找到 36 条结果 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics
一种适用于中点电压不平衡的低开关数量三电平逆变器的直流链电流纹波抑制方法
DC-Link Current Ripple Reduction Method for the Reduced Switch Count Three-Level Inverter With Unbalanced Neutral-Point Voltages
Zhiyuan Chu · Changwei Qin · Xiaoyan Li · Lei Yang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
针对低开关数量三电平逆变器在传统空间矢量调制下直流链电流纹波大、影响电容可靠性的缺点，提出一种适用于中点电压平衡与不平衡工况的直流链电流纹波抑制方法。通过分析占空比分布因子范围并结合输出电流幅值，优化区域划分策略，降低占空比计算复杂度；设计无差拍控制实现电容电压的精确快速独立调控，并合理安排开关序列。仿真与实验验证了该方法的有效性，在高低调制指数下直流链电流纹波分别减少四分之一和五分之二，同时保持良好的输出电流质量。
解读: 该直流链电流纹波抑制技术对阳光电源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。通过优化SVPWM调制策略和无差拍中点电压控制，可将直流侧电流纹波降低25%-40%，直接提升PowerTitan储能系统中直流母线电容的使用寿命和可靠性。该方法在低开关数量拓扑下实现中点电压精确调控，为阳光电...
面向芯片级热流密度超过1000 W/cm²的高功率密度碳化硅功率模块的集成热管理
Integrated Thermal Management for a High-Power-Density Silicon Carbide Power Module With Die-Level Heat Flux Over 1000 W/cm²
Weiyu Tang · Xiangbo Huang · Zhixin Chen · Kuang Sheng 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
随着碳化硅（SiC）器件持续微型化，芯片级热流密度已达1 kW/cm²，高效的热管理对功率电子器件的载流能力与可靠性至关重要。本文提出一种集冷却策略，结合低热阻封装（纳米银烧结直连散热器）与集成对流冷却结构（歧管微通道，MMCs）。经数值优化后制备三种SiC模块原型，最终设计在2.16 L/min流量下实现9.85 mm²·kW⁻¹的超低热阻，成功散出超过1000 W/cm²热流密度（总功耗1500 W），体积紧凑（约30 cm³）。相比传统液冷模块，微通道冷却热阻和泵功分别降低80%和83%。...
解读: 该集成热管理技术对阳光电源高功率密度产品具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统，纳米银烧结+歧管微通道方案可将SiC模块热阻降低80%，支撑更高开关频率和电流密度，有效提升系统功率密度和可靠性。对于SG系列1500V光伏逆变器，该技术可在紧凑空间内实现超1000 ...
双向超高压增益直流变换器的建模与设计优化——面向电池单元集成电力电子系统
Modeling and Design Optimization of a Bidirectional Ultrahigh Gain DC/DC Converter for Cell-Integrated Power Electronics
Writtik Dutta · Ayan Mallik · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
本文提出了一种基于CLL谐振结构的双向直流变换器的建模与优化方法，旨在实现高电压增益与增强的软开关能力。该变换器有效连接低压电池单元与高压直流母线，支持电网集成。研究引入增强型广义谐波近似（E-GHA）建模方法，结合高次谐波分析与电路寄生参数，精确量化损耗。为在满足高增益的同时最小化功率损耗，构建了多目标、多变量、多约束优化框架，用于谐振腔参数与控制变量的协同优化。实验研制了500 kHz原理样机，实现2.5–4 V与360 V之间的双向变换，负载范围25–100 W，放电与充电峰值效率分别达9...
解读: 该双向超高增益DC/DC变换器技术对阳光电源储能与充电产品线具有重要应用价值。其2.5-4V至360V的宽范围电压变换能力可直接应用于ST系列储能变流器的电池单元级管理，实现单体电池与高压母线的直接连接，提升PowerTitan储能系统的模块化设计灵活性。E-GHA建模方法结合高次谐波与寄生参数分析...
基于可重构S/SP补偿的负载无关CC与CV模式感应式电力传输系统设计
Design of Load-Independent CC and CV Mode Inductive Power Transfer System Based on Reconfigurable S/SP Compensation
Ping Wang · Yanming Liu · Qian Li · Zixu Pang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
本文提出一种新型二次侧可重构S/SP（R-S/SP）补偿网络及参数设计方法。该网络通过开关切换实现无需通信的负载无关恒流模式（CCM）与恒压模式（CVM）重构。基于双端口网络传输矩阵法，详细推导了通用设计方法。通过调节参数因子，R-S/SP拓扑可在宽负载范围内维持零电压开关特性，并在偏移容忍条件下保持电压与电流增益稳定，且增益可调。实验研制了0.6 MHz、108 W的IPT样机，CVM输出72 V，CCM输出1.5 A。结果表明，系统在全阻抗范围内实现了CCM与CVM的负载无关切换，在±21%...
解读: 该可重构S/SP补偿IPT技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。其负载无关CC/CV模式切换特性可直接应用于车载OBC充电机和无线充电桩设计，实现无通信协议的恒流预充与恒压充电自动切换，简化控制系统。0.6MHz高频化设计与ZVS软开关技术可借鉴至SiC/GaN功率器件应用，提升ST储能变...
模块化双向固态电池断开器保护功能的实现
Implementation of Protection Features for a Modular Bidirectional Solid-State Battery Disconnector
Daniel Dsa · Abhinav Chinnusamy · Satish Naik Banavath · Edivan Laercio Carvalho · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
针对电动汽车中高压电池系统对过流和短路故障保护的需求，本文提出一种紧凑、可复位、双向的固态直流断开器（SSD）。该断开器采用碳化硅开关反串联结构，具备快速响应和宽电压范围工作能力，可区分过流与短路故障，并支持可调触发电流阈值。通过电流模拟-数字转换采样与模拟硬件路径短路检测相结合，提升故障切断速度；基于I²t特性的可变反时限保护曲线有效避免了瞬态冲击电流误动作。此外，采用模块化设计，利用低功率器件和小电流传感器实现高可靠性与可扩展性。实验验证了单模块及双模块在800 V/30 A系统中对过流、短...
解读: 该固态电池断开器技术对阳光电源储能系统和新能源汽车产品线具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，模块化SiC双向断开器可替代传统熔断器和接触器，实现电池簇级快速故障隔离，基于I²t特性的可变反时限保护曲线能有效区分浪涌电流与真实故障，避免储能系统启动时的误动作。在车载OBC充电机中，...
基于Y源耦合电感的零输入电流纹波高电压增益DC-DC变换器
Y-Source Coupled Inductor Based High Voltage Gain DC–DC Converter With Zero Input Current Ripple
Yuzhen Xu · Yueling Zhang · Mingzhu Zhou · Ronghuan Xie 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
本文提出一种基于Y源耦合电感的零输入电流纹波（ZICR）高电压增益DC-DC变换器。通过引入由电感、电容和耦合电感串联构成的辅助电路实现ZICR，其中电容使ZICR支路平均电流为零，从而可采用小磁芯设计，减小磁性元件体积与铜损。结合Y源耦合电感与倍压结构实现高电压增益，固有无源钳位电路有效抑制开关管关断电压尖峰与应力。利用电容吸收漏感能量，实现所有二极管的零电流关断，缓解反向恢复问题。实验研制了200 W、32–380 V、50 kHz样机，验证了方案可行性。在40–200 W输出功率范围内，带...
解读: 该零输入电流纹波高增益DC-DC变换器技术对阳光电源储能与光伏产品具有重要应用价值。Y源耦合电感与倍压结构实现的高电压增益特性，可直接应用于ST系列储能变流器的DC-DC前级，优化低压电池（48V/96V）到高压母线（1500V）的升压方案，减少级联级数。零输入电流纹波特性显著降低对电池侧滤波需求，...
基于数字孪生与自演化补偿器的电力电子系统在线健康监测及改进参数辨识能力
Digital Twin-Based Online Health Monitoring of Power Electronics Systems With Self-Evolving Compensators and Improved Parameter Identification Capability
Yi-Hua Liu · Zong-Zhen Yang · Min-Chen Liu · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
电力电子系统（PES）在航空航天、可再生能源和电动汽车等领域至关重要。本文比较了粒子群优化（PSO）、灰狼优化和蜻蜓算法三种元启发式方法的参数估计性能，并提出一种结合物理行为的两阶段元启发式方法，显著提升了寄生电阻估计精度与参数识别速度。相较于传统PSO，MOSFET和电感寄生电阻估计误差分别由31%和45%降至1.5%和2.3%，计算时间减少逾60%。该方法在外部扰动下仍具高鲁棒性，平均使MOSFET和电感寄生电阻识别误差分别降低11.8%和16.7%。此外，引入自演化补偿器可在线自动调节控制...
解读: 该数字孪生健康监测技术对阳光电源ST储能变流器和SG光伏逆变器产品线具有重要应用价值。两阶段元启发式方法可精准辨识SiC MOSFET和电感寄生参数（误差降至1.5%/2.3%），直接提升PowerTitan储能系统功率模块的状态监测精度。自演化补偿器能在线自适应调节控制参数，可集成至iSolarC...
一种适用于奇数相交流电机的通用共模电压抑制算法
A Universal Common Mode Voltage Suppression Algorithm for AC Motors With Odd-Phase Number
Yafei Ma · Jiwen Gong · Dong Jiang · Zicheng Liu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
多相交流电机广泛应用于宽速域和高功率场合，但在脉宽调制下会产生不可避免的共模电压，威胁系统安全。特别是由两电平逆变器驱动的奇数相电机在理论上无法完全消除共模电压。本文提出一种通用的奇数相电机共模电压抑制算法，通过注入零序电压与脉冲相位移相，可在不同最大调制比下实现共模电压幅值降低或恒幅控制。幅值降低控制将其抑制至正负最小值，恒幅控制则保持在最小值水平，有效降低系统的共模电磁干扰。该算法基于载波比较PWM实现，计算量小。仿真与实验验证了其有效性。
解读: 该通用共模电压抑制算法对阳光电源多相电机驱动产品具有重要应用价值。在新能源汽车电机驱动器中，可有效降低共模电压引起的轴承电流和电磁干扰，延长电机寿命；在PowerTitan储能系统的多相并联变流器中，可抑制共模干扰提升系统EMC性能；在充电桩大功率模块中，该算法基于载波比较PWM实现、计算量小的特点...
采用纳米晶片状带材的无气隙变压器设计
Gapless Transformer Design by Using Nanocrystalline Flake Ribbon
Xinru Li · Xufu Ren · Zhichao Luo · Borong Hu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年7月
在功率磁元件中，气隙可防止磁芯饱和，但离散气隙会加剧边缘效应，增加绕组与铁芯损耗。高功率应用中因材料电磁性能限制，难以实现无气隙设计。本文采用新型纳米晶片状带材（NFR）构建高频变压器的无气隙磁芯，在数百kHz下兼具适宜的磁导率与饱和磁密，显著提升功率密度。实验在5.5 kW、100 kHz双有源桥变换器中对比了铁氧体与传统纳米晶变压器，NFR变压器效率最高，绕组损耗分别降低33.2%和67.1%，总损耗测量误差小于6.1%。
解读: 该纳米晶片状带材无气隙变压器技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高频隔离变压器设计具有重要价值。在100kHz开关频率下，NFR材料可实现无气隙设计，绕组损耗降低33-67%，直接提升PowerTitan储能系统和1500V光伏系统的功率密度与效率。该技术特别适用于双有源桥DAB拓...
采用三次谐波注入、扩展自然平衡及故障阻断能力的开关中点式模块化多电平变换器
Switched Midpoint Modular Multilevel Converter With Third-Order Harmonic Injection, Extended Natural Balancing, and Fault-Blocking Capability
Saeed Sharifi · Levi Bieber · Liwei Wang · Juri Jatskevich · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年6月
本文研究一种新型开关中点式模块化多电平变换器（SMPC），通过引入三次谐波注入和故障阻断能力，显著提升调制比，适用于电压变化范围宽的高压直流（HVdc）系统。该拓扑每相共享一组半桥子模块（HBSM），实现导通开关的零电压切换（ZVS），较传统MMC减少17.7%子模块数量和40%储能需求。扩展型SMPC简化了堆栈电压平衡所需的谐波电流消除，降低半导体应力，损耗表现优于HBSM-MMC。外侧全桥子模块提供基于电容反电动势的固有直流故障保护与穿越能力。文中阐述其运行原理与能量平衡机制，并通过OPAL...
解读: 该SMPC拓扑技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。其17.7%子模块数量削减和40%储能需求降低，可直接优化ST2752KWH等高压储能系统的成本结构和功率密度。三次谐波注入扩展调制比特性适配宽电压范围应用场景，增强系统灵活性。ZVS软开关技术与阳光电...
基于先进趋近律的卷盘式喷灌机滑模速度控制
An Advanced Reaching Law for Sliding Mode Speed Control of Electric Reel Sprinkler Irrigation Machine
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...
用于水下磁耦合无线电力与数据传输系统的时分传输方法
Time-Sharing Transmission Method for an Undersea Magnetically Coupled Wireless Power and Data Transfer System
Lei Yang · Zhixue Bu · Dengrui Xing · Liye Tian 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
海洋环境中的波浪、洋流和盐度梯度复杂多变，尤其在湍流和高导电条件下显著影响水下无线电力与数据传输性能。针对海水的导电特性带来的挑战，本文提出一种基于高频交变电磁场的磁耦合水下无线电力与数据传输系统，采用时分复用技术共享耦合线圈通道，实现电力与数据的无干扰传输。电力传输频率为86 kHz，数据采用1 MHz和2 MHz载波的频移键控调制，速率达200 kbps。实验结果表明，在4 cm距离下以200 W功率充电时，系统最高效率达91.3%，并可同步传输电池电压、电流和温度等状态信息。
解读: 该水下无线电力与数据传输技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要参考价值。其时分复用架构可应用于车载OBC充电机和充电桩的无线充电方案，实现电力传输与电池状态监测的同步通信。86kHz电力传输频率与FSK数据调制的分离设计，可借鉴到ST储能系统的无线BMS通信中，解决高压环境下有线连接的安全隐患。91...
一种基于漏极电压摆动的SiC MOSFET快速短路检测方法
A Fast Short Circuit Detection Method for SiC MOSFETs Based on Drain Voltage Swing
Zekun Li · Bing Ji · Kun Tan · Puzhen Yu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月
尽管碳化硅（SiC）MOSFET性能优越，但其热容量小、开关速度快，对短路保护提出了更高要求。本文提出一种基于漏源电压（V<sub>DS</sub>）摆动的快速可靠短路保护方法，可在器件达到临界损伤前迅速检测并关断。该方法在150 ns和24 ns内分别实现Type-I与Type-II短路的超快检测；利用现有RC缓冲电路实现短路检测与主电路保护的集成，不改变其原有功能；结合低成本数字栅极驱动器中的新型采样保持（S/H）电路，提升工况适应性。实验平台验证了该方案的有效性与重复性。
解读: 该SiC MOSFET快速短路检测技术对阳光电源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。其150ns超快检测响应可显著提升功率模块可靠性，特别适用于PowerTitan大型储能系统中高频开关场景的器件保护。基于Vds摆动的检测方法与现有RC缓冲电路集成，无需额外硬件成本，可直接应用于...
为LCC-S无线功率传输系统EV充电实现四重D补偿线圈集成以高效功率传输到接收器
Enabling Quadruple-D Compensation Coil Integration for Efficient Power Transfer to Receiver in Wireless Power Transfer Systems for EV Charging
Wenxing Zhong · Chen Zhu · Minshen Lin · Jingzhi Ren · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月
提出在LCC-S补偿无线功率传输系统中集成四重D补偿线圈的方法以增强系统互操作性和失调容限。四重D线圈设计改善耦合特性，提高传输效率和功率密度。实验结果验证该方法在电动汽车充电应用中的有效性，显示更好的失调性能和更高的效率。
解读: 该四重D线圈集成研究对阳光电源电动汽车无线充电系统优化有重要参考价值。增强失调容限和互操作性的设计可应用于阳光OBC无线充电产品，提高用户友好性和充电可靠性。该技术对阳光拓展电动汽车无线充电市场有实用价值。...
结合数据驱动与等效电路模型的无线电力传输系统互感及负载识别
Mutual Inductance and Load Identification of Wireless Power Transfer Systems Combining Data-Driven and Equivalent Circuit Models
Xu Wang · Yanjie Guo · Fei Xu · Ming Xue 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
互感和负载变化影响无线电力传输（WPT）系统性能，准确识别这些参数对系统控制与状态监测具有重要意义。现有方法多基于电路模型，易受参数误差影响。本文提出一种融合电路模型与数据驱动模型的互感和负载识别方法，兼具数据驱动模型抗参数误差能力强和电路模型物理意义明确的优点，仅需WPT系统的直流输入电流和一个电压有效值即可实现精确识别，无需无线通信。采用支持向量回归（SVR）建立数据驱动模型，并结合考虑整流器等效输入阻抗的电路模型推导参数关系，进而提出负载识别方法。实验结果表明，互感、负载电阻和负载电压的最...
解读: 该互感与负载识别技术对阳光电源无线充电产品线具有重要应用价值。在新能源汽车充电桩业务中，可应用于无线充电系统的实时参数监测与自适应控制，通过融合SVR数据驱动模型与等效电路模型，仅需直流输入电流和电压有效值即可实现互感、负载的高精度识别（误差<5%），无需无线通信降低系统成本。该方法可增强阳光电源无...
基于谐振电容部分能量调节的多相交错LLC变换器新型均流方案
A Novel Current Sharing Scheme for Multiphase Interleaved LLC Converter Based on Partial Energy Regulation of Resonant Capacitor
Hanjing Dong · Xiaogao Xie · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
本文提出一种通过调节谐振电容储能实现多相交错LLC变换器均流的新型方案。利用能量转移单元（ESC）实现谐振电容的部分能量调节，提出了相间ESC（PESC）和独立ESC（IESC）两种结构。结合移相控制，可同时实现优异的输出电流均衡性和更低的电流纹波。由于采用部分能量调节且ESC开关管实现零电压开通，附加损耗较小。文中详细分析了工作原理与设计方法，并研制了两台12 V/40 A双相交错LLC实验样机，分别采用PESC和IESC结构，实验结果验证了该方案的可行性。
解读: 该谐振电容部分能量调节均流技术对阳光电源多相LLC拓扑产品具有重要应用价值。在车载OBC充电机和充电桩DC-DC模块中，多相交错LLC可提升功率密度，但相间均流一直是难点。该方案通过ESC单元实现ZVS软开关的部分能量调节，相比传统均流方法损耗更低，可直接应用于ST储能变流器的DC-DC级联模块和大...
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