大功率光伏逆变器中，所提拓扑通过减少器件数量和降低总器件耐压，可显著提升功率密度并降低成本，契合1500V高压系统需求。载波交叠PWM与电容电压主动平衡控制策略可直接应用于PowerTitan大型储能系统的多电平...

Wenjie Wu · Lin Qiu · Xing Liu · Jien Ma 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月

有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）在电力变换器与电机驱动中展现出良好前景，但受限于模型依赖性。本文从动态建模角度提出一种数据使能的有限集预测控制方案。采用动态线性化数据模型在各运行点等效重构系统，并通过自适应线性神经网络在线更新时变参数，提升建模精度与实现性能。同时提出一种改进的无电容电压平衡方法以调节中点电位。由于负载电流与电容电压的无参数预测仅依赖系统输入输出测量及历史数据，有效规避了参数变化带来的不利影响。通过在三电平中点钳位逆变器上的仿真与实验验证了所提方法的优越性。

解读: 该数据驱动的有限集预测控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG光伏逆变器的三电平拓扑控制具有重要应用价值。通过Adaline神经网络实现无参数化预测控制，可有效解决储能系统在宽工况运行时的参数漂移问题，提升PowerTitan大型储能系统在温度变化、器件老化等复杂工况下的控制鲁棒性。改进的中点电位...

Lallu Mol K Johny · Jaison Mathew · K. Gopakumar · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月

Z源逆变器（ZSI）是近年来用于实现具有升压直流母线电压的单级功率转换的解决方案。采用耦合电感的Trans - ZSI允许在较低直通占空比的情况下实现高升压。尽管具有诸多优势，但由于电流断续导通模式，这些转换器在低功率因数时表现不佳，这在轻载电机驱动等应用中是一个主要问题。本文的目标是开发一种具有多电平输出电压的改进型Trans - ZSI，使其无论负载功率因数如何都能良好运行。所提出的拓扑结构具有连续的输入电流、较低的输入电流纹波，并且阻抗网络中存在有源开关，允许电流双向流动。此外，通过调整耦...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项改进型Trans-Z-Source ANPC多电平逆变器技术具有显著的应用价值。该技术通过耦合电感实现高升压比的同时降低直通占空比，并解决了传统Z源逆变器在低功率因数下输入电流断续的关键问题，这对我司在光伏发电系统和储能变流器领域具有重要意义。 在光伏逆变器应用方面，...

Sebastian Rivera · Bin Wu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月

本文提出了一种兆瓦级双极直流电动汽车充电站的新型平衡方案，通过并网中点钳位（NPC）变换器实现。研究利用接入两个直流母线的储能级来执行互补平衡，提出了一种通用的平衡结构，无论储能类型如何，均可实现母线电压平衡。

解读: 该研究直接契合阳光电源兆瓦级充电站及储能系统业务。通过储能系统参与直流母线电压平衡，可有效优化PowerTitan等大型储能系统与大功率充电桩的耦合架构，解决双极直流母线不平衡问题。建议研发团队关注该拓扑在“光储充”一体化项目中的应用，利用储能的双向调节能力提升充电站的电能质量与系统稳定性，为高压快...

Zhanfei Han · Xiangdong Li · Jian Ji · Tao Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月

金属有机化学气相沉积（MOCVD）腔室中外延生长期间镁（Mg）的外扩散，给同时实现合适的阈值电压 ${V}_{\text {TH}}$ 和导通电阻 ${R}_{\text {ON}}$ 带来了重大挑战。在本研究中，通过在 p 型氮化镓（p - GaN）帽层和铝镓氮（AlGaN）势垒层之间插入厚度 ${t}_{\text {GaN}}$ 分别为 0 nm、5 nm、10 nm 的 GaN 层来调节 Mg 分布，我们发现：1）p - GaN 栅高电子迁移率晶体管（HEMT）的正向栅极泄漏电流与 ${...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项p-GaN栅极HEMT器件的Mg掺杂工程技术具有重要的战略价值。该研究通过在p-GaN帽层与AlGaN势垒层之间插入5nm GaN中间层，成功实现了阈值电压（2.25V）与导通电阻（9.04Ω·mm）的优化平衡，这直接契合了我们在光伏逆变器和储能变流器中对高性能功率器件...