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拓扑与电路 DC-DC变换器 功率模块 可靠性分析 ★ 3.0

用于中压直流系统的高降压比低功率模块化变换器

Buck-Boost Type High Step-Down Low Power Modular Converter for Medium Voltage DC Systems

Lin Zhu · Chushan Li · Huan Yang · Shengdao Ren 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月

中压直流(MVDC)系统备受关注,但如何从MVDC直接为低功率电路供电仍是关键难点,直接影响系统可靠性。现有高降压比电路多针对高功率应用,本文提出一种适用于低功率场景的Buck-Boost型模块化变换器,旨在提升MVDC系统的整体可靠性与供电灵活性。

解读: 该技术主要解决MVDC系统中的辅助电源供电问题。对于阳光电源的PowerTitan等大型储能系统或集中式光伏逆变器,内部辅助电源系统(Auxiliary Power Supply)的可靠性至关重要。该拓扑的高降压比特性可简化辅助电源设计,减少器件应力,提升系统在宽电压输入范围下的稳定性。建议研发团队...

拓扑与电路 SiC器件 三电平 功率模块 ★ 5.0

用于高功率密度不同Si/SiC混合三电平有源NPC逆变器的评估

Evaluation of Different Si/SiC Hybrid Three-Level Active NPC Inverters for High Power Density

Li Zhang · Xiutao Lou · Chushan Li · Feng Wu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月

相比全SiC MOSFET转换器,Si/SiC混合方案是平衡性能与成本的有效途径。本文提出了一种系统性方法,基于续流路径排列,从两种开关单元生成了2-SiC和4-SiC混合三电平有源中点钳位(3L-ANPC)逆变拓扑,旨在实现高功率密度设计。

解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心竞争力——高功率密度逆变器设计。3L-ANPC拓扑广泛应用于阳光电源的组串式逆变器及大型集中式逆变器中。通过Si/SiC混合技术,公司可以在保持高性能的同时,显著降低大功率光伏逆变器和储能变流器(PCS)的成本,提升市场竞争力。建议研发团队评估该拓扑在PowerTita...

拓扑与电路 SiC器件 三电平 功率模块 ★ 5.0

一种由SiC和Si混合功率级组成的高效率三电平有源中点钳位变换器

An Extremely High Efficient Three-Level Active Neutral-Point-Clamped Converter Comprising SiC and Si Hybrid Power Stages

Qing-Xin Guan · Chushan Li · Yu Zhang · Shuai Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年10月

三电平变换器具有开关损耗低、滤波器尺寸小的优点。为实现高功率密度,常选用SiC MOSFET替代Si IGBT,但全SiC方案成本高昂。本文提出一种SiC MOSFET与Si器件混合的有源中点钳位(ANPC)变换器拓扑,在保证高效率的同时有效降低了系统总成本。

解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器(PCS)具有重要参考价值。通过在ANPC拓扑中采用SiC与Si混合功率级,可以在不显著增加成本的前提下,提升逆变器效率并缩小功率模块体积,从而进一步优化产品的功率密度。建议研发团队评估该混合方案在兆瓦级储能PCS中的应用潜力,以平衡...

拓扑与电路 多电平 PWM控制 空间矢量调制SVPWM ★ 4.0

五电平有源中点钳位变换器的混合调制概念

Hybrid Modulation Concept for Five-Level Active-Neutral-Point-Clamped Converter

Chushan Li · Shuai Wang · Qingxin Guan · David Xu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年12月

本文提出了一种针对五电平有源中点钳位(5L-ANPC)变换器的混合调制策略,结合了三电平空间矢量调制(3L-SVM)与移相脉宽调制(PS-PWM)。该方法简化了复杂的五电平SVM控制逻辑,有效实现了中点电压平衡及飞跨电容电压控制。

解读: 该研究提出的5L-ANPC混合调制策略对阳光电源的大功率储能变流器(如PowerTitan系列)及大型集中式光伏逆变器具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高电压等级(如1500V及以上)发展,多电平拓扑能有效降低器件电压应力并提升输出电能质量。该调制方案通过简化控制逻辑,有助于降低计算资源消耗,...

拓扑与电路 IGBT PFC整流 单相逆变器 ★ 4.0

用于大功率AC/DC应用的高功率单相单级隔离式ZCS电流型全桥变换器

Single-Phase Single-Stage Isolated ZCS Current-Fed Full-Bridge Converter for High-Power AC/DC Applications

Chushan Li · Yu Zhang · Zhifang Cao · Dewei XU · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年9月

本文提出了一种用于IGBT大功率功率因数校正(PFC)的单相单级隔离式零电流开关(ZCS)电流型全桥AC/DC变换器。通过引入额外的换流路径和少量谐振元件,实现了所有IGBT的ZCS运行,并降低了导通损耗。

解读: 该拓扑通过软开关技术优化了IGBT在高功率密度下的损耗表现,对阳光电源的组串式光伏逆变器及户用储能PCS的功率级设计具有重要参考价值。特别是在追求高效率和高功率密度的单相产品线中,该ZCS技术能有效缓解IGBT开关损耗带来的散热压力,提升整机效率。建议研发团队评估该换流路径的复杂性与成本效益,重点关...

电动汽车驱动 储能系统 SiC器件 ★ 4.0

SiC MOSFET:800V电动汽车空调压缩机的必然趋势

SiC MOSFETs: The Inevitable Trend for 800V Electric Vehicle Air Conditioning Compressors

He Xu · Lianjie Wang · Chushan Li · Wuhua Li 等6人 · IEEE Transactions on Vehicular Technology · 2024年9月

与传统燃油汽车不同,电动汽车的空调系统不仅要承担车厢的热管理,还要负责电池系统的热管理,甚至包括电机控制的热管理。对制冷和制热功率的高要求导致电动汽车的续航里程大幅减少。作为空调系统的核心,电动压缩机在电动汽车的热管理中起着至关重要的作用。本文表明,与硅绝缘栅双极型晶体管(Si IGBT)相比,碳化硅金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管(SiC MOSFET)更适用于 800V 电动汽车的电动压缩机。本文从系统能效、压缩机运行边界、噪声、振动与声振粗糙度(NVH)性能以及系统小型化趋势等方面...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,本论文关于SiC MOSFET在800V电动汽车空调压缩机中的应用研究,为我们在新能源电力电子领域的技术演进提供了重要参考价值。 首先,论文系统论证了SiC MOSFET相比传统Si IGBT在高压应用中的优势,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。...

功率器件技术 SiC器件 宽禁带半导体 功率模块 ★ 5.0

一种具备全温区能力的单片SiC MOSFET行为模型:SPICE兼容结构及实验验证

A Monolithic SiC MOSFET Behavioural Model with Full‐Temperature‐Range Capability: SPICE‐Compatible Structure and Experimental Verification

Shuoyu Ye · Jingyang Hu · Jianghua Zhuo · Haoze Luo 等7人 · IET Power Electronics · 2026年1月 · Vol.19

本文提出一种基于tanh(x)通道电流表达式的SiC MOSFET行为模型,仅需5个核心参数,支持全温区(-40°C~175°C)建模,采用Levenberg-Marquardt优化提取参数,静态误差<3%,开关损耗误差<8%,瞬态振荡偏差<2%。

解读: 该模型显著提升SiC器件在高温、高频工况下的仿真精度与收敛性,直接支撑阳光电源ST系列PCS、PowerTitan储能系统及组串式逆变器中SiC MOSFET驱动设计、热-电耦合仿真与开关损耗精准评估。建议在iSolarCloud平台嵌入该模型用于器件级数字孪生,并在新一代1500V/2000V高压...

储能系统技术 储能系统 DC-DC变换器 GaN器件 ★ 5.0

基于级联H桥和双有源桥固态变压器中高频变压器的主动热控制

Active Thermal Control of High-Frequency Transformers in Cascaded H-Bridge and Dual Active Bridge Based Solid State Transformer

Jianxiong Yu · Jing Sheng · Rui Lu · Heya Yang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月

采用级联H桥有源前端(AFE)和双有源桥(DAB)隔离型DC-DC变换器的固态变压器(SST)在超大规模电力应用中日益受到关注。然而,AFE引起的二倍工频波动会导致高频变压器(HFT)产生额外功率损耗与温升,威胁其可靠性与寿命。本文通过解析方法推导了HFT损耗特性,提出一种基于三次谐波注入的主动热控制策略,以重构HFT电流频谱并降低绕组损耗。推导了谐波注入后的损耗解析表达式,并优化了注入谐波的幅值与相位。在2MW/10kVac输入/800Vdc输出的SST样机上进行了仿真与实验验证,结果表明,优...

解读: 该主动热控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文中针对级联H桥+DAB拓扑的二倍工频波动导致的高频变压器热应力问题,提出的三次谐波注入策略可直接应用于阳光电源1500V储能系统中的隔离型DC-DC变换器设计。通过优化电流频谱降低17%绕组损耗、实现3...

储能系统技术 储能系统 宽禁带半导体 SiC器件 ★ 5.0

一种采用最优开关策略的混合三级混合开关

Hybrid2)有源中点钳位变换器

Tianlun Xia · Xinchun Feng · Chushan Li · Rulei Han 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月

多电平变换器拓扑适应航空电力系统高电压、大功率的发展趋势。为实现高效率与高功率密度,常采用碳化硅(SiC)等宽禁带器件,但全SiC方案成本过高。本文提出一种混合型Hybrid2有源中点钳位(ANPC)变换器,仅含两个Si/SiC混合开关,其余为硅基IGBT。通过混合频率调制策略,将绝大部分开关任务转移至混合开关。结合实验与理论分析,深入研究混合开关的特性,并提出最优开关策略以降低损耗、提升功率能力并保障器件安全。实验平台验证了该拓扑在成本、效率与可靠性方面的优势,适用于现代航空高功率变流器。

解读: 该混合型Hybrid2 ANPC拓扑对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。通过Si IGBT与SiC混合开关的协同设计,可在保持三电平拓扑高效率优势的同时,显著降低全SiC方案的成本压力。混合频率调制策略将高频开关损耗集中于SiC器件,低频开关由IGBT承担...

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