找到 34 条结果 · IEEE Transactions on Power Electronics
电力电子系统中功率半导体模块的热网络研究综述
Thermal Networks for Power Semiconductor Modules in Power Electronic Systems: A Review
Xiang Li · Yi Zhang · Haoze Luo · Xin Yang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
本文综述了功率半导体模块热网络模型的发展。随着电力电子应用对功率密度、开关频率、运行温度及可靠性要求的不断提高，功率模块的设计面临严峻挑战。文章重点探讨了热网络建模技术，旨在通过精确的热管理提升系统整体性能与可靠性。
解读: 热管理是阳光电源提升逆变器与储能系统功率密度的核心技术。随着PowerTitan等大功率储能系统及组串式逆变器向更高功率密度演进，功率模块（IGBT/SiC）的热设计直接决定了产品的可靠性与寿命。本文提到的热网络模型可深度集成至iSolarCloud智能运维平台，用于实时监测核心功率器件的结温状态，...
基于移相SPWM的单源五电平电流源逆变器调制方法
Phase-Shifting SPWM-Based Modulation for Single-Source Five-Level Current Source Inverter
Ling Xing · Qiang Wei · Yunwei Li · Yan-Fei Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8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...
热界面材料对功率半导体模块器件间热耦合的影响
Impact of Thermal Interface Materials on the Device Thermal Coupling in Semiconductor Power Modules
Xiang Li · Guiqin Chang · Matthew Packwood · Qiang Xiao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
本文研究了不同热界面材料（TIMs）对功率半导体模块内部器件间热耦合的影响。以配备续流快速恢复二极管（FRD）的IGBT功率模块为研究对象，对比分析了导热硅脂和石墨片两种TIMs。通过理论分析与实验验证，揭示了TIMs的热特性对模块内部温度分布及器件间热交互作用的关键影响。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心功率模块封装与热管理技术。对于组串式及集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统而言，功率模块的热耦合直接影响器件结温分布及寿命。在产品设计中，合理选择TIMs（如导热硅脂与石墨片的权衡）能显著降低IGBT与FRD间的热串扰，从而提升功率密度并优...
多芯片并联IGBT模块电流均流优化与验证
Optimization and Validation of Current Sharing in IGBT Modules With Multichips in Parallel
Guiqin Chang · Cheng Peng · Yuanjian Liu · Erping Deng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
多芯片并联IGBT模块广泛应用于工业及汽车电力电子系统。电路拓扑不对称及芯片特性差异导致并联芯片间电流分配不均，产生过大的电应力，进而影响模块可靠性。本文研究了电流不平衡的成因，并提出了优化均流的策略与验证方法。
解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器）中功率模块的选型与设计。在大功率电力电子设备中，IGBT模块的并联均流是提升系统功率密度和可靠性的关键。通过优化均流技术，可有效降低芯片热应力，延长模块寿命，减少因局部过热导致的故障率...
基于临界模式的高频三相双向AC-DC变换器软开关调制技术
Critical-Mode-Based Soft-Switching Modulation for High-Frequency Three-Phase Bidirectional AC–DC Converters
Zhengrong Huang · Zhengyang Liu · Fred C. Lee · Qiang Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年4月
本文提出了一种用于三相双向AC-DC变换器的新型临界导通模式调制策略。该方法有效缩小了开关频率的变化范围，实现了零电压软开关（ZVS），显著降低了开关损耗。该技术特别适用于数百kHz以上的高频运行场景，并能有效提升宽禁带半导体器件的系统效率。
解读: 该技术对阳光电源的高功率密度产品线具有重要价值。随着光伏逆变器和储能变流器（PCS）向高频化、小型化发展，该调制策略可直接应用于PowerTitan、PowerStack等储能变流器及组串式逆变器中。通过实现高频下的ZVS软开关，能够有效降低SiC等宽禁带器件的开关损耗，从而提升整机效率并减小磁性元...
高频隔离双向DC-DC变换器在实际应用中的瞬态直流偏置与电流冲击效应
Transient DC Bias and Current Impact Effects of High-Frequency-Isolated Bidirectional DC–DC Converter in Practice
Biao Zhao · Qiang Song · Wenhua Liu · Yuming Zhao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年4月
本文分析了高频隔离双向DC-DC变换器（IBDC）在实际运行中因无法严格满足稳态理论前提而产生的瞬态直流偏置及电流冲击效应。文章全面解析了稳态移相（SPS）控制策略下的瞬态特性，并探讨了相关模式及影响机制。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心储能业务，特别是PowerTitan和PowerStack系列中广泛采用的双向DC-DC变换器拓扑。在储能系统频繁的充放电切换及电网侧功率调度过程中，瞬态直流偏置和电流冲击是导致功率器件（如IGBT/SiC）失效和磁性元件饱和的关键因素。建议研发团队在PCS控制算法中引入...
PWM加移相控制下双有源桥DC-DC变换器高频链路通用特性及实用基波优化策略
Universal High-Frequency-Link Characterization and Practical Fundamental-Optimal Strategy for Dual-Active-Bridge DC-DC Converter Under PWM Plus Phase-Shift Control
Biao Zhao · Qiang Song · Wenhua Liu · Guowei Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年12月
本文提出了一种通用稳态模型，用于简单准确地描述PWM加移相控制下隔离型双有源桥（DAB）DC-DC变换器高频链路的电气量解析表达式。此外，文章揭示了高频链路电气量之间的通用无功功率相互作用，并利用该特性优化了循环电流，提升了变换效率。
解读: DAB拓扑是阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）中双向DC-DC变换器的核心架构。该研究提出的通用稳态模型及基波优化策略，能够有效降低PCS在宽电压范围运行下的循环电流损耗，显著提升储能变流器的转换效率。建议研发团队将此优化算法集成至PCS控制固件中，特别是在高压直流...
基于移相SPWM的单源五电平电流源逆变器调制策略
Phase-Shifting SPWM-Based Modulation for Single-Source Five-Level Current Source Inverter
Ling Xing · Qiang Wei · Yunwei Li · Yan-Fei Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
本文针对一种新型单源五电平电流源逆变器（CSI），提出了一种移相SPWM调制策略。该策略旨在解决如何在低开关频率下实现五电平输出并获得优异谐波性能的挑战，填补了该拓扑在调制技术研究方面的空白。
解读: 该研究涉及的多电平电流源逆变器（CSI）拓扑在提升输出电能质量和降低开关损耗方面具有潜力，与阳光电源的组串式及集中式光伏逆变器技术路线相关。多电平技术是实现高功率密度和高效率的关键，该调制策略有助于优化逆变器在并网过程中的谐波抑制能力，降低滤波器体积。建议研发团队关注该拓扑在大型地面电站逆变器中的应...
热界面材料对半导体功率模块中器件热耦合影响的研究
Impact of Thermal Interface Materials on the Device Thermal Coupling in Semiconductor Power Modules
Xiang Li · Guiqin Chang · Matthew Packwood · Qiang Xiao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文研究了不同热界面材料（TIMs）对半导体功率模块内部器件间热耦合的影响。具体而言，针对配备续流快速恢复二极管（FRDs）的绝缘栅双极型晶体管（IGBT）功率模块，采用两种热界面材料，即导热硅脂和石墨片进行研究。首先对功率模块内部芯片间的热耦合进行了理论分析，随后给出了数值模拟和实验测试结果。结果之间的一致性验证了热界面材料的热导率越低，芯片间的热耦合越强。由于自热热阻和耦合热阻均取决于热界面材料的热导率，因此对二者在总热阻中的贡献比例变化进行了量化。此外，还表征了热界面材料对IGBT芯片和F...
解读: 作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，阳光电源的核心产品高度依赖IGBT功率模块的热管理性能。该论文针对导热界面材料（TIM）对功率半导体器件热耦合影响的研究，对我司产品可靠性提升具有重要参考价值。 在大功率光伏逆变器和储能变流器中，IGBT与续流二极管（FRD）的热耦合效应直接影响系统的功率...
接近击穿电压下GaN HEMT在过压硬开关中的退化与恢复
Degradation and Recovery of GaN HEMTs in Overvoltage Hard Switching Near Breakdown Voltage
Joseph P. Kozak · Qihao Song · Ruizhe Zhang · Yunwei Ma 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
GaN HEMT器件雪崩能力有限，在接近动态击穿电压（BVdyn）的过压硬开关条件下易发生灾难性失效。本文首次对比研究了三种主流GaN HEMT在重复过压开关过程中的参数漂移与恢复特性，揭示了其在极限工况下的可靠性演变规律。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化充电桩产品中对高功率密度要求的提升，GaN器件的应用日益广泛。该研究揭示了GaN在极限过压工况下的退化机制，对于优化逆变器及充电桩的驱动电路设计、过压保护策略及器件选型具有重要指导意义。建议研发团队在设计高频功率模块时，充分考虑动态击穿电压限制，并利用文中提到的恢...
垂直结构氮化镓鳍式结型场效应管
Fin JFET）短路鲁棒性的突破
Ruizhe Zhang · Jingcun Liu · Qiang Li · Subhash Pidaparthi 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
当前商用氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）短路鲁棒性不足，在400V总线电压下短路耐受时间通常小于1μs，远低于汽车动力总成要求的10μs以上。本文展示了一种垂直结构GaN Fin JFET，通过器件结构创新显著提升了短路耐受能力，为GaN器件在高性能电力电子系统中的应用提供了新路径。
解读: 该研究针对GaN器件短路耐受力弱这一行业痛点，提出了垂直结构GaN Fin JFET方案。对于阳光电源而言，该技术若实现商业化，将极大提升公司在电动汽车充电桩及高功率密度光伏逆变器中的竞争力。特别是在户用光伏逆变器和充电桩产品线中，利用高鲁棒性的GaN器件可进一步减小磁性元件体积，提升整机效率与可靠...
共源共栅GaN HEMT在非钳位感性开关下的鲁棒性
Robustness of Cascode GaN HEMTs in Unclamped Inductive Switching
Qihao Song · Ruizhe Zhang · Joseph Kozak · Jingcun Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
浪涌能量鲁棒性对汽车动力总成和电网等应用至关重要。与Si和SiC MOSFET不同，GaN HEMT缺乏雪崩能力，主要依靠过压能力承受浪涌能量。本文对共源共栅GaN HEMT在非钳位感性开关（UIS）条件下的浪涌能量鲁棒性进行了全面研究。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及电动汽车充电桩领域对高功率密度和高效率的需求日益增长，GaN器件的应用潜力巨大。本文针对GaN HEMT在UIS条件下的鲁棒性研究，为阳光电源在设计高频、紧凑型功率变换模块时提供了关键的可靠性评估依据。建议研发团队在引入GaN器件时，重点关注其过压耐受特性，并优化驱动电...
用于模块化多电平变换器
MMC）的降低直流侧电流纹波的先进2N+1子模块统一PWM策略
Qiang Yu · Fujin Deng · Chengkai Liu · Zheng Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
模块化多电平变换器（MMC）中，2N+1子模块统一脉宽调制（SUPWM）可实现2N+1电平输出，但会在桥臂电感上产生电压脉冲，导致直流侧出现较大的高频电流纹波，影响系统性能。本文提出了一种改进的SUPWM策略，旨在有效抑制MMC直流侧的高频电流纹波。
解读: MMC拓扑在阳光电源的大型储能系统（如PowerTitan系列）及高压大功率并网变流器中具有重要应用潜力。该文章提出的优化调制策略能显著降低直流侧电流纹波，有助于减小直流侧滤波电感体积，提升系统功率密度，并降低电容器的应力，从而延长储能系统寿命。建议研发团队评估该算法在PowerTitan系列PCS...
面向风能转换系统的模块化电流型高频隔离矩阵变换器
The Modular Current-Fed High-Frequency Isolated Matrix Converters for Wind Energy Conversion
Yang Xu · Zheng Wang · Pengcheng Liu · Qiang Wei 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
本文提出了一种基于模块化电流型高频变压器隔离矩阵变换器（CF-HFT-MC）的风能转换系统。该拓扑利用高频变压器替代工频变压器，并省去了系统中笨重且易损的电解电容，从而显著提升了系统的功率密度、可靠性及转换效率。
解读: 该技术对阳光电源的风电变流器业务具有重要参考价值。通过引入高频隔离矩阵变换器并去除电解电容，可显著提升风电变流器的功率密度并延长系统寿命，这与阳光电源追求高可靠性、长寿命风电变流产品的战略高度契合。建议研发团队关注该拓扑在海上风电等对体积和维护成本敏感场景下的应用潜力，评估其在降低系统重量和提升抗干...
基于相移双组多载波相向PWM的模块化多电平变换器
MMC）直流侧高频电流纹波消除策略
Qiang Yu · Fujin Deng · Chengkai Liu · Jifeng Zhao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
针对模块化多电平变换器（MMC）中主动环流抑制导致直流侧高频电流纹波的问题，本文提出了一种基于相移双组多载波相向PWM的调制策略。该方法通过优化载波相位分布，有效消除了直流侧的高频电流纹波，同时保留了对基频和二倍频分量的控制能力，提升了系统整体性能。
解读: 该研究针对MMC拓扑的直流侧纹波优化，对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着光伏和储能系统向高压、大功率方向发展，MMC拓扑在大型电站中的应用日益广泛。该调制策略能有效降低直流侧电流应力，减小直流电容体积，从而提升系统的功率密度和可靠性。建议研发团...
用于中压直流配电的模块化多电平高频直流变换器准方波调制
Quasi-Square-Wave Modulation of Modular Multilevel High-Frequency DC Converter for Medium-Voltage DC Distribution Application
Yu Wang · Qiang Song · Biao Zhao · Jianguo Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年9月
在直流配电网中，模块化多电平高频直流变换器（MDCC）可实现低压与中压直流母线间的电气隔离、电压转换及功率传输。本文将准方波（QSW）调制应用于MDCC，该方法有效规避了dv/dt应力问题，并保持了高直流电压利用率，同时建立了相应的数学模型。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及未来中压直流接入方案具有重要参考价值。随着储能系统向更高电压等级和更高功率密度演进，模块化多电平（MMC）拓扑结合准方波调制能显著降低开关损耗并提升系统效率，同时缓解高压下的dv/dt应力，提升功率模块的可靠性。建议研发团队关注该调制策略在兆...
一种基于单向电流H桥子模块及主动环流注入的MMC拓扑
An MMC Topology Based on Unidirectional Current H-Bridge Submodule With Active Circulating Current Injection
Wenbo Yang · Qiang Song · Shukai Xu · Hong Rao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年5月
本文提出了一种基于单向电流H桥子模块（UCH-SM）的新型模块化多电平变换器（MMC）。该拓扑通过优化全桥子模块，在保持桥臂电流单向的前提下，引入主动环流注入（ACCI）技术。研究表明，该方案在减少开关器件数量的同时，有效提升了变换器的运行效率与控制灵活性。
解读: 该研究提出的UCH-MMC拓扑在减少开关器件数量的同时保持了多电平的高性能输出，对于阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。通过优化子模块设计，有望进一步降低大功率PCS的硬件成本并提升功率密度。建议研发团队关注该拓扑在电网侧储能及高压光伏并网场景下的...
基于MMC和双有源桥
DAB）的多电平高频链与多电平直流链直流变压器在中压直流应用中的对比分析
Biao Zhao · Qiang Song · Jianguo Li · Xiaopeng Xu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年3月
本文对用于中压直流（MVDC）应用的多电平高频链直流变压器（MDCT）与多电平直流链直流变压器（ADCT）进行了全面对比。研究涵盖了基于模块化多电平变换器（MMC）和双有源桥（DAB）拓扑的电路结构、运行机理、高频链电压电流特性、有功与环流功率分配及特征电流等关键性能指标。
解读: 该研究探讨的MMC与DAB级联拓扑是实现高压大功率直流变换的核心技术，与阳光电源PowerTitan及PowerStack等大型储能系统在直流耦合架构下的技术演进高度相关。随着储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）发展，MMC拓扑在降低器件应力、提升系统效率及功率密度方面具有显著优势。建议研发...
基于双有源桥
DAB）的模块化高频链直流变压器在柔性中压直流配电中的全过程运行、控制与实验：实用指南
Biao Zhao · Qiang Song · Jianguo Li · Qianhao Sun 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年9月
直流变压器（DCT）是中压直流（MVDC）配电系统的核心设备。本文针对基于双有源桥（DAB）的DCT在柔性MVDC配电中的应用，提供了涵盖全过程运行、控制策略及实验验证的实用指南。文章将DCT的运行模式设计为MVDC、LVDC及功率控制模式，为直流配电系统的稳定运行提供了理论与实践参考。
解读: 该技术与阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流微电网业务高度相关。DAB拓扑是实现储能变流器（PCS）高效双向功率变换的关键技术，其模块化设计思路可优化阳光电源大功率储能系统的功率密度与扩展性。建议研发团队关注该文中的多模式控制策略，以提升PCS在复杂直流配电网中的...
面向高压直流应用基于模块化多电平变换器的直流变压器高频链调制方法：综合分析与实验验证
High-Frequency-Link Modulation Methodology of DC–DC Transformer Based on Modular Multilevel Converter for HVDC Application: Comprehensive Analysis and Experimental Verification
Biao Zhao · Qiang Song · Jianguo Li · Yu Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年5月
本文对基于模块化多电平变换器（MMC）的直流变压器（MMDCT）高频链（HFL）调制进行了理论分析与实验验证。重点研究了三种典型的高频链双有源移相调制策略，并对其电压、电流、功率特性及额定电流进行了详细表征。
解读: 该研究涉及的MMC架构及高频链直流变压器技术，对阳光电源在大规模储能系统（如PowerTitan系列）及高压直流输电（HVDC）领域的功率变换技术升级具有重要参考价值。随着储能系统向高压化、大容量化发展，基于MMC的多电平拓扑能有效降低器件电压应力并提升系统效率。建议研发团队关注该调制策略在提升PC...
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