Jingyue Wang · Di Zhu · Chuang Liu · Zhongchen Pei 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月

光伏-电池-混合（PVBH）级联变换器具有模块化、组件级最大功率点跟踪及无功率波动输出等优势，已成为一种有前景的能源集成方案。然而，在夜间重负载时段，因无光伏输入，该变换器处于闲置状态，导致利用率降低。本文提出一种在闲置状态下复用变换器的PVBH级联并网系统，可灵活切换为储能电站模式，为电网提供有功频率与电压支撑，无需额外配置储能变换器，从而提升配电网资产利用率。介绍了系统结构与子模块工作原理，给出了“PVBH并网模式”与“储能电站模式”的切换条件，并设计了相应控制策略。通过10 kV/3 MW...

解读: 该单级隔离PVBH复用变换器技术对阳光电源ST储能系统与SG光伏逆变器融合方案具有重要价值。核心创新在于通过模式切换实现设备复用：白天光伏并网模式下实现组件级MPPT，夜间自动切换为储能电站模式提供调频调压服务，显著提升资产利用率。该技术可直接应用于阳光电源PowerTitan储能系统的PCS设计优...

Wendong Feng · Ruigang Wang · Tianhao Qie · Ran Li 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月

本文提出了一种基于机器学习的直流/交流逆变器控制策略，具有高计算效率且对模型参数变化不敏感。该方法支持快速离线神经网络训练，并适用于数字信号处理器的低在线计算开销实现。采用递归平衡网络（REN）确保系统具备优良的暂态与稳态性能，并证明了闭环系统的渐近稳定性。通过与现有控制方法的实验对比，验证了所提方法的有效性。

解读: 该学习型控制器技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。REN网络的渐近稳定性保证和低计算开销特性，可直接部署于现有DSP平台，提升控制器响应速度和鲁棒性。对PowerTitan大型储能系统，该方法可优化并网暂态性能，增强参数摄动下的稳定性。相比传统PI控制，机器学习控制...

Huiying Yu · Hongchen Liu · Youzheng Wang · Fei Gao 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月

在高海况与动态海洋环境下，系统补偿参数易发生波动，影响软开关稳定性，且三相无线功率传输（WPT）系统的总损耗中开关损耗占比较大。为此，本文提出一种采用电感-电容-电容-串联（LCC-S）补偿拓扑的低损耗无源辅助网络三相WPT系统。借助该无源辅助网络，系统在宽负载范围内实现开关器件的零电压开通与关断，且对补偿参数波动不敏感。本文首先分析所提结构的软开关导通机制，进而设计宽范围软开关条件与参数。最后搭建额定功率1 kW的水下三相WPT实验样机，实验结果验证了所提方案的优越性。

解读: 该LCC-S补偿拓扑的宽范围软开关技术对阳光电源具有重要应用价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器中，该技术可显著降低SiC/GaN功率器件的开关损耗，提升系统效率1-2%。其对补偿参数波动不敏感的特性，可增强PowerTitan储能系统在电网波动工况下的稳定性。无源辅助网络实现零电压开关的设计思路...

Jiaxing Lei · Jialiang Liu · Guoju Zhang · Xuefeng Ge 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月

针对电压控制变换器(VCC)独立和构网型(GFM)运行的高稳态和动态性能需求,提出配LC滤波器VCC的高带宽零超调直接控制器设计。控制器由外环PI控制器和内环状态反馈(SF)控制器组成。考虑数字延迟构建复系数精确离散传递函数,从极零点位置直接确定期望闭环传递函数。通过等价传递函数获得内环极点和PI参数,然后通过简单极点配置计算内环SF控制参数。设计适当传递函数可轻松实现优越控制性能。SiC MOSFET样机实验证明所提方法优越性,带宽达5kHz,稳定时间小于0.2ms且无超调。

解读: 该高带宽零超调电压控制技术对阳光电源构网型变换器有重要性能提升价值。直接控制器设计方法可应用于ST储能变流器的构网型GFM控制,实现5kHz高带宽和0.2ms快速响应,提高电网支撑能力。SiC MOSFET应用经验对阳光电源SiC功率器件产品线的高频控制算法开发有借鉴意义。该技术对PowerTita...

Xiaoyan Liu · Maohang Qiu · Kevin Hobbs · Ahmed Dahneem 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月

混合动力/电池驱动的电动卡车或飞机因可消除温室气体及有害气体排放而备受关注。兆瓦级电驱动系统中，1600-V电压平台相比传统400-V或800-V系统可减轻线缆重量并提升充电速度，更具优势。本文提出并研制了一款适用于该场景的500-kW三相交错谐振开关电容DC-DC变换器，详细分析了其工作原理及功率损耗，包括MOSFET、无源器件和母排损耗。提出了一种高效的高功率测试方法，并在额定工况下验证了样机性能。仿真与实验结果表明，该原型机峰值效率达99.1%，满载500-kW时效率为98.7%。

解读: 该500-kW谐振开关电容变换器技术对阳光电源充电桩及储能产品线具有重要应用价值。其98.7%满载效率和1600V高压平台设计可直接应用于大功率充电桩产品，减少线缆损耗并提升充电速度。三相交错谐振拓扑及详细的损耗分析方法（含MOSFET、无源器件、母排损耗）可优化ST系列储能变流器的DC-DC变换环...

Fei Xu · Xian Zhang · Zhixin Chen · Junwei Liu · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月

当前感应电力传输IPT系统位置偏移容限设计研究主要关注如何保持互感稳定性。实际上发射器与接收器间的位置偏移不仅改变互感，也改变磁耦合结构的电感，这会恶化调谐谐振条件并进一步影响输出功率、系统效率和零电压开关ZVS。为实现最优效率的恒流CC充电，本文尝试为典型S-S补偿IPT系统设计同时考虑自感和互感变化的位置偏移容限控制。首先提出快速频率搜索方案以跟踪系统谐振频率并进一步识别磁耦合线圈的自感。然后基于识别参数重构IPT系统稳态数学模型。通过采样次级侧峰值电流进一步识别互感。可计算出具有ZVS和最...

解读: 该IPT位置偏移容限设计研究对阳光电源无线充电系统鲁棒性提升有重要参考价值。同时考虑自感和互感变化的全面建模方法与阳光新能源汽车OBC无线充电模块在实际应用中面临的复杂位置偏移场景高度契合。快速频率搜索和参数识别方案可应用于阳光iSolarCloud平台的无线充电智能控制，实现动态优化。实现ZVS和...

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...

Fubing Jin · Tianhao Qie · Yulin Liu · Zhenbin Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

参数不确定性是三电平中点箝位（3L-NPC）逆变器模型预测电流控制（MPCC）面临的关键挑战。本文提出一种自适应MPCC（AMPCC）方法，通过一种新型在线观测器实时估计系统参数，并保证其收敛性。所观测参数用于死区MPCC中精确计算电压矢量的占空比。此外，为避免复杂的权重因子选择，提出一种简化的中点电压平衡方法，重新分配各控制周期内互补电压矢量的作用时间，实现直流链电压的精确平衡，且在输入电压突变时具有快速动态响应。所提AMPCC在固定开关频率下实现优异控制性能，同时计算负担低。实验结果验证了该...

解读: 该自适应模型预测电流控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列三电平光伏逆变器具有重要应用价值。其核心创新在于：1）在线参数观测器可解决阳光电源三电平NPC拓扑在长期运行中因温度、老化导致的参数漂移问题，提升PowerTitan储能系统的控制精度；2）无权重因子的中点电压平衡策略简化了控制器设计...

Peilin Liu · Xianwu Zeng · Jiawen Xi · Tom Feehally 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

燃料电池供电电动飞机是航空电气化的重要发展方向。作为主能源的燃料电池向动态变化的恒功率负载提供推进功率，储能系统则维持系统功率平衡并调节直流母线电压。本文建立了简化的多源直流网络等效模型，用于开展非线性稳定性分析，预测负载扰动下的系统动态特性。基于雅可比矩阵与系统特征值，推导了稳定性边界，并结合分岔理论对下垂控制参数、直流电容及线路电感等关键参数进行灵敏度分析。理论分析结果对机载直流网络的可靠设计具有指导意义，仿真与实验验证了主要结论。

解读: 该多源直流网络稳定性分析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。文章提出的基于雅可比矩阵和分岔理论的非线性稳定性分析方法，可直接应用于ST系列储能变流器的下垂控制参数优化设计，特别是在多储能单元并联场景下，通过灵敏度分析优化直流母线电容和线路电感配置，提升PowerTitan大型储...

Hengyang Liu · Wubin Kong · Junyao Tu · Zirui Liu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

高频级联变压器多电平逆变器中脉宽畸变会引入显著的低次谐波，导致电磁干扰问题，需进行补偿。若仅考虑死区而忽略开关寄生电容，尤其在小输出电流时谐波反而增加。传统基于电流采样的方法易受采样误差与通信延迟影响。本文分析了开关寄生电容引起的梯形电压边沿，提出一种基于电流预测的脉宽补偿方法。通过迭代预测并计入寄生电容与励磁电流影响，准确补偿死区、开关延迟及寄生电容导致的脉宽畸变，消除采样与通信延迟。仿真与实验验证表明，在17电平、30 kHz基频的CTMI中，该方法将三、五次谐波抑制至基波的0.10%以下，...

解读: 该电流预测脉宽补偿技术对阳光电源ST系列储能变流器和高频隔离型光伏逆变器具有重要应用价值。针对高频多电平拓扑中开关寄生电容导致的脉宽畸变问题，该方法通过迭代预测补偿死区、开关延迟及寄生电容影响，可将低次谐波抑制至0.10%以下，显著优化输出波形质量。该技术可直接应用于PowerTitan储能系统的级...

Gaoxiang Li · Yang Shao · Xiao Liu · Jining Chen · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

目前，串联补偿电容是提升交流能量传输效率的常用方法。然而，虚拟同步发电机（VSG）的串补并网系统易引发阻抗谐振，导致次同步振荡（SSO）。本文首先通过阻抗法揭示该SSO的特性与机理。随着串补度增加，传输效率提高，但SSO风险加剧。为此，通过分析串联补偿电容的工作机制，提出一种VSG的虚拟串联补偿控制策略，并研究了逆变器在该控制下的运行边界。相比传统串补电容方法，所提控制无需额外硬件，且具有更优的稳定性。仿真与实验验证了该控制策略及理论分析的正确性。

解读: 该虚拟串联补偿控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和构网型控制产品具有重要应用价值。当前阳光电源PowerTitan储能系统广泛采用VSG控制实现电网支撑，但在弱电网或长距离传输场景下面临传输效率与次同步振荡的矛盾。该研究提出的虚拟串补策略通过软件算法替代物理电容，可直接集成到ST系列变流器的GFM...

Hanyu Liu · Kai Sun · Zheyuan Yi · Guoen Cao 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

精确评估绕组损耗对平面变压器的优化设计至关重要。本文提出一种改进的一维模型，以解决高压绝缘条件下平面变压器损耗计算误差问题。该增强型一维模型可准确计算横向电流分布及绕组损耗，并通过有限元分析（FEA）验证其准确性。基于该模型，进一步评估平面绕组损耗并实现高压平面变压器的优化设计。采用部分交错和不等宽PCB绕组等特殊结构以最大化PCB绝缘能力。实验样机功率密度达14 kW/L，绝缘电压为10 kV，绕组损耗降低41%，验证了所提模型指导下优化设计的有效性。

解读: 该高压平面变压器绕组损耗建模技术对阳光电源高频隔离型产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，高压隔离变压器是DC/DC变换环节的核心部件，该改进型一维模型可精确计算部分交错和不等宽绕组结构的损耗分布，指导平面变压器优化设计，实现功率密度提升和效率优化。对于1500V光伏系统的SG逆变器和车载O...

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...

Xin Yang · Qing Li · Xiaodi Wang · Shiwei Liang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

碳化硅功率器件的端电容显著影响其开关特性，准确表征其非线性电容特性至关重要。本文提出一种基于非线性端电容物理特性的统一PSPICE碳化硅MOSFET建模方法，考虑了平面栅器件工作过程中耗尽区变化及电容结构的影响。通过分析栅源电压Vgs和漏源电压Vds的双重依赖关系计算端电容，并提出自动参数提取方法，使模型参数与实验特性匹配。该方法精确描述了三种端电容与Vgs、Vds之间的关系，避免了获取C-V曲线的复杂过程。通过对C2M0080120D和SCT30N120两种器件的双脉冲实验验证，模型结果与测量...

解读: 该SiC MOSFET统一物理模型及自动参数提取技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器中，精确的非线性电容模型可优化开关损耗计算和EMI设计，提升1500V高压系统的可靠性。自动参数提取方法可加速新型SiC器件的选型验证流程，缩短PowerTitan等大功率产品的研...

Yuliang Ji · Shuai Ji · Lina Geng · Jingshan Mo 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

本文提出一种倍压反向耦合电感阻抗源逆变器（VDRCL-ISI）。该变换器实现单级升压功能，提升升压能力并降低器件电压应力。其电压增益与匝比呈反比关系，可采用较低匝比获得更高电压增益。不同于传统阻抗源逆变器，该结构在电感电流断续时直流母线电压无突降现象。此外，其电感参数选择几乎不受限，显著拓宽了应用范围。文中给出了电路分析、理论计算、参数设计、效率分析及性能优势，并通过实验平台验证了该拓扑的可行性。

解读: 该倍压反向耦合电感阻抗网络逆变器技术对阳光电源新能源汽车驱动系统及储能变流器产品具有重要应用价值。其单级升压特性和低匝比高增益特点可直接应用于车载OBC充电机，在低压电池侧实现高效升压，降低磁性元件体积。断续模式下无母线电压突降的特性显著提升轻载工况稳定性，适合充电桩宽负载范围运行。该拓扑的低电压应...

Jiang Liu · Guobing Song · Maojun Deng · Yiming Ren 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

LCL型三电平并网逆变器广泛应用于光伏发电系统，具有多个独立控制目标。本文提出一种集成分-合（I-D-Σ）控制策略，可同时实现并网电流跟踪、中点电位平衡、谐振抑制及低频共模电压抑制。针对双分-合（D-D-Σ）方法仅考虑电流与谐振抑制的不足，引入虚拟零电位点以实现中点电位控制；并提出基于全连接卷积神经网络（FC-CNN）的低频共模电压估计算法，有效解决无传感器条件下共模电压不可观测问题。所提I-D-Σ方法通过低频共模电压补偿显著降低其幅值。实验结果验证了该策略的有效性。

解读: 该I-D-Σ多目标集成控制技术对阳光电源SG系列三电平光伏逆变器及ST储能变流器具有重要应用价值。研究提出的虚拟零电位点中点平衡控制可直接优化现有三电平拓扑产品的直流侧电容电压均衡性能，延长器件寿命。基于FC-CNN的无传感器低频共模电压估计算法可降低系统成本，其共模电压抑制技术能有效减少对地漏电流...

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...

Biyang Yu · Hua Han · Yao Sun · Shiming Xie 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

单相三电平飞跨电容（TLFC）升压逆变器是一种无需额外元件即可实现有源功率解耦的电力变换器。然而，其控制自由度少于控制目标数，给控制器设计带来挑战。为此，本文提出一种分频控制方法，将系统的解耦控制输入分解为直流分量与交流分量分别设计：直流分量用于调节飞跨电容的平均电压，交流分量抑制直流母线电压脉动。该方法可有效抑制输入电流与母线电压中的二倍工频纹波，并具有较强鲁棒性。针对TLFC升压逆变器的非线性周期时变特性，建立了单输入单输出导纳模型以分析系统在所提控制下的稳定性。最后通过1.5 kW硬件样机...

解读: 该分频控制技术对阳光电源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。三电平飞跨电容拓扑的有源功率解耦特性可直接应用于单相储能PCS，无需额外直流侧大电容即可抑制二倍频纹波，提升功率密度和系统寿命。所提出的分频控制策略将直流与交流分量解耦设计，为阳光电源三电平拓扑控制算法优化提供新思路，可...

Guo Xu · Ye Liu · Junyi Huang · Li Jiang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

本文提出一种基于耦合电感的宽增益四开关双有源桥（DAB）DC-DC变换器。该变换器通过并联变压器（含漏感）将两个Buck-Boost电感耦合，将两个直流电感、一个变压器和一个漏感集成于单一耦合电感中，减少磁性元件数量。采用脉宽调制加移相（PPS）控制实现全负载范围所有开关管的零电压开关（ZVS），并通过电压匹配控制调节桥臂电压，确保等效漏感两端电压平衡。详细分析了工作原理与ZVS实现条件，合理设计两个直流电感参数以兼顾结电容影响，实现全负载ZVS。同时对磁集成与参数设计进行了深入分析。实验研制8...

解读: 该四开关DAB变换器的磁集成技术对阳光电源储能与充电产品具有重要价值。在ST储能变流器的DC-DC环节，耦合电感方案可减少磁性元件数量，降低体积和成本；PPS控制实现的全负载ZVS特性可提升PowerTitan系统的轻载效率。在车载OBC充电机中，宽增益特性适配动力电池宽电压范围（200-450V）...

Hao Liu · Tianzhi Fang · Yu Zhang · Zhiheng Lin 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月

在可再生能源分布式发电系统中，并网逆变器是发电单元与电网之间的关键接口，其稳定运行至关重要。然而，弱电网下的不确定电网阻抗和控制延迟等多重不确定性常影响系统稳定性。本文采用μ综合理论设计鲁棒控制器，通过智能构造加权函数，兼顾系统的鲁棒性、动态性能与电能质量。为避免控制器阶数过高，提出采用遗传算法优化设计三阶控制器。实验结果验证了所提方法的有效性，相较传统方法具有更优的鲁棒性能。

解读: 该μ综合鲁棒控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器在弱电网并网场景具有重要应用价值。针对偏远地区、海岛微网等弱电网环境，该方法可有效应对电网阻抗波动和控制延迟等多重不确定性，提升PowerTitan大型储能系统的并网稳定性。遗传算法优化的三阶控制器设计思路可降低DSP计算负荷，适合...