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两级式升压逆变器的观测器模式建模与非线性模态分析
Observer-Pattern Modeling and Nonlinear Modal Analysis of Two-Stage Boost Inverter
Hao Zhang · Weijie Li · Honghui Ding · Chuanzhi Yi 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年8月
本文研究了两级式升压逆变器的建模与非线性模态分析。提出了一种观测器模式建模方法，旨在消除负载级基波分量和源级“隐藏”二次谐波的时变影响。基于该模型，应用非线性模态分析方法获得了闭式解析解，为系统动态特性研究提供了理论支持。
解读: 该研究针对两级式升压逆变器（Two-stage Boost Inverter）的建模与非线性分析，直接关联阳光电源的核心产品线——光伏组串式及集中式逆变器。在光伏系统中，两级式架构（DC-DC升压+DC-AC逆变）是主流技术路线。该文提出的观测器模式建模方法能有效抑制二次谐波对控制环路的影响，有助于...
考虑速度饱和效应的基于物理的非线性电容模型
Physics-Based Nonlinear Capacitance Model Considering Velocity Saturation Effect
Shuman Mao · Xiang Su · Ruimin Xu · Bo Yan 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
准确建模非线性电容对于基于物理的氮化镓高电子迁移率晶体管（HEMT）紧凑模型至关重要。对于传统方法而言，由于缺乏有效的边界电势模型，在非线性电容模型中往往难以实现电子速度饱和效应（VSE）的物理建模。本文基于准物理区域划分（QPZD）模型理论，提出了一种改进的电容建模方法，该方法将漂移 - 扩散区域内的速度饱和效应纳入其中。首先，推导了一个由速度饱和效应引起的沟道饱和区的偏置相关等效长度模型。然后将该模型集成到边界电势计算中，以充分考虑速度饱和效应。接着，通过在有效栅长模型和积分边界中全面考虑速...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对GaN HEMT器件非线性电容建模的研究具有重要的战略意义。氮化镓（GaN）功率器件凭借其高开关频率、低导通电阻和优异的热性能，正成为光伏逆变器和储能变流器等核心产品的关键技术方向。 该研究提出的基于速度饱和效应（VSE）的物理建模方法，通过准物理区域划分（QPZ...
考虑开关轨迹包络的SiC MOSFET非线性电容模型
Nonlinear Capacitance Model of SiC MOSFET Considering Envelope of Switching Trajectory
Ning Wang · Jianzhong Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
本文针对SiC MOSFET提出了一种基于开关轨迹包络的非线性电容建模方法。该方法区别于传统全数据提取法，显著降低了模型复杂度，并有效避免了仿真过程中的发散问题，为高频电力电子变换器的动态特性预测提供了更高效的建模手段。
解读: SiC器件是阳光电源新一代组串式逆变器、PowerTitan储能变流器及高功率密度充电桩的核心组件。该建模方法通过简化非线性电容模型，能显著提升仿真精度与收敛速度，有助于研发团队在设计阶段更精准地评估开关损耗与电磁干扰（EMI）。建议在研发高频化、高功率密度产品时引入该模型，以优化驱动电路设计，提升...
碳化硅MOSFET的近似SPICE建模
Approximate SPICE Modeling of SiC MOSFETs
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...
12/8开关磁阻电机磁链与转矩的非线性快速建模方法
Nonlinear Fast Modeling Method of Flux Linkage and Torque for a 12/8 Switched Reluctance Motors
Xiaodong Sun · Nuonuo Wang · Yunfei Cao · Dong Guo 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
本文提出了一种基于加权最小二乘支持向量机（WLSSVR）的开关磁阻电机磁链与转矩非线性建模方法。通过结合熵权法（EM）与改进的郊狼优化算法（COA）优化核参数，有效提升了传统WLSSVR的建模精度，实现了电机非线性特性的快速、准确表征。
解读: 该研究聚焦于开关磁阻电机（SRM）的非线性建模与控制优化。虽然阳光电源目前的核心产品线（光伏逆变器、储能PCS、风电变流器）主要基于永磁同步电机或感应电机技术，但SRM具备结构简单、耐高温、高可靠性等优势，在未来极端环境下的工业驱动或特定储能辅助设备中具有潜在应用价值。该建模方法中采用的机器学习优化...
单相电压源整流器的递归SISO阻抗建模
Recursive SISO Impedance Modeling of Single-Phase Voltage Source Rectifiers
Jianheng Lin · Mei Su · Yao Sun · Dongsheng Yang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
由于非线性时变特性，基于电力电子变换器的单相交流系统阻抗建模十分复杂。本文提出了一种递归单输入单输出（SISO）阻抗建模框架，旨在解决固定工作点以外的时变轨迹系统的建模难题，为复杂电网环境下的系统稳定性分析提供了理论支撑。
解读: 该研究针对单相电力电子系统的阻抗建模，对阳光电源的户用光伏逆变器及电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。在弱电网环境下，逆变器与电网的交互稳定性是产品设计的核心挑战。该递归建模方法能更精确地描述单相系统在时变工况下的阻抗特性，有助于优化阳光电源户用逆变器的并网控制算法，提升在复杂电网波动下的抗干扰能力...
基于简化离散时间模型的多并联分支光伏系统建模与非线性动力学分析
Modeling and Nonlinear Dynamic Analysis of a Photovoltaic System With Multiple Parallel Branches Based on Simplified Discrete Time Model
Xinyue Geng · Bo Zhang · Dongyuan Qiu · Yanfeng Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
本文针对由多个电力电子变换器并联构成的直流配电系统，探讨了变换器间的相互耦合导致的非线性行为。通过建立高阶复杂系统的简化离散时间数学模型，旨在更准确地识别系统的非线性动力学特性，为光伏并网系统的稳定性分析提供理论支撑。
解读: 该研究对阳光电源的组串式逆变器及大型地面电站解决方案具有重要意义。随着光伏电站单体容量增加，多机并联运行带来的谐振及非线性耦合问题日益突出。该离散时间建模方法可应用于阳光电源iSolarCloud平台的仿真模型优化，提升对复杂电网环境下逆变器并联稳定性的预测能力。建议研发团队将此非线性分析方法引入组...
SiC MOSFET的近似SPICE建模
Approximate SPICE Modeling of SiC MOSFETs
Pawel Piotr Kubulus · Janus Dybdahl Meinert · Szymon Beczkowski · Asger Bjørn Jørgensen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
宽禁带半导体（WBG）的应用对SPICE电路仿真提出了更高要求，需在保证计算效率的同时准确评估快速振荡瞬态。由于现有软件缺乏内置模型，本文提出了一种基于非线性行为建模的近似SPICE仿真方法，旨在解决WBG器件仿真中的计算瓶颈与精度平衡问题。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心功率电子技术。随着公司在组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器中大规模应用SiC MOSFET以提升功率密度和效率，高精度的器件建模对于优化开关瞬态、抑制EMI及提升系统可靠性至关重要。建议研发团队利用该近似建模方法优化驱动电路设计，减少高频振荡带来的电...
孤立微电网的非线性动态建模与大信号稳定性分析
Nonlinear Dynamic Modeling and Large-Signal Stability Analysis of Isolated Microgrids
Jiwei Ge · Yang Han · Ensheng Zhao · Yuxiang Liu 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年11月
微电网的分布式发电主要来自可再生能源，通过电力电子变换器实现灵活的能量转换。然而，微电网缺乏旋转惯量，抗干扰能力较差，使其更容易出现暂态不稳定问题，而这种暂态不稳定无法通过小信号分析进行评估。为了分析大扰动对系统暂态稳定性的影响，本文对由构网型（GFM）和跟网型（GFL）变换器组成的微电网中的非线性特性进行了数学描述。然后，建立了独立交流微电网的通用非线性动态模型。此外，采用基于Takagi - Sugeno（TS）多模型的迭代算法来估计吸引域（DOA）。本文的主要创新点在于对由多种类型变换器和...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于孤岛微电网非线性动态建模和大信号稳定性分析的研究具有重要的战略价值。该论文针对微电网转动惯量不足和抗扰动能力弱的核心痛点，建立了包含构网型（GFM）和跟网型（GFL）变流器的通用非线性动态模型，这与阳光电源在光伏逆变器和储能变流器领域的技术路线高度契合。 对于阳光...
质子交换膜燃料电池的自适应非线性参数估计
Adaptive Nonlinear Parameter Estimation for a Proton Exchange Membrane Fuel Cell
Yashan Xing · Jing Na · Mingrui Chen · Ramon Costa-Castello 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
参数估计对于燃料电池系统的建模与控制至关重要。由于燃料电池模型具有固有的非线性参数化特征，传统的线性参数估计方案不再适用。本文设计了一种自适应参数估计框架，旨在解决燃料电池系统的实时参数辨识问题，以提升系统建模精度与控制性能。
解读: 阳光电源正积极布局氢能业务，该研究提出的非线性参数估计方法对于优化电解槽及燃料电池系统的控制策略具有参考价值。在阳光电源的氢能解决方案中，精确的参数辨识能够提升制氢系统在波动功率输入下的动态响应能力和运行效率。建议研发团队关注该自适应控制框架，将其应用于氢能系统的实时状态监测与故障诊断，以提升系统在...
一种用于电力推进系统的增强型非线性自抗扰速度控制方法：建模、分析与验证
An Enhanced Nonlinear ADRC Speed Control Method for Electric Propulsion System: Modeling, Analysis, and Validation
Chaoyu Zhang · Chengming Zhang · Liyi Li · Hongchen Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
本文针对配备螺旋桨负载的永磁同步电机电力推进系统，研究了其速度与负载转矩强耦合特性对控制性能的影响。针对传统非线性自抗扰控制（NADRC）在处理阶跃变化时的局限性，提出了一种增强型控制策略，显著提升了系统的动态响应能力与抗扰动性能。
解读: 该研究提出的增强型非线性自抗扰控制（ADRC）算法，在处理复杂负载扰动和非线性系统控制方面具有显著优势。虽然该文聚焦于电力推进系统，但其核心控制逻辑可迁移至阳光电源的储能变流器（PCS）及风电变流器产品线。在PowerTitan等储能系统中，面对电网侧频繁的功率波动和负载突变，引入此类先进抗扰算法可...
基于背靠背二极管的线性可变电容器的综合建模
Comprehensive Modeling of a Back-to-Back Diodes-Based Linear Variable Capacitor
Ujjwal Pratik · Zeljko Pantic · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年2月
本文分析了两个背靠背反向偏置二极管的非线性寄生电容如何通过交流电流或电压源驱动，从而表现为线性可变电容器（LVC）。LVC是一种双极性对称结构，其导通原理基于位移电流，为功率电子电路中的电容调节提供了新思路。
解读: 该研究探讨了利用二极管寄生电容实现线性可变电容的技术，属于功率电子基础拓扑与器件应用范畴。对于阳光电源而言，该技术在优化高频功率变换器（如组串式逆变器或微型逆变器）的谐振网络设计中具有潜在价值，有助于提升变换效率并减小磁性元件体积。建议研发团队关注其在软开关电路中的应用潜力，特别是在追求高功率密度和...
用于SiC MOSFET瞬态仿真的一种快速准确的混合数据驱动建模方法
Hybrid Data-Driven Modeling Methodology for Fast and Accurate Transient Simulation of SiC MOSFETs
Peng Yang · Wenlong Ming · Jun Liang · Ingo Ludtke 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年1月
为实现SiC MOSFET瞬态仿真的快速与高精度，本文提出了一种混合数据驱动建模方法。不同于基于复杂非线性方程的传统建模，该方法利用人工神经网络（ANN）进行建模。通过在全工作区域测量I-V特性来训练模型，从而在保证精度的同时显著提升了仿真效率。
解读: SiC MOSFET是阳光电源组串式光伏逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩提升功率密度和效率的核心器件。该建模方法利用机器学习替代复杂的物理方程，能显著缩短研发阶段的电路仿真周期，并提升对高频开关瞬态过程的预测精度。建议研发团队将其应用于高频功率模块的优化设计中，以辅助评估SiC器...
面向SPICE的IGBT非线性紧凑热模型
Nonlinear Compact Thermal Model of the IGBT Dedicated to SPICE
Krzysztof Górecki · Paweł Górecki · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
本文探讨了利用非线性紧凑热模型对IGBT热特性进行建模的问题。该模型采用电网络形式，充分考虑了晶体管内部温度对散热效率的影响，并提出了相应的模型构建与参数估计方法。
解读: 该研究对于阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器）具有极高的应用价值。IGBT作为功率变换的核心器件，其热管理直接决定了设备的功率密度与可靠性。通过在SPICE仿真中引入非线性热模型，研发团队能更精确地预测IGBT在极端工况下的结温波动...
电机自调试中电压源逆变器非线性特性的建模
Modeling of the Nonlinear Characteristics of Voltage Source Inverters for Motor Self-Commissioning
Seyyed Mohammad Seyyedzadeh · Sobhan Mohamadian · Mohsen Siami · Abbas Shoulaie · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年12月
在电机自调试过程中，由于静止状态下反电动势为零，逆变器的非线性特性对参数估计精度影响显著。本文提出了一种通过直流电流测试对逆变器非线性特性进行建模的方法，旨在通过补偿非线性误差，提高电机参数辨识的准确性。
解读: 该研究关注逆变器非线性特性（如死区效应、管压降等）的精确建模与补偿，这对阳光电源的组串式和集中式光伏逆变器具有参考价值。在逆变器并网控制中，低电流区间的非线性补偿能有效降低电流谐波，提升电能质量。此外，该技术可迁移至阳光电源的电动汽车驱动系统或电机控制相关业务中，通过优化自调试算法，缩短产线测试时间...
ZVS Buck变换器的多时间尺度分析模型
A Multitime-Scale Analytical Model of ZVS Buck Converter
Mengjia Wei · Quanming Luo · Jian Chen · Xinyue Zhang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
本文提出了一种针对基于低压eGaN HEMT的零电压开关（ZVS）Buck变换器的多时间尺度分析建模方法。该模型综合考虑了寄生电感、非线性结电容及非线性跨导等因素，详细探讨了开关稳态与瞬态模式，为提升高频功率变换器的设计精度提供了理论支撑。
解读: 该研究聚焦于GaN器件在Buck电路中的高频建模，对阳光电源的户用光伏逆变器及充电桩业务具有重要参考价值。随着功率密度要求的提升，GaN等宽禁带半导体在小功率变换器中的应用日益广泛。该多时间尺度建模方法有助于优化阳光电源产品中DC-DC级的设计，通过精确预测开关瞬态过程，可有效降低开关损耗、优化EM...
基于降阶Koopman模型与改进等效输入扰动估计器的非线性系统控制
Control of Nonlinear Systems via Reduced-Order Koopman Models and an Improved Equivalent-Input-Disturbance Estimator
Qicheng Mei · Jinhua She · Yanjun Shen · Fei Long 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年11月 · Vol.22
本文提出一种结合降阶Koopman模型与改进等效输入扰动（IEID）估计器的非线性系统控制方法，通过平衡截断降低模型维数，并引入可调增益补偿通道提升扰动抑制能力；采用矩阵分解实现控制器与IEID解耦设计，在建模误差和外部扰动下优于PI和传统EID。
解读: 该方法可增强阳光电源ST系列PCS、PowerTitan储能系统及组串式逆变器在弱电网、宽负载波动及模型失配场景下的鲁棒控制性能。尤其适用于光储协同运行中因光照突变、SOC时变导致的非线性动态建模难题。建议将IEID estimator嵌入iSolarCloud智能控制层，与现有MPC或VSG策略融...
数字控制Buck变换器前沿与后沿调制的采样数据建模与稳定性分析
Sampled-Data Modeling and Stability Analysis of Digitally Controlled Buck Converter With Trailing-Edge and Leading-Edge Modulations
Ziyang Li · Lijun Hang · Yuanbin He · Zhen He 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
针对采用前沿或后沿调制的数字控制DC-DC变换器，平均建模法难以准确描述其高频下的非线性行为及幅相响应。本文采用采样数据建模法，能更精确地预测其动态特性，为数字控制电源系统的稳定性分析提供了理论支撑。
解读: 该研究聚焦于数字控制DC-DC变换器的建模与稳定性分析，对阳光电源的核心产品线具有重要参考价值。在组串式逆变器（如SG系列）的升压电路（Boost）及储能变流器（如PowerTitan/PowerStack）的双向DC-DC模块中，数字控制算法的精度直接影响系统的瞬态响应与并网稳定性。通过采样数据建...
基于状态平面轨迹的DBD负载非线性谐振特性分析
Nonlinear Resonance Characteristics Analysis of DBD Load Based on State Plane Trajectory
Zhaozhe Deng · Xingliang Liu · Qi Qiu · Hefei Jia 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
介质阻挡放电（DBD）负载及其驱动变换器在低温等离子体生成中应用广泛，但其谐振槽路具有典型的非线性特征，控制难度大。本文利用状态平面轨迹分析法研究了DBD负载的谐振行为，探讨了变换器的工作原理及状态平面建模方法。
解读: 该文献研究的DBD负载非线性谐振特性及状态平面分析法，主要应用于等离子体电源领域，与阳光电源现有的光伏逆变器、储能系统及充电桩等核心业务关联度较低。然而，其状态平面轨迹分析法在处理非线性谐振电路控制方面具有参考价值，可为阳光电源研发团队在处理复杂功率变换器谐振抑制、提升电力电子变换效率及优化控制算法...
更多电飞机直流三级发电机的模块化建模与总线端口阻抗分析
Modular Modeling and Bus-Port Impedance Analysis of DC Three-Stage Generator for More Electric Aircraft
Chengxiang Zhang · Xinbo Ruan · Yuying He · Shuang Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
直流三级发电机（TSG）是航空高压直流电源系统的核心。随着非线性负载增加，系统稳定性面临挑战。本文提出了一种直流三级发电机的模块化建模方法，基于双端口网络模型建立了整体系统模型，用于分析其阻抗特性及稳定性。
解读: 该文章探讨的模块化建模与阻抗分析方法，在电力电子拓扑研究中具有通用参考价值。虽然阳光电源的核心业务聚焦于光伏、储能及风电领域，但其提出的系统级阻抗建模方法可借鉴于阳光电源的iSolarCloud智能运维平台及并网逆变器开发中，特别是针对弱电网环境下多机并联系统的稳定性分析。此外，该建模思路对于提升阳...
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