Chenda Zhang · Weiyu Tang · Xiangbo Huang · Zan Wu 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年12月 · Vol.14

本文建立了集成液冷SiC功率模块的多物理场耦合模型，并通过热实验验证（误差<4%），提升了电-热耦合、非等温流体及热膨胀模拟可靠性；揭示了2 MHz高频下DBC铜层涡流损耗达48.5 W，致芯片结温升高4.3°C，且涡流损耗随频率呈先增后减趋势。

解读: 该研究直接支撑阳光电源组串式逆变器（如SG225HX）、ST系列储能PCS及PowerTitan系统中高功率密度SiC功率模块的热设计与高频电磁优化。液冷+嵌入式散热结构可提升ST 3.0/PowerTitan在高过载工况下的可靠性；涡流与结温量化模型有助于优化PCB布局与DBC层设计，降低SiC器...

Fei Lu · Grant Covic · Shu Yuen Ron Hui · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

无线电力传输WPT技术在交通电气化、电网、消费电子、医疗和太空等众多新兴应用中日益关键。其非接触特性在脏污或超洁净、高温、水下、地下和外太空等恶劣环境条件下具有优势。当前WPT系统性能与开关频率、耦合度、初次级磁元件伏安需求和组件质量密切相关，这些是功率容量、功率密度和效率的关键决定因素。为提升WPT技术运行安全性和可靠性，抑制和消除高频磁场引起的电磁干扰EMI和电动势EMF问题至关重要。该特刊从74篇投稿中录用31篇，涵盖高频谐振变换器技术、高频电磁场约束与发射抑制、抗失调与传输距离增强、高频...

解读: 该高频WPT特刊对阳光电源无线充电技术发展有全面指导价值。特刊涵盖的多MHz IPT系统、SiC全桥逆变器和三相高频IPT系统与阳光新能源汽车OBC无线充电模块的技术路线一致。高频电磁场约束和EMI/EMF抑制技术为阳光无线充电产品满足安全标准提供了解决方案。抗失调和传输距离增强技术（圆柱螺线管耦合...

Waqar Hussain Khan · Dukju Ahn · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

本文提出采用螺旋形开槽结构提升电容式无线功率传输的耦合电容，并给出优化参数选择策略以提高整体效率。所设计的电容耦合板采用细密螺旋图案，增加电容内部自感，有效补偿耦合电容，从而在相同物理尺寸下提升净耦合电容值。针对最大化效率的阻抗变换网络，分析了给定耦合电容及其寄生电阻下的最优匹配阻抗，并推导出耦合电容效益饱和的理论极限。相比传统电感-电容混合耦合器，该方案无需利兹线和笨重易碎的铁氧体材料，降低了所需匹配电感值及逆变器与发射端电流，减少发射侧损耗。实验在2.8 MHz频率下实现200 W负载功率，...

解读: 该螺旋电容耦合技术对阳光电源储能及充电产品线具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，可应用于模块间无线功率传输，替代传统接插件连接，提升系统可靠性和维护便捷性。对于充电桩产品，该技术提供了无接触式充电方案，特别适用于恶劣环境下的工业储能充电场景。螺旋结构通过增强自感补偿耦合电容，在2...

Lei Zhu · Laili Wang · Chenxu Zhao · Xiaohui Lu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月

工作在兆赫兹（MHz）频段的无线电力传输（WPT）系统因具备高效率和小体积优势而受到广泛关注。为提升效率，常采用同步整流（SR）技术以降低传统二极管的导通损耗。然而，在MHz频段实现同步整流仍面临检测带宽不足、传播延迟及高频振荡等挑战。本文提出一种高速体二极管导通（BDC）检测电路及周期自适应同步整流控制（ACSRC）策略，专为6.78 MHz WPT系统设计。该BDC检测电路结合阻断二极管、反向串联齐纳二极管与快速恢复支路，有效加速检测并抑制电压尖峰。同时引入软件定义采样窗口，确保在高频振荡下...

解读: 该高速同步整流技术对阳光电源车载OBC充电机和无线充电产品线具有重要应用价值。文中提出的GaN HEMT体二极管导通检测电路与自适应控制策略，可直接应用于阳光电源新能源汽车业务中的高频DC-DC变换器设计。通过实现ZVS/ZCS软开关，轻载效率提升8.72%，这对提升车载充电系统待机能耗和宽负载效率...

Matthieu Beley · Loris Pace · Arnaud Bréard · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

Class E逆变器因驱动简单、效率高且元件数量少，广泛应用于甚高频功率变换领域。本文提出一种适用于任意负载阻抗、输出功率和开关频率的通用设计方法，并引入可视化工具辅助设计者确定最优工作点。根据不同应用需求，可对多个工作点的性能进行评估。以40.68 MHz、50 W、5 Ω无线功率传输负载为例，设计三种满足相同指标的方案，制作样机并实验验证。充分考虑氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMT）的非线性输出电容特性，实测逆变器在额定工作点的效率达到87.7%至89.8%。

解读: 该甚高频Class E逆变器通用设计方法对阳光电源GaN器件应用具有重要参考价值。文中针对GaN HEMT非线性输出电容特性的建模与优化设计思路，可直接应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的高频化设计，提升功率密度。40.68MHz频率下87.7%-89.8%的效率表现，验证了负载导向设计方法的有效...

Yunwei Ryan Li · Wei Hua · Luca Zarri · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

为实现《巴黎协定》将全球温升控制在2°C以内的目标，电动交通（e-mobility）迅速发展。然而，其电机驱动系统所耗电能仍部分来自化石能源，因此提升驱动系统能效成为实现净零排放的关键。本期特刊聚焦电机驱动在新材料、谐波抑制、电磁干扰抑制、智能控制、故障容错、能量管理及系统设计等方面的前沿进展，收录43篇高质量论文，涵盖提高能效的多种技术路径，推动电动交通可持续发展。

解读: 该特刊聚焦的电机驱动先进技术对阳光电源新能源汽车产品线具有直接应用价值。其中SiC/GaN器件应用、三电平拓扑技术可直接优化车载OBC充电机和电机驱动系统的功率密度与效率；PWM控制、SVPWM及模型预测控制MPC等智能控制算法可提升电机驱动精度和动态响应；谐波抑制与EMI抑制技术可改善充电桩的电能...

Yao Wang · Shuyan Zhao · Fei Lu · Hua Zhang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月

本文研究了用于激励高功率电容式电力传输（CPT）系统的多兆赫多千瓦碳化硅（SiC）全桥逆变器设计与实现中的关键挑战。首先揭示了在多兆赫高功率条件下，因MOSFET硬关断电流过大导致的漏源电流与电压振荡问题，成为限制开关频率提升的主要瓶颈。其次，提出了一套涵盖器件选型、栅极驱动设计、零电压开关（ZVS）实现及布局优化的高频逆变器设计方法，并基于UCC5390、IXRFD631和UCC27531D三种驱动芯片与C3M0060065K SiC MOSFET实现了三款逆变器样机，工作频率覆盖1 MHz（...

解读: 该多MHz SiC全桥逆变器的ZVS设计技术对阳光电源具有重要应用价值。首先，文中揭示的MOSFET硬关断电流振荡问题及其抑制方法，可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高频化设计，通过提升开关频率至MHz级别，显著减小磁性元件体积，提高功率密度。其次，基于UCC5390等驱动芯片的栅...

Ze Zhou · Jingxin Li · Jianlong Kang · Zhen Xin 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

提出基于空心线圈的可集成三维磁场扫描方法,用于功率模块电磁兼容评估、可靠性设计和芯片选型。针对多场源强耦合环境下现有技术带宽、尺寸和成本的挑战,设计可集成三维磁场探头,通过捕获x/y/z轴磁场分布重构器件内部三维磁场图。开发多脉冲平台验证,实验样机带宽达30MHz,灵敏度约10V/T(0.2mm处0.01V/(A/m))。

解读: 该三维磁场扫描技术对阳光电源功率模块设计和测试具有重要应用价值。可用于ST储能变流器和SG光伏逆变器中SiC/IGBT功率模块的电磁特性评估,优化器件布局和EMC设计。高频高灵敏度磁场探头技术可集成到阳光电源功率模块封装中实现在线监测,提升产品可靠性。该方法对PowerTitan等大功率储能系统的多...

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...

Wenqi Zhu · Ayano Komanaka · Yutaro Komiyama · Hirotaka Koizumi 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

提出具有可重构负载独立E类逆变器的高频无线电能和数据同步传输(SWPDT)系统。通过可重构拓扑,逆变器可在两个输出电压电平间切换。进行电路分析并提出SWPDT系统设计方法,保证两个输出电平的负载独立条件。因此两个输出交流电压电平在负载变化下保持恒定,确保幅移键控(ASK)解调成功。在负载变化下两个输出电压电平实现零电压开关(ZVS)运行,提升MHz频率效率。6.78MHz、7.4W样机设计实现。不同负载条件下200kb/s数据传输成功验证。样机在负载变化下实现ZVS,额定负载功率传输效率达89....

解读: 该可重构无线电能和数据同步传输技术对阳光电源无线充电产品有创新应用价值。负载独立E类逆变器设计可应用于新能源汽车无线充电系统,实现充电和通信双功能集成。ZVS高频运行技术对阳光电源高效率无线电能传输产品有借鉴意义。该技术对户用储能系统的物联网数据传输和无线充电融合场景有应用潜力,可提升用户体验并降低...

Ioannis Nikiforidis · Konstantinos Bampouras · Prateek Wagle · David C. Yates 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

在低千瓦功率范围内，无线电力传输（WPT）在工业场景中具有广泛应用，如为机械供电和自动导引车（AGV）充电。高频感应式电力传输（HF-IPT）结合轻量化紧凑线圈与高效谐振变换器，实现高功率密度。然而，采用传统半桥或多谐振Class E类拓扑及宽禁带（WBG）器件，在数MHz频率下实现千瓦级输出仍具挑战。本文提出一种9 kW、3.47 MHz的直流至三相无线电力传输系统，可在12 cm气隙下稳定提供50 Hz、400 V工频电源，适用于无法直接插电的工业设备。系统在整个负载范围内运行稳定，输出电压...

解读: 该9kW高频无线电力传输技术对阳光电源工商业储能及充电业务具有重要参考价值。其并联差分Class E逆变器在3.47MHz高频下实现95% dc-dc效率和4.8W/cm³功率密度，可借鉴应用于：1）ST系列储能变流器的SiC器件高频化设计，提升功率密度；2）AGV充电场景的无线充电方案开发，解决工...

Christopher S. Johnson · Tyler Marcrum · Michael Tidwell · William Stump 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

现代电子应用要求逆变器在更高频率下运行并具有更低的总谐波失真（THD）。串联/并联开关电容（SPSC）逆变器已被证明可降低THD，并支持更高的开关速度。现有文献中的损耗分析主要集中于晶体管开关及寄生元件引起的损耗，然而当SPSC系统驱动容性负载时，电路中会产生电荷共享损耗。本文推导了稳态与暂态响应下的电荷共享损耗，暂态分析揭示了基于开关速度的分岔运行模式。提出了一种抑制该固有损耗的设计方法，并构建了1 Hz–7 MHz宽带简化的SPSC逆变器实验验证两种分岔模式，在6–7 MHz实现74%效率（...

解读: 该开关电容逆变器电荷共享损耗量化技术对阳光电源高频功率变换产品具有重要参考价值。在ST储能变流器中，精确量化电荷共享损耗可优化SiC/GaN器件的高频开关设计，提升6-7MHz频段硬开关效率至74%水平。对SG光伏逆变器的1500V高压系统，该分岔模式分析方法可指导MPPT算法在容性负载下的损耗抑制...

Sritam Jena · Saurabh Kumar · Akshay Vijayrao Deshmukh · Ahmet M. Hava 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年8月

空心永磁同步电机(PMSM)因更高效率、更轻重量和优越性能而受关注,在工业应用中潜力巨大。但有效利用该潜力需克服驱动硬件和控制挑战。提出基于SiC的两相交错Buck变换器馈电准电流源逆变器(准CSI)驱动,专为驱动低电感空心PMSM设计,适合重载风机泵应用。在不连续电流模式(DCM)下运行,有效开关频率1MHz,旨在解决效率和超低成本市场约束,同时降低高开关频率相关控制复杂度。分析两个关键控制挑战:抑制低电感导致的高电流尖峰,以及克服微控制器在中断子程序(ISR)执行时间关键功能的资源限制。构建...

解读: 该空心PMSM高频驱动技术对阳光电源电机驱动产品有创新应用价值。SiC两相交错Buck准CSI拓扑可应用于工商业储能系统的高效电机驱动,提升效率并降低体积。1MHz高频DCM运行技术对阳光电源高功率密度电机控制器设计有借鉴意义。2%效率提升和50%体积减小对阳光电源在风机泵等工业应用领域的市场竞争力...

Marisa J. T. Liben · Daniel C. Ludois · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年7月

绕线磁场同步电机（WFSM）具有高功率密度、优异的弱磁性能，并避免稀土元素市场波动，适用于电动汽车驱动。当前研究致力于在保持性能与效率的同时降低无刷转子励磁系统的成本与复杂性。本文提出一种基于串联谐振电容式功率传输（CPT）机制，并集成电容式位置解算器的方案以降低驱动系统成本。解算器集成于PCB型电容耦合器中，利用主功率通路作为载波信号。系统由基于解析法与有限元分析设计的6.78-MHz ISM频段GaN逆变器驱动。实测表明，向励磁绕组传输峰值达2.3 kW的功率，效率超过88%；未滤波解算器的...

解读: 该6.78MHz高频CPT技术对阳光电源新能源汽车驱动系统具有重要参考价值。文中GaN逆变器在ISM频段实现2.3kW功率传输、效率超88%的设计方法，可应用于阳光电源车载OBC充电机和电机驱动产品的高频化升级，提升功率密度并减小磁性元件体积。串联谐振拓扑与电容耦合技术可借鉴至无线充电桩产品开发。集...

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...

Weihua Chen · Chao Wang · Xiaoheng Yan · Feiyu Zhu · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

针对心脏起搏器无线能量传输系统传输效率低、偏移容忍度差和磁泄漏严重的问题,提出基于多重磁负材料(Multi-MNG)的新型无线电能传输系统。基于MNG等效介质理论和磁场分布,设计三种不同磁导率超材料单元混合排列,确保磁场有效会聚、屏蔽磁泄漏并降低比吸收率(SAR)。8.94MHz仿真验证了Multi-MNG系统的准确性、高效率、鲁棒性和安全性,最大SAR值0.0000504。实验验证系统最大输出功率1.323W,传输效率峰值72.1%,温升2.9°C,满足人体安全标准。

解读: 该磁负材料无线电能传输技术对阳光电源植入式医疗设备和小功率无线充电产品线有创新启发。Multi-MNG磁场会聚和泄漏屏蔽技术可应用于新能源汽车小功率无线充电场景,如车内手机无线充电,提高安全性和效率。超低SAR设计理念对阳光电源拓展可穿戴设备和医疗电子领域无线电能传输解决方案有参考价值。该技术对户用...

Lei Gu · Victor Gao · Aobo Yang · Tuofei Chen 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月

兆赫频率下的感应式无线功率传输有望实现紧凑且低成本的电力传输。然而，由于高频电路对寄生参数敏感，此类系统在直流-直流效率上普遍低于传统低频系统。本文系统分析了串联-串联、串联-并联、并联-串联和并联-并联等补偿拓扑的权衡，并提出在多兆赫设计中考虑半导体器件寄生参数以提升传输效率的方法。通过构建三套300 W的系统验证所提方法，交流-交流效率均超96%。最终实现6.78 MHz、1.7 kW输出、直流-直流效率达95.7%的原型系统。

解读: 该多兆赫无线功率传输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6.78MHz高频谐振技术可直接应用于车载OBC充电机和无线充电桩开发，实现95.7%直流效率的紧凑型无线充电方案。四种补偿拓扑的系统分析及寄生参数优化方法，可指导阳光电源在SiC/GaN高频器件应用中降低开关损耗。该技术...