Zhengge Chen · Jianping Xu · Shungang Xu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月

为实现面向管道的能量收集（EH），本文提出一种微型涡轮驱动的印刷电路板（PCB）纳米发电机以及一种用于流体动能收集的非对称无桥交直流转换器。轴向磁通永磁（AFPM）PCB纳米发电机结构紧凑且功率密度高。此外，本文还提出了一种带有基于电阻的输入电压采样网络的非对称无桥交直流转换器，该转换器无需输入二极管。本文介绍了PCB纳米发电机的结构、无桥电路的工作模式和电路控制逻辑，并进行了仿真。最后，搭建并测试了所提出的能量收集系统，该系统在转速为1500转/分钟时可收集96毫瓦的能量。

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于PCB纳米发电机的管道能量收集技术呈现出独特的应用价值。该技术采用轴向磁通永磁（AFPM）结构和无桥AC-DC转换器，实现了在1500转/分钟下96毫瓦的能量收集能力，这为我们在分布式能源管理和物联网监测领域提供了新的技术路径。 对于阳光电源的储能和智能运维系统而...

Xuchi Xue · Zhitao Liu · Weihan Li · Hongye Su · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

本文提出了一种具备离网负载能力的单级双有源桥（DAB）直流 - 交流转换器的优化设计方案。DAB 转换器因其双向功率传输和高功率密度特性而备受关注。然而，储能装置在离网运行时需要具备对负载的适应性。本文基于控制变量的线性化，建立了一个新的控制回路。其目标是最小化电流应力和均方根电流，这会对外部相移角进行约束，从而提高系统效率。此外，从损耗模型的角度出发，基于所选的开关器件研究了系统的最佳工作频率范围。结合绕组方式，对磁性元件的参数进行了优化，这进一步提高了系统效率。搭建了一台 600 W 的 D...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项单级双有源桥（DAB）微逆变器技术具有重要的战略价值。该技术通过损耗优化实现了97.89%的峰值效率，这与我司在光伏逆变器和储能系统领域追求的高效率目标高度契合。 该技术的核心创新在于通过控制变量线性化建立新型控制环路，有效降低电流应力和均方根电流，这对我司储能变流器...

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

独立的直流/交流微电网通常需要多个直流 - 直流转换器来整合分布式发电机和储能（ES）单元。挑战在于平衡成本、效率、功率密度和系统可靠性。光伏（PV）系统的存在增加了复杂性，特别是在光伏串之间存在不均匀阴影的情况下。这通常会导致光伏发电量减少，原因可能是最大功率点跟踪（MPPT）算法出现误判，也可能是光伏电压下降。为解决这一问题，本文提出了一种采用非隔离多端口转换器的解决方案。该设计允许将两个独立的光伏串和一个储能单元进行串联无缝集成，具有分布式最大功率点跟踪、软开关和差分功率处理等优点。这些特...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项非隔离多端口变换器技术对我们在分布式光伏与储能一体化系统领域具有重要的参考价值。该技术通过创新性地将两路独立PV组串和储能单元串联集成，有效解决了传统方案中存在的成本、效率与可靠性平衡难题。 该技术的核心优势与我们当前的产品战略高度契合。首先，分布式MPPT功能可显著...

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

双向 LLC 谐振变换器因其效率高、功率密度高和电磁干扰（EMI）低等显著特性，在储能系统中得到了越来越广泛的应用。为扩大输出功率并降低电流纹波，常用的策略是采用多相交错式变换器并联，实践证明这种方法能提供更高的效率和功率密度。本文介绍了一种采用垂直集成磁件的三相交错式双向 LLC 谐振变换器。通过共享磁板集成变压器和电感器，减小了磁件的体积。这种结构在正向和反向运行模式下均能实现磁通抵消，从而降低了磁芯损耗，提高了变换器效率。采用所提出的磁阻模型来分析零序磁通和励磁电流的影响。通过优化设计流程...

解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项三相交错并联双向LLC谐振变换器技术具有显著的应用价值。该技术针对储能系统中DC-DC变换环节，通过垂直集成磁性元件设计，在400V/48V电压等级下实现了3.5kW功率输出，这与我们储能变流器（PCS）中的关键功率变换模块需求高度契合。 技术优势方面，98.6...

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

基于部分功率处理（PPP）的直流 - 直流转换器具有高功率密度和高效率的优势，被认为是光伏系统、储能系统等各类系统中颇具吸引力的解决方案。本文对 PPP 架构的系统拓扑综合和功率密度可视化进行了研究。PPP 拓扑与现有的非隔离拓扑有显著的重叠。为改进现有的拓扑综合方法，本文提出了一种 PPP 拓扑的综合方法。为便于研究综合得到的拓扑，提出了电压增益的通用表达式集。首次提出了拓扑功率密度的可视化方案。该拓扑综合方法为系统地解释现有拓扑提供了全新视角。通过拓扑功率密度的可视化，可以对非隔离拓扑的功率...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于部分功率处理（PPP）架构的研究具有重要的战略意义。PPP架构DC-DC变换器以其高功率密度和高效率特性，与我司在光伏逆变器和储能系统领域的技术发展方向高度契合。 该论文提出的系统化拓扑综合方法和功率密度可视化方案，为我司产品设计提供了新的理论工具。在光伏系统中，...

Orkhan Karimzada · Giulio De Donato · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月

本研究介绍了一款基于氮化镓（GaN）的三相光伏（PV）逆变器的研发情况，重点关注氮化镓技术在太阳能应用中的可行性、可靠性和效率。该研究系统地探索了氮化镓场效应晶体管（FET）的应用，特别是其在提高光伏系统效率和功率密度方面的作用。通过全面的实验和设计优化，确定了一种有前景的逆变器拓扑结构并进行了深入分析，最终制成的样机实现了高达 96% 的峰值效率。研究的关键内容包括对氮化镓场效应晶体管的性能进行基准测试、设计并测试用于并网的 LCL 滤波器、考虑三相逆变器的印刷电路板（PCB）设计，以及从功率...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于GaN（氮化镓）技术的三相光伏逆变器研究具有重要的战略参考价值。该研究实现的96%峰值效率虽然与我司现有高端产品相当，但其核心价值在于通过GaN器件显著提升了功率密度，这直接契合我们在分布式光伏和户用储能领域对小型化、轻量化产品的迫切需求。 从技术成熟度评估，该研...

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...

Chio-Hong Leong · Chi-Kong Wong · Chi-Seng Lam · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

铝电解电容器（AEC）作为一种高能量密度、低成本的储能元件，广泛应用于电力电子变换器中以稳定输出电压。然而，有报道称铝电解电容器是一种易损元件，会威胁电力电子变换器的可靠性。铝电解电容器的健康状态反映在其等效串联电阻（ESR）的变化上。因此，有必要监测铝电解电容器的等效串联电阻，以确保变换器的安全性和可靠性。本文提出了一种基于输出电压纹波信息、无需使用任何电流传感器的新型等效串联电阻在线估计方法，适用于直流 - 直流升压变换器的连续和不连续导通模式。该方法具有实施成本低、计算负担小和精度可接受的...

解读: 从阳光电源的业务场景来看，这项针对DC-DC升压变换器输出电容ESR在线估算的技术具有显著的工程应用价值。在我们的光伏逆变器和储能变流器产品中，铝电解电容作为直流母线支撑和输出滤波的核心器件，其健康状态直接影响系统可靠性。该论文提出的无电流传感器ESR估算方法，仅基于输出电压纹波信息即可实现连续和断...

Xinglai Ge · Ken Chen · Huimin Wang · Zhiliang Xu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月

失效机理研究（FMI）对于功率模块的可靠性评估至关重要，因此在功率变换器领域备受关注。然而，由热耦合效应（TCEs）导致的复杂失效模式使得明确失效机理变得困难。为解决这一问题，本文针对键合线抬起和芯片焊接层老化开展了失效机理研究，其中仔细考虑了热耦合效应，从而提供了准确的机理分析。在本次失效机理研究中，借助功率循环试验，分析了热耦合效应对失效模式和结温分布的影响。然后，基于有限元模型，对存在热耦合效应时的失效模式进行了全面的机理阐释。结果表明，热耦合效应能够改变芯片表面和芯片焊接层的温度分布均匀...

解读: 作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，阳光电源产品的核心功率模块长期工作在高温、高频、大电流的苛刻环境中，其可靠性直接影响系统的全生命周期表现。本论文针对功率模块中键合线脱落和芯片焊层老化的失效机理研究，特别是对热耦合效应的深入分析，为我们提升产品可靠性设计能力提供了重要理论支撑。 从业务价值...

Eric Stolt · Martin Affolter · Zhechi Ye · Juan Rivas-Davila · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月

理论上，提高直流 - 直流转换器的开关频率能够减小无源元件的尺寸并提高系统功率密度，这是许多应用所要求的。然而，电感器和变压器在高频和小体积条件下的性能本质上难以提升，这成为实现高频、高功率密度直流 - 直流转换器的瓶颈。设计无电感的直流 - 直流转换器，转而使用压电谐振器进行无源储能，可绕过这一瓶颈。虽然基于压电谐振器的直流 - 直流转换器原型已在兆赫兹开关频率下展现出高功率密度和高效率，但这些转换器依赖开环控制。实际应用需要对这些转换器进行闭环控制，但现有的闭环控制方法无法适用于兆赫兹频率。...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于压电谐振器的高频DC-DC变换技术具有显著的战略参考价值，但距离规模化应用仍有距离。 该技术的核心创新在于用压电谐振器替代传统电感和变压器，突破了磁性元件在高频小型化方面的固有瓶颈。对于阳光电源的光伏逆变器和储能变流器产品线，这一技术路径理论上可实现功率密度的大幅...

Han Jiang · Shuibao Liang · Yaohua Xu · Saranarayanan Ramachandran · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

引线键合的界面疲劳退化和裂纹形成是功率模块封装中影响电力电子可靠性的严重问题之一。本文提出了一种基于相场建模与有限元分析相结合的新方法，用于研究绝缘栅双极型晶体管（IGBT）功率模块中引线键合互连的电热机械行为、界面退化和裂纹扩展过程。将宏观尺度电热机械分析得到的应变能密度传递到细观尺度相场建模中，以研究考虑引线晶粒形态影响下的界面疲劳和裂纹扩展。研究了典型采用铝引线键合的IGBT功率模块在功率循环下的温度和应力分布特性。分析了引线与芯片之间热应变在互连界面处引起的应力集中。裂纹长度随循环次数的...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于功率模块线键合界面退化与裂纹扩展的研究具有重要的工程应用价值。作为光伏逆变器和储能变流器的核心部件，IGBT功率模块的可靠性直接影响系统的长期稳定运行。当前我们的产品在户外极端环境下面临频繁的功率循环和温度波动，线键合界面的疲劳失效是导致模块失效的主要模式之一，这直...