Zhixing Yan · Gao Liu · Shaokang Luan · Yuan Gao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

摘要：随着宽禁带器件的发展，10 - 15 kV 电压等级的碳化硅（SiC）半导体器件在中压（MV）系统中展现出应用潜力。为确保这些中压 SiC 器件可靠运行，栅极驱动电源必须满足特定要求：具备中压隔离能力、低耦合电容、在电压电位波动时性能稳定以及便于组装。本文提出了一种定制的栅极驱动电源解决方案。所提出的磁芯串联耦合平面变压器满足上述特定要求，通过磁芯串联显著降低了共模电容，同时保持了制造的简便性。此外，开环电压调节器电路模型通过考虑绕组电阻和励磁电感，确保了精确的输出电压。本文展示了一款中压...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对中压SiC MOSFET栅极驱动电源的技术创新具有重要的战略价值。随着公司在1500V光伏系统和中压储能变流器领域的持续拓展，10-15kV级SiC器件的应用将成为突破传统硅基器件限制的关键路径。 该技术的核心价值体现在三个维度：首先，0.42pF的超低耦合电容设...

Supratik Bhowmick · Debranjan Mukherjee · Tuhin S. Basu · Chandan Chakraborty · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

本文分析了一种基于三相四桥臂三电平中点钳位的光伏（PV）逆变器在接入不平衡电网时的性能。光伏电源端通过一个三电平直流 - 直流升压转换器连接到逆变器的直流母线，该转换器有助于控制各个直流母线电容电压。本文提出了一种基于空间矢量控制的电压平衡策略，用于在电网不平衡运行时平衡各个直流母线电容电压。此外，还深入研究了各相电流的幅值和相角，以了解它们对电网电压不平衡百分比的依赖关系，从而确定在给定不平衡条件下，任何特定桥臂所能允许通过的最大电流。随后提出了一种利用升压转换器最小化各个直流母线电容电压纹波...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的三相四桥臂三电平中点��钳位型光伏逆变器技术具有重要的应用价值。该技术针对电网不平衡运行工况下的关键痛点，提供了系统性的解决方案，与我司在分布式光伏和复杂电网环境下的产品需求高度契合。 技术核心价值体现在三个层面：首先，四桥臂拓扑结构能够独立控制中性点电流，...

Vishnu Narayan Vipin · Ned Mohan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

将可再生能源和储能设备接入中压电网（5 - 34.5 千伏），可实现高功率输出，同时将传导损耗降至最低。近期的变流器拓扑结构采用级联低压（LV）子模块（SM）的方式来满足电网电压等级要求，从而能够从低压储能单元和光伏阵列中提取电能。本文重点研究一种具有公共可控高压（HV）直流母线的拓扑结构，该母线同时连接电网侧模块化多电平换流器（GS - MMC）和高频链模块化多电平换流器（HF - MMC）。储能单元以及风能和太阳能等可再生能源通过高频（HF）升压变压器的低压侧供电，电能经 HF - MMC ...

解读: 从阳光电源中压并网和储能集成业务视角来看，这项关于高频链模块化多电平换流器（MMC）的研究具有重要的技术参考价值。该研究聚焦于背靠背MMC构成的电力电子变压器拓扑，这与我们在5-35kV中压光储系统中面临的技术挑战高度契合。 该技术方案通过级联低压子模块实现中压等级，能够直接整合低压储能单元和光伏...

Bighnaraj Panda · Sushant Kumar · Anirban Ghoshal · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

考虑到与空间矢量脉宽调制（SVPWM）相比，同步单腿调制（SOLM）技术可降低开关损耗，该技术已应用于六脉冲无直流母线电解电容电压源逆变器（VSI）。现有的SOLM技术调制信号生成方法采用基于扇区识别的方法。本研究通过数学分析和硬件实验结果表明，尽管SVPWM和SOLM技术在直流母线电压、调制信号和瞬时极点电压波形方面存在差异，但它们的平均极点电压是相同的。基于这一认识，本研究提出将SOLM技术作为SVPWM技术的扩展来实现，无需进行扇区识别。对所提出的SOLM实现方法与现有实现方法进行比较，结...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的SOLM技术对我们的光伏逆变器和电机驱动系统具有重要参考价值。核心亮点在于通过同步单桥臂调制技术实现了无电解电容的逆变器设计，这与我们追求高可靠性、长寿命产品的战略方向高度契合。 技术层面，论文证明SOLM与传统SVPWM在平均极电压上等效，但通过优化调制策略...

Shunliang Wang · Aobo Jiang · Junpeng Ma · Peng Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

在进行暂态同步稳定性分析时，由跟网型（GFL）和构网型（GFM）变流器组成的混合并联系统可被表征为高阶非线性动态系统，现有方法无法对其进行清晰分析。现有方法分别对每个变流器的功角进行分析，未能阐明不同变流器之间功角的暂态耦合动态过程。为填补这一空白，本文通过保结构降维映射提出了一种二维相图方法，该方法能有效揭示 GFM 变流器和 GFL 变流器之间的交互动态。所提方法详细阐述了影响暂态稳定的四类因素。此外，通过应用二维相图揭示了限流策略对暂态稳定性的影响。最后，提供了实验结果以验证理论分析。

解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项关于混合并联变流器暂态稳定性分析的研究具有重要的实用价值。当前，我们的光伏逆变器产品线同时涵盖跟网型（GFL）和构网型（GFM）技术路线，而在大型光伏电站和储能电站中，这两类变流器往往需要混合并联运行。该论文提出的二维相位图分析方法，为我们理解和优化这种复杂系统的暂态同...

Chenhang Xu · Zhixiang Zou · Xinlei Liu · Meng Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

由于具备诸多优势特性，构网型变流器正越来越多地被用作分布式能源与电网之间的接口。然而，在电网故障期间，它们可能会遇到暂态稳定性问题，尤其是在考虑直流母线影响时。本文建立了一个暂态能量函数，基于李雅普诺夫直接法实现了考虑直流母线影响的构网型变流器的稳定性分析，揭示了暂态失稳主要由功率不平衡和负阻尼效应引起。为解决这一问题，本文提出了一种改进的直流母线电压控制方法，以实现临时的能量存储和惯量调节，从而提高构网型变流器的暂态稳定性并避免可能出现的过电压。本文还提供了理论分析和验证，以证实该方法的有效性...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于构网型变流器暂态稳定性分析与控制设计的研究具有重要的战略价值。随着新型电力系统建设的推进，构网型逆变器正成为我司光伏逆变器和储能系统的核心技术方向，其能够主动支撑电网电压和频率，这对提升分布式能源的并网友好性至关重要。 该研究通过李雅普诺夫直接法建立的暂态能量函数...

Milad Bahrami-Fard · Tianyu Chen · Ethan Alejandro Winchell · Babak Fahimi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

将电机与功率变换器集成，并利用宽禁带器件，是电机驱动系统的一个新兴趋势，有助于降低系统复杂度、实现紧凑化并节省成本。然而，将功率变换器集成到电机中也带来了一些挑战，包括空间有限、温度过高以及电机内部存在漏磁等问题。本研究提出了一种基于氮化镓高电子迁移率晶体管（HEMT）的集成电机驱动（IMD）系统，该系统对功率级的印刷电路板（PCB）布局进行了优化，并通过重新设计端盖来增强散热性能。此外，还提出了一种带有功率脉动缓冲器的单相功率因数校正前端，以将整流器集成到电机中。实验测试验证了该集成系统的变频...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于集成式感应电机驱动系统的研究具有重要的技术参考价值。论文提出的氮化镓（GaN）HEMT器件集成方案与我司在光伏逆变器、储能变流器领域的技术演进方向高度契合。 **技术价值分析**：该研究的核心创新在于通过宽禁带半导体器件实现电机与变流器的深度集成，这与阳光电源在逆...

Jiahao Li · Yingjie He · Jinjun Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

针对电网电压不平衡问题，本文介绍了采用星形连接级联 H 桥静止同步补偿器（CHB - STATCOM）抑制公共连接点（PCC）不平衡电压的方案。然而，对于一定的直流侧电压，星形连接 CHB - STATCOM 补偿 PCC 不平衡电压的能力是有限的。当超出有效补偿范围时，星形连接 CHB - STATCOM 不仅无法实现对 PCC 不平衡电压的补偿，还会进一步恶化电网的电能质量。本文综合考虑了由负载不平衡和电源不平衡引起的 PCC 不平衡电压，详细分析了注入零序电压时星形连接 CHB - STA...

解读: 从阳光电源新能源并网设备业务视角看，这项星型级联H桥静止同步补偿器（CHB-STATCOM）的不平衡电压补偿研究具有重要的工程应用价值。该技术直接关联我司在电能质量治理和电网支撑领域的产品线拓展。 论文揭示的核心问题——CHB-STATCOM补偿能力受直流侧电压限制而存在有效补偿范围——对我司SV...

Wenbin Li · Changwei Lin · Seyedmehdi Hosseininasab · Lennart Bauer 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

准确估计电池健康状态（SOH）对于车辆应用中电池管理系统的预测与健康管理至关重要。由于在实际应用中部分循环是常见情况，使用灵活电压范围短期数据的算法正受到广泛关注。为此，本文提出了一种利用短期充电历史数据的驱动模型。该模型将增量容量分析曲线分类与基于长短期记忆网络的时间序列预测相结合，用于在荷电状态（SOC）变化较小的情况下进行SOH估计。使用了三个具有不同电池化学体系和老化轨迹的数据集进行验证。结果表明，所提出的模型实现了准确的SOH估计，平均绝对误差和均方根误差在1%至2%之间。该模型的突出...

解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项基于LSTM的电池SOH短历史数据估算技术具有显著的工程应用价值。当前我司储能产品线涵盖工商业储能、大型地面电站及户用储能系统，精准的电池健康状态评估直接关系到系统全生命周期的安全性和经济性。 该技术的核心优势在于突破了传统SOH估算对完整充放电循环的依赖，仅需...

Qi Liu · Qi Xu · Qinsong Qian · Song Ding 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

四开关 Buck - Boost 变换器的四边形控制方法可使所有功率开关实现零电压开关（ZVS），从而实现高功率密度。然而，为确保 ZVS 的实现，需要对电感电流进行采样和调节，这会引入额外损耗并降低效率。本文提出了一种基于无损电流采样的高效控制策略，该策略可在所有工况下使电感电流幅值最小。此外，为确保不同模式间的平稳切换，当输入电压接近输出电压时，插入了一种过渡模式。最后，搭建了输入电压为 40 - 60V、输出参数为 48V/6A 的实验样机，以验证所提出的采样电路和控制策略的有效性。样机的...

解读: 从阳光电源业务视角来看，这项四开关Buck-Boost变换器的高效控制技术具有显著的应用价值。该技术通过无损电流采样和无缝模式切换实现了98.88%的峰值效率，这对我们的光伏逆变器和储能变流器产品线具有直接的技术借鉴意义。 在光伏系统应用场景中，该技术的宽输入电压范围（40-60V）和高效率特性与...

Pengcheng Wang · Min Chen · Jiahui Wang · Guannan Zhu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

在构网型（GFM）控制中，有功功率和无功功率之间的固有耦合会降低无功功率控制精度、限制功率支撑能力并减缓动态过程。为解决这一问题，本文针对下垂控制变流器提出了一种基于有功功率前馈补偿的功率解耦方法，该方法可消除所有四个象限的功率耦合，尤其适用于运行模式灵活的分布式发电系统。利用小信号模型分析了物理功率耦合行为，确定线路阻抗比（R/X）和功率角是影响耦合特性的关键因素。通过比较耦合系数和变流器输出电压可知，可通过输出电压补偿实现功率解耦，这构成了所提方法的基础。通过精确计算补偿项，可在不影响响应速...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于有功功率前馈补偿的功率解耦方法对我司构网型逆变器产品具有重要的技术价值。当前，随着新能源渗透率提升和弱电网场景增多，构网型（GFM）控制已成为光储系统的核心技术方向，而有功-无功功率耦合问题一直制约着系统的动态响应速度和四象限运行能力。 该技术通过精确计算输出电压...

Nathan Baeckeland · Bowen Yang · Gab-Su Seo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

并网构网型（GFM）逆变器的主控制器控制内部参考电压和相角，使逆变器能够自然地与所连接电网同步并实现功率共享；然而，当电网因线路故障、过载或频率和相位偏移等因素出现扰动时，GFM 逆变器可能会进入限流运行状态，以保护设备免受热损坏。这可能导致主控制器生成的内部参考频率出现积分饱和问题，并导致与电网完全失步。为提高 GFM 逆变器主控制器在应对暂态失稳方面的鲁棒性，本文提出了一种方法，该方法通过引入“虚拟功率”的概念来调节主控制器控制的参考信号。虚拟功率可抵消主控制器中的积分饱和问题，使处于限流状...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对构网型（GFM）逆变器暂态稳定性增强的技术具有重要的战略价值。随着光伏和储能系统在电网中的渗透率不断提升，构网型逆变器正成为新能源并网的关键技术路线，其能够主动支撑电网电压和频率，这与阳光电源在大型地面电站和独立微电网领域的产品发展方向高度契合。 该论文针对的核心...

Mingyu Yang · Yikang Xiao · Shiqi Ji · Wenhao Xie 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

换流电路的杂散电感对功率半导体器件的开关过程有显著影响。本文对半桥功率模块中的杂散电感提取进行了全面研究。在回顾了包括电磁仿真、开关瞬态提取和静态测量等现有方法后，我们提出了一个新的视角，即根据二极管和有源开关的不同位置确定了六条不同的换流路径。我们的研究结果表明，这些路径的杂散电感存在 9% - 17% 的差异，这凸显了针对特定路径进行分析以实现精确提取的重要性。我们进一步对基于矢量网络分析仪的测量方法补充了直接阻抗测量方法，并分析了夹具补偿的局限性。这些观点为电力电子应用中的高精度杂散电感表...

解读: 从阳光电源的核心业务视角来看，这项关于功率模块杂散电感精确提取的研究具有重要的工程应用价值。在光伏逆变器和储能变流器中，IGBT/SiC功率模块的开关特性直接影响系统效率、电磁兼容性和可靠性。该论文揭示的换流路径差异导致9%-17%的杂散电感偏差，这一发现对我们优化高功率密度逆变器设计至关重要。 ...

Fraser Anderson · Karoline Pelka · Julia Walgern · Timo Lichtenstein 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

基于涵盖五大洲陆上和海上风力发电机组超22000运行年的综合实地数据，我们给出了变流器系统主要部件的故障率，研究了其故障行为趋势，并确定了对变流器可靠性有显著影响的设计相关因素和特定场地因素。所有变流器部件均呈现出明显的早期故障行为，随后直接过渡到退化故障。若干设计因素被确定为影响可靠性的重要驱动因素，即变流器的冷却方案、其在风力发电机组内的位置、额定容量以及绝缘栅双极型晶体管（IGBT）模块制造商。此外，还识别并量化了变流器对平均绝对环境湿度、平均环境温度、安装高度和平均容量系数等环境影响因素...

解读: 本研究基于22000多台年的全球风电变流器现场运行数据，揭示的可靠性规律对阳光电源的电力电子产品线具有重要借鉴价值。研究发现的"早期失效-退化失效"双峰特征，与我司光伏逆变器和储能变流器的失效模式高度一致，这为优化产品全生命周期管理提供了数据支撑。 从技术迁移角度看，研究识别的四大设计关键因素——...

Muhammad Noman Ashraf · Mohamed Shawky El Moursi · Khalifa Al Hosani · Ahmed Al Durra · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

本信函提出了一种虚拟振荡器锁相环（VO - PLL），该锁相环集成了安德罗诺夫 - 霍普夫振荡器，以改善在畸变电网中的同步性能。VO - PLL 用一种以能在特定频率下维持轨道稳定的极限环振荡而闻名的非线性霍普夫振荡器，取代了传统锁相环中的常规比例积分（PI）环节和可复位积分器。该振荡器固有的非线性动力学特性可实现快速动态性能、谐波抑制以及改善频率跟踪。实验测试有力地证明了所提出的 VO - PLL 的有效性，表明其在电网扰动情况下具有增强电网同步能力和模拟高阶锁相环运行的潜力。

解读: 从阳光电源并网逆变器和储能系统的核心技术角度看，这项基于Andronov-Hopf振荡器的锁相环技术具有显著的应用价值。传统PLL在电网畸变环境下的同步性能受限，而我们的产品在实际应用中恰恰面临大量弱电网、谐波污染等复杂工况，这正是该技术的切入点。 该技术的核心优势在于用非线性Hopf振荡器替代传...

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...

Shichuan Ding · Xiaobin Huang · Jun Hang · Wei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

为降低多电机系统中多个功率变换器占用的空间和成本，本文聚焦于单变换器双开关磁阻电机（SRM）系统。基于开关磁阻电机的数学模型以及双开关磁阻电机的电感特性关系，本文介绍了单变换器双开关磁阻电机系统中相电流自调节的内在特性，即双开关磁阻电机可自发调节其相电流以克服负载不平衡。然而，当负载不平衡程度进一步加剧时，双开关磁阻电机系统因位置差增大而容易崩溃。为此，基于相电流自调节特性，本文提出了几种同步控制策略。所提出的平均位置信号控制（APSC）策略采用SRM₁和SRM₂的平均位置作为反馈位置信号，有效...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项单变换器双开关磁阻电机系统的同步控制技术具有重要的战略参考价值。该技术通过单个变换器同时驱动两台电机，有效降低了多电机系统的空间占用和成本，这与我们在储能系统和新能源装备领域追求高功率密度、低成本的目标高度契合。 在储能系统应用层面，该技术揭示的相电流自调节机制和位置...

Hongfei Xiao · Han Peng · Yidong Zhao · Liwen Hou · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

摘要：磁场能量采集器（MEH）被广泛用于为电力系统中的无线监测设备供电。实践证明，对MEH进行短路以移动能量传输窗口可有效提高采集功率。然而，短路阶段的励磁电流损耗通常被忽略，这使得最大功率采集依赖于近似计算和经验设计。此外，目前尚未开发出实用的功率管理系统。本文提出了一种基于传输窗口调制（TWM）的新型MEH功率管理系统。在考虑励磁电流损耗的情况下，对MEH的输出特性进行了分析。这有助于更准确地估计传输窗口，并可通过数值计算来设计最优传输窗口。此外，提出了一种TWM方法，通过调制传输窗口的长度...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项磁场能量收集与传输窗口调制技术具有重要的应用价值。在我们的光伏逆变器、储能系统及电动汽车充电设施中，大量分布式监测节点需要可靠供电，而传统有线供电或电池更换方案存在维护成本高、可靠性受限等问题。该技术通过优化磁场能量采集效率，可为电力系统中的无线监测设备提供自供电解决方...

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，...