找到 11 条结果 · IEEE Transactions on Power Electronics
基于半波电流关键特性的逆变器开路故障诊断方法
Open-Circuit Fault Diagnosis Method for Inverters Based on Critical Characteristics of Half-Wave Current
Bo Liu · Tingna Shi · Yan Yan · Guozheng Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
快速准确地诊断功率开关开路故障对于电压源逆变器的可靠运行至关重要。本文提出了一种适用于各种转速运行工况的逆变器功率开关开路故障诊断方法。首先，建立了正常和故障状态下三相电流的详细模型。然后，通过设计临界区域消除了故障特征对控制参数和加速度的依赖性。在此基础上，对不同故障后特征量的变化趋势进行了定量分析，为诊断阈值的设计提供了理论依据。最后，通过实验室搭建的硬件测试平台验证了所提方法的有效性。实验结果表明，所提方法能够识别各种开路故障，在恒速、变速以及不同控制参数下具有良好的泛化能力和鲁棒性。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于半波电流临界特征的逆变器开路故障诊断技术具有重要的应用价值。作为全球领先的逆变器制造商，阳光电源在光伏逆变器、储能变流器等产品线中广泛采用电压源逆变器拓扑，功率开关器件的可靠性直接影响系统的可用率和运维成本。 该技术的核心创新在于通过设计临界区域消除了故障特征对控...
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...
基于新型模糊张量空间方法的M3C与GFM/GFL混合控制策略变换器交互大信号稳定性分析
Interaction Large-Signal Stability Analysis of M3C and GFM/GFL Hybrid Control Strategies Converters Based on the Novel Fuzzy Tensor Space Method
Ziyue Duan · Yongqing Meng · Peiqi Zhao · Shuhao Yan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
本文提出了一种新颖的模糊张量空间方法，用于分析模块化多电平矩阵变换器与电网形成/跟随（GFM/GFL）混合控制策略变换器的相互作用大信号稳定性。针对系统动态模型中存在的高阶、强非线性和多频耦合等难题，利用扇形非线性理论将复杂度从指数级降低到常数级。这是通过将原始隶属函数集优化为线性无关的模糊张量基来实现的。此外，利用模糊张量空间的物理意义缩小了求解李雅普诺夫泛函问题的映射区域，有效降低了保守性。与传统的TS模糊理论相比，该方法得到的稳定性分析结果在复杂度和准确性之间实现了更好的平衡。基于改进后的...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的模糊张量空间方法为解决M3C（模块化多电平矩阵变换器）与GFM/GFL混合控制策略的大信号稳定性问题提供了创新性理论工具，这对我司在新能源并网系统领域具有重要战略价值。 随着公司光伏逆变器和储能系统大规模接入电网，特别是在弱电网环境下，多台变流器之间的交互稳定...
基于临界区共性特征的逆变器开路故障诊断方法
Open-Circuit Fault Diagnosis Method for Inverters Based on Common Characteristics in Critical Region
Bo Liu · Tingna Shi · Guozheng Zhang · Yan Yan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
功率开关开路故障是电机驱动系统中常见的故障类型之一。准确、快速地诊断开路故障十分重要。控制器的调节往往会破坏故障电流特征的规律性。控制参数的多种可能性会削弱某些故障诊断方法的泛化能力，即降低诊断方法的准确性。本文首次提出临界特征（CC）的概念，为面对多种可能性干扰因素时的特征提取和准则设定提供了理论基础。然后，将三相电流绝对值的平均值作为临界特征用于诊断逆变器的开路故障。最后，实验结果表明，所提出的方法对不同控制参数具有较强的泛化能力，对噪声和各种负载的敏感性较低，且诊断速度快。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的基于临界特征的逆变器开路故障诊断方法具有重要的工程应用价值。在光伏逆变器和储能变流器系统中，功率开关器件的开路故障是最常见的失效模式之一，直接影响系统可靠性和发电效率。传统诊断方法往往受控制参数多样性的制约，泛化能力不足，而该方法通过提取"临界特征"这一创新概...
适用于中压SiC MOSFET的低电容耦合恒定输出电压栅极驱动电源
Gate Driver Power Supply With Low-Capacitance-Coupling and Constant Output Voltage for Medium-Voltage SiC MOSFETs
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...
返回比矩阵重构方法在并网逆变器中的应用：原理、物理机理与参数设计
Return Ratio Matrix Reconstruction Approach for Grid-Connected Inverters: Principle, Physical Insights, and Parameter Design
Yuhang Chen · Xinbo Ruan · Yuying He · Yiran Yan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
弱电网下并网逆变器的稳定性可通过回比矩阵进行分析，回比矩阵为逆变器输出导纳与电网导纳之比。由于提供电网电流参考的功率控制环和锁相环（PLL）具有不对称性，回比矩阵为非奇异矩阵，有两个非零的无理特征值，这给稳定性分析和参数设计带来了挑战。为解决这一问题，本文提出了回比矩阵重构方法，将非奇异回比矩阵重构为仅有一个非零特征值的奇异矩阵。在此基础上，揭示了功率控制环和锁相环的参数设计顺序，并给出了分步参数设计方法。最后，在实验室对一台10 kVA三相LCL并网逆变器样机进行了测试，实验结果验证了采用重构...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于并网逆变器回报比矩阵重构的研究具有重要的工程应用价值。当前，我们的光伏逆变器和储能变流器产品在弱电网环境下的稳定运行面临严峻挑战，特别是在偏远地区的光伏电站和工商业储能项目中，电网阻抗较大导致的振荡问题时有发生。 该论文提出的矩阵重构方法针对性地解决了功率控制环和...
一种基于低质量数据的三相逆变器功率开关开路故障鲁棒数据驱动诊断方法
A Robust Data-Driven Method for Open-Circuit Fault Diagnosis of Power Switches in Three-Phase Inverters With Low-Quality Data
Yang Xia · Yan Xu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
机器学习（ML）技术在电力变换器故障诊断方面显示出了巨大潜力。然而，在实际应用中，诊断处理器所测量的数据可能会受到损坏，这会降低基于机器学习的诊断模型的性能。本文提出了一种鲁棒的数据驱动方法，用于在数据存在缺失值、异常值和噪声等低质量问题的情况下进行功率开关开路故障诊断。在离线阶段，首先训练一个鲁棒子空间矩阵，用于从缺失数据和异常值中恢复受损数据。然后，通过联合稀疏编码和变换学习对恢复后的数据进一步去噪，在此过程中可以得到一个变换权重矩阵。以处理后的数据作为输入，训练一个随机向量功能链接网络来生...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对三相逆变器功率开关开路故障诊断的鲁棒数据驱动方法具有重要的应用价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，阳光电源在大规模光伏电站和储能项目中部署了海量的逆变器设备，功率开关作为核心器件，其故障诊断能力直接影响系统可靠性和运维成本。 该技术的核心优势在于其对低...
基于直流分压电容的纹波功率解耦电路统一建模与控制方法
Unified Modeling and Control Methods for Ripple Power Decoupling Circuit Based on DC-Split Capacitor
Ziyin Wang · Zhenchao Li · Yan Zhang · Jia Shu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
单相逆变器系统本质上会出现二次谐波纹波功率，必须对其进行抑制，以最大程度减少其对系统的不利影响。一种有效的纹波功率解耦技术是向直流分裂电容注入互补纹波电压。通过利用分裂电容之间的能量差，纹波功率得到有效补偿，同时互补的电容电压可维持稳定的直流母线电压。本文提出了一个统一模型，阐明了基于直流分裂电容的功率解耦方法的内部物理机制。基于该模型推导出了四种不同的方法，揭示了双向功率流的必要性，并解释了为何之前的某些方法仅能实现部分纹波功率解耦。此外，综合考虑电容需求、半导体应力和系统体积等因素对这些方法...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于直流分裂电容的纹波功率解耦技术对我们的单相光伏逆变器和储能系统产品线具有重要应用价值。单相系统固有的二次谐波纹波功率一直是影响系统可靠性和效率的关键问题，特别是在户用光伏和小型储能领域，这个问题尤为突出。 该研究提出的统一建模方法揭示了四种不同解耦方案的物理机制，...
基于磁耦合闭环控制的GaN HEMT有源栅极驱动器以抑制关断时漏源电压过冲及电磁干扰
A GaN HEMT Active Gate Driver to Combat Turn-Off Drain-Source Voltage Overshoot and EMI Based on Magnetic Coupling Closed-Loop Control
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/...
用于抑制GaN器件串扰并降低反向导通损耗的三级门极驱动
Three-Level Gate Drive for Crosstalk Suppression of GaN Devices With Low Reverse Conduction Loss
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...
通过瞬态热表征理解短路应力下GaN HEMT位错缺陷的作用
Understanding the Role of Dislocation Defects of GaN HEMT under Short-Circuit Stress Through Transient Thermal Characterization
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...