找到 16 条结果 · IEEE Transactions on Power Electronics
用于15 kV SiC MOSFET功率模块电场缓解的高介电常数与高介电强度聚合物涂层
High Dielectric Constant and High Dielectric Strength Polymer Coating for Electric Field Mitigation in 15 kV SiC MOSFET Power Modules
Tianshu Yuan · Jia Lixin · Yuan Xi · Dingkun Ma 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
中压（MV）碳化硅（SiC）功率器件正在兴起，有望应用于电网、高压脉冲电源等领域。然而，功率模块的高绝缘电压与高功率密度之间的矛盾需要新型绝缘材料来缓解。与传统使用复合材料提高介电常数的方法不同，本文介绍了一种具有高介电常数和高介电强度的单一均质材料聚合物涂层，并证明该涂层可降低模块内硅胶的最大电场。对该涂层的电气性能进行了测量，结果表明与常见聚合物材料相比，它具有高介电常数和高介电强度。电场模拟显示，该涂层可使硅胶中的最大电场强度降低57%。工艺稳定后，涂层厚度可保证约为80μm，可沿直接键合...
解读: 从阳光电源中压产品线的战略视角来看，这项针对15kV SiC MOSFET功率模块的高介电聚合物涂层技术具有显著的应用价值。当前我们在1500V光伏逆变器和中压储能变流器领域正面临功率密度提升与绝缘可靠性的矛盾，该技术提供了一个切实可行的解决路径。 技术核心价值体现在三个维度：首先，单一均质材料涂...
电流注入法抑制MMC-BESS电流纹波的分析与优化
Analysis and Optimization of Current Injection Method for Mitigating the Current Ripple of MMC-BESS
Yongzheng Yu · Xiaolei Cheng · Junfang Hao · Xiaotian Yuan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
由于模块化多电平换流器电池储能系统（MMC - BESS）固有的运行特性，存在电池电流纹波问题，这将不可避免地影响电池寿命并增加传导损耗。为解决这一问题，本文研究了用于抑制MMC - BESS电池电流纹波的电流注入方法。为分析子模块中电流纹波的产生机理，将电流偏差优化问题转化为能量偏差优化问题。考虑电抗器和电池模块的影响，以获得电池电流和电容电压偏差的精确解析表达式，从而优化电流注入值。此外，对影响电池电流纹波的因素进行了定量分析，以实现参数优化。实验结果验证了所提出的基于能量的分析方法的正确性...
解读: 从阳光电源储能系统业务角度分析，该论文针对模块化多电平换流器电池储能系统（MMC-BESS）的电流纹波抑制问题提出了优化方案，具有重要的工程应用价值。 MMC-BESS是我司大规模储能系统的核心技术路线之一，其模块化设计与电池直接集成的特性符合我们在工商业储能和电网侧储能产品的发展方向。然而，电池...
一种基于耦合电感的可扩展高电压增益软开关双向DC-DC变换器
An Extendable High-Voltage Gain Soft-Switching Bidirectional DC–DC Converter With Coupled Inductor
Fan Yuan · Ruixiang Hao · Jingqi Song · Xiaojie You · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文提出了一种适用于高电压增益和大功率应用的非隔离式可扩展软开关双向直流 - 直流变换器。所提出的变换器采用低压侧（LVS）交错并联、高压侧（HVS）串联的结构，具有开关和电容电压应力低以及均流的特点。此外，通过将耦合电感与谐振槽路相结合，该变换器能够在宽电压范围内的轻载和满载条件下实现所有开关的软开关，并且可以控制漏感能量。详细讨论了其工作原理、器件电压应力、软开关条件以及对比分析。此外，还给出了所提出变换器的参数设计。最后，搭建了一台低压侧电压为 40 - 90 V、高压侧电压为 400 V...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项高增益软开关双向DC-DC变换器技术与我们在储能系统和光伏发电领域的核心需求高度契合。该技术采用低压侧交错并联、高压侧串联的拓扑结构，实现了40-90V到400V的宽范围电压转换，这正是我们储能变流器（PCS）和光储融合系统中连接电池组与直流母线的关键技术环节。 该技...
光伏电解制取绿色氢气技术进展：建模方法的综合评述与对比分析
Advancements in Photovoltaic Electrolysis for Green Hydrogen Production: A Comprehensive Review and Comparative Analysis of Modeling Approaches
Xiaoqiang Guo · Shiqi Zhang · Yuan Gao · Yiyina Teng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
由于具有零排放、环境友好和可持续等特性，绿氢是制氢方法中最具前景的选择之一。选择合适的光伏电解水制绿氢模型对于提高其效率和可靠性至关重要。然而，现有研究缺乏对光伏电解水制绿氢的全面综述与比较。这一空白使得研究人员在研究中难以选择合适的光伏电解模型。为应对这一挑战，本文对现有的光伏制氢系统建模研究进行了全面综述和比较。文章对光伏电解水制氢中的光伏面板、转换器和电解槽进行了分类和分析，总结了通用的建模方法以及针对不同应用选择合适电解槽模型的标准。此外，文章还指出了现有研究的不足之处，并提出了未来研究...
解读: 从阳光电源的业务布局来看，这篇关于光伏制氢建模方法的综述性研究具有重要的战略参考价值。论文系统梳理了光伏电解制氢系统中光伏组件、变流器和电解槽的建模方法，这与我司"光储氢"一体化解决方案的技术路线高度契合。 **业务协同价值方面**，论文对变流器建模的深入分析直接关联我司核心产品线。光伏制氢系统对...
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...
一种基于级联H桥与混合频率调制的新紧凑型软开点
A New Compact Soft Open Point Based on Cascaded H-Bridge and Mixed-Frequency Modulation
Haixi Zhao · Wu Chen · Jianxi Lan · Yubo Yuan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
作为一种取代常规联络开关的电力电子装置，柔性联络开关（SOP）能够提高配电网的运行灵活性。现有的SOP项目大多采用背靠背模块化多电平换流器（BTB - MMC）拓扑。然而，BTB - MMC需要大量的子模块，成本高且体积大。本文提出了一种基于混合频率调制的SOP（MFSOP）拓扑。所提出的MFSOP由一个并联级联H桥（CHB）、多个串联CHB和多个<italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://...
解读: 从阳光电源配电网解决方案的角度看，这篇论文提出的混合频率调制柔性开关（MFSOP）技术具有重要的战略价值。传统配电网常开点的电力电子化改造是提升新能源消纳能力的关键路径，而该技术针对现有背靠背模块化多电平换流器（BTB-MMC）方案成本高、体积大的痛点，提出了创新性解决方案。 对于阳光电源的储能及...
带中继端口的模块化多有源桥变换器功率解耦与优化控制研究
Research on Power Decoupling and Optimal Control of Modular Multiactive Bridge Converter With Relay Port
Changyu Gao · Kai Li · Zhibo Zhang · Fan Yuan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
模块化多有源桥（MMAB）变换器是一种模块化、可扩展且极具前景的多端口变换器，它便于实现各种电源和负载之间的灵活互联。在传统的MMAB结构中，所有端口都通过多个高频变压器与一个公共高频链路耦合，这本质上会在端口之间引入交叉耦合功率流。本文提出了一种改进的MMAB变换器结构，该结构引入了一个额外的中继端口，以实现硬件层面的功率解耦。所提出的拓扑结构无需复杂的控制策略，且允许每个端口作为独立的双有源桥变换器独立运行，互不干扰。利用频域分析详细分析了功率流解耦原理。此外，提出了一种基于占空比控制的优化...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项模块化多有源桥（MMAB）变换器技术具有显著的战略价值。该技术通过引入中继端口实现硬件级功率解耦，有效解决了传统多端口变换器中端口间交叉耦合的核心难题，这与阳光电源在光储充一体化、多能互补系统等场景的技术需求高度契合。 在储能系统应用层面，该技术的模块化、可扩展特性能...
基于电荷等效电流混合重构的升压型PFC变换器直流母线电容在线估算
DC-Link Capacitance Online Estimation Based on Current Hybrid Reconstruction by Charge Equivalence for Boost PFC Converters
Desheng Qu · Binxing Li · Gaolin Wang · Baining Fu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
升压功率因数校正变换器的不同工作模式给在宽功率范围内准确估算直流母线电容带来了挑战。为满足混合导通模式（MCM）和连续导通模式（CCM）的需求，提出了一种基于电荷等效的电流混合重构的直流母线电容在线估算策略。为获取电容电流的二次谐波分量以估算电容，基于电荷等效原理，在一个开关周期内分别建立了CCM和不连续导通模式（DCM）下的电流重构模型。通过分析升压电感内阻分压以及工作模式误判对一个开关周期内电流重构的影响，采用基于误差最小化的混合策略在不同工作模式下重构电容电流。这样，无需额外硬件且不提高采...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于电荷等效电流混合重构的直流母线电容在线估算技术具有重要的应用价值。在光伏逆变器和储能变流器系统中，直流母线电容是核心功率器件，其健康状态直接影响系统可靠性和寿命。该技术针对Boost PFC变换器在宽功率范围内的多模式运行特性，提出了适应混合导通模式（MCM）和连续...
一种用于反激变换器轻载功率降低的新型控制方案
A Novel Control Scheme for Light Load Power Reduction of Flyback Converter
Qifan Liu · Xi Jiang · Xiaowu Gong · Song Yuan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
降低功耗是反激式转换器设计与开发中的首要考虑因素。然而，现有文献尚未对反激式转换器在轻载情况下的功耗进行广泛研究。鉴于反激式转换器的快速普及，有必要开发一种在轻载条件下降低反激式转换器功耗的新技术。本文介绍了一种采用平均功率降低策略的反激式转换器新型功率损耗降低方法。采用台积电 0.5 微米双极 - 互补金属氧化物半导体 - 双扩散金属氧化物半导体（BCD）混合信号工艺制造了一款控制集成电路，并通过一个 15 瓦/15 伏的原型实验测试板进行了验证。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项反激变换器轻载功耗降低技术具有显著的应用价值。反激变换器作为辅助电源广泛应用于我司光伏逆变器、储能变流器等核心产品中，为控制电路、通信模块、传感器等提供低压供电。在实际运行场景中，这些辅助电源长期处于轻载或待机状态，其能效直接影响系统整体待机功耗和能效等级认证。 该论...
采用芯片-陶瓷散热封装的SiC功率模块EMI抑制方法
EMI Mitigation for SiC Power Module With Chip-on-Ceramic Heatsink Packaging
Zhaobo Zhang · Wenzhi Zhou · Xibo Yuan · Elaheh Arjmand 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本信函提出采用陶瓷散热片上芯片封装方式，以在封装层面降低共模（CM）噪声，同时改善碳化硅（SiC）功率模块的热性能。该封装方式将碳化硅金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）直接连接到金属化氮化铝（AlN）陶瓷散热片上，减少了开关节点与地之间的共模电容耦合，从而降低了共模噪声。搭建了一个400至200V的直流 - 直流降压转换器，以验证该封装方式在抑制共模噪声方面的有效性。实验结果表明，共模电流有所降低，与传统无基板模块相比，陶瓷散热片上芯片功率模块在5至20MHz频谱范围内的共...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项芯片直接封装于陶瓷散热器的SiC功率模块技术具有重要的战略价值。该技术通过减少开关节点与地之间的共模电容耦合，在5-20 MHz频段实现了超过5 dB的共模噪声抑制，这对我们的光伏逆变器和储能变流器产品具有直接应用意义。 在光伏逆变器领域，随着SiC器件的广泛应用，高...
用于大功率大规模光伏应用的隔离型MVdc-HVdc-AC三端口电力路由器
Isolated MVdc-HVdc-AC Three-Port Power Router for High-Power Large-Scale PV Applications
Zhixian Liao · Binbin Li · Yijia Yuan · Yingzong Jiao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
本文提出了一种适用于大规模光伏应用中压（MV）直流汇集并可实现部分交流电源整合的隔离型三端口功率路由器（TP - PR）。通过集成变压器将模块化多电平变换器（MMC）与晶闸管阀相结合，不仅降低了中压直流侧安装的半导体容量，还消除了对中压侧子模块（SM）电容的需求。特别地，MMC利用高频电流进行中压直流功率传输，有效降低了对子模块电容的要求。此外，晶闸管的低导通压降以及零电压开关和零电流开关技术，确保了TP - PR具有较低的转换损耗。与传统的隔离型三端口拓扑相比，TP - PR可使半导体成本降低...
解读: 从阳光电源大型地面光伏电站和集中式逆变器业务角度看，这项隔离型三端口功率路由器技术具有重要的战略价值。该技术针对中压直流汇集的大规模光伏应用场景，与阳光电源正在布局的1500V+系统乃至更高电压等级的技术路线高度契合。 技术优势方面，通过将模块化多电平换流器（MMC）与晶闸管阀结合，该方案在半导体...
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...
基于多波长激光的瞬态热反射技术用于GaN HEMT沟道温度监测
Multiwavelength Laser-Based Transient Thermoreflectance for Channel-Temperature Monitoring of GaN HEMTs
Yali Mao · Haochen Zhang · Yunliang Ma · Hongyue Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
对于氮化镓（GaN）器件而言，同时具备高空间分辨率和高时间分辨率的沟道温度表征方法需求迫切，但目前仍较为缺乏。在这项工作中，我们开发了一种基于多波长激光的瞬态热反射技术（MWL - TTR），利用320纳米连续波（CW）激光监测沟道温度，532纳米连续波激光监测金属触点，实现了亚微米级空间分辨率和纳秒级时间分辨率。我们对以往常被忽略的320纳米带隙以上激光在温度监测中引起的光电流效应进行了定量研究并予以消除。通过MWL - TTR实现了热反射系数（<inline - formula xmlns:...
解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项多波长激光瞬态热反射技术对我们的核心产品具有重要的战略价值。GaN HEMT（氮化镓高电子迁移率晶体管）是光伏逆变器和储能变流器中功率转换模块的关键器件，其热管理性能直接影响系统效率、可靠性和使用寿命。 该技术的核心价值在于实现了亚微米空间分辨率和纳秒级时间分辨率的沟...
直接键合铜基板底部铜层对功率模块局部放电性能的影响
Impacts of the Bottom Copper Layer of Direct-Bond Copper Substrates on the Partial Discharge Performance in Power Modules
Yuan Gao · Kai Yin · Claus Leth Bak · Asger Bjørn Jørgensen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
本文研究了直接键合铜（DBC）基板底部铜层对功率模块局部放电（PD）性能的影响。建立了不同布局的DBC样品有限元仿真模型，并对其电场分布进行了对比分析。结果表明，通过使底部铜层浮空、施加一半的高压，或者部分或完全去除底部铜层，可以显著降低DBC基板三相点处的最大电场。制作了多个DBC样品，并对其局部放电性能进行了实验测试。完全去除底部铜层可使局部放电起始电压（PDIV）提高79%以上。实验结果与仿真分析吻合良好，验证了研究结果。制作了一个采用完全去除底层铜概念的模拟功率模块，并按照IEC 602...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于DBC基板底层铜层优化以提升局部放电性能的研究具有重要的战略价值。在光伏逆变器和储能变流器向中高压、大功率方向发展的趋势下，功率模块的绝缘可靠性已成为制约产品性能提升的关键瓶颈。 该研究通过有限元仿真与实验验证相结合，系统分析了底层铜层不同布局方案对电场分布的影响...
一种具有强横向、纵向和旋转抗偏移性能的多单元SCC电容耦合器
A Multicell SCC Capacitive Coupler With Strong Lateral, Longitudinal, and Rotational Antioffset Performance
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...
碳化硅MOSFET瞬态解析建模方法简要综述
A Brief Review of SiC MOSFET Transient Analytical Modeling Methods: Principles, Current Status, and Parameters Modeling
Lina Wang · Zezhuo Yuan · Junming Chang · Zaiqia Wu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
在评估和优化半导体器件开关瞬态性能领域，解析建模方法因其简单、直观和实际适用性等优点而受到越来越多的关注。与相同功率等级的硅基功率器件相比，碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）的开关速度更快，这使得其开关瞬态过程对电路中寄生参数的影响极为敏感。这导致出现更复杂的瞬态特性，给 SiC MOSFET 开关瞬态的解析建模带来了挑战。本文综述了现有的用于分析 SiC MOSFET 与二极管对开关瞬态的解析建模方法。介绍了解析建模过程中采用的几种简化措施，并根据简化程度...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于SiC MOSFET开关瞬态分析建模方法的综述论文具有重要的战略参考价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，阳光电源正处于功率半导体技术从硅基向碳化硅转型的关键阶段，而精确的瞬态建模能力直接关系到产品性能优化和市场竞争力提升。 该论文系统梳理的分段线性模型...