Minrui Gu · Zheng Wang · Zhiwei Li · Yinzhen Shen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月

摘要：三相四桥臂（TPFL）逆变器供电的电机驱动系统有一个额外的桥臂，可在故障条件下提供冗余电流路径。因此，TPFL逆变器供电的电机驱动系统在高可靠性应用中受到了广泛关注。为了最大程度减少诊断带来的不利影响，即误诊和转矩扰动，针对发生开路故障的TPFL供电永磁同步电机（PMSM）驱动系统，提出了一种免诊断自容错方案。研究发现，在故障情况下，TPFL逆变器供电的PMSM驱动系统中d/q轴电流控制器与零序电流控制器之间的冲突会导致转矩脉动。为解决该问题，在零序电流控制路径中设计了一个特征频率陷波器，...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项三相四桥臂逆变器容错技术对我们在高可靠性应用场景中具有重要战略价值。该技术通过增加冗余桥臂实现了无需故障诊断的自容错运行，这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对高可靠性的追求高度契合。 技术创新点在于解决了传统容错方案中故障诊断延迟、误诊断和控制重构...

Mingrui Zou · Peng Sun · Zheng Zeng · Yulei Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月

摘要：电动汽车牵引逆变器对高效率和高功率密度的追求与日俱增，这正加速包括碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）在内的宽禁带器件的应用。由于碳化硅牵引逆变器的效率 - 密度边界已接近极限，采用氮化镓器件的牵引逆变器因具有更低的功率损耗和更高的开关速度，被视为一种极具前景的解决方案。本文聚焦于电动汽车应用的氮化镓牵引逆变器，提出了一种兼顾效率和功率密度目标协同优化的设计方法。基于所建立的包括功率损耗、直流母线纹波和热阻等设计关注点的数学模型，确定了氮化镓逆变器的效率 - 密度设计域，并通过帕累托前沿分析...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN牵引逆变器的效率-功率密度协同优化技术具有显著的跨领域应用价值。虽然该研究聚焦于电动汽车领域，但其核心方法论与我们在光伏逆变器、储能变流器等产品线的技术演进方向高度契合。 该论文突破了传统SiC器件的效率-密度边界，通过GaN器件实现99.3%峰值效率和62.1...

Ling Xing · Qiang Wei · Yunwei Li · Yan-Fei Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

摘要：近期有人提出了一种具有固有电流平衡特性且开关数量较少的单电源五电平电流源逆变器（CSI）。实现五电平输出并在低开关频率下具备优异谐波性能的该逆变器调制方案仍是一项挑战，目前尚未得到探索。相移正弦脉冲宽度调制（SPWM）是一种成熟的技术，能在低开关频率下实现优异的谐波性能。尽管有这些优点，但由于单电源五电平 CSI 的独特单电源拓扑结构，相移 SPWM 技术无法应用于该逆变器。在本研究中，明确了将相移 SPWM 应用于单电源五电平 CSI 所面临的挑战，并为单电源五电平 CSI 开发了一种基...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项单源五电平电流源逆变器（CSI）的相移SPWM调制技术具有重要的战略价值。该技术通过创新的调制方案实现了五电平输出，同时在低开关频率下保持优异的谐波性能，这直接契合我们在光伏逆变器和储能系统领域对高效率、低损耗的核心需求。 技术优势方面，单源拓扑结构减少了开关器件数量...

Lei Liu · Xianjue Luo · Liansong Xiong · Junming Guo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

摘要：下垂控制逆变器在一次调频过程中，通过提供与频率偏差（FD）成正比的调频（FR）功率来减小暂态和稳态频率偏差。然而，采用功率 - 频率下垂机制时，只有以增大频率偏差为代价来增加调频功率，才能消除扰动负载与逆变器调度指令之间的差距，而这样的频率偏差很容易超过相关继电器阈值。为解决这一问题，本文提出了一种基于预设功率的下垂控制方案，该方案在发生大扰动事件之初，通过在有功功率环中快速预设一个恒定功率来修正调度指令。利用预设功率框架，调整后的调度指令能显著抑制大部分不平衡功率；因此，传统下垂控制可以...

解读: 从阳光电源业务视角看，该论文提出的预设功率下垂控制技术对我司光伏逆变器和储能系统的一次调频性能提升具有重要应用价值。当前新能源装机占比快速提升，电网对逆变器参与频率调节的要求日益严格，传统下垂控制在大扰动工况下易导致频率偏差超限，触发继电保护动作，影响电网稳定性和新能源消纳。 该技术的核心创新在于...

Zhenbin Zhang · Guangze Chen · Dianguo Xu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

摘要：高功率（兆瓦级）能量转换系统的开关频率通常远低于低功率（千瓦至数百千瓦）系统。因此，对于前者而言，谐波问题是至关重要的问题，尤其需要先进的调制和控制技术。在本研究中，对一类谐波编程脉冲宽度调制（HPPWM）技术进行了全面综述，并提供了一种方便且可定制的快速构建解决方案。该综述涵盖了现有先进HPPWM策略的原理、求解算法和实现方面的内容。归纳出统一的构建方案，以帮助科学家/工程师根据自身需求定制合适的HPPWM解决方案。对其求解方法和提高实现性能的策略进行了基准测试和分析，这将为定制化设计提...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于谐波程控调制（HPPWM）技术的综述论文具有重要的战略参考价值。该技术专门针对兆瓦级中高压能量转换系统的低开关频率运行特性，这与我司1500V大型地面光伏逆变器、兆瓦级储能变流器（PCS）以及风电变流器等核心产品的应用场景高度契合。 在技术价值层面，HPPWM通过...

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...

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...

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

摘要：高功率柔性直流链路采用模块化多电平换流器（MMC），以在中高压电网中实现紧凑的有功功率重新分配。在发生紧急情况时，此类换流器可能需要提供更高的有功功率容量，以避免电网脆弱位置出现过载。本文通过利用MMC子模块（SM）的电容电压纹波裕量，将直流电压提升至额定值以上，从而实现了这一目标。这种电压提升在使MMC的有功功率容量得到增强的同时，还能使部件承受的额定电热应力保持不变。此外，动态改变直流侧电压可降低MMC的环流，提高其运行效率。由于平均电容电压被控制为保持恒定，因此增强型MMC的总体应力...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于模块化多电平换流器（MMC）电容电压纹波的动态直流电压增强技术具有重要的战略价值。该技术通过利用子模块电容电压纹波裕量来动态提升直流电压，在不增加器件电热应力的前提下实现有功功率容量的提升，这与阳光电源在高压大功率储能系统和柔性直流输电领域的技术路线高度契合。 对...

Jinho Yang · Hyunjoong Lee · Jun Soo Cho · Kyoungwon Lim 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

摘要：提出了一种基于直流电阻（DCR）电流传感的高效集成光伏（PV）能量收集系统。该系统采用集成微控制器单元（MCU）精确控制高压栅极驱动器，后者根据感测到的瞬时电压和电流信息驱动功率场效应晶体管。通过DCR电流传感进行瞬时功率计算，并通过高压栅极驱动器控制实现外部功率场效应晶体管的低导通电阻，提高了功率转换效率。MCU协调高压栅极驱动器、采样保持电路和12位模数转换器之间的复杂时序控制，以感测电感电流，从而实现高跟踪效率。该光伏能量收集系统的集成电路采用0.13μm双极互补金属氧化物半导体 -...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于直流电阻（DCR）电流感测的光伏能量收集系统技术具有显著的应用价值。该系统实现了99.95%的最大功率点跟踪（MPPT）效率和98.74%的功率转换效率，这两项指标均达到业界领先水平，与我司组串式逆变器追求的高效率目标高度契合。 技术核心优势在于三个方面：首先，D...

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...

Neda Mazloum · S. Ali Khajehoddin · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

摘要：为提高电压源变流器的功率密度，通常采用无源滤波器或被称为陷波滤波器的无源元件组合，其设计目的是阻断或旁路开关电流谐波，以满足电网要求。最近，研究人员对将陷波滤波器磁集成到LCL结构中进行了研究，从而降低了滤波器所需的电感值。本文提出了一种无需任何电气连接即可将陷波电感与变流器侧电感进行集成的新方法。因此，陷波电感无需承载工频电流，从而降低了传导损耗。这也使得能够使用尺寸小且磁芯损耗低的现代磁芯材料，进而进一步提高功率密度。该方法为将滤波器谐振极点设置在指定频率处提供了额外的自由度，并避免触...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项集成陷波-LCL滤波技术对提升光伏逆变器和储能变流器的功率密度具有重要战略价值。该技术通过磁集成方式将陷波滤波器与变流器侧电感耦合，且无需电气连接，使陷波电感不承载工频电流，这一创新设计可显著降低传导损耗并减小滤波器体积。 对于阳光电源的产品线而言，该技术的应用潜力体...

Mahmood Jamali · Mahdieh S. Sadabadi · Masoud Davari · Subham Sahoo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

摘要：随着部署网络物理系统的现代电网中基于三相跟网型（GFL）逆变器的资源（IBRs）数量不断增加，要求它们具备更高的智能性、多样化的功能和通信能力。然而，由于大量使用数据和通信设备，智能逆变器面临的网络威胁无处不在。本文针对GFL IBRs提出了一种新颖的弹性矢量电流控制策略，以减轻虚假数据注入（FDI）攻击的破坏性影响，同时确保GFL IBRs的稳定性和期望性能。即使有适当的上层控制机制，攻击者仍可利用GFL IBRs主控制中的漏洞，特别是“逆变器输出控制器”。在这种情况下，FDI攻击可操纵...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对跟网型逆变器抗虚假数据注入攻击的弹性控制技术具有重要的战略意义。随着我们在全球范围内部署大量光伏逆变器和储能系统，这些设备日益融入数字化电网的信息物理系统中，网络安全威胁已成为不可忽视的系统性风险。 该论文提出的状态增广向量电流控制策略直击当前智能逆变器的核心痛点...

Yongpeng Shen · Zhiwei Chen · Hongyuan Huang · Qiancheng Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

摘要：直流母线单电流传感器技术（SCST）因能降低成本和体积，在电机驱动系统中受到了广泛关注。然而，当直流母线单电流传感器技术与传统空间矢量脉宽调制（SVPWM）策略结合使用时，扇区边界和低调制区域不可观测区域的电流重构会降低采样数据的准确性。本文针对三相两电平电压源逆变器提出了一种新型不对称空间矢量脉宽调制（ASVPWM）方法，该方法具有计算开销低、电流重构准确和采样频率恒定的特点。通过在不可观测区域随机移动逆变器的开关状态脉冲，应用该不对称空间矢量脉宽调制方法实现了完整的电流重构。此外，该方...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项非对称空间矢量脉宽调制（ASVPWM）技术在直流母线单电流传感器相电流重构方面的创新，对我们的光伏逆变器和储能变流器产品线具有显著的降本增效价值。 该技术通过单电流传感器替代传统三相电流传感器方案，可直接降低硬件成本约15-20%，同时减小系统体积，这对我们追求高功率...

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...

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...

Xi Jiang · Yue Wu · Song Yuan · Xiangdong Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

摘要：氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）器件在高母线电压条件下承受反复短路（SC）应力后容易迅速失效。衬底界面处的位错缺陷在引发器件退化和热击穿失效方面起着关键作用。然而，短路应力下位错缺陷的形成机制及其对氮化镓高电子迁移率晶体管短路能力的影响仍不明确。本文提出一种基于瞬态热阻表征的新方法，用于监测氮化镓高电子迁移率晶体管器件内部位错缺陷的演变。同时，建立了一个热模型来阐明位错缺陷对器件热特性的影响。通过分析短路应力前后氮化镓高电子迁移率晶体管的结构函数，将先前难以察觉的缺陷累积转化...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于GaN HEMT器件短路应力下位错缺陷演化的研究具有重要的战略价值。GaN功率器件因其高开关频率、低导通损耗和高功率密度特性，正逐步成为我司光伏逆变器和储能变流器的核心功率开关选择，特别是在高压大功率应用场景中。 该研究揭示的位错缺陷累积机制直接关系到产品可靠性这...

Pawel Piotr Kubulus · Janus Dybdahl Meinert · Szymon Beczkowski · Asger Bjørn Jørgensen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月

摘要：近年来，宽带隙（WBG）半导体的应用使SPICE电路仿真软件面临巨大挑战，需要以较低的计算量对快速振荡瞬态进行准确评估。WBG半导体SPICE建模的主要局限之一是现有软件中缺乏内置模型，这迫使人们使用包含大量非线性方程的行为建模。采用这种实现方式会导致高昂的计算成本和收敛性问题。本文提出一种对WBG半导体进行近似建模的通用方法，利用现代开源SPICE软件的功能，通过将非线性模型公式与SPICE模型公式解耦来提高收敛性，并将非线性模型更新的计算成本转移到SPICE软件之外。所提出的建模方法适...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项SiC MOSFET近似SPICE建模技术具有重要的工程应用价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，我们正大规模采用碳化硅等宽禁带半导体器件来提升产品的功率密度和转换效率。然而，在产品研发阶段，传统SPICE仿真工具在处理SiC器件的快速开关瞬态和高频振荡时面临...

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...