Hao Zhou · Xuewei Xiang · Hui Li · Hao Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月

本文提出了一种基于磁动势（MMF）平衡的T型三电平逆变器供电的双三相永磁同步电机驱动系统单开关开路和单相开路故障快速诊断方法。该方法通过提取abc和def两个三相子系统之间的磁动势平衡度特征，实现了分三个阶段的分层故障诊断：识别发生故障的三相子系统、定位其中确切的故障桥臂/相以及找出故障开关。首先，当检测到子系统之间出现异常的磁动势不平衡时启动诊断，并锁定故障子系统。然后，通过对故障子系统的实际磁动势与理论故障参考磁动势进行相序相似性分析，将故障范围缩小到特定的桥臂，并初步识别出可能的故障开关对...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的基于磁动势平衡的T型三电平逆变器开路故障诊断技术具有重要的工程应用价值。T型三电平拓扑因其效率高、谐波小等优势，已广泛应用于我司的光伏逆变器和储能变流器产品中，而该技术针对双三相永磁同步电机驱动系统的快速故障诊断方法，可直接迁移至我司新能源汽车驱动系统及储能系统...

Hualei Zheng · Fei Xu · Xiaoning Li LiXN · Zhixin Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月

现有无线电能传输（WPT）系统的控制方法难以同时实现零电压开关（ZVS）、输出稳定和效率优化。为解决这一问题，本文通过将控制结构划分为具有优先级的层次，提出了一种分层约束模型预测控制（HCMPC）方法。HCMPC无需使用复杂的加权因子，即可同时实现零电压开关、输出调节和效率优化。实验结果表明，在30至80 Ω的宽负载范围内，HCMPC的输出电压误差低于0.5%，效率高于90%。在负载瞬变情况下，稳定时间分别为12 ms和15 ms。同时，WPT系统可确保在整个负载范围内所有开关均能实现零电压开关...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于无线电能传输（WPT）系统分层约束模型预测控制的研究具有重要的技术参考价值和潜在应用前景。 该论文提出的HCMPC方法通过分层优先级结构，同时实现了零电压开关（ZVS）、输出稳定性和效率优化的多目标控制，这与我们在光伏逆变器和储能变流器领域追求的高效率、高可靠性目...

Yun Zhang · Tong Li · Xiaodong Liu · Zhen Huang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月

光伏、储能、直流与柔性（PEDF）系统需要对分布式光伏单元、分布式储能单元、直流配电单元和交流电网进行协调控制，以高效地为各类负载供电。本文基于双极直流母线架构设计了一种 PEDF 协同系统，同时考虑了端口特性、电压增益和控制复杂度等因素。此外，为防止传统协同控制在模式和控制回路转换过程中可能出现的潜在振荡，本文提出了一种具有平稳运行转换功能的多端口协同控制策略。最后，仿真和实验结果通过在各种工况下实现稳定的多端口运行和平稳的运行转换，验证了所提策略的可行性和有效性。

解读: 从阳光电源业务发展角度看，该论文提出的PEDF多端口协同控制策略与公司在光储一体化、微电网解决方案等核心业务方向高度契合。论文基于双极直流母线架构实现光伏、储能、直流配电与交流电网的协同控制，这与阳光电源正在推进的"光储充放"一体化系统具有显著的技术共性。 该技术的核心价值在于解决了传统多端口系统...

Yiming Yao · Zhuoran Zhang · Yankun Wang · Yiwei Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

随着电动机和电力电子变流器在多电飞机（MEA）的电力系统（EPS）中集成度的不断提高，恒功率负载（CPL）的占比持续上升。这给机载电力系统的稳定性带来了重大挑战。本文针对采用绕线转子同步发电机的高压直流供电系统提出了一种有源阻尼控制策略。首先，利用小信号建模推导了系统的输出阻抗。基于阻抗准则，分析了恒功率负载功率和控制参数对系统稳定性的影响。随后，对各种有源阻尼位置和配置的效果进行了分析和比较，最终选择虚拟电阻 - 电容串联作为最优有源阻尼方案。最后，推导并完善了有源阻尼控制策略的实现方法。实验...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的主动阻尼控制策略具有重要的技术参考价值。虽然研究聚焦于航空领域的高压直流供电系统，但其核心问题——恒功率负载（CPL）导致的系统稳定性挑战，与我们在光伏储能系统中面临的技术难题高度相似。 在我们的储能变流器和微电网解决方案中，大量功率电子设备呈现恒功率特性，...

Rong Zhang · Zexin Liu · Kangyong Li · Li Fang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

像碳化硅（SiC）这样的宽带隙半导体能够在250°C以上的温度下工作。然而，目前的封装材料无法在175°C以上的温度下工作，这使得碳化硅器件的高温（≥250°C）封装仍然是一项挑战。本文介绍了一种创新的碳化硅功率器件高温封装方案，该方案采用了多层聚对二甲苯HT/Al₂O₃复合薄膜（MPACF）。通过采用交叉堆叠的有机聚对二甲苯HT和无机Al₂O₃多层结构，阻断了外部水分和氧气在高温下到达碳化硅芯片的路径，降低了水分/氧气接触的风险，并避免了与传统有机封装材料相关的热氧化过程。在用硅烷偶联剂进一步...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项SiC功率器件高温薄膜封装技术具有重要的战略价值。当前我们的光伏逆变器和储能变流器产品大量采用SiC功率器件以提升效率和功率密度，但传统封装材料175°C的温度限制严重制约了SiC器件在250°C以上高温环境的性能发挥，这在高功率密度设计和极端气候条件下尤为突出。 该...

Pengning Zhang · Yajin Yang · Ze Liu · Ning Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

高频变压器（HFT）是电力电子变压器的核心部件，但高频变压器在正常运行过程中的振动和噪声问题较为严重。因此，本文对高频变压器的振动噪声特性进行了研究。首先，研究了高频变压器的振动机理，推导了引起高频变压器振动的电磁力模型，并建立了高频变压器的电磁 - 机械 - 声学多物理场耦合模型。然后，基于该模型研究分析了高频变压器在正弦波和方波激励下的振动和噪声特性。结果表明，当激励频率为 5 kHz 时，正弦波激励下的主要振动频率为 10 kHz。对于方波激励，主要频率为 10、20 和 30 kHz，声...

解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项关于纳米晶高频变压器振动噪声特性的研究具有重要的工程应用价值。高频变压器是我司光伏逆变器、储能变流器及电力电子变压器等核心产品的关键部件，其振动噪声问题直接影响产品的市场竞争力和用户体验。 该研究建立的电磁-机械-声学多物理场耦合模型，为我司产品设计提供了重要的理论工...

Jiaxing Ye · Mingyi Wang · Sihang Cui · Chengming Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

由具有快速开关瞬态特性的碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）构成的功率变换器，在高性能、高功率应用中得到了广泛使用。驱动电路中具有高开关频率的宽禁带半导体器件在快速开关瞬态过程中极易受到栅 - 源极串扰电压的影响，这可能会导致互补桥臂出现误导通和直通现象。本文提出了一种基于晶体管和无源元件的改进型串扰抑制栅 - 源极驱动拓扑，以有效抑制电压源逆变器的串扰问题。该拓扑通过在必要时将辅助电路接入或移出栅 - 源极驱动电路，在不影响碳化硅功率器件性能的前提下，确保其正常运行。此...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对SiC MOSFET相桥臂配置的改进型串扰抑制驱动拓扑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，我们的产品正面临着功率密度提升和效率优化的双重挑战，而SiC器件的应用是实现这一目标的关键路径。 该技术直击SiC MOSFET在高频开关应用中...

Ziang Li · Shuo Zhang · Zhaoyi Wang · Sheng Qu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

LLC 谐振变换器广泛应用于宽功率范围的场合。然而，当它们在极轻负载条件下应用时，其开关频率会比正常负载时高得多。因此，引入了间歇模式控制以降低高开关损耗并提高轻载效率。通过应用轨迹理论，实现了一种三脉冲开关模式，该模式达到了间歇模式策略的当前最高效率。然而，在极轻负载条件下（低于 10%），这种开关模式引入的间歇频率会远低于谐振频率，可能低于 20 kHz，从而导致严重的可听噪声。为解决这一问题，本文提出了一种双脉冲开关模式，该模式可确保更高的间歇频率，从而能在更宽的负载范围内消除可听噪声。本...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对LLC谐振变换器极轻载工况下的双脉冲开关策略具有重要的应用价值。在光伏逆变器和储能系统中，LLC谐振变换器广泛应用于DC-DC隔离变换环节，但在夜间、阴天或待机等极轻载场景下，传统控制策略面临开关频率过高导致的效率下降和可闻噪声问题，这直接影响用户体验和系统能效等级...

Zhaonan Li · Xiangyang Xing · Chunshui Du · Xiangjun Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

由于单级功率变换具有高效率和低成本优势，双直流端口直-交变换器被广泛应用于光伏-电池混合系统。然而，受共模电压（CMV）抑制与功率分配耦合特性的影响，该结构中的泄漏电流抑制面临挑战。本文提出一种基于大、中、小矢量非对称调制并降低CMV跳变的方法。首先在不同电压条件下计算并排序电压矢量的CMV；随后依据排序关系，在开关序列中相邻矢量间最多切换一次以减少CMV跳变。此外，高CMV的小矢量和中矢量序列可作为独立功率控制序列，实现电池充放电调节。最后，提出新型功率控制策略，通过电池功率补偿光伏功率波动，...

解读: 该双直流端口变换器的泄漏电流抑制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光储一体机具有重要应用价值。通过非对称调制降低共模电压跳变，可直接应用于阳光电源光储融合系统，有效解决非隔离型拓扑中光伏侧对地寄生电容引起的泄漏电流问题，满足VDE-AR-N 4105等并网标准。该技术实现的功率解耦控制策略，...

Oluleke Babayomi · Yu Li · Zhenbin Zhang · Ki-Bum Park · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

可持续微电网由可再生能源（如太阳能光伏和风能）供电，有助于提高电网的可靠性、恢复力并实现电网脱碳。近几十年来，先进的非线性控制技术越来越多地用于集成电力转换器，以满足电网要求。本研究对主要用于并网变流器的先进非线性控制技术进行了综述，即数据驱动控制、非线性模型预测控制、直接功率控制、滑模控制、干扰观测器方法和无源控制。重点介绍了这些控制策略的最新进展，并对各种设计和性能特点进行了比较。文中给出了电网同步稳定性、非理想和畸变电网条件、环流抑制、电能质量、谐波抑制和电网支撑等问题的解决方案，同时指出...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文所述的先进非线性控制技术与我司核心产品线高度契合，尤其在光伏逆变器和储能系统的并网控制领域具有重要战略价值。 论文系统梳理了数据驱动控制、非线性模型预测控制、直接功率控制、滑模控制等六大先进控制方法，这些技术能够显著提升我司产品在多目标、多时间尺度场景下的动态性能和...

Changyu Gao · Kai Li · Zhibo Zhang · Fan Yuan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

模块化多有源桥（MMAB）变换器是一种模块化、可扩展且极具前景的多端口变换器，它便于实现各种电源和负载之间的灵活互联。在传统的MMAB结构中，所有端口都通过多个高频变压器与一个公共高频链路耦合，这本质上会在端口之间引入交叉耦合功率流。本文提出了一种改进的MMAB变换器结构，该结构引入了一个额外的中继端口，以实现硬件层面的功率解耦。所提出的拓扑结构无需复杂的控制策略，且允许每个端口作为独立的双有源桥变换器独立运行，互不干扰。利用频域分析详细分析了功率流解耦原理。此外，提出了一种基于占空比控制的优化...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项模块化多有源桥（MMAB）变换器技术具有显著的战略价值。该技术通过引入中继端口实现硬件级功率解耦，有效解决了传统多端口变换器中端口间交叉耦合的核心难题，这与阳光电源在光储充一体化、多能互补系统等场景的技术需求高度契合。 在储能系统应用层面，该技术的模块化、可扩展特性能...

Shuo Zhang · Chang Liu · Xinyu Li · Desheng Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

氮化镓高迁移率晶体管（GaN HEMT）的快速开关会导致高 $dv/dt$ 和严重的电磁干扰（EMI）问题，这需要在开关功率损耗之间进行权衡。三级栅极驱动（TSGD）可以缓解开关速度和损耗之间的矛盾，但由于 GaN HEMT 的非线性寄生电容，在现有的 TSGD 策略下实现最小开关损耗具有挑战性。为解决这一问题，本文提出了一种基于动态 $dv/dt$ 开关（DVTS）模型的最小开关损耗 TSGD 策略，该策略能够实现最小开关损耗。首先，基于电荷守恒原理，计算了 GaN HEMT 寄生电容的分段线...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于动态dv/dt开关模型的GaN HEMT三阶段主动栅极驱动技术具有显著的战略价值。GaN器件的高频快速开关特性是提升光伏逆变器和储能变流器功率密度的关键路径，但其带来的高dv/dt和严重EMI问题一直制约着实际应用。该技术通过电荷守恒原理建立分段线性等效模型，精确刻...

Mingming Zhang · Mian Li · Jun Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

本文针对电池储能系统（BESS）中的并网功率转换系统（PCS）提出了一种解析模型预测电流控制器。该控制器旨在提供快速且鲁棒的动态响应，同时保持适中的计算成本，使其适用于实时工业微控制器。推导了并网PCS的精确离散时间模型以实现闭式解，并将包含BESS直流母线电压变化的三维电流参考跟踪问题表述为多参数二次规划问题。对于该优化问题，有约束最优控制律被证明是无约束解在相应有效电压约束上的精确正交投影。随后，开发了一种高效的几何方法来在一般情况下获得解析最优控制，从而使具有长预测时域的模型预测控制（MP...

解读: 从阳光电源储能系统业务角度来看，该论文提出的解析式模型预测电流控制技术具有显著的工程应用价值。该技术针对电池储能系统并网变流器的核心控制问题，通过闭式解法将三维电流跟踪问题转化为多参数二次规划，实现了快速动态响应与适度计算负荷的平衡，这与我司在大规模储能PCS产品中追求的高性能、低成本目标高度契合。...

Yue Zhang · Nie Hou · Zheng Wang · Yunwei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

在许多工业应用中，电源中断是无法容忍的，因此高可靠性对于功率变换器而言极为关键。容错方案作为提高可靠性的有效途径，受到了更多关注。然而，由于单相交错并联电流型双有源桥（CF - DAB）变换器的器件冗余度低且结构不对称，目前尚未有针对该变换器的容错方案报道。为解决这一具有挑战性的问题，本文提出了一种开路容错方案。采用所提出的容错方案后，单相交错并联电流型双有源桥变换器即使在两个特定开关和中间电容出现开路故障的情况下，仍能维持功率传输。同时，在没有中间电容缓冲功能的情况下，也能有效抑制潜在的电压尖...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对单相电流馈电双有源桥（CF-DAB）变换器的开路容错技术具有重要的战略价值。该技术直接契合我司在储能系统和光伏逆变器领域对高可靠性的核心诉求。 在储能系统应用中，DC/DC变换器是连接电池与直流母线的关键环节，任何功率中断都可能导致系统失效甚至电网扰动。该论文提出...

Yanjun Tian · Xiaoqi Xu · Yi Wang · Zhen Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

摘要：在可再生能源高渗透率的情况下，虚拟同步发电机（VSG）控制策略已在用于支撑大电网惯量的构网型变流器中得到广泛研究与应用。传统VSG控制存在有功和无功功率回路之间的耦合问题，尤其是在低压阻性馈线条件下。这种功率耦合效应不仅会降低暂态过程中惯量支撑的有效性，还会影响系统稳定性。本文分析了有功和无功功率回路之间的耦合机制，并提出一种全状态反馈控制方法来解决传统VSG控制中的耦合问题。在所提出的控制方法中，设计了状态反馈矩阵以消除有功和无功功率控制回路之间的功率耦合，并充分保留有功和无功惯量响应能...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项全状态反馈功率解耦控制技术对我们的构网型逆变器产品线具有重要战略价值。随着新能源渗透率持续攀升，电网对逆变器提供惯量支撑的需求日益迫切，而传统虚拟同步发电机（VSG）控制在低压阻性线路场景下存在的有功-无功功率耦合问题，恰恰是制约我们光伏逆变器和储能系统性能提升的关键瓶...

Zonghui Sun · Guangsen Wang · Zhuolan Li · Xizheng Guo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

本文提出了一种基于导通电阻（$R_{on}$）/关断电阻（$R_{off}$）模型的基于桥路的电力电子变换器实时仿真方法。通过构建等效系统状态方程，在现场可编程门阵列（FPGA）实现中，所有乘法运算都可以通过移位加法运算来完成，从而避免使用数量有限的乘法器。然后，在FPGA上以20 ns的仿真时间步长对一个50 kHz的双有源桥变换器和一个100 kHz的交 - 直 - 交变换器进行了仿真。精度、时序和资源消耗结果验证了该方法的有效性。

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于Ron/Roff模型的FPGA实时仿真技术具有重要的战略价值。该技术通过构建等效系统状态方程，将乘法运算转化为移位加法操作，显著降低了FPGA硬件资源消耗，这对我们的产品开发和测试流程具有直接应用价值。 在光伏逆变器和储能变流器开发领域，该技术能够实现20纳秒时间...

Hang Li · Yao Sun · Jianheng Lin · Guanguan Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

由于忽略了数字控制和脉宽调制（PWM）效应引入的宽带频率耦合效应，传统应用于数字控制功率变换器的平均建模方法在s域的精度不足。本文建立了数字控制三相并网电压源变换器的s域多频小信号模型，该模型全面考虑了数字控制和PWM的影响。因此，数字控制框架中的关键系统动态特性能够有效融入系统模型，确保了模型在奈奎斯特频率以上的准确性。基于所建立的模型，可以准确预测高频稳定性，而传统平均模型和其他改进模型存在局限性。此外，本文揭示了不同离散化方法（双线性变换、后向欧拉法）导致的模型和稳定性差异。仿真和实验结果...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项多频小信号建模技术对我们的三相并网逆变器产品具有重要的工程价值。传统的平均建模方法在数字控制系统中存在明显的精度缺陷，特别是在奈奎斯特频率以上无法准确预测系统动态特性，这直接影响到我们光伏逆变器和储能变流器在复杂电网环境下的稳定性评估。 该技术的核心价值在于全面考虑了...

Ziyin Wang · Zhenchao Li · Yan Zhang · Jia Shu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

单相逆变器系统本质上会出现二次谐波纹波功率，必须对其进行抑制，以最大程度减少其对系统的不利影响。一种有效的纹波功率解耦技术是向直流分裂电容注入互补纹波电压。通过利用分裂电容之间的能量差，纹波功率得到有效补偿，同时互补的电容电压可维持稳定的直流母线电压。本文提出了一个统一模型，阐明了基于直流分裂电容的功率解耦方法的内部物理机制。基于该模型推导出了四种不同的方法，揭示了双向功率流的必要性，并解释了为何之前的某些方法仅能实现部分纹波功率解耦。此外，综合考虑电容需求、半导体应力和系统体积等因素对这些方法...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于直流分裂电容的纹波功率解耦技术对我们的单相光伏逆变器和储能系统产品线具有重要应用价值。单相系统固有的二次谐波纹波功率一直是影响系统可靠性和效率的关键问题，特别是在户用光伏和小型储能领域，这个问题尤为突出。 该研究提出的统一建模方法揭示了四种不同解耦方案的物理机制，...

Zhixian Liao · Binbin Li · Yijia Yuan · Yingzong Jiao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

本文提出了一种适用于大规模光伏应用中压（MV）直流汇集并可实现部分交流电源整合的隔离型三端口功率路由器（TP - PR）。通过集成变压器将模块化多电平变换器（MMC）与晶闸管阀相结合，不仅降低了中压直流侧安装的半导体容量，还消除了对中压侧子模块（SM）电容的需求。特别地，MMC利用高频电流进行中压直流功率传输，有效降低了对子模块电容的要求。此外，晶闸管的低导通压降以及零电压开关和零电流开关技术，确保了TP - PR具有较低的转换损耗。与传统的隔离型三端口拓扑相比，TP - PR可使半导体成本降低...

解读: 从阳光电源大型地面光伏电站和集中式逆变器业务角度看，这项隔离型三端口功率路由器技术具有重要的战略价值。该技术针对中压直流汇集的大规模光伏应用场景，与阳光电源正在布局的1500V+系统乃至更高电压等级的技术路线高度契合。 技术优势方面，通过将模块化多电平换流器（MMC）与晶闸管阀结合，该方案在半导体...

Rongbin Liu · Ronghuan Xie · Xiaoying Chen · Xingkui Mao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

本文提出了一种用于多相无线电能传输（WPT）系统的新型无源均流方法。对于一个 N 相逆变器，在电感 - 电容 - 电容串联（LCC - S）补偿的 WPT 系统中会有 N 个补偿电感。所提出的方案引入了 N 个与这 N 个补偿电感相耦合的外部并联谐振支路。通过这种方式，在每个环流回路中引入了极大的阻抗，从而实现相电流的平衡。该方法无需在电能传输通道中添加额外的额定功率等级的无源元件。所提方法采用了两个耦合电感，易于实现。文中还介绍了两种新型的耦合电感集成结构。详细分析了所提方法的数学模型和均流原...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于耦合外部并联谐振支路的多相逆变器均流技术在无线电能传输领域具有重要的参考价值，特别是对我们在电动汽车充电和储能系统的技术延伸具有启发意义。 该技术的核心创新在于通过无源均流方法解决多相逆变器的电流不平衡问题。对于阳光电源而言，这一技术路线与我们在大功率光伏逆变器和...