作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年3月

本文提出了一种用于提高基于氮化镓（GaN）的直流 - 直流转换器效率和功率密度的优化策略，该策略适用于具有宽输入电压范围调节需求的不同应用场景。该优化方案采用空心电感，并实施可变开关频率调制方法，以使氮化镓晶体管实现零电压开关导通，从而在频率调整方面提供更大的灵活性，并改善热管理。此外，针对基于交错式升降压氮化镓晶体管的直流 - 直流转换器，引入了一个专门的热模型，该模型考虑了自然对流散热器的存在。最后，通过对实验室原型进行测试，将理论探讨转化为实际应用。该原型实现了高效率（约 99%），在配备...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于GaN器件的DC-DC变换器优化技术具有显著的战略价值。该技术实现的99%高效率和17.5kW/L功率密度指标，直接契合我们在光伏逆变器和储能系统领域对高功率密度、高效率的核心追求。 在光伏应用场景中，该技术的宽输入电压范围（110-450V）特性尤为关键。这可有...

Shengrong Zhuo · Yuqi Ma · Ruixin Zhang · Yigeng Huangfu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

与储能系统相连的直流 - 直流功率变换器的可靠运行对于许多关键任务应用至关重要，而可靠的故障诊断在此类应用中必不可少。本文提出了一种基于滑模观测器的鲁棒开关开路故障诊断方法，并将其应用于储能系统的双向交错式降压/升压变换器。该方法利用滑模观测器生成残差，然后将残差发送至评估模块以做出故障决策。由于滑模控制算法具有鲁棒性，所生成的残差将开关故障与不确定性和干扰解耦。因此，该方法对电路参数不确定性和负载干扰具有很强的抗干扰能力。此外，由于作为诊断变量的电感电流处于闭环控制系统内，无需额外的传感器。仿...

解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项基于滑模观测器的开关故障诊断技术具有显著的应用价值。该技术针对双向交错式Buck/Boost变换器的开路故障诊断问题，与我司储能变流器（PCS）的核心拓扑结构高度契合，可直接应用于大规模储能电站的功率变换单元。 该技术的核心优势在于三个方面：首先，滑模控制算法的...

Sunil Mandal · Prajof Prabhakaran · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月

高增益、非隔离型双向DC-DC变换器（BDC）在储能系统与微电网及电动汽车（EV）的接口中发挥着关键作用。然而，现有拓扑常受限于窄占空比范围，且器件数量多、电压应力高。本文提出一种新型非耦合高增益BDC，基于改进型Zeta拓扑，正向功率流时高效工作于升压模式，反向时工作于降压模式。该结构简化了电路与控制策略，器件数量少，可在宽占空比范围内实现高电压增益，并显著降低多数开关管的电压应力。实验研制了200 W样机，采用SiC MOSFET使峰值效率达96%。结果验证了其在开环与闭环控制下的适用性，展...

解读: 该新型双向Zeta变换器技术对阳光电源ST系列储能变流器和车载OBC充电机具有重要应用价值。其宽电压转换比特性可优化PowerTitan储能系统中电池侧与直流母线的接口设计，特别适用于低压电池组（48V/96V）与高压直流母线（400V/800V）的双向能量管理。文中采用的SiC MOSFET方案与...

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...

Guo Xu · Ye Liu · Junyi Huang · Li Jiang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

本文提出一种基于耦合电感的宽增益四开关双有源桥（DAB）DC-DC变换器。该变换器通过并联变压器（含漏感）将两个Buck-Boost电感耦合，将两个直流电感、一个变压器和一个漏感集成于单一耦合电感中，减少磁性元件数量。采用脉宽调制加移相（PPS）控制实现全负载范围所有开关管的零电压开关（ZVS），并通过电压匹配控制调节桥臂电压，确保等效漏感两端电压平衡。详细分析了工作原理与ZVS实现条件，合理设计两个直流电感参数以兼顾结电容影响，实现全负载ZVS。同时对磁集成与参数设计进行了深入分析。实验研制8...

解读: 该四开关DAB变换器的磁集成技术对阳光电源储能与充电产品具有重要价值。在ST储能变流器的DC-DC环节，耦合电感方案可减少磁性元件数量，降低体积和成本；PPS控制实现的全负载ZVS特性可提升PowerTitan系统的轻载效率。在车载OBC充电机中，宽增益特性适配动力电池宽电压范围（200-450V）...

Ali Akbar Shalbaf · Amir Hossein Riyahi · Mohammad Hemati · Amir Hossein Jabbarpoor Shahrezaei 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

太阳能功率优化器（SPOs）通过解决组件失配与局部遮挡问题，显著提升光伏系统性能。本文提出一种面向串联SPOs的创新性多层控制系统，结合诊断与保护功能。基于四开关Buck-Boost拓扑，系统实现多模块I-V曲线扫描与过压保护。研究设计两种独立过压控制器，分别应对I-V扫描与遮阴工况，并引入无线通信协议实现模块间高效数据交互。实验验证表明，该系统在不同工况下可有效维持最大功率点跟踪、准确提取I-V曲线并抑制电压应力，提升系统稳定性与可靠性。

解读: 该多层控制系统对阳光电源SG系列组串式逆变器及分布式MPPT方案具有重要应用价值。四开关Buck-Boost拓扑与多模块I-V扫描技术可直接应用于SG110CX等高功率组串逆变器的多路MPPT优化，提升局部遮挡场景下的发电效率。集成过压保护机制可增强1500V高压系统的安全性，与阳光电源现有MPPT...

Ameen Ullah · Safeer Ullah · Umair Hussan · Baheej Alghamdi 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月

针对光照强度和温度快速变化下光伏系统性能优化难题，本文提出一种新型神经自适应三阶滑模控制（NATOSMC）策略。该方法结合径向基函数神经网络生成参考信号，利用高增益微分器基于微分平坦理论估计系统状态，并通过灰狼优化器实时整定自适应律参数。李雅普诺夫分析严格保证系统稳定性。仿真与实验结果表明，所提控制器在跟踪精度、动态响应和鲁棒性方面优于传统方法，实现0.014 s调节时间、0.012 s上升时间、0.05%超调及98.71%跟踪效率，显著提升光伏系统的控制性能与可靠性。

解读: 该神经自适应三阶滑模控制技术对阳光电源SG系列光伏逆变器的MPPT算法优化具有重要应用价值。其0.014s调节时间和98.71%跟踪效率可显著提升光伏逆变器在光照突变工况下的最大功率点跟踪性能，优于传统扰动观察法。高增益微分器结合微分平坦理论的状态估计方法，可应用于ST储能变流器的电流环控制，提升动...

Nitish Jolly · Ayan Mallik · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

在航空航天与工业应用中，基于SiC MOSFET的H桥衍生变换器常因器件间阈值电压（V_TH）差异导致动态电流分配不均，引发热应力增加与效率下降。本文提出一种针对模块化非反相升降压（NIBB）变换器中并联SiC MOSFET的瞬态电流均衡优化方法。通过建立包含V_TH失配与寄生参数的栅源电压（V_GS）动态多变量模型，设计了在开通与关断路径上的优化RC滤波网络，以同步不同阈值电压器件的开关行为。LTspice仿真表明瞬态电流失配降低42...

解读: 该RC延迟优化技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列大功率光伏逆变器的SiC并联设计具有直接应用价值。当前PowerTitan等大型储能系统广泛采用SiC MOSFET并联以提升功率等级，但阈值电压失配导致的动态电流不均衡会降低系统可靠性。该研究提出的栅极RC滤波网络优化方法可直接应用于阳光电源...

Rahul Kumar Garg · Mummadi Veerachary · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年12月

本文提出了一种非隔离型双向直流 - 直流变换器。该变换器的设计旨在确保低压（<i>LV</i>）侧的两个电感中的电流纹波相互抵消，从而使变换器低压侧的电流平稳且无纹波。与此同时，变换器高压（<i>HV</i>）侧的电流连续且纹波含量低。文献中报道的单向拓扑结构主要通过同步开关实现电流纹波消除，呈现出升降压电压增益特性。然而，所提出的变换器在正向模式下具有升压特性，在反向模式下具有降压特性。该变换器的一些显著特点包括：开关和电容上的电压应力较低，低压侧端口和高压侧端口之间共地。为了分别研究变换器的...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项非隔离双向DC-DC变换器技术在储能系统和光储一体化应用中具有显著的实用价值。该技术通过低压侧双电感纹波互相抵消的创新设计，实现了电流的平滑输出，这对于延长电池储能系统寿命、提升系统可靠性具有重要意义。 该拓扑的核心优势与我司业务需求高度契合。首先，正向升压、反向降压...

View Document · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月

由于时变且不连续的开关动作，对接近或高于开关频率一半的频率下的电力电子变换器进行建模一直颇具难度。我们利用移动傅里叶系数的特性开发了一种高阶广义平均法，以突破开关频率一半的限制。我们还针对各种开关信号，包括脉冲宽度调制（PWM）、相移调制、脉冲频率调制（PFM）以及状态相关开关信号，提出了高阶广义平均模型，从而使电路和调制器/控制器能够分别建模并灵活组合。此外，利用移动傅里叶系数的拉普拉斯变换，在线性时不变框架下，不同频率信号及其边带的耦合被清晰地描述为相同频率移动傅里叶系数的耦合。该建模方法被...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项高阶广义平均建模方法对我们在光伏逆变器、储能变流器及新能源系统的控制优化具有重要战略价值。 该技术突破了传统建模方法在半开关频率以上的局限性，这对我们的高频开关电源系统设计至关重要。当前阳光电源的组串式逆变器和储能PCS产品普遍采用20-100kHz的开关频率，传统建...

Iman Abdoli · Alireza Lahooti Eshkevari · Hafiz Furqan Ahmed · Mohammad Arasteh · IET Power Electronics · 2025年5月 · Vol.18

This paper proposes a high-frequency isolated buck-boost AC-AC converter based on the single-ended-primary-inductance-converter (SEPIC) topology and its extension circuit with bipolar output. The proposed converters can achieve a wide range of voltag...

Pengwei Li · Hasnain Nisar · Ali Bazzi · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月

摘要：随着可再生能源不仅在电力系统中得到广泛应用，还在微电网和自供电设备中得到广泛使用，相应地，一种电池接口解决方案对于光伏或小型风力发电机的能源管理和功率流控制至关重要。由于双向级联升降压（BCBB）拓扑具有较宽的输入 - 输出电压范围，因此它被广泛应用于电池充电产品和可再生能源接口系统中。然而，要实现高性能的闭环控制需要精确的电流和电压测量，这会导致传感器使用量增加和产品体积增大。为了用最少数量的传感器优化整体性能，本文在先前关于 BCBB 变换器控制的研究[32]基础上，提出了两种符合数字...

解读: 该BCBB变换器传感技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有直接应用价值。精准的电流电压检测是电池管理系统（BMS）的核心，直接影响储能系统的安全性和效率。文中综述的集成化传感方案可优化阳光电源储能产品的成本结构，提升响应速度以支持更快的功率调节。在微电网应用场景中，高...

Abdul Basit Mirza · Andrew Castiblanco · Abdul Muneeb · Yang Xie 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月

采用TO - 247封装的碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和肖特基二极管是斩波器（降压/升压）和半桥电路配置的经济选择，而斩波器和半桥电路是各种功率变换器拓扑的基本组成部分。然而，碳化硅器件的快速开关意味着较高的 $\text{d}\boldsymbol{v}/\text{d}\boldsymbol{t}$ 和 $\text{d}\boldsymbol{i}/\text{d}\boldsymbol{t}$，这对功率回路电感的印刷电路板（PCB）部分提出了限制，以在关断...

解读: 该PCB寄生电容优化技术对阳光电源SiC器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，TO-247封装SiC MOSFET已广泛应用于三电平拓扑和半桥电路。研究揭示的PCB布局优化方法可直接应用于功率模块设计，通过减小关键路径寄生电容降低电压过冲和EMI，提升系统在高频开关下的可...

Vipin Kumar Singh · Bhim Singh · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

电能质量（PQ）问题在采用传统二极管桥式整流器（DBR）构建直流母线电压的并网型低功率开关磁阻电机（SRM）驱动系统的设计初期就已存在。其主要原因是供电电流存在低功率因数（LPF）和过高总谐波畸变率（THD）的问题。本文的主要重点是应对与低功率因数和高总谐波畸变率的供电电流相关的挑战。这是通过集成前端高功率因数变换器（HPFC）来实现的。此外，本文探索了一种适用于低功率驱动系统的经济高效的解决方案，即采用一台四相开关磁阻电机（SRM），并借助中点变换器（MPC）。这种方法需要双输出平衡的直流母线...

解读: 该无桥整流技术对阳光电源新能源汽车产品线具有直接应用价值。文章提出的无桥整流拓扑可减少导通损耗、提升功率因数并降低THD，这与阳光电源车载OBC充电机和电机驱动系统的技术需求高度契合。在小功率SRM驱动场景中，省去传统整流桥可降低成本并提升效率，该方案可借鉴应用于充电桩AC-DC整流级设计，优化ST...

Yi-Feng Luoa · Guan-Jhu Chenb · Chun-Liang Liuc · Ya-Shuo Chend 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 绿色能源的发展推动了储能系统（ESS）和电动汽车（EV）的进步，这两者均可显著减少环境污染。然而，电池组中多个电池单体的使用可能导致单体之间出现容量或电压不均衡的现象。为缓解这一问题，有必要采用电池均衡器来维持电池组内各单体之间的平衡。本文提出了一种由四组有源双向Buck-Boost型DC-DC变换器构成的均衡装置，当电池单体间的容量差异超过设定阈值时，该装置将启动均衡机制。该均衡机制基于电池的荷电状态（SOC），确保在放电过程中负载功率能够有效分配，在充电过程中充电电流能够合理分配。所提...

解读: 该主动双向均衡技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要应用价值。基于SOC的功率分配策略可优化我司储能系统的电池管理算法,将均衡时间缩短25-32%,显著提升系统可用容量和循环寿命。双向Buck-Boost拓扑与我司三电平技术结合,可增强电池包一致性管理能力。该方法在充电模...

Jiangbiao He · Paolo Mattavelli · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

为满足全球零排放可持续能源发展需求，交通和公用电力等行业正经历快速变革，电力电子在电动汽车、电动船舶、飞机、太阳能/风能发电和储能等众多功率转换系统中发挥支柱作用。然而电力电子可靠性尚未受到足够重视，特别是在安全关键应用中可靠性应是首要设计优先级。工业4.0和5.0着重互联性、自动化、智能和实时状态监测，数字在线预防性维护和优化至关重要。数字孪生是物理系统的数字复制品，可准确预测和反映物理系统的实时健康状况，通过物理组件与数字孪生模型间的实时双向数据流实现。该特刊发表10篇文章涵盖数字孪生参数估...

解读: 该数字孪生特刊与阳光电源智能运维战略高度契合。特刊涵盖的Buck/Boost变换器数字孪生参数估计、五电平ANPC逆变器故障诊断和SiC MOSFET模块电-热-机械建模与阳光iSolarCloud平台的智能诊断和预测性维护功能发展方向一致。数字孪生技术在直流电容、电感、开关管寄生电阻实时估计方面的...