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直流与PWM波下高压功率模块空间电荷积聚及其对局部放电的影响:测试与建模
Space-Charge Accumulation and Its Impact on High-Voltage Power Module Partial Discharge Under DC and PWM Waves: Testing and Modeling
Yalin Wang · Yi Ding · Zhao Yuan · Hongwu Peng 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
紧凑型高压SiC功率模块的封装绝缘设计面临严峻挑战。该模块在开关过程中承受高压直流与PWM激励,高dV/dt干扰了局部放电(PD)的检测。本文研究了空间电荷积聚对绝缘性能的影响,并提出了相应的测试与建模方法,旨在提升高压功率模块的绝缘可靠性。
解读: 随着阳光电源在PowerTitan液冷储能系统及组串式光伏逆变器中大规模应用高压SiC器件,模块封装的绝缘可靠性成为核心竞争力。高dV/dt带来的局部放电问题直接影响产品在极端环境下的寿命。本文提出的空间电荷积聚建模方法,可指导研发团队优化高压功率模块的封装工艺与绝缘材料选型,特别是在高压直流侧(如...
一种通过切换不同变压器等效匝比实现宽电压范围的高效双有源桥变换器
An Efficient Dual-Active-Bridge Converter for Wide Voltage Range by Switching Operating Modes With Different Transformer Equivalent Turns Ratios
Hongbiao Xie · Xiaoying Chen · Hongjing Ouyang · Tao Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
本文提出了一种变等效匝比双有源桥(VTDAB)DC-DC变换器,旨在提升传统DAB变换器在宽电压范围下的效率。通过改变次级侧三个桥臂的驱动逻辑,VTDAB能够控制双变压器两端的电压,从而实现两种不同的等效匝比,有效优化了变换器在宽电压输入/输出工况下的效率表现。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及组串式光伏逆变器具有重要应用价值。储能PCS的核心在于DC-DC环节,电池电压随SOC变化具有宽范围特性,传统DAB在偏离额定电压时效率下降明显。该VTDAB拓扑通过改变等效匝比,无需增加额外硬件成本即可显著提升全功率段...
航空三级起动/发电机在低速区域无需高频信号注入的转子位置估计
Rotor Position Estimation for Aviation Three-Stage Starter/Generators in the Low-Speed Region Without High-Frequency Signal Injection
Tao Meng · Weiguo Liu · Ningfei Jiao · Xu Han 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
针对航空三级起动/发电机(ATSG)主电机在低速区磁凸极性多变导致无传感器起动困难的问题,本文提出了一种基于主励磁机(ME)谐波电流的转子位置估计新方法,实现了无需高频信号注入的低速区位置检测。
解读: 该研究聚焦于航空电机的高精度无传感器控制,虽然应用场景为航空领域,但其核心技术——基于谐波分析的转子位置估计,对阳光电源的电机驱动及变流器控制具有参考价值。特别是在风电变流器或未来高性能电机驱动产品中,若需在低速区实现无传感器起动以降低硬件成本和提升系统可靠性,该算法的谐波提取思路可作为技术储备。建...
一种具有动态振铃抑制功能的GaN功率HEMT智能栅极驱动IC
A Smart Gate Driver IC for GaN Power HEMTs With Dynamic Ringing Suppression
Wei Jia Zhang · Jingshu Yu · Wen Tao Cui · Yahui Leng 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
传统的GaN功率晶体管栅极驱动方案依赖外部控制器和分立元件,导致系统复杂且寄生参数增加。本文提出一种集成化智能栅极驱动IC,通过分段输出级和动态驱动技术,有效抑制开关过程中的振铃现象,优化GaN器件的高频开关性能,提升功率密度与可靠性。
解读: GaN作为宽禁带半导体,在提升阳光电源户用光伏逆变器及微型逆变器功率密度方面具有巨大潜力。该智能驱动IC通过集成化设计抑制振铃,能有效解决高频开关下的EMI问题,降低对复杂外围电路的依赖。建议研发团队关注该技术在下一代高频、高效率户用逆变器及小型化充电桩中的应用,以进一步缩小产品体积并提升转换效率,...
一种基于三绕组耦合电感的低开关应力高增益DC-DC变换器
A Novel Three-Winding Coupled Inductor-Based High-Gain DC–DC Converter With Low Switch Stress and Continuous Input Current
Mingfa Yang · Yusen Weng · Haibin Li · Jiaqi Lin 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
本文提出了一种基于三绕组耦合电感(TWCL)和电压倍增单元的新型高增益DC-DC变换器。该拓扑避免了极端的占空比,实现了高电压增益。其输入电流连续且具备共地特性,非常适用于可再生能源应用。
解读: 该拓扑通过耦合电感技术有效提升了DC-DC级的电压增益,并降低了开关管应力,这对阳光电源的组串式光伏逆变器(如SG系列)及储能变流器(如ST系列PCS)具有重要参考价值。在光伏应用中,高增益特性有助于简化前级升压电路设计,提升系统整体效率并减小体积;在储能领域,该技术可优化电池侧与直流母线间的能量转...
通过二次侧失谐设计实现单位功率因数的LCC-S型IPT系统效率提升
Efficiency Improvement of LCC-S Based IPT System by Detuning Design of the Secondary Side to Gain Unity Power Factor
Shufan Li · Fang Li · Rong Zhang · Lingbing Gong 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文提出了一种针对LCC-S补偿网络感应电能传输(IPT)系统的二次侧失谐设计方法,旨在提升系统功率传输效率(PTE)。通过时域分析法,对比了谐振与失谐状态下的系统模型,发现通过失谐设计可有效补偿整流器引入的无功分量,从而实现单位功率因数运行,降低损耗。
解读: 该研究提出的LCC-S补偿网络失谐优化技术,对阳光电源的电动汽车充电桩(尤其是无线充电技术储备)及储能系统中的双向DC-DC变换环节具有重要参考价值。通过优化二次侧谐振参数以实现单位功率因数,可显著降低变换器开关损耗,提升系统整体效率。建议研发团队在后续高频化、高效率充电模块设计中,引入该失谐补偿策...
级联H桥光伏并网逆变器在相间短路故障下的有功功率回流抑制优化策略
An Optimized Active Power Backflow Suppression Strategy for Cascaded H-Bridge PV Grid-Connected Inverter During Inter-Phase Short-Circuit Fault
Tao Zhao · Zixiang Sun · Zhijian Feng · Mingda Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
针对三相隔离级联H桥(CHB)光伏逆变器在非对称电网故障下出现有功功率回流,导致直流母线电压失控及系统脱网的问题,本文提出了一种优化抑制策略。该方法有效解决了单相短路及相间短路故障下的功率回流难题,确保了逆变器在复杂电网故障下的稳定运行与低电压穿越能力。
解读: 该研究针对级联H桥(CHB)拓扑在复杂电网故障下的稳定性问题,对于阳光电源的大型地面光伏电站解决方案具有重要参考价值。阳光电源的集中式及组串式逆变器在面对弱电网或复杂故障工况时,对直流侧电压的稳定性要求极高。该策略可优化逆变器在非对称故障下的控制逻辑,提升产品在极端工况下的低电压穿越(LVRT)性能...
宽负载范围内LCC-S型无线电能传输系统的精确建模、设计与负载估计
Accurate Modeling, Design, and Load Estimation of LCC-S Based WPT System With a Wide Range of Load
Shufan Li · Fang Li · Rong Zhang · Chengxuan Tao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
无线电能传输(WPT)系统的建模是其设计与控制的前提。一阶谐波分析(FHA)虽简单有效,但在宽负载变化下精度下降。本文分析了LCC-S补偿网络WPT系统原边的谐波特性,揭示了输出波形特征,并提出了改进的建模与负载估计方法,以提升系统在宽负载范围下的运行性能。
解读: 该研究涉及的LCC-S补偿网络及高频谐波分析技术,对阳光电源的电动汽车充电桩业务具有参考价值。随着大功率无线充电技术的发展,该建模方法可优化充电桩内部DC-DC变换器的效率与动态响应。建议研发团队关注该拓扑在车载无线充电模块中的应用,通过改进FHA模型提升系统在不同负载工况下的控制精度,从而优化充电...
电机驱动与并网应用的多目标无模型预测控制:在不平衡多电平级联H桥逆变器下的运行
Multiobjective Model-Free Predictive Control for Motor Drives and Grid-Connected Applications: Operating With Unbalanced Multilevel Cascaded H-Bridge Inverters
Paul Gistain Ipoum-Ngome · Daniel Legrand Mon-Nzongo · Rodolfo Cesar Costa Flesch · Jinquan Tang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
本文提出了一种针对不平衡多电平级联H桥(MLCHB)逆变器的多目标无模型预测控制(MO-MFPC)策略。通过引入补偿电流变化(CCV)概念,将比例积分项整合进代价函数,显著提升了MFPC在广泛应用场景下的控制精度与鲁棒性。
解读: 该研究提出的无模型预测控制(MFPC)策略在处理复杂多电平拓扑及不平衡工况时具有显著优势。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),在面对弱电网或电网电压不平衡等复杂工况时,该算法能有效提升系统的动态响应速度和电能质量,且由于其“无模型”特性,可降低对系统精确参数建...
非对称故障下风电场接入MMC-HVDC系统的弱电网特性分析与电压支撑增强运行模式选择
Weak Grid Characteristic Analysis and Operating Mode Selection for Voltage Support Enhancement of Wind Farms Connected to MMC-HVDC During Asymmetric Faults
Jianan Yan · Xiaojie Shi · Tao Liu · Zhiqiang Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
本文研究了在无同步机支撑的MMC-HVDC风电并网系统中,非对称故障下的电压支撑问题。针对弱电网特性,分析了MMC电压-频率控制模式下的运行局限,并提出了增强电压支撑能力的运行模式选择策略,以满足电网规范对风电机组故障穿越的要求。
解读: 该研究涉及的构网型(Grid-forming)控制技术与阳光电源的PowerTitan系列储能系统及大型地面光伏逆变器的高压并网技术高度相关。随着新能源渗透率提升,弱电网环境下的电压支撑能力已成为核心竞争力。阳光电源应借鉴文中针对非对称故障的控制策略,优化逆变器在弱电网下的故障穿越(LVRT/HVR...
用于航空绕线转子同步起动/发电机的两相无刷励磁机设计与控制
Design and Control of a Two-Phase Brushless Exciter for Aircraft Wound-Rotor Synchronous Starter/Generator in the Starting Mode
Ningfei Jiao · Weiguo Liu · Tao Meng · Jichang Peng 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年6月
本文提出了一种新型两相无刷主励磁机结构及控制策略,旨在解决航空无刷绕线转子同步起动/发电机在电动机模式下的励磁问题。通过采用两相对称绕组作为励磁机励磁绕组,并由两相逆变器供电,实现了起动模式下的高效励磁控制。
解读: 该文献研究航空领域的无刷励磁与电机起动控制技术,与阳光电源现有的光伏、储能及风电变流器业务在应用场景上存在较大差异。然而,其涉及的“两相逆变器控制”及“电机起动励磁策略”在底层功率电子拓扑和PWM控制算法上具有一定的学术参考价值。对于阳光电源而言,该技术可作为电力电子变换器在特殊电机驱动控制方面的技...
不平衡电网故障下LVRT运行中NPC三电平光伏逆变器的中点电压分析与抑制
Neutral-Point Voltage Analysis and Suppression for NPC Three-Level Photovoltaic Converter in LVRT Operation Under Imbalanced Grid Faults With Selective Hybrid SVPWM Strategy
Yang Li · Xu Yang · Wenjie Chen · Tao Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
本文深入研究了NPC三电平光伏逆变器在电网不平衡故障及低电压穿越(LVRT)期间的中点电压平衡问题。针对现有算法在复杂工况下控制失效的局限性,提出了一种选择性混合SVPWM策略,有效抑制了不平衡负载下的中点电压波动,提升了系统在极端电网条件下的运行稳定性。
解读: 该研究直接关联阳光电源组串式及集中式光伏逆变器产品线,特别是针对大型地面电站常用的NPC三电平拓扑。在电网故障(如不平衡电压跌落)期间,中点电压偏移是导致逆变器过压保护或输出电流畸变的关键痛点。本文提出的选择性混合SVPWM策略,可优化阳光电源逆变器在弱电网或复杂故障下的LVRT控制算法,提升并网电...
一种用于中压直流变压器以减少子模块数量的三相三电压双有源桥变换器
A Three-Phase Triple-Voltage Dual-Active-Bridge Converter for Medium Voltage DC Transformer to Reduce the Number of Submodules
Liangcai Shu · Wu Chen · Rongguan Li · Ke Zhang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
为提升直流变压器(DCT)功率密度,本文提出一种新型三相双有源桥(DAB)DC-DC变换器。该拓扑在不增加开关管电压应力的前提下,实现了传统全桥DAB三倍的输入电压能力。将其作为DCT子模块,可显著减少模块数量,从而提升系统整体功率密度。
解读: 该研究提出的三相三电压DAB拓扑对阳光电源的储能系统(如PowerTitan系列)及中压直流输电应用具有重要参考价值。通过提升单体模块的电压处理能力并减少子模块数量,可有效降低系统复杂性、减少器件使用量并提升功率密度,这对于大型储能电站及光储直流耦合系统的降本增效至关重要。建议研发团队评估该拓扑在兆...
p-GaN栅极功率HEMT开关运行下动态关断漏电流的物理经验模型
A Physics-Based Empirical Model of Dynamic IOFF Under Switching Operation in p-GaN Gate Power HEMTs
Yuru Wang · Tao Chen · Mengyuan Hua · Jin Wei 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月
本文基于物理机制,建立了p-GaN栅极高电子迁移率晶体管(HEMT)在开关运行下动态关断漏电流(IOFF)的经验模型。模型综合考虑了开关频率、占空比、关断延迟时间、栅极驱动电压及温度等关键运行条件对漏电流的影响。
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器件的应用前景广阔。该模型揭示了p-GaN HEMT在动态开关过程中的漏电流演变规律,对于优化逆变器及充电桩的驱动电路设计、提升系统效率及热管理水平具有重要指导意义。建议研发团队在下一代高频化、小型化功率模块设计中,引入该...
宽直流母线电压比下开绕组永磁同步电机直接转矩控制的转矩脉动优化
The Torque Ripple Optimization of Open-Winding Permanent Magnet Synchronous Motor With Direct Torque Control Strategy Over a Wide Bus Voltage Ratio Range
Jiadan Wei · Xianghao Kong · Wenjie Tao · Zhuoran Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
针对电动汽车双电源开绕组永磁同步电机(OW-PMSM)系统,由于直流母线电压波动,传统直接转矩控制(DTC)会导致显著的转矩脉动。本文通过分析电压矢量对电机转矩的影响,提出了一种优化控制策略,有效抑制了宽电压范围下的转矩脉动,提升了驱动系统的运行性能。
解读: 该研究聚焦于电动汽车驱动系统的电机控制优化,虽然阳光电源目前的核心业务侧重于光伏、储能及充电桩设备,但该技术对提升充电桩配套的功率模块控制精度及未来可能涉及的电动汽车动力总成技术具有参考价值。特别是其在宽电压范围下的控制策略,可借鉴应用于阳光电源充电桩的高效功率变换环节,通过优化PWM控制算法,提升...
一种基于电容和电池的混合电源,用于感性负载脉冲大电流的精确调节
A Hybrid Power Supply Based on Capacitor and Battery for Accurate Regulation of the Pulsed High Current for Inductive Load
Shaozhe Zhang · Zengwen Wang · Tao Jiang · Jianfeng Xie 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
针对感性负载下产生高稳定性平顶脉冲大电流的挑战,本文提出了一种电容-电池协同放电的混合电源方案。该方案解决了电流上升阶段高电压需求与稳态阶段非线性电阻变化带来的控制难题,实现了对脉冲电流的精确调节。
解读: 该研究探讨的电容-电池混合储能拓扑及脉冲电流精确控制技术,对阳光电源的储能业务具有参考价值。虽然阳光电源目前的PowerTitan和PowerStack系列主要面向电网侧及工商业的调峰调频应用,但在面对高功率密度、瞬时大电流冲击的特殊工业负载场景时,该混合电源架构可为PCS(储能变流器)的拓扑优化提...
通过3D共封装与增强dv/dt控制能力释放GaN/SiC共源共栅器件的全部潜力
Unlocking the Full Potential of GaN/SiC Cascode Device With 3D Co-Packaging and Enhanced dv/dt Control Capability
Ji Shu · Jiahui Sun · Mian Tao · Yangming Du 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
为充分发挥GaN-HEMT/SiC-JFET共源共栅器件的快速开关潜力,本文提出了一种3D堆叠共封装配置,以最小化寄生互连电感。该方案有效降低了开关损耗并抑制了振荡。基于此3D封装,该器件的dv/dt控制能力得到显著增强,为高频功率变换应用提供了更优的性能表现。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高的战略价值。在光伏逆变器(尤其是组串式和户用机型)及储能系统(如PowerStack/PowerTitan)中,提升功率密度和转换效率是核心竞争力。3D共封装技术能有效解决宽禁带半导体在高频应用中的寄生参数问题,有助于进一步缩小逆变器体积并提升效率。建议研发团队关注...
一种用于消除对称性的紧致机组聚合模型
A Tight Unit Aggregation for Unit Commitment to Eliminate Symmetry
Biyuan Zhang · Tao Ding · Yang Xiao · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年6月
机组组合(UC)通常被建模为混合整数线性规划问题,采用经典的分支定界与分支切割算法求解。然而,UC问题中的对称性导致大量无效搜索,显著增加计算负担。本文提出一种具有紧致约束的机组聚合模型,通过对最大聚合出力轨迹施加严格限制,有效消除对称性,在保持最优性的同时显著降低计算时间。数值实验验证了该方法在计算效率方面的有效性。
解读: 该紧致机组聚合模型对阳光电源PowerTitan大型储能系统和iSolarCloud智能运维平台具有重要应用价值。在多机组储能电站调度场景中,同型号ST储能变流器的对称性导致优化算法产生大量冗余搜索,该方法通过聚合建模可显著提升实时调度效率。具体可应用于:1)多MW级储能集群的经济调度优化,降低EM...
面向光伏应用的10 kV/1 MW固态变压器双有源桥高效控制方案设计与实现
Design and Implementation of High Efficiency Control Scheme of Dual Active Bridge Based 10 kV/1 MW Solid State Transformer for PV Application
Tao Liu · Xu Yang · Wenjie Chen · Yang Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
本文针对光伏系统中基于模块化多电平级联变换器(MMC)的固态变压器(SST)拓扑,重点研究了双有源桥(DAB)变换器的控制策略。鉴于光伏面板电压与功率波动范围广,DAB变换器效率易受影响,本文提出了一种高效控制方案以优化其在宽范围工况下的性能。
解读: 该研究涉及的SST技术及DAB拓扑对阳光电源的集中式逆变器及大型光伏电站解决方案具有重要参考价值。随着光伏电站向高压化、大功率化发展,基于MMC的固态变压器是实现中压并网的关键技术路径。DAB的高效控制策略可直接优化阳光电源集中式逆变器及储能变流器(PCS)内部DC-DC环节的转换效率,有助于提升系...
扇区更新延迟分析及其对宽交流输入频率下三相六开关Buck PFC变换器数字控制的影响
Analysis of Sector Update Delay and Its Effect on Digital Control Three-Phase Six-Switch Buck PFC Converters With Wide AC Input Frequency
Qiang Chen · Jianping Xu · Zhuangyi Tao · Hongbo Ma 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
本文分析了三相六开关Buck PFC变换器的扇区更新延迟(SUD)。SUD会导致变换器在偶数扇区向奇数扇区转换时,开关损耗增加且输入电流畸变。针对47-63Hz宽交流输入频率应用,本文探讨了SUD的具体影响及抑制策略。
解读: 该研究针对三相六开关Buck PFC拓扑的控制优化,对阳光电源的组串式逆变器及工商业储能PCS产品线具有重要参考价值。在宽频率输入场景下,优化扇区更新逻辑能有效降低开关损耗并提升电能质量(THD)。建议研发团队在iSolarCloud智能运维平台及逆变器控制算法中引入该延迟补偿机制,以提升产品在弱电...
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