Mahdi Aslanian · Ashkan Raki · Yousef Neyshabouri · Hossein Iman-Eini · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年12月

本文提出一种基于选择性谐波抑制（SHM）技术的级联H桥（CHB）多电平变换器新型容错控制方法。该方法通过向相电压不平衡的相中注入共模电压（CMV），实现线间电压平衡，并利用最少的健康单元达到最大相电压利用率。通过在SHM开关角度中引入新约束，避免过调制，并通过注入适当CMV最大化线间电压。然而，CMV基波分量（FCMV）可能导致CHB各相功率分布不均，引起逆变器功率倒流，对非再生型CHB尤为不利，因其会抬升单元直流母线电压。为此，本文在SHM调制中将最小化FCMV作为附加优化目标，以防止故障下的...

解读: 该容错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。级联H桥拓扑在阳光电源中压储能系统中广泛应用，本文提出的SHM容错方法可在单元故障时最大化输出电压利用率，提升系统可用性。特别是最小化FCMV防止功率倒流的策略，直接解决了非再生型储能单元的直流母线过压风险...

M. Jagabar Sathik · Cristian Garcia · Hanlei Tian · Wei Han 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年11月 · Vol.14

本文提出一种六开关五电平升压型有源中点钳位（BANPC）开关电容逆变器，器件数量少、无需额外升压级，可充分利用直流母线电压；通过软充电技术将冲击电流限制为负载电流的两倍；直流链与电容电压自均衡，无需额外平衡电路；500W实验验证了其有效性。

解读: 该BANPC拓扑显著提升直流电压利用率和功率密度，契合阳光电源组串式逆变器（如SG系列）及ST系列储能PCS对高效率、紧凑化、宽输入电压范围的需求；尤其适用于户用/工商业光储场景中低压侧（如1000V以下）升压直连高压电池簇的应用。建议在下一代SiC基组串逆变器和PowerStack模块化PCS中开...

Xiaojun Zhang · Min Kang · Chao Gong · Jiaqiang Yang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

飞轮储能系统（FESSs）主要用于实现平滑高效的直流电压调节，但其性能易受转速突变和直流侧负载扰动影响。为此，本文提出一种基于降阶误差扩展状态观测器（REESO）增强的无微分快速终端滑模控制（DFTSMC）策略。REESO用于估计电压环总扰动，并结合低通滤波与新型趋近律抑制抖振。REESO还提供电压误差微分信号，避免传统TSMC微分噪声问题。该方法为误差驱动型，具备快速动态响应、强鲁棒性与低抖振特性。3.75 kW实验平台验证了所提方法的有效性。

解读: 该DFTSMC-REESO控制策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。飞轮储能的快速功率响应特性可与阳光电源电化学储能形成互补，应用于电网调频和微电网稳定场景。所提出的降阶扰动观测器和无微分滑模控制技术可直接移植到ST储能变流器的直流母线电压控制中，提升负...

Neha Nain · Yining Zhang · Stefan Walser · Johann W. Kolar 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

并网变频驱动系统通常采用电压源型或电流源型交流-交流变换器。本文在相同系统规格和芯片面积条件下，对比了基于600V氮化镓单片双向晶体管的电压源型（VSC）与电流源型（CSC）变换器。两者功率密度分别为1.7 kW/dm³和1.8 kW/dm³，额定效率均达97%。CSC在部分负载下效率更高，加权效率达96.6%，优于VSC的95.7%。电磁干扰预合规测试表明，二者均满足传导EMI限值，且CSC的电机侧滤波器在使用非屏蔽电缆时仍具良好辐射抑制效果。

解读: 该GaN单片双向晶体管对比研究对阳光电源多条产品线具有重要价值。CSC拓扑在部分负载下96.6%的加权效率优于VSC，可直接应用于ST系列储能变流器的双向AC-DC变换级，提升储能系统全工况效率。其优异的EMI特性和非屏蔽电缆兼容性，可简化SG系列光伏逆变器的滤波设计，降低系统成本。GaN器件的高功...

Cheng-Yu Tang · Zhen-Yu Xu · Yun-Hsuan Lu · Shu-Hao Liao · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

针对不平衡电网电压下三相四线中点钳位(NPC)并网逆变器提出动态相电流补偿和直流母线电压抑制策略。电网故障时故障相电压偏离正常值,逆变器应输出无功电流实现无功补偿能力。然而不平衡三相有功/无功功率在直流母线电压上产生非理想谐波和振荡可能损坏直流母线电容。本文开发动态相电流补偿(DPCC)策略,动态调整正常相电流幅值和相位角,有效抑制直流母线电压谐波和振荡。DPCC无需额外电路和元件可通过DSP实现。5kVA样机仿真和实验验证DPCC性能,最大直流母线电压纹波抑制率达83.17%。

解读: 该动态电流补偿技术对阳光电源并网逆变器在不平衡电网下的运行有重要改进价值。DPCC策略可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的故障穿越控制,提高不平衡电网条件下的无功支撑能力并保护直流侧电容。83.17%纹波抑制率对PowerTitan大型储能系统的电网适应性提升显著。该技术对阳光电源并网产品线的低...

Chengjia Lu · Yaotian Shi · Jiaxing Lei · Xingwei Zhou · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

矩阵型背靠背变换器(MTBBC)是仅12个开关无直流链路储能元件的新型AC-AC变换器拓扑。与其他AC-AC变换器一样,MTBBC因脉宽调制(PWM)存在高共模电压(CMV)问题,导致电机轴承损坏和绕组故障。提出MTBBC混合CMV抑制方法,根据电压传输比(VTR)采用适当算法。VTR低于0.5时,根据输入电压区间选择输出矢量组,矢量组由三个最远电压矢量组成,实现71.1%的CMV峰值降低和零高频CMV。VTR高于0.5时,采用有源零状态PWM和近态PWM方法将CMV峰值降至50%。通过三种算法...

解读: 该混合共模电压抑制技术对阳光电源AC-AC变换器产品有重要优化价值。MTBBC无直流储能拓扑可应用于储能系统的交流侧变换器,提高功率密度并降低成本。混合CMV抑制算法对阳光电源电机驱动和变频器产品的轴承保护和EMI控制有借鉴意义。该技术对新能源汽车电机驱动系统和工业变频应用场景有性能提升潜力,可延长...

Xiang Wu · Songyang Cao · Jieguang Li · Ma Zhixun 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

现有三电平载波PWM方法中,载波波形变化和共模电压(CMV)降低要求固有地限制了注入零序电压(ZSV)范围,从而降低中点(NP)电位控制性能。研究基于ZSV扩展的七段降低CMV PWM(RCMV-PWM)的NP电位平衡能力增强方法。理论分析各种载波分布的ZSV范围,考虑CMV幅值限制在直流母线电压六分之一的约束下调整载波波形获得最大ZSV范围。详细给出导出最大范围内的最优ZSV计算方法,有效减少低调制指数和低功率因数下的NP电位波动。

解读: 该三电平NP电位平衡技术对阳光电源三电平储能变流器有重要优化价值。ZSV扩展方法可应用于ST储能系统和SG光伏逆变器的三电平拓扑,提高中点电位控制精度并降低共模干扰。该技术对PowerTitan大型储能系统的三电平模块设计有参考意义,可提升系统在低功率因数工况下的稳定性和效率。RCMV-PWM优化对...

Zhenguo Li · Dong Jiang · Wei Sun · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

提出一种兼顾飞跨电容（FC）电压平衡的零共模电压过调制（ZCMV-OVM）策略。该方法基于空间矢量，采用六个中矢量和一个特定零矢量合成参考电压，实现共模电压（CMV）抑制，并通过逻辑判断与占空比修正提升直流电压利用率。结合分段二次函数拟合提高输出精度，设计主动FC电压控制算法及三种开关信号调节方法，有效抑制FC电压偏移与低频波动，确保从线性区到六步运行区的稳定控制。实验在表贴式永磁同步电机平台验证了该策略的有效性。

解读: 该零共模电压过调制技术对阳光电源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。飞跨电容三电平拓扑是阳光电源功率器件的核心技术路线，该研究提出的ZCMV-OVM策略可有效解决两大痛点：一是通过CMV抑制降低轴承电流和EMI滤波器成本，提升PowerTitan储能系统的可靠性；二是过调制策略将...

Xiaokui Liu · Taihang He · Shanxu Duan · Changsong Chen · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

直流链路电压调节已被集成于直流链路电压同步型构网（DVS-GFM）变换器中，近年来受到广泛关注。然而，传统匹配控制易受直流侧恒功率负载引起的低频振荡影响而不稳定。本文首先分析了DVS-GFM变换器在传统匹配控制下的小信号稳定性，发现其缺乏阻尼机制，导致直流侧低频振荡。为此，提出一种基于电压-功率下垂的阻尼方法，该下垂支路与匹配控制并行运行，可有效提供阻尼作用，抑制振荡并提升直流电压动态响应性能。实验结果验证了所提方法的有效性。

解读: 该DVS-GFM阻尼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。当前储能系统直流侧常面临恒功率负载引起的低频振荡问题，影响系统稳定性。所提电压-功率下垂阻尼方法可直接集成到阳光电源构网型储能变流器的控制策略中，与现有匹配控制并行运行，有效抑制直流母线电压振...

Zhuoxin Li · Shu Cheng · Ruirui Zhou · Yusong Hu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

本文提出一种用于单相Buck功率解耦AC/DC系统的无模型控制方法，解决单相整流器（SPR）与降压解耦电路（BDC）间因纹波电流耦合导致的性能下降问题。基于系统数学模型和直流母线纹波电流关系，分析了二者耦合机理，并建立了一种新颖的超局部模型（ULM）。在此基础上，分别为SPR设计了无模型预测电流控制（MFPCC）策略，为BDC设计了无模型功率解耦控制（MFPDC）策略。同时设计扩展滑模观测器（ESMO）以估计ULM中的未知部分，补偿系统动态变化引起的误差。实验结果验证了所提方法的有效性。

解读: 该无模型功率解耦控制技术对阳光电源储能变流器和车载OBC产品具有重要应用价值。针对单相AC/DC系统中二倍频纹波导致的耦合问题，所提MFPCC和MFPDC策略可直接应用于ST系列储能变流器的单相并网场景，减小直流母线电容需求，提升功率密度。扩展滑模观测器的无模型特性降低了对精确参数的依赖，增强系统鲁...

Sneha Narasimhan · Subhashish Bhattacharya · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

电流源逆变器（CSI）因其具备四象限运行、短路保护能力以及直流链路无需电解电容等固有优势，常用于大功率中压场合。宽禁带（WBG）器件的兴起推动了CSI在中压固态变压器、电动汽车、牵引系统及可再生能源系统中的重新应用。然而，直流链路电感电流突变引发的过电压问题严重影响系统可靠性，尤其在快速开关器件下需在数微秒内完成保护。本文分析现有过电压保护（OVP）方案的局限性，提出两种可在三相上实现更低钳位电压的OVP方案，并确保系统电压不超额定值。基于SiC MOSFET和二极管搭建了3.3 kV CSI实...

解读: 该SiC电流源逆变器过电压保护技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，CSI拓扑的四象限运行和短路保护能力可提升系统可靠性，所提OVP方案能有效抑制直流侧电感电流突变引发的过电压，保障SiC器件安全运行。在PowerTitan大型储能系统中，无电解电容的直流链路设计可延长系...

Ankit Kumar Pratihasta · Rajeev Kumar Singh · Rakesh Kumar Mishra · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

超级电容在电池-超级电容储能系统BScESS中对增强直流母线稳定性至关重要。然而传统BScESS配置存在显著局限性，在变负载工况下直流母线电压恢复缓慢。这些挑战主要归因于系统中相位滞后零频率PLZF的存在，限制了控制带宽并降低相位裕度，导致直流母线振荡和不稳定。此外超级电容电压降低会负面影响BScESS的电压控制带宽和相位裕度。为应对这些挑战，本文提出一种具有增强瞬态性能的新BScESS拓扑，可快速恢复直流母线电压以响应负载突变。该拓扑有效消除PLZF的失稳影响，从而在不牺牲相位裕度的情况下实现...

解读: 该电池-超级电容混合储能拓扑研究对阳光电源PowerTitan储能系统优化有直接应用价值。消除PLZF实现宽带宽控制和快速直流母线恢复（20-22ms）的技术特点与阳光ST系列储能变流器在电网频率调节和功率波动平抑应用中的快速响应需求高度契合。超级电容电压不敏感的控制设计为阳光混合储能方案的全寿命周...

Jiangbiao He · Paolo Mattavelli · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

为满足全球零排放可持续能源发展需求，交通和公用电力等行业正经历快速变革，电力电子在电动汽车、电动船舶、飞机、太阳能/风能发电和储能等众多功率转换系统中发挥支柱作用。然而电力电子可靠性尚未受到足够重视，特别是在安全关键应用中可靠性应是首要设计优先级。工业4.0和5.0着重互联性、自动化、智能和实时状态监测，数字在线预防性维护和优化至关重要。数字孪生是物理系统的数字复制品，可准确预测和反映物理系统的实时健康状况，通过物理组件与数字孪生模型间的实时双向数据流实现。该特刊发表10篇文章涵盖数字孪生参数估...

解读: 该数字孪生特刊与阳光电源智能运维战略高度契合。特刊涵盖的Buck/Boost变换器数字孪生参数估计、五电平ANPC逆变器故障诊断和SiC MOSFET模块电-热-机械建模与阳光iSolarCloud平台的智能诊断和预测性维护功能发展方向一致。数字孪生技术在直流电容、电感、开关管寄生电阻实时估计方面的...

Philip Korta · Animesh Kundu · Lakshmi Varaha Iyer · Narayan C. Kar · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月

宽禁带半导体器件在电动汽车牵引逆变器中因具备更高的能效和功率密度而受到广泛关注。本文研究利用氮化镓（GaN）器件的快速开关特性，进一步提升牵引逆变器的效率与功率密度。建立了GaN逆变器的电热耦合模型，并通过实验验证了其精度，在多数工况下效率误差不超过0.3%或损耗偏差小于100 W。提出一种考虑直流母线电压纹波限制的新型可变开关频率策略，相较固定开关频率方案最高可提升效率5%。结合GaN的高速开关能力，该方法使电容体积减小35.7%，同时提高了驾驶循环效率和逆变器功率密度。

解读: 该GaN可变开关频率控制技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。文中提出的电热耦合建模方法和考虑母线纹波约束的变频策略，可直接应用于阳光电源车载OBC充电机和电机驱动系统的优化设计。通过动态调整开关频率，在轻载工况降频减少开关损耗，重载时提频保证性能，可使驱动系统效率提升最高5%，同时电容体...

Hafsa Qamar · Haleema Qamar · Rajapandian Ayyanar · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月

240°钳位脉宽调制（240CPWM）在级联式DC-DC与DC-AC架构中具有最低的开关损耗。在单位功率因数下，相比传统空间矢量PWM（CSVPWM），240CPWM可使DC-AC级开关损耗降低85%。该方法需前端DC-DC变换器提供动态调节的六脉冲直流链电压。本文提出一种高效率动力系统架构，结合软开关DC-DC变换器与240CPWM控制的DC-AC逆变器，并通过协调控制实现高效协同运行。理论分析与实验验证了各阶段损耗分布。实验结果表明，所提架构整体效率达96.16%，相较传统硬开关级联系统（9...

解读: 该240CPWM软开关技术对阳光电源车载动力产品线具有重要应用价值。核心创新在于通过前端DC-DC动态调节六脉冲直流链电压，配合240°钳位PWM使逆变级开关损耗降低85%，系统效率提升至96.16%。可直接应用于阳光电源车载OBC充电机和电机驱动控制器：1）在OBC双向DC-DC变换器中引入软开关...

Zhichong Shao · Jiahao Li · Jie Chen · Dibin Zhu 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月

基于传统谐振DC-DC变换器的伪直流链路单级隔离逆变器(PDL-SII)存在电压增益范围窄和由此导致的低增益范围输出畸变问题。为解决该问题,提出基于LCL谐振变换器的新型PDL-SII。因LCL变换器优异降压性能,该PDL-SII具有全范围零电压开关特性且仅需脉冲频率调制。进行LCL变换器时域分析,推导LCL变换器运行原理和模式分布。为优化基于LCL变换器的PDL-SII效率,提出新型线周期加权损耗优化设计策略,集成电压电流应力、软开关范围和增益范围。不同于传统DC-DC应用设计策略,该设计策略...

解读: 该LCL谐振单级逆变器技术对阳光电源光伏和储能逆变器优化有重要应用价值。线周期加权损耗优化策略可应用于SG系列光伏逆变器,提高全线周期效率。全范围ZVS特性对阳光电源单级拓扑产品的可靠性和效率提升有借鉴意义。96.8%峰值效率和2.1%THD对户用储能系统的电能质量和转换效率有优化潜力,可提升用户满...

Jingjing Li · Enhui Chu · Wei Liu · Jiaxiang Song · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月

为消除谐振直流链逆变器中的环流损耗，本文提出一种无环流损耗的高效并联谐振直流链逆变器。辅助电路换流结束后，无持续电流在主电路或辅助电路中自由循环。当母线电压为零时，无需根据负载电流设定谐振元件阈值，降低了控制难度，提升了系统可靠性。同时，抑制了谐振电感的峰值电流，减小了开关器件的电流应力，进一步降低辅助电路损耗。所有开关均实现软开关：主开关实现零电压开通与关断，辅助开关实现零电流开通与关断。实验样机验证了所提拓扑结构与调制策略的有效性。

解读: 该无环流损耗并联谐振直流链逆变器技术对阳光电源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。其核心创新在于：1）消除环流损耗可直接提升系统效率1-2%，符合储能系统降本增效需求；2）主开关零电压开关（ZVS）和辅助开关零电流开关（ZCS）技术可降低SiC/GaN功率器件的开关损耗，延长器件...

Dong-Jin Lee · Jae-Heon Choi · Ui-Min Choi · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月

功率器件与直流母线电容通常被视为电力变换器中可靠性最关键的元件，其热应力导致的损耗是引发失效的主要原因。已有研究通过降低热负荷提出了多种改进寿命的PWM方法，但大多仅单独考虑某一类元件。本文提出一种新型PWM策略，可同时降低NPC逆变器中直流母线电容与功率器件的热应力，从而协同提升整体可靠性。通过仿真与实验验证了所提方法的有效性与可行性。

解读: 该可靠性增强PWM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。文章提出的协同优化策略可同时降低直流母线电容和功率器件热应力，直接契合阳光电源三电平NPC拓扑架构。在储能系统长周期运行场景下，该方法可显著延长关键元件寿命，降低OPEX成本。建议将此技术集成到iS...

Hwa-Pyeong Park · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月

因火灾事故增加电池安全性和可靠性日益关键。电池交流电阻在线测量被认为是检测潜在故障状态的重要指标。用于电池充放电的DC-DC变换器可实现功率变换和交流电阻在线测量双重功能。然而电阻测量所需交流扰动注入降低直流母线电压调节并降低功率变换效率。本文研究电池单体交流电阻在线测量导致的直流母线调节退化。提出带交流电流补偿算法的并联DC-DC变换器改善直流母线稳定性。分析工作原理和控制策略以最小化交流电阻测量期间的交流电流波动。样机实验验证所提交流电流补偿方法增强直流母线调节的有效性。

解读: 该在线阻抗测量技术对阳光电源电池储能系统健康管理有重要应用价值。交流电流补偿算法可应用于PowerTitan大型储能系统的电池管理,实现无损在线阻抗测量和早期故障预警,提高系统安全性。该技术对ST储能变流器的电池状态监测功能集成有参考意义,可降低传感器成本并提升监测精度。并联模块化方案对阳光电源户用...

Neha Nain · Yining Zhang · Johann W. Kolar · Jonas Huber · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月

采用电压型直流链路（VSC）或电流型直流链路（CSC）可实现电网供电的变频驱动系统，后者因单片集成GaN双向功率晶体管（M-BDS）的发展而重获关注。本文针对同等容量、输出正弦电压的交流-交流VSC与CSC系统，建立精确描述其动态特性的等效直流-直流模型，便于控制系统的设计与分析。实验结果表明，所构建的等效电路能准确预测开环与闭环行为。基于此模型对比二者的小信号与大信号电压控制性能，发现CSC在小信号带宽方面具有优势（72 kHz开关频率下5 kHz vs. 1.8 kHz），并揭示其控制动态与...

解读: 该研究对阳光电源车载OBC充电机和电机驱动产品线具有重要参考价值。文章揭示的CSC拓扑在小信号带宽方面的显著优势（5kHz vs 1.8kHz），可直接应用于新能源汽车双向充电系统设计，提升动态响应速度。所建立的DC-DC等效模型为阳光电源开发基于GaN器件的高频电流型变换器提供了精确的控制设计方法...