找到 15 条结果 · IEEE Transactions on Industrial Electronics
基于故障诱导状态方程建模的三电平T型变换器容错模型预测控制
Fault-Tolerant Model Predictive Control for Three-Level T-Type Converters Based on Fault-Induced State Equation Modeling
Tianxu Cao · Dehao Kong · Chaohui Zhang · Bo Long 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年10月 · Vol.73
本文提出一种面向三电平T型变换器的容错模型预测控制方法，构建统一的故障诱导状态空间模型，融合电网侧电流与中点电压成本函数，并采用双环结构提升故障下系统可靠性与电能质量。
解读: 该研究直接支撑阳光电源ST系列储能变流器（PCS）及PowerTitan液冷储能系统的高可靠性运行需求。三电平T型拓扑广泛应用于其1500V高压PCS产品，而开路故障容错能力对电站级储能系统长期免维护运行至关重要。建议将该MPC容错算法集成至iSolarCloud智能运维平台的实时控制层，优先在Po...
基于斯塔克尔伯格博弈的软演员评论家-深度强化学习方法用于锂离子电池及冷却系统的快速充电管理
Fast Charging Management of a Lithium-Ion Battery and Cooling System: A Stackelberg Game-Based Soft Actor Critic−Deep Reinforcement Learning Method
Hongrong Yang · Quanyi Chen · Xiaoying Shi · Yinliang Xu 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年5月
本文提出了一种针对锂离子电池和冷却系统的快速充电管理策略，旨在解决在多种物理约束条件下实现快速充电，同时将冷却能耗和电池老化降至最低的难题。将电池与冷却系统之间的复杂耦合关系构建为基于斯塔克尔伯格博弈的双层优化框架，以反映充电和冷却过程的顺序交互。为此，开发了一种基于斯塔克尔伯格博弈的软演员 - 评论家深度强化学习方法，并对其收敛性进行了严格证明，确保了该方法的可靠性。大量实验结果验证了该方法的有效性，表明其优于现有先进策略，包括单智能体深度强化学习、贝叶斯方法以及恒流 - 恒压（CCCV） -...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于Stackelberg博弈和深度强化学习的快充管理技术具有重要的战略价值。该技术通过将电池充电与热管理系统的耦合关系建模为双层优化框架，实现了充电速度、能耗控制和电池寿命之间的动态平衡，这与我司储能系统的核心技术需求高度契合。 在储能业务层面，该技术可直接应用于我...
考虑工业应用中应力交互的电解电容累积退化建模
Cumulative Degradation Modeling of Electrolytic Capacitors Considering Stress Interactions in Industrial Applications
Qisen Sun · Cen Chen · Zicheng Wang · Xuerong Ye 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年2月
电解电容器对电力电子变换器的功能至关重要，其性能退化会显著影响这些设备的安全性和可靠性。在工业应用中，电容器通常在动态而非恒定应力水平下运行。量化动态应力下的退化具有挑战性，因为这需要考虑潜在的应力相互作用。尽管此类相互作用会深刻影响退化路径，但它们常常被忽视，导致可靠性预测与工程实践之间出现显著偏差。本文引入了一种考虑应力相互作用的累积退化模型，以提高动态应力下退化预测的准确性。本文不仅识别出电解电容器参数退化中存在路径依赖现象，而且在此基础上，提出了一种将应力相互作用与现有恒定应力条件下退化...
解读: 电解电容器作为光伏逆变器和储能变流器的核心部件，其可靠性直接影响系统的全生命周期表现。该论文提出的累积退化模型对阳光电源具有重要的工程应用价值。 从业务场景看，我司产品在实际运行中面临复杂的动态应力环境：光伏逆变器需应对辐照度波动、温度循环和负载变化，储能系统则经历频繁的充放电切换。传统基于恒定应...
基于本征谐振与耦合电感的高效光伏功率优化器
High-Efficient Photovoltaic Power Optimizer Based on the Intrinsic Resonance and Coupled Inductors
Reza Sangrody · Shamsodin Taheri · Edris Pouresmaeil · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
通过谐振降低开关损耗是提高太阳能功率优化器效率的有效途径。事实上，与传统转换器相比，如果去除基于谐振的太阳能功率优化器结构中不必要的元件，它可以以更低的成本提供相当高的可靠性和效率。本文介绍了一种新型光伏升压功率优化器，其基于转换器电感与MOSFET输出电容之间的谐振，从而降低了MOSFET的开关损耗。与采用额外元件来利用系统谐振的传统方法相比，该方法降低了转换器的成本。在所提出的转换器中，当MOSFET两端的谐振电压达到零或最小值时，MOSFET导通，因此开关损耗显著降低。此外，所提出的升压功...
解读: 从阳光电源的业务角度来看，这篇论文提出的基于本征谐振和耦合电感的光伏功率优化器技术具有重要的战略价值。该技术通过利用转换器电感与MOSFET输出电容之间的固有谐振实现零电压或最小电压开关，显著降低了开关损耗，这与我司在组串式逆变器和MLPE（模块级电力电子）产品线的技术发展方向高度契合。 该技术的...
基于机器学习的AC/DC/AC变换器直流链路电容器状态监测
Machine Learning-Based Condition Monitoring for DC-Link Capacitors in AC/DC/AC Converters
Kerim Örüklü · Şener Ağalar · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月
电力电子变换器在众多行业中发挥着关键作用。然而，自其早期应用以来，这些变换器的可靠性一直是一个关键问题。因此，本文提出了一种基于机器学习（ML）的交流 - 直流 - 交流变换器直流母线电容（DLC）状态监测（CM）系统。选择直流母线电容的电容值作为健康指标，并将直流母线电压纹波的功率谱密度（PSD）作为诊断工具。该技术对测量噪声具有鲁棒性，并且无需额外的滤波技术。此外，与类似研究不同，所提出的方法不需要高采样频率。这种方法的另一个显著优点是，由于它仅依赖于现有信号，因此不需要额外的电路。此外，通...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于机器学习的直流母线电容状态监测技术具有重要的应用价值。直流母线电容是光伏逆变器和储能变流器中的关键易损元件，其失效是导致系统故障的主要原因之一。该技术通过功率谱密度分析直流母线电压纹波来监测电容健康状态，为我们提供了一种低成本、高可靠的预测性维护解决方案。 该技术...
并网逆变器直流链零功率波动：基于两相虚拟相电流调节的实现
DC-Link Zero Power Fluctuation of Grid-Tied Inverters: Implementation With Two-Phase Virtual Phase-Current Regulation
Yuxi Cai · Chuanchuan Hou · Miao Zhu · Ao Liu 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
摘要：由不对称故障或电压畸变引起的电网不平衡工况会极大地降低电网可靠性，导致三相并网逆变器直流侧出现功率波动。先前的研究中提出了一种虚拟相电流调节（VPCR）方法，该方法依靠控制器反馈电流调节来解决电能质量问题。采用VPCR方法可以抑制直流侧功率波动，但无法完全消除。为填补这一空白，本文提出了一种新颖的两相VPCR方法，该方法在电流环中引入了非故障相的额外虚拟相电流增益。由于能够实现更多的VPCR参数调整，所提方法可完全平滑直流侧功率波动。相应地，基于粒子群优化（PSO）算法，设计了一种两相VP...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的双相虚拟相电流调节（Two-Phase VPCR）技术对我们的并网逆变器产品线具有重要应用价值。在实际电网环境中，不对称故障和电压畸变引发的不平衡工况是影响光伏和储能系统稳定运行的关键问题，该技术通过在非故障相引入额外虚拟相电流增益，实现了直流母线功率波动的完全...
具有独立抑制过冲与振荡功能的有源栅极驱动器
Active Gate Driver With the Independent Suppression of Overshoot and Oscillation for SiC MOSFET Modules
Qiang Li · Yuan Yang · Yang Wen · Guoliang Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）具有开关速度快、击穿电压高和导热性能优异等特点，广泛应用于功率变换器中，以提高其转换效率、功率密度和可靠性。然而，高电压变化率（dv/dt）和高电流变化率（di/dt），再加上寄生电容和电感，使得电压和电流更易出现过冲和振荡，这可能导致电应力、电磁干扰（EMI）和额外的能量损耗。本文提出一种具有过冲和振荡独立抑制功能的有源栅极驱动器（IS - AGD），以改善碳化硅MOSFET模块的开关性能。建立了过冲和振荡的等效模型。基于...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项SiC MOSFET主动栅极驱动技术具有重要的战略价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，我们的产品正面临更高功率密度、更高效率和更严格EMI标准的市场需求，而SiC器件的应用是实现这些目标的关键路径。 该技术针对SiC MOSFET开关过程中的过冲和振荡问题...
基于引入欧拉算法的灰色预测理论的双绕组容错永磁电机驱动系统开路故障诊断策略研究
Research on Open Circuit Fault Diagnosis Strategy for DFPMM Drive System Based on Grey Prediction Theory With the Introduction of Euler Algorithm
Xuefeng Jiang · Shirui Yang · Xiaokang Weng · Zhijian Wei 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
双绕组容错永磁电机（DFPMM）具有功率密度高、效率高、运行稳定和容错能力强等特点，在军事和民用电力驱动系统中得到了有效应用。电气故障客观存在，任何单一电气故障都会影响电力驱动系统的可靠性。故障诊断和容错运行是电机驱动系统稳定运行的关键技术。针对传统开路故障（OCF）诊断方法速度不够快、智能化程度不足以及在负载突然变化时易误诊等问题，提出了一种基于引入欧拉算法的灰色预测理论的双绕组容错永磁电机驱动系统故障诊断策略。灰色预测理论可利用引入欧拉算法的灰色预测模型，用较少的数据对系统变化进行估计和预测...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的基于改进灰色预测理论的开路故障诊断策略具有重要的应用价值。双绕组容错永磁电机（DFPMM）的高功率密度和强容错特性与我们在光伏逆变器、储能变流器及新能源汽车驱动系统中追求的技术方向高度契合。 该技术的核心价值在于通过引入欧拉算法优化灰色预测模型，实现了对功率...
高功率密度宽输入电压范围变换器的设计方法
Design Methodology of High Power Density Converter with Wide Input Voltage Range
Pinhe Wang · Tiberiu-Gabriel Zsurzsan · Michael A. E. Andersen · Ziwei Ouyang · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
高功率密度与高效率始终是电源设计的追求目标。工业中，两级变换器因其高可靠性与控制简单等优势被广泛应用。本文系统性地提出面向两级变换器的高功率密度设计方法，涵盖拓扑比较、磁集成及电路参数设计。首先评估三种不同拓扑，选用器件应力较低的Boost-DCX结构；其次，为减小磁性元件体积，提出采用矩阵磁芯集成两个耦合电感与一个变压器，相比传统双E-I磁芯方案，面积减少约30%。最后，将该方法应用于数据中心用1kW隔离型两级变换器，输入38–72V，输出53.5V，实测峰值效率达95.6%，功率密度达126...
解读: 该高功率密度宽输入电压范围变换器设计方法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，Boost-DCX两级拓扑可优化电池侧宽电压范围适配（如200-900V动态范围），矩阵磁芯集成技术可使磁性元件体积减少30%，直接提升系统功率密度至关键指标。在车载OBC充电机领域，该方法适用于400...
一种基于改进非线性补偿控制的高可靠性无桥单级AC/DC变换器
An Improved Nonlinearities Mitigation Based Control of a Bridgeless Single-Stage AC/DC Converter With Enhanced Reliability
Abd Ur Rehman · Hyunghu Park · Aneel Ahmed · Minsung Kim 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年6月
本文提出一种基于改进非线性补偿控制的单级双变压器驱动谐振型AC/DC拓扑，具有更高可靠性。所设计的控制律结合前馈与反馈项，其中前馈项基于状态平面轨迹理论有效抑制系统非线性，反馈项抑制慢变扰动，实现优异稳态与动态性能。原边控制实现完全交错运行，确保电网电流无纹波；副边采用串联谐振双整流结构提升效率。通过副边开关实施的控制律同时实现功率因数校正与输出电压调节。该拓扑的独特控制方式使所有谐振电容及开关器件上的电压与热应力分布均匀，显著提升系统可靠性。1 kW样机实验与TMS320F29377D控制板验...
解读: 该无桥单级AC/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。其非线性补偿控制策略可直接应用于ST系列储能变流器的PFC整流级，通过状态平面轨迹理论实现电网电流低THD与高功率因数，满足储能系统并网标准。双变压器交错并联架构的均流控制思想可借鉴至PowerTitan大型储能系统的模块化设...
基于不对称半周期谐振直流断路器的低电弧熄灭应力设计
Asymmetric Half-Cycle Based Resonant DC Circuit Breaker With Low Arc-Extinguishing Stress
Bei Zhang · Xiangyu Zhang · Xiayu Cao · Wei Li 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年10月 · Vol.73
本文提出一种不对称半周期谐振直流断路器（AH-RCB），通过高频段加速电流上升以减小电容体积与成本，低频段降低机械开关电流应力以提升开断可靠性。12 kV样机验证显示：同等电容下开断能力提升59%，相同开断需求下成本降低30%。
解读: 该AH-RCB技术可显著提升高压直流侧故障保护性能，尤其适用于阳光电源PowerTitan大型储能系统及ST系列PCS的直流侧快速分断需求，增强构网型储能系统在直流故障下的鲁棒性。建议在新一代1500V+高压储能变流器中集成该拓扑，替代传统机械+晶闸管混合方案，降低系统体积与维护成本；同时可延伸至光...
基于电容能量平衡的动态最优比例-积分控制
DOC）策略在低频脉冲负载三端口整流器中的应用
Xinyu Luan · Yu Wang · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年10月 · Vol.73
针对低频脉冲负载对供电系统可靠性的挑战，本文提出一种融合电容电荷平衡（CBC）的动态优化PI控制策略。通过预存不同脉冲频率下的最优外环参数，实现单周期内快速有功电流调节，无需额外补偿，显著提升动态响应性能。实验验证了该方法在三端口整流器中的有效性。
解读: 该DOC策略可直接赋能阳光电源ST系列储能变流器（PCS）及组串式光伏逆变器在微电网、工商业光储系统中应对冲击性负载（如数据中心、电弧炉）的能力。其单周期动态调节特性有助于提升PowerTitan系统在调峰调频场景下的瞬态支撑精度，建议在iSolarCloud平台中嵌入该算法模块，实现PCS与云平台...
基于混合传感器的键合线电流检测非接触式功率模块电流测量
Noncontact Power Module Current Measurement Based on Bonding Wire Current Sensing Using Hybrid Sensor
Weili Guo · Guochun Xiao · Laili Wang · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
在大电流、高功率应用中，与分立器件相比，设计人员往往更倾向于使用半导体功率模块。引线键合功率模块是应用最为广泛的类型。引线键合功率模块内部集成了多个功率半导体芯片。该器件呈现出复杂的多物理场耦合特性，其中热量和机械应力的不均匀分布会导致电流分布不均。因此，对功率模块进行实时电流监测是提高其可靠性的有效途径。然而，传统的电流测量方法是监测功率模块的外部电流，无法实时检测流经每个功率半导体芯片的电流，且难以集成到模块内部。本文介绍了一种利用磁阻 - 罗氏线圈型混合传感器实现的键合线非接触式电流传感技...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于混合传感器的功率模块非接触式电流测量技术具有重要的应用价值。我司光伏逆变器和储能变流器产品中大量采用大功率IGBT/SiC模块，这些模块内部多芯片并联工作时的电流不均衡问题一直是影响系统可靠性和寿命的关键因素。 该技术的核心创新在于通过磁阻-罗氏线圈混合传感器实现...
基于差动调制无刷双馈交流发电机与低频交流励磁的快速电容充电系统性能分析
Performance Analysis of Rapid Capacitor Charging System Based on Differential Modulated Brushless Doubly Fed Alternator With Low-Frequency AC Excitation
Yuan Cheng · Mingli Wang · Haodan Shao · Xiaojun Liu · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
基于差频调制的无刷双馈交流发电机（BDFA）凭借其高可靠性和灵活的励磁方式，在脉冲电容器充电电源（CCPS）系统中展现出了良好的应用潜力。与以往仅关注直流励磁下BDFA对电容器充电性能影响的研究不同，本文聚焦于分析低频交流励磁下差频调制BDFA对电容器充电的暂态特性，以实现更好的充电性能并充分发挥BDFA交流励磁的优势。此外，根据充电电流的变化状态，将该系统划分为不同的运行模式。对两种模式下的电压和电流方程进行分析，以确定发电机参数（尤其是励磁频率）对充电性能的影响。最后，在理论分析的基础上，对...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于差分调制无刷双馈交流发电机（BDFA）的快速电容充电技术具有显著的战略参考价值。该技术通过低频交流励磁实现高可靠性和灵活的激励方式，这与我司在储能系统和电力电子领域的核心技术路线高度契合。 在储能系统应用层面，脉冲电容充电技术可为我司储能变流器（PCS）的瞬态响应...
超声波电机的无线供电、驱动与数据传输
Wireless Power, Drive, and Data Transfer for Ultrasonic Motors
Zhiwei Xue · K.T. Chau · Wei Liu · Ying Fan 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年6月
无线电机在安装灵活性和无电缆特性方面具有显著优势，但要实现无线运动，接收端不可避免地需要多个功率半导体和电子元件。此外，由于在实现无线无速度传感器通信方面存在技术障碍，电机速度信息难以获取。为解决这些问题，本文新提出了一种具有高度集成的无线电能、驱动和数据传输（WPD²T）功能的新型无线超声波电机（USM）系统。创新之处在于，所提出的WPD²T系统利用USM固有的电容特性，仅通过带有串联电感的高度集成磁耦合器（IMC）同时实现无线电能传输、无线驱动控制和无传感器速度信息通信，从而大大简化了系统结...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项无线超声波电机的集成化功率、驱动与数据传输技术（WPD²T）虽然主要面向生物医疗微型机器人等小型化应用场景，但其核心创新理念对我们在新能源领域的技术演进具有重要启示价值。 该技术的核心亮点在于利用超声波电机的固有电容特性，通过高度集成的磁耦合器实现无线功率传输、驱动控...