Xinglai Ge · Ken Chen · Huimin Wang · Zhiliang Xu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月

失效机理研究（FMI）对于功率模块的可靠性评估至关重要，因此在功率变换器领域备受关注。然而，由热耦合效应（TCEs）导致的复杂失效模式使得明确失效机理变得困难。为解决这一问题，本文针对键合线抬起和芯片焊接层老化开展了失效机理研究，其中仔细考虑了热耦合效应，从而提供了准确的机理分析。在本次失效机理研究中，借助功率循环试验，分析了热耦合效应对失效模式和结温分布的影响。然后，基于有限元模型，对存在热耦合效应时的失效模式进行了全面的机理阐释。结果表明，热耦合效应能够改变芯片表面和芯片焊接层的温度分布均匀...

解读: 作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，阳光电源产品的核心功率模块长期工作在高温、高频、大电流的苛刻环境中，其可靠性直接影响系统的全生命周期表现。本论文针对功率模块中键合线脱落和芯片焊层老化的失效机理研究，特别是对热耦合效应的深入分析，为我们提升产品可靠性设计能力提供了重要理论支撑。 从业务价值...

Guoliang Yang · Aopeng Wang · Deqiang Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月

摘要：双有源桥（DAB）直流 - 直流变换器通常采用移相控制来控制DAB变换器的功率传输。由于在移相值更新的调节过程中无法满足稳态分析的理论前提，从而导致产生暂态直流偏置。为解决三电平DAB变换器的暂态直流偏置问题，提出了一种基于载波对称更新的暂态抑制策略。该策略通过调整三电平全桥侧输出电压波形的等效对称中线位置，并对两电平全桥侧采用等效解耦抑制，在半个周期后实现暂态抑制。该策略同样适用于单移相、双移相和三移相调制。通过仿真验证了该策略的有效性。最后，对所提策略进行了实验验证。通过设计并搭建实验...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的三电平双有源桥（DAB）变换器瞬态直流偏置抑制技术具有重要的应用价值。DAB变换器是我们储能系统和光伏逆变器中实现直流变换的核心拓扑，其性能直接影响系统效率和可靠性。 该技术针对相移控制过程中产生的瞬态直流偏置问题，提出了基于载波对称更新的抑制策略。这对阳光...

Nicola Femia · Giulia Di Capua · Nunzio Oliva · Luca De Guglielmo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月

本文提出了一种表征硬开关电源中使用的功率电感器的新方法。所提出的方法从以性能合规工作区域概念为核心的全新视角对功率电感器进行表征。这一新的测试程序为功率电感器的行为和性能提供了实用见解，有助于在各种应用的候选元件之间进行更快速的比较评估。该程序确定了电感器最大效率点（iMEP），并跟踪其在运行参数域中的轨迹。iMEP有助于直接识别出针对特定应用最适用的功率电感器，以及每个功率电感器最适用的应用场景。本文包含的实验示例证明了这种功率电感器表征新方法的可靠性、有效性和实际益处。

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于性能的功率电感表征技术具有重要的应用价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，功率电感是直接影响系统效率、功率密度和可靠性的关键磁性元件。传统的电感选型往往依赖厂商规格书和经验判断，缺乏在实际工况下的性能量化评估手段。 该论文提出的"性能符合工作区域"概念和电感...

Morten Rahr Nielsen · Shiyue Deng · Abdul Basit Mirza · Benjamin Futtrup Kjærsgaard 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月

随着社会的电气化和绿色转型，对支持电力需求的高效大功率电子转换器的需求达到了前所未有的高度。关键推动因素是新兴的中压（MV）碳化硅（SiC）半导体器件，与硅基同类器件相比，其静态和动态性能均有所提升。本文全面概述了中压碳化硅技术的最新进展，研究了工业界和学术界现有的半导体器件和功率模块，并通过全面回顾典型的大功率电子应用，将这些器件和模块与它们的适用性直接关联起来。最后，对中压碳化硅技术的适用性和商业普及前景进行了展望。

解读: 从阳光电源的业务视角来看，中压碳化硅（MV SiC）技术的发展为我们在光伏逆变器、储能系统及新能源解决方案领域带来了重大战略机遇。该技术相较于传统硅基器件在静态和动态性能上的显著提升，直接契合我们产品向高功率密度、高效率方向演进的核心需求。 在光伏逆变器应用场景中，MV SiC器件能够支持更高的直...

Xingchen Zhao · Tam Nguyen · Rolando Burgos · Dong Dong · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月

本文提出了一种新型电流传感器，该传感器利用变换器功率回路中现有的寄生电感来精确测量功率器件的电流，具有高密度、高带宽、低成本和非侵入性的特点。主要解决的问题是用于传感的走线的寄生电阻对所提出传感器的运行产生的影响。为缓解这一问题，提出了一种对寄生电阻进行可编程补偿的积分器电路，以有效消除寄生电阻对传感器输出的影响。此外，为应对温度敏感型寄生电阻的变化，提出了一种创新的在线自适应方法。该方法可动态调整对寄生电阻的补偿，即使事先不知道确切的电阻值，也能确保自动消除其影响。所提出的电流传感器不仅克服了...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于寄生电感的新型电流传感技术具有显著的应用价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，精确的电流检测是实现高效功率控制、故障保护和系统优化的关键环节。传统电流传感方案如霍尔传感器或分流电阻存在成本高、体积大、带宽受限或功耗损失等问题，而该技术巧妙利用功率回路中本已存在...

Guifeng Wang · Yunhui Jiang · Zhan Liu · Yiming Ma 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月

为解决传统九开关变换器统一电能质量调节器（NSC - UPQC）间接控制中存在的诸如谐波检测和锁相环（PLL）导致的响应延迟、坐标变换引起的系统耦合以及比例 - 积分（PI）控制器参数整定困难等问题，本文针对NSC - UPQC提出了一种基于分时协同控制（TSCC）的预测直接控制策略。该策略结合了NSC拓扑工作原理，引入了协同控制理念。首先，基于对NSC - UPQC系统结构和运行原理的分析，结合直接控制和有限集模型预测控制原理，在αβ坐标系下建立了UPQC预测直接控制系统的数学模型。此外，采用...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于九开关变换器统一电能质量调节器（NSC-UPQC）的预测直接控制技术具有重要的战略价值。该技术针对传统间接控制方法存在的响应延迟、系统耦合及参数整定困难等问题，提出了时分协同控制的创新方案，这与我司在光伏逆变器和储能系统领域追求高效率、高可靠性的技术路线高度契合。 ...

Biswajit Saha · Bhim Singh · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月

本文介绍了一种估算无刷直流（BLDC）电机位置的创新方法，该方法专门用于太阳能光伏（PV）和电池供电的BLDC电机驱动。重点在于设计一种适用于轻型电动汽车的、具备能量再生功能的BLDC电机无传感器控制方案。永磁BLDC电机驱动的主要挑战之一是换相误差，它会降低性能，导致电流畸变和转矩大幅波动。换相误差可能源于多种因素，包括低通滤波器、延迟、相位差异以及电机参数变化等。本研究提出了一种基于双二阶广义积分器锁相环（DSOGI - PLL）的频率自适应方法用于位置估算。为增强对输入干扰的抵抗能力，集成...

解读: 从阳光电源新能源动力系统业务视角来看，这项基于改进型DSOGI-PLL观测器的无刷直流电机无传感器驱动技术具有重要的战略参考价值。该技术针对光伏-电池混合供电的轻型电动车应用场景，与我司在光储充一体化解决方案的业务方向高度契合。 技术层面，该方案的核心创新在于通过频率自适应双二阶广义积分器锁相环实...

Stefano Cabizza · Giorgio Spiazzi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月

精确的铁损测量对于磁路设计以及高效、高功率密度变换器的开发至关重要。本文介绍了一种新颖的方法，该方法利用快速傅里叶变换，与已证实的用于变压器铁损测量的部分抵消概念相结合。与广泛使用的双绕组方法不同，所提出的方法能完美消除被测变压器的无功电压，无论激励波形的类型和参考空心变压器的设计如何，都能实现精确的铁损测量。通过在100至500 kHz频率范围内对N97材料分别进行正弦和矩形激励测试，对该方法进行了实验验证。

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于快速傅里叶变换的磁芯损耗精确测量技术具有重要的工程应用价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，高频变压器和电感是关键的磁性元件，其损耗特性直接影响系统效率和功率密度。该技术能够在任意激励波形下实现精确的磁芯损耗测量，这对于我们产品的磁性元件优化设计至关重要。 ...

Lingchao Kong · Haiguo Tang · Chao Wu · Jian Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月

构网型（GFM）变流器因其电压支撑能力在可再生能源应用中受到了广泛关注。现有研究通常假设级联 GFM 变流器的直流母线电压恒定，这可能会在某些存在直流母线动态特性的情况下引发稳定性问题。因此，本文首先分析了考虑直流母线动态特性的 GFM 变流器的小信号稳定性。研究发现，由于直流母线电容的非最小相位特性，直流母线存在固有的不稳定风险，这可能会导致交流侧出现次同步振荡。为解决这一问题，通过比例控制器将直流母线动态特性引入有功和无功功率控制环。该方法不会增加控制器的阶数，且易于实现数字化。与仅将直流母...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文聚焦的构网型（GFM）变流器次同步振荡问题具有重要的工程应用价值。随着我们在光伏逆变器和储能系统中大规模部署构网型控制技术以增强电网支撑能力，直流侧动态特性引发的稳定性问题正日益凸显，这直接关系到产品在弱电网和高比例新能源接入场景下的可靠运行。 该研究揭示了直流母...

Zeheng Zhang · Zheng Li · Xiaojun Zhang · Bin Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月

分段式发射线圈常用于动态无线电能传输，自动切换是限制发射电流的优选功能。本文提出一种利用直流控制可变电感（DCCVI）实现分段发射自动切换的方法，其中直流电流可改变交流侧的自感。当线圈解耦时，直流电流较小，因此DCCVI的电感相对较大，从而抑制发射电流。当线圈满足一定的耦合条件时，直流电流增大，导致DCCVI的交流电感显著减小，进而实现更高的传输功率，从而实现分段发射自动切换。该方法简单直接，无需额外的位置反馈。实验结果表明，所提出的系统能够自动将线圈电流限制在[0, 0.15]范围内，并在[0...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于直流可控变电感的动态无线电能传输技术具有重要的战略价值，特别是在电动汽车充电和移动储能应用场景中。 该技术通过直流电流调控交流侧自感实现发射端自动切换，核心优势在于无需额外的位置反馈系统即可实现分段线圈的智能管理。在耦合系数0-0.15范围内自动限流，在0.165...

Yiyang Liu · Weichao Li · Liang Zhou · Chen Deng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月

锂电池储能系统（LBESS）可通过高倍率放电为电磁发射系统提供短期高功率和长期高能量。然而，高倍率放电的锂电池储能系统在高压大功率发射过程中存在输出电压下降和电流低频波动的问题。本文介绍了一种采用 N + 1 级动态斩波变换器的储能系统拓扑结构，该结构可实现输出电压的动态补偿。为提高输出电压补偿的快速性，提出了一种通过设计具有初始小增益的变增益（VG）控制律的改进型自抗扰控制方法，以抑制总扰动观测的初始峰值，从而提高 VG - ADRC 控制器的响应速度。为减小直流电流波动，设计了一种带有多级级...

解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这篇论文提出的高倍率放电锂电池储能系统技术具有重要的参考价值和潜在应用前景。 该研究聚焦于解决高倍率放电场景下的两大核心难题：输出电压骤降和电流低频波动。虽然论文以电磁发射系统为应用背景，但其技术原理对阳光电源在电网侧储能、工商业储能等需要高功率脉冲响应的场景同样适...

Zhicong Huang · Jingyu Wang · Jun Cheng · Chi-Kwan Lee · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月

错位容差是感应式电力传输（IPT）系统的关键性能指标。各类复合线圈结构（如双D正交阵列）虽可提升耦合稳定性，但通常需复杂驱动电路。本文提出一种基于单开关拓扑的IPT驱动方案，适配单极-双极复合线圈结构，在降低系统复杂度的同时有效增强横向与纵向错位下的功率传输能力。实验验证了该方案在宽范围位置偏移中具备良好的效率稳定性。

解读: 该单开关IPT驱动技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。针对无线充电桩和车载OBC系统，单开关拓扑可显著简化功率变换电路，降低SiC/GaN器件用量和系统成本。复合线圈的错位容差特性可提升实际停车场景中的充电可靠性，减少对精确定位的依赖。该方案的宽范围效率稳定性与阳光电源MPPT优化理念契...

Enyao Xiang · Chengmin Li · Dongsheng Yang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月

对碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）进行精确的器件建模、短路（SC）预测和保护，需要精确测量其在高漏源电压下的饱和特性。然而，传统的曲线追踪仪受到功率限制、寄生元件的影响，尤其是受器件固有导通时间的限制，这些因素共同限制了 $di/dt$。这使得表征高压、大电流区域的器件行为变得困难，因为达到稳态所需的较长时间会导致显著的自热效应，降低测量精度，甚至损坏器件。本文提出了一种测试拓扑，使用多个并联器件作为辅助开关来控制测量过程，并在保持被测器件正常导通的同时加...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项SiC MOSFET高压饱和区增强表征技术具有重要的战略价值。作为光伏逆变器和储能变流器的核心功率器件，SiC MOSFET的精确建模直接关系到产品的可靠性设计和性能优化。 该技术通过多器件并联辅助开关和高阻抗栅极驱动电路，突破了传统曲线追踪仪的测试瓶颈，能够在高压大...

Wenyuan Ouyang · Tao Fan · Zhijie Qiu · Dan Zheng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月

监测碳化硅金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）的栅极泄漏电流至关重要，因为其栅极结构比硅基器件的更为脆弱。然而，现有的栅极泄漏电流监测方法仍无法同时实现高监测分辨率以及与灵活的栅极驱动结构兼容。本文提出了一种基于提取平均栅极驱动电流的碳化硅 MOSFET 在线栅极泄漏电流监测方法。与现有方法相比，该方法实现了亚微安级的监测分辨率。为进行验证，在高频升压转换器中实现了该监测电路。实验结果表明，在整个估计的栅极泄漏电流范围内，该方法的相对误差可接受，并且该方法不会干扰功率转换器的...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于平均栅极驱动电流提取的SiC MOSFET栅极漏电流在线监测技术具有重要的战略价值。随着公司在光伏逆变器和储能系统中大规模应用SiC功率器件以提升系统效率和功率密度，器件的可靠性监测已成为产品差异化的关键要素。 该技术的核心价值在于解决了SiC MOSFET栅极结...

Jianwei Mai · Ao Yang · Wei Bi · Yijie Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月

无线电力传输已广泛应用于电动汽车等领域。为提高错位容忍度，常采用双D型（DD）线圈结构。然而，传统DD线圈在偏移情况下易产生耦合不平衡，影响系统效率与互操作性。本文提出一种新型整流电路结构，结合解耦DD线圈设计，有效提升系统在大范围位置偏移下的功率传输稳定性与效率。该方案无需复杂控制策略即可实现良好的负载适应性与抗偏移能力，增强了不同车辆与充电平台间的互操作性，适用于实际电动汽车无线充电场景。

解读: 该解耦DD线圈整流技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。文中提出的高错位容忍整流方案可直接应用于车载OBC充电机的无线充电模块开发，解决传统DD线圈耦合不平衡问题，提升充电效率与位置适应性。其无需复杂控制策略的特点与阳光电源ST系列储能变流器的简化控制理念契合，可借鉴其整流拓扑优化功率模块...

Hengyu Yu · Michael Jin · Jiashu Qian · Monikuntala Bhattacharya 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月

本文首次通过实验研究了最新商用 1.2 千伏碳化硅（SiC）平面栅、增强型对称沟槽和非对称沟槽结构金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的体二极管可靠性。所提出的测试平台通过重复脉冲电流模式，可在合理的热限制内实现大电流测试。实验结果揭示了大面积 1.2 千伏商用 SiC MOSFET 存在双极退化风险。对退化现象和机制进行了表征与分析，包括由衬底产生的基面位错（BPD）导致的第一象限和第三象限特性退化，以及由制造工艺产生的 BPD 导致的第三象限膝点电压（$V_{\text{on}}$）...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于1.2kV SiC MOSFET体二极管可靠性的研究具有重要的战略意义。SiC功率器件是我们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长期稳定运行和全生命周期成本。 该研究揭示的双极退化风险对我们的产品设计具有重要警示作用。在实际应用中，逆变器和储能...

Yunbeom Hwang · Minkyu Song · Yongkeon Kwon · Junseo An 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月

本文提出了一种环形放大器低压差线性稳压器（RA - LDO），该稳压器可提供高达 2 A 的大负载电流，并能在 0.6 至 1.1 V 的宽输入电压范围内实现超快速瞬态响应。RA - LDO 采用粗 - 细双环调节方案，将高转换速率的粗环形放大器（RA）与高增益的细环形放大器相结合，以实现快速瞬态响应和精确的输出调节。采用基于死区的双环控制机制，利用环形放大器固有的死区来确保稳定运行。为了在宽输入范围内提高功率效率，环形放大器通过辅助低压差线性稳压器实现动态偏置和动态电压缩放。RA - LDO ...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项面向高带宽存储器（HBM）应用的低压差线性稳压器（LDO）技术具有重要的参考价值，特别是在我们的数字化电源管理和高性能储能系统领域。 该技术的核心创新在于环形放大器双环路控制架构，能够在0.6-1.1V宽输入电压范围内提供2A大电流输出，响应速度达到纳秒级（32ns稳...

Lurenhang Wang · Yishun Yan · Mingcheng Ma · Xizhi Sun 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月

与传统的硅金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（Si MOSFET）相比，氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMT）具有更快的开关速度。在GaN HEMT的关断过程中，电流的快速下降会导致严重的漏源电压过冲和电磁干扰，这限制了其可靠性和应用场景。为解决这些问题，本文提出了一种基于磁耦合闭环控制（MCCLC）的GaN HEMT有源栅极驱动器。在MCCLC中，布置在功率回路附近的线圈能够在完全电气隔离的条件下，准确地提供功率侧的电流变化率（di/dt）反馈，这比传统方法更可靠。所提出的方法不需...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于磁耦合闭环控制的GaN HEMT有源栅极驱动技术具有重要的战略价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，GaN功率器件的应用是实现高功率密度、高效率的关键路径，但关断过程中的电压过冲和EMI问题一直制约着其在大功率场景的可靠应用。 该技术通过磁耦合方式实现di/...

Yishun Yan · Lurenhang Wang · Mingcheng Ma · Xuchong Cai 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月

基于氮化镓（GaN）的桥接结构中的串扰问题限制了GaN器件在高电压水平下的高开关速度和高频应用。本文提出了一种三电平栅极驱动方法，用于在开通和关断的两个死区时间内抑制串扰并降低反向导通损耗。电容 - NMOS电路提供了低阻抗的米勒电流路径，以降低正、负串扰电压幅值。通过一个延迟脉冲模块，精确施加负的栅 - 源电压以抑制正串扰电压峰值，并在死区时间内使GaN器件在栅 - 源零电压下关断，从而降低反向导通损耗。负栅 - 源电压的值取决于齐纳二极管，具有灵活可调性。所提出的方法易于控制且成本较低，无需...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项三电平栅极驱动技术针对GaN器件串扰抑制的创新方案具有重要的战略价值。当前，阳光电源在光伏逆变器和储能变流器领域正积极推进高频化、高功率密度的技术演进，而GaN功率器件凭借其优异的开关特性和高频能力，是实现这一目标的关键使能技术。 该技术的核心价值在于有效解决了GaN...

Eric Stolt · Martin Affolter · Zhechi Ye · Juan Rivas-Davila · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月

理论上，提高直流 - 直流转换器的开关频率能够减小无源元件的尺寸并提高系统功率密度，这是许多应用所要求的。然而，电感器和变压器在高频和小体积条件下的性能本质上难以提升，这成为实现高频、高功率密度直流 - 直流转换器的瓶颈。设计无电感的直流 - 直流转换器，转而使用压电谐振器进行无源储能，可绕过这一瓶颈。虽然基于压电谐振器的直流 - 直流转换器原型已在兆赫兹开关频率下展现出高功率密度和高效率，但这些转换器依赖开环控制。实际应用需要对这些转换器进行闭环控制，但现有的闭环控制方法无法适用于兆赫兹频率。...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于压电谐振器的高频DC-DC变换技术具有显著的战略参考价值，但距离规模化应用仍有距离。 该技术的核心创新在于用压电谐振器替代传统电感和变压器，突破了磁性元件在高频小型化方面的固有瓶颈。对于阳光电源的光伏逆变器和储能变流器产品线，这一技术路径理论上可实现功率密度的大幅...