Mingchao Zhou · Lei Wang · Lijun Diao · Yanbei Sha 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

大功率变换器常采用并联多芯片绝缘栅双极型晶体管（IGBT）模块。本文提出以关断过程中栅极-辅助发射极电压的下冲（$V_{\text{ge}'\_\text{us}}$）和过冲（$V_{\text{ge}'\_\text{os}}$）作为两个新型芯片失效敏感参数，用于评估因键合线脱落导致的芯片开路失效程度。分析表明，芯片失效会显著降低上述参数，且不受工况影响。通过双脉冲实验验证，随着失效芯片数量增加，所提参数单调下降，灵敏度高且对运行条件不敏感。进一步提出基于脉冲计数的评估电路与方法，仅需脉冲模式...

解读: 该IGBT芯片失效评估技术对阳光电源功率变换产品具有重要应用价值。ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器均采用大功率多芯片IGBT模块，所提出的基于栅极电压下冲/过冲的失效检测方法，可集成至现有驱动电路实现在线监测，无需高精度ADC即可通过脉冲计数识别键合线脱落故障。该技术对工况不敏感的特性尤其适合...

Lei Yuan · Jia-Wei Mei · Anfei Xu · Xiao Li · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

针对有限控制集模型预测控制中开关频率不固定和参数失配的问题，提出一种基于单相级联H桥中点钳位逆变器的连续控制集无模型预测控制（CCS-MFPC）方法。通过在每个控制周期内使用三个电压矢量并依据其代价函数反比分配作用次数，实现固定开关频率；综合考虑开关动作减少与中点电位平衡，将27个开关矢量组合为32段序列。引入中点电位偏差至代价函数，采用多目标预测有效平衡中点电位。建立单相CHB-NPC逆变器的超局部模型，并设计超 twisting 滑模观测器估计集中扰动，提升控制器参数鲁棒性。实验平台验证了该...

解读: 该无模型预测控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。固定开关频率方案可降低EMI滤波器设计难度，提升系统可靠性；超twisting观测器增强参数鲁棒性，适应储能系统宽范围工况变化；中点电位平衡策略可直接应用于三电平NPC拓扑的ST2752UX等产品，延...

Bryan Cartes · Patricio Burgos · Claudio A. Cifuentes · Hector Young 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月

无模型（MF）策略为预测控制（PC）系统中的建模误差与不确定性问题提供了有效解决方案。采用自回归外生输入（ARX）模型的MF-PC方法可利用输入输出数据灵活构建在线预测器。然而，ARX结构中多项式阶次的设计至关重要，直接影响模型精度与计算代价的平衡。本文提出一种基于经典统计准则的ARX阶次系统化设计方法，相较于传统试错法，该方法简洁高效，仅需被控系统的通用信息即可实现精确设计。通过在构网型逆变器（GFI）电压控制中的应用验证了其有效性，实验结果表明该方法在设定值变化和负载扰动下均具备良好的鲁棒性...

解读: 该ARX无模型预测控制技术对阳光电源储能与逆变器产品具有重要应用价值。在PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器的构网型GFM控制中，传统模型预测控制依赖精确系统参数，而实际运行中电网阻抗、滤波器参数存在不确定性。该方法通过输入输出数据在线构建ARX预测器，无需精确建模即可实现电压快速跟踪与...

Lei Zheng · Wei Jiang · Li Zhang · Le Peng 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月

随着分布式电源的快速发展，基于电力电子的设备广泛应用，需具备通信能力以实现远程协调。鉴于电力电子变换器内嵌数字信号调制的潜力，能量-信息融合输电（EIT）技术可实现电能传输与信号通信的统一。然而，由于交流系统在高频信号生成、分离与处理方面的复杂性，EIT多用于直流配电系统。为推动EIT在交流系统中的实用化，并为智能电网中EIT通信系统的参数与软件设计提供依据，亟需分析建模交流输电信道特性并评估其信息承载能力。本文建立了包含电力电子变换器、输电线路和负载的交流信道模型，通过分析各组成部分得到整体信...

解读: 该能量-信息融合交流输电技术对阳光电源储能与光伏产品线具有重要应用价值。研究提出的交流信道建模方法可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的通信功能优化，通过在功率传输的同时实现信号调制，可减少独立通信模块需求，降低系统成本。该技术为阳光电源构网型GFM控制策略提供新思路：在PowerTi...

Yinfeng Hu · Wei Hua · Mingjin Hu · Yuchen Wang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月

高速永磁同步电机（HSPMSM）具有高功率密度优势，人为引入磁路不对称形成的凸极结构可进一步提升该性能。然而，低开关基频比使无传感器控制中的转子位置估计更为复杂。现有算法依赖复杂的非线性矩阵运算，不利于大规模应用。本文提出一种基于电流纹波采样的无注入、抗死区效应且无需额外检测的误差识别方法，并结合噪声抑制滤波器与闭环调节实现平滑补偿。实验在45 kr/min氢泵用样机上验证了该方法的有效性。

解读: 该无传感器位置估计技术对阳光电源储能与新能源汽车产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，该方法可简化高速永磁电机驱动的传感器配置，降低系统成本与故障点，特别适用于飞轮储能等高速应用场景。对于车载OBC和电机驱动系统，无注入式算法避免了高频信号注入带来的电磁干扰和损耗，结合SiC器件的高开关频...

Wei Wang · Abdul Rahim Junejo · Irfan Ahmed Shaikh · Yue Tang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月

为实现卷盘式喷灌机电动驱动系统的高精度控制，针对系统存在的非线性摩擦、外部扰动及参数失配问题，提出一种基于先进滑模趋近律（ASMRL）与新型滑模观测器（NSMO）的滑模速度控制方法。通过建立考虑转动惯量与时变负载的数学模型，改进传统终端滑模趋近律，采用幂次分段函数替代符号函数，并引入指数与幂项，加快趋近速度并抑制抖振。理论分析表明ASMRL具有更快收敛性与更强抖振抑制能力。设计NSMO精确估计总扰动并在控制中补偿。实验结果表明，相较传统PI与TSMC方法，ASMC+NSMO将稳态误差分别降低88...

解读: 该先进滑模控制技术对阳光电源电机驱动类产品具有重要应用价值。ASMRL+NSMO方案可直接应用于：1）新能源汽车电机控制器，提升电驱系统在负载突变、参数漂移工况下的速度响应精度与抗扰性能；2）储能系统PCS中的风机/水泵电机控制，降低88%稳态误差可显著提升散热系统效率；3）光伏跟踪支架驱动电机，增...

Tong Gao · Hong Cheng · Wei Yuan · Qianqian Song 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

提出结合支持向量回归数据驱动模型和等效电路模型的联合互感识别方法，准确识别系统互耦合和负载变化不同条件。该混合方法提高了参数识别精度和鲁棒性，为WPT系统自适应控制提供了可靠输入。实验验证该方法在多种工况下的有效性。

解读: 该混合识别方法研究对阳光电源无线充电智能控制有重要价值。数据驱动和等效电路模型结合的技术可应用于阳光iSolarCloud平台无线充电系统参数自适应，提升控制精度和系统鲁棒性。...

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...

Shuai Dong · Bolong Wei · Beibei Song · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

线圈是无线电力传输（WPT）系统中的关键部件，其磁场尤其是互感分析对系统预设计与性能评估具有重要意义。为提高传输功率并减少漏磁，通常在线圈内部安装有限尺寸的磁芯，但这显著增加了磁场计算的复杂性，常需依赖耗时的有限元仿真，难以高效优化系统性能。本文基于磁路欧姆定律提出等效气隙（EAG）概念，将带有限磁芯的线圈等效为无磁芯模型，实现互感的快速高效计算。该方法不受线圈与磁芯具体结构限制，适用范围广，并通过仿真与实验结果验证了其有效性。

解读: 该等效气隙互感计算方法对阳光电源无线充电产品线具有重要应用价值。在车载OBC和充电桩的无线充电模块设计中，该方法可快速优化收发线圈与磁芯的结构参数，替代耗时的有限元仿真，显著提升研发效率。对于PowerTitan储能系统中的磁性元件设计（如耦合电感、变压器），该方法可精确计算漏感与互感，优化磁芯尺寸...

Yun Zhang · Shihong Jing · Yihang Wei · Tong Li 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

电动飞机是未来发展趋势，但电池性能限制了电动飞机应用。分布式电池组平衡对电动飞机安全有重大影响。提出一种基于模糊逻辑控制和优化可变参数下垂控制的电池组源-负载分离动态功率平衡方法。通过定义源和负载准则设置启停平衡条件，该方法实现更快平衡速度，同时实现电池组间更小能量传输。动态变化的平衡电流防止实现平衡前大电流充电，降低充电期间热应力并减少电池退化。该方法在更少模式下实现飞机电力系统能量平衡，最小化平衡模式间频繁切换。还消除传统下垂控制在电池平衡系统中引起的电压偏差，增强供电可靠性。建立包含四组4...

解读: 该航空电池组平衡研究对阳光电源储能系统管理有重要参考价值。模糊下垂控制和源-负载分离的动态平衡策略可应用于阳光PowerTitan储能系统的多电池簇并联管理，提高平衡效率和降低热应力。动态变化平衡电流减少电池退化和消除直流母线电压偏差的技术可提升阳光ST系列储能变流器的可靠性和电池寿命。更少模式切换...

Wei Liu · Jun Jiang · Yue Wang · Junzhe Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

随着功率密度提升，新一代宽禁带功率半导体模块向更高电压发展，但其封装绝缘可靠性面临高温密闭环境下的绝缘老化挑战。本文构建了包含直接键合铜基板与硅凝胶的简化模块测试模型，通过25°C–175°C温度范围及不同蚀刻间距下的局部放电试验，系统研究温度对绝缘劣化机制的影响。结果表明，局部放电起始电压随温度升高显著下降，且在75°C以上呈上升趋势；放电幅值先增后减。硅凝胶内微小气隙缺陷的热膨胀是影响绝缘性能的关键因素。通过建立比例气隙缺陷模型，仿真分析了电热耦合作用下的电场与空间电荷分布，验证了绝缘缺陷机...

解读: 该研究对阳光电源SiC/GaN宽禁带器件应用具有重要指导意义。ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器在高功率密度设计中广泛采用SiC模块，工作温度可达150°C以上，封装绝缘可靠性直接影响系统寿命。研究揭示的硅凝胶微气隙热膨胀机制为功率模块封装设计提供理论依据，可优化DBC基板蚀刻间距设计和灌封工艺...

Longyang Yu · Wei Mu · Shenglei Zhao · Xiufeng Song 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月

新兴的氮化镓器件具有更小的体积和更低的开关损耗，适用于点负载（PoL）转换器。然而，高频铁氧体材料的磁芯损耗密度已接近瓶颈，难以进一步减小磁芯截面积，导致平面电感成为多数PoL转换器中高度最高的元件。本文提出一种基于合金粉末磁芯集成磁元件的3D GaN PoL转换器，该磁元件具有分布式气隙、更低的磁芯损耗和更高的热导率，显著提升转换器的效率与散热性能。文章详细分析了磁元件的寄生参数、磁设计及热特性，并搭建了90 W、12–1.8 V的四相PoL转换器样机，对比采用铁氧体与合金磁芯的性能。实验结果...

解读: 该3D GaN PoL转换器技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST储能变流器中，分布式气隙平面磁元件可显著降低DC-DC变换级的体积与损耗，提升功率密度；合金粉末磁芯的高热导率特性可改善散热设计，延长系统寿命。在SG光伏逆变器的Boost升压电路中，该磁元件技术可减小电感体积，配合GaN器...

Wei Zhang · Kailong Yao · Xin Yin · Jishuang Zhang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月

轴向磁场磁通切换永磁电机（AFFSPMM）因低速大转矩和空间利用率高而适用于新能源汽车。然而，其显著的谐波含量在提升输出转矩的同时增加了损耗，因此需研究效率优化控制方法以满足节能需求。本文建立了基于解析与实验方法的铜耗、铁耗及永磁体涡流损耗模型，并采用带遗忘因子的递推最小二乘法在线辨识电感、电阻和磁链参数，提高损耗模型精度。在此基础上，通过重新分配d轴和q轴电流实现损耗最小化，从而提升电机运行效率。实验结果表明，所提方法相比id=0、最大转矩每安培（MTPA）和损耗最小化控制（LMC）具有更优的...

解读: 该AFFSPMM效率优化控制技术对阳光电源新能源汽车产品线具有直接应用价值。文中提出的多损耗模型（铜耗、铁耗、永磁体涡流损耗）建模方法及递推最小二乘在线参数辨识策略，可应用于阳光电源电机驱动控制器和OBC充电机的效率优化。相比传统id=0和MTPA控制，该损耗最小化控制（LMC）通过动态重分配d-q...

Enpeng Yan · Panbao Wang · Hao Wang · Wei Wang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月

本文提出了一种具有零输入电流纹波和扩展零电压开关（ZVS）范围的Y源DC-DC变换器（YSC）。通过阻断电容隔离三端耦合电感（TTCI）中的直流电流，确保磁芯无直流偏置，同时实现开关管和二极管的电压钳位，抑制电压振荡。所有开关均工作在ZVS条件下，有效降低开关损耗与电磁干扰。新增辅助支路可消除输入电流纹波，并减小主开关导通时输入电感电流，从而拓展ZVS实现范围。文中深入分析了工作模态，建立了TTCI的等效模型以研究励磁电感对电压增益的影响，并探讨了全功率范围内实现ZVS的条件。最后，通过一台32...

解读: 该Y源DC-DC变换器的零输入电流纹波和扩展ZVS技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST储能变流器中，零输入电流纹波可显著降低电池侧电流应力，延长电池寿命，三端耦合电感的无直流偏置设计可减小磁性元件体积；在车载OBC充电机中，全功率范围ZVS实现可提升轻载效率，降低EMI，满足车规级电磁兼...