Haoquan Zhang · Alexander S. Jurkov · Vladimir Kozitsky · Ky Luu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

摘要：工业射频（RF）功率应用，如用于半导体加工的等离子体产生，需要在较宽的动态功率范围和可变负载阻抗条件下传输射频功率。理想情况下，射频功率系统应在整个工作功率范围内保持高效率、连续功率控制和快速动态响应。本文介绍了一种适用于此类应用的可扩展开关模式功率放大器（PA）架构和控制方法。我们将这种方法称为多逆变器离散回退（MIDB），它以无损方式组合开关模式功率放大器的输出，并对有源功率放大器的数量进行调制，以实现射频输出的离散步进。此外，该方法还采用离散电源调制和功率放大器组间的正交移相技术，以...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的多逆变器离散功率回退（MIDB）架构虽然聚焦于射频功率应用，但其核心技术理念与我们在光伏逆变器和储能系统领域的技术演进方向高度契合，具有重要的借鉴价值。 该技术的核心价值在于通过多模块协同控制实现宽范围高效功率输出。论文采用的GaN基零电压开关D类功率放大器...

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...

Wei Jiang · Nima Tashakor · Pouyan Pourhadi Abkenar · Alexander Koehler 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

本文提出了一种新颖的混合可重构电池与光伏（PV）系统，旨在满足对高效可再生能源日益增长的需求。该系统采用模块化可重构架构，配备紧凑的耦合电感和独特的调制策略，提高了灵活性和能源利用率。该系统确保每个光伏组件在其最大功率点（MPP）运行，以实现发电最大化，同时解决了硬线连接带来的局部最优和可扩展性等问题。电池模块能无缝适应光伏输出功率和负载需求的波动，同时确保稳定的直流母线电压输出。通过耦合电感在并联和串联连接之间创建中间状态，以管理并联模块之间的电压差。这些电感占用空间小，磁性材料使用量少。它们...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项光伏-储能混合可重构系统技术具有显著的战略价值。该技术通过模块级最大功率点跟踪（MPPT）和可重构架构，有效解决了传统固定串联系统中的局部遮蔽、失配损失和扩展性受限等痛点，这与我们在组串式逆变器和储能系统领域的技术演进方向高度契合。 该技术的核心创新在于紧凑型耦合电感...

Mason Parker · Sebastián Neira · Edward L. Horsley · Stephen Finney 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

与功率转换器中的硅绝缘栅双极型晶体管（IGBT）相比，碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）具有更高的开关速度、更小的滤波元件尺寸和更低的开关损耗。然而，可用的模块电流额定值、加剧的振荡开关行为、较大的漏源电压过冲以及较高的输出电压 $dV/dt$ 水平，都是其在中高功率应用中推广的限制因素。此前已证明，采用具有开关沿偏斜特性的器件间电感是一种在模块并联时限制电流不平衡的方法。本文表明，通过精确控制此类配置中各模块之间施加的时序偏斜，可以显著降低过冲、振荡以及输...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于并联SiC MOSFET模块的优化控制技术具有重要的应用价值。当前我们在大功率光伏逆变器和储能变流器产品中正面临功率等级提升与开关性能优化的双重挑战，该技术提供了一个切实可行的解决方案。 该研究通过精确控制并联模块间的时序偏移和器件间电感，在实现1600A大电流应...

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...

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...

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...

Mathias C. J. Weiser · Jan Tausk · Ingmar Kallfass · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月

快速准确地感测导通状态电压是功率半导体器件特性表征的重要组成部分。虽然文献中有许多不同的方法和电路，但结果往往难以比较，这阻碍了评估过程。为了能够与其他电路进行明确的比较，本文提出了一种全面的评估方法，用于评估和比较导通状态电压测量电路。此外，还提出了两种定制的钳位电路，并使用所开发的基准测试方案对其进行了评估。这两种电路的 3 分贝频率分别达到 54.6 MHz 和 250.9 MHz，平均响应时间分别为 41.1 ns 和 23.1 ns，可用于 1200 V 功率器件的特性表征。

解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项关于功率晶体管导通态电压快速精确感测技术具有重要的战略意义。作为光伏逆变器和储能系统的核心企业，我们的产品性能很大程度上取决于功率半导体器件的精确表征和可靠运行。 该论文提出的先进钳位电路能够实现高达250.9 MHz的3-dB频率和23.1纳秒的平均响应时间，这对于...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

提高功率密度和系统集成度是便携式设备无线电能传输（WPT）的关键关注点。然而，诸如抗偏移能力和功率波动等挑战仍然存在。本文提出了一种采用次级独立脉冲宽度调制（PWM）控制的可靠解决方案。一种结合螺线管和反向绕组的线圈结构确保了无源抗偏移能力，同时带槽磁芯集成了转换器，优化了紧凑性。此外，次级PWM控制无需通信即可实现精确的输出电压调节。一个高功率密度的WPT样机验证了所提出的耦合器和控制方法，结果表明在偏移50%的情况下输出电压波动小于1%，在100 W功率下效率保持在89%以上。次级设备极为紧...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项紧凑型无线电能传输技术具有显著的战略应用价值。该技术通过副边独立PWM控制实现的高功率密度（7.41 W/cm³）和抗偏移特性，与我司在储能系统、电动汽车充电及分布式能源管理领域的产品线存在天然的技术协同。 在储能系统集成方面，该技术的紧凑设计和无通信线路的电压调控能...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

对于高性能计算系统而言，电力传输正变得尤为关键。本文实现了一种具有高传输效率和系统计算性能的新型垂直电力传输（VPD）架构。通过盲孔/埋孔工艺制作了一块 12 - 1.83 V 的电压调节器（VR）板。基于 VR 板与主板的兼容设计，将该 VR 板直接与服务器主板组装在一起，形成了一个计算系统。静态输出和瞬态响应测试表明，VPD 原型具有卓越的稳定性。经证实，该原型的峰值效率和满载效率分别为 93.0% 和 91.5%，优于横向电力传输（LPD）以及以往的相关报道。这种 VPD 设计还能直接为中...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该垂直供电架构（VPD）技术虽然聚焦于高性能计算领域，但其核心理念与我们在光伏逆变器、储能系统中追求的高效功率转换目标高度契合。论文展示的12V至1.83V电压调节器通过盲埋孔工艺实现93%峰值效率和91.5%满载效率，这种垂直集成设计思路对我们的产品架构优化具有重要启发意...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

具有高脉冲重复频率（PRF）和窄脉冲宽度的高压纳秒脉冲在高功率应用中得到了广泛应用。基于雪崩双极结型晶体管（ABJT）的M×N级马克思发生器电路（MBC）兼具结构简单和输出幅度高的优点，使其成为满足上述需求的有效脉冲发生器。然而，由于第一级ABJT的可靠性较差，传统M×N级MBC的脉冲重复频率未能得到有效提高。在这项工作中，通过仿真和实验分析并解释了由缓慢电压斜坡触发的第一级ABJT的易损特性。在此基础上，提出了一种带有触发加速电路（TAC）的改进型4×12级MBC。通过提高TAC产生的电压斜坡...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于雪崩晶体管的高频纳秒脉冲Marx发生器技术具有显著的潜在应用价值，特别是在功率电子器件测试、电磁兼容性验证以及先进电力电子系统开发等领域。 该技术实现了5.1 kV输出幅值、200 kHz重复频率和纳秒级脉冲宽度的突破，这对阳光电源在光伏逆变器和储能变流器的关键器...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

本文提出了一种单输入、双输出数字栅极驱动器（DGD）集成电路，以解决两个并联碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）中器件特性变化问题以及印刷电路板（PCB）上寄生电感变化问题。本文在全球范围内首次实现了以下所有目标：1）在栅极驱动器集成电路上完全集成两个传感器输出处理电路、两个数字栅极驱动器以及检测和均衡两个并联碳化硅 MOSFET 漏极电流变化所需的控制器；2）在闭环中均衡每个 MOSFET 漏极电流的直流和浪涌分量；3）在总共四种条件下进行漏极电流均衡的演示...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项单输入双输出数字栅极驱动IC技术具有重要的战略价值。在我们的大功率光伏逆变器和储能变流器产品中，SiC MOSFET并联应用已成为提升功率密度和效率的关键技术路径。当前业界面临的核心挑战正是该论文所针对的问题：器件特性差异和PCB寄生参数不一致导致的电流不均衡，这直接影...

Cang Liang · Mingzhe Liu · Feiyang Zhao · Danghui Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

电容式电能传输（CPT）系统的耦合结构无需在次级侧使用铁氧体，与感应式电能传输系统相比，其设计更轻、更薄且更具成本效益，同时仍能实现较高的电能传输效率。这使得CPT成为无人机应用的一个有前景的选择。然而，现有的研究在发生横向、纵向和旋转偏移时无法实现高效的电能传输。本文提出了一种新型的多单元单电容耦合式电容耦合器，该耦合器在发射器的任何位置都具有较强的横向、纵向和旋转抗偏移性能。发射器的顶板和底板由许多相互连接的矩形单元组成。为避免初级侧的互电容过大，并使发射器底板与接收器顶板之间的部分电容能够...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项多单元单电容耦合（SCC）电容式无线电能传输技术具有显著的应用潜力，特别是在我们正在拓展的储能系统、电动汽车充电和分布式能源领域。 该技术的核心优势在于通过创新的错位矩形单元结构设计，实现了在横向、纵向和旋转偏移条件下的稳定电能传输，耦合电容变化小于4.2%，这解决了...

Weili Guo · Guochun Xiao · Laili Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

摘要：近年来，引线键合型功率模块是应用最为广泛的功率半导体模块封装形式之一，而键合线是这类模块中最薄弱的环节之一。在功率循环和温度波动的长期作用下，应力和应变会使键合线容易出现裂纹，最终导致断裂或脱焊，从而影响功率模块的可靠性。因此，监测功率模块的健康状态至关重要。本文提出了一种利用单轴磁场传感器实时监测键合线脱焊的方法。文章首先对功率模块键合线附近的磁场进行了分析，指出键合线脱焊时磁场会发生变化。其次，采用有限元方法对磁场进行仿真，确定了键合线脱焊时磁场变化率最大的区域，并将磁场传感器放置在该...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于磁场测量的功率模块键合线脱落在线监测技术具有重要的应用价值。功率半导体模块是光伏逆变器和储能变流器的核心器件，其可靠性直接影响系统的长期稳定运行。键合线作为模块内部最薄弱的环节，在功率循环和温度波动下容易发生疲劳失效，这是导致逆变器现场故障的主要原因之一。 该技术...