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两级式光伏逆变器在低电压穿越期间的自适应直流母线电压控制
Adaptive DC-Link Voltage Control of Two-Stage Photovoltaic Inverter During Low Voltage Ride-Through Operation
Guangqian Ding · Feng Gao · Hao Tian · Cong Ma 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年6月
本文提出了一种针对两级式光伏逆变器在低电压穿越（LVRT）期间的自适应直流母线电压控制方法。通过使直流母线电压随电网电压变化而动态调整，维持高调制比，从而显著抑制注入电网的高频谐波，提升并网电能质量。
解读: 该技术对阳光电源的组串式和集中式光伏逆变器产品线具有极高的应用价值。在电网故障（LVRT）期间，传统的固定母线电压控制往往导致调制比下降，从而引发谐波含量升高。通过引入自适应母线电压控制策略，阳光电源的逆变器可以在电网电压跌落时主动优化直流侧电压，不仅能满足日益严格的电网并网标准（如高频谐波抑制要求...
中点钳位双有源桥变换器的电容电压平衡
Capacitor Voltage Balancing for Neutral Point Clamped Dual Active Bridge Converters
M. A. Awal · Md Rashed Hassan Bipu · Oscar Andres Montes · Hao Feng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
本文提出了一种针对全桥中点钳位（NPC）双有源桥（DAB）变换器的电容电压平衡方法。现有技术主要通过根据电压偏差主动选择小电压矢量（即连接直流母线上、下电容至变压器绕组）来实现平衡。该研究优化了控制策略，提升了变换器在直流母线电容电压不平衡情况下的运行稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及大功率PCS产品具有重要价值。随着储能系统向高压化、大功率化发展，三电平NPC拓扑在提升效率和降低器件电压应力方面优势显著。该电容电压平衡控制策略能够有效解决三电平DAB变换器中点电位漂移问题，提升系统在复杂工况下的可靠...
基于高频纹波电流视角的固态变压器混合直流链路寿命延长与ESR监测集成设计
Integrated Design for Lifetime Extension and ESR Monitoring of Hybrid DC Link in Solid-State Transformer From the Perspective of High-Frequency Ripple Current
Jinxiao Wei · Hao Feng · Li Ran · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
混合直流链路电容在固态变压器（SST）等级联两级系统中起关键作用，需承受宽频谱纹波电流带来的老化应力。本文提出了一种将寿命延长设计与状态监测（CM）相结合的技术，通过优化设计减轻电容应力，并实现等效串联电阻（ESR）的实时监测，从而提升系统整体可靠性。
解读: 该研究对于阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大功率光伏逆变器具有重要参考价值。储能变流器（PCS）在处理高频纹波电流时，直流侧电容是影响系统寿命的薄弱环节。本文提出的ESR监测与寿命延长设计方法，可直接应用于阳光电源PCS产品的可靠性设计与预防性维护，通过算法集成在...
一种在电动汽车变直流母线电压条件下降低共模电压和电流畸变的改进型模型预测控制
An Improved MPC With Reduced CMV and Current Distortion for PMSM Drives Under Variable DC-Bus Voltage Condition in Electric Vehicles
Jiayao Li · Wensheng Song · Hao Yue · Na Sun 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
针对传统降低共模电压模型预测控制（RCMV-MPC）在低速下控制精度低及开关频率高的问题，本文提出了一种改进型MPC策略。该策略针对电动汽车永磁同步电机（PMSM）驱动系统，在变直流母线电压工况下，有效降低了共模电压，提升了稳态性能并降低了开关频率。
解读: 该技术主要应用于电动汽车驱动系统，与阳光电源的电动汽车充电桩及车载电源业务高度相关。通过改进MPC算法，能够有效抑制共模电压（CMV），减少电机驱动系统的电磁干扰，并提升变母线电压下的动态响应性能。对于阳光电源而言，该算法可优化充电桩功率模块的控制策略，提升系统能效与电磁兼容性（EMC）。建议研发团...
面向正常与短时过流工况的功率模块双模热管理
Dual-Mode Thermal Management of a Power Module for Normal and Short-Term Overcurrent Operation
Jinpeng Cheng · Liyu Yao · Hao Feng · Xu Zhang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
在功率模块中集成相变材料（PCM）可缓解短时过流引起的温度激增，但会阻碍正常运行时的散热。本文针对半桥SiC MOSFET功率模块的三维回路封装设计，提出了一种双模热管理方法，通过将PCM置于热传导路径之外，有效平衡了正常散热与过流保护需求。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan储能系统具有重要参考价值。随着SiC器件在高性能逆变器中的普及，功率密度不断提升，短时过流能力成为系统可靠性的关键瓶颈。该双模热管理方案通过优化封装热路径，可在不牺牲正常工况散热效率的前提下，显著提升系统应对电网故障或瞬时过载的能力。建议研发团队在...
一种具有低开关电压应力和自动均流特性的新型无变压器四相交错降压DC-DC变换器
A Novel Transformer-less Interleaved Four-Phase Step-Down DC Converter With Low Switch Voltage Stress and Automatic Uniform Current-Sharing Characteristics
Chen-Feng Chuang · Ching-Tsai Pan · Hao-Chien Cheng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月
本文提出了一种新型无变压器直流变换器，具备低开关电压应力和自动均流特性。该变换器采用四相交错电压分配结构，在400V直流母线下实现了高降压比与适中占空比的平衡。基于电容分压原理，该拓扑有效降低了功率器件的电压应力，提升了变换效率与功率密度。
解读: 该拓扑在直流降压转换方面具有显著优势，特别适用于阳光电源的电动汽车充电桩产品线。其低开关电压应力特性允许使用额定电压较低的功率器件，从而降低系统成本并提升效率。此外，四相交错结构带来的自动均流特性，能有效简化大功率充电模块的并联控制逻辑，提升系统的可靠性与功率密度。建议研发团队评估该拓扑在超快充模块...
基于混合NPC-飞跨电容结构的SiC三电平双有源桥变换器无源电容电压平衡
Passive Capacitor Voltage Balancing of SiC-Based Three-Level Dual-Active-Bridge Converter Using Hybrid NPC-Flying Capacitor Structure
Hao Feng · Fei Teng · Oscar Andres Montes · M. A. Awal 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
三电平双有源桥（DAB）变换器在需要高电压等级和双向功率流的中压固态变压器中起着关键作用。常规中点钳位（NPC）拓扑因非理想运行条件易导致电容电压不平衡。本文提出了一种结合NPC与飞跨电容的混合结构，通过无源方式实现电容电压平衡，提升了系统稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及中压光伏并网系统具有重要参考价值。随着储能系统向高压化、大功率化发展，三电平DAB拓扑在DC-DC变换环节的应用日益广泛。该混合结构通过无源方式解决电容电压不平衡问题，不仅能降低控制算法的复杂度，还能减少对复杂采样电路的依赖，从而提升系统的可...
一种用于双有源桥变换器直流偏置消除的磁通门电流传感器
A Fluxgate-Based Current Sensor for DC Bias Elimination in a Dual Active Bridge Converter
Guanqun Qiu · Li Ran · Hao Feng · Huaping Jiang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月
双有源桥（DAB）DC-DC变换器中隔离变压器的直流偏置问题是影响系统效率与安全的关键。本文提出了一种基于磁通门技术的电流传感器，用于在包含大电流高频交流分量的背景下精确测量直流偏置电流。实验表明，该传感器相比商用霍尔传感器显著降低了测量误差，有效提升了DAB变换器的控制精度与运行可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及组串式光伏逆变器中的DC-DC级具有重要应用价值。DAB拓扑是储能变流器（PCS）实现双向功率流动的核心，变压器直流偏置会导致磁饱和、损耗增加甚至器件损坏。引入高精度磁通门传感器可实现对直流偏置的实时闭环抑制，提升PCS在复...
一种基于交流磁通抵消的DAB变换器直流偏置检测高精度传感器
A High-Precision Sensor Based on AC Flux Cancellation for DC Bias Detection in Dual Active Bridge Converters
Guanqun Qiu · Li Ran · Hao Feng · Huaping Jiang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月
变压器直流偏置威胁双有源桥（DAB）变换器的安全运行。在强交流电流中检测毫安级直流分量极具挑战。本文提出一种基于交流磁通抵消的电流传感器，利用电流互感器（CT）提取交流分量，实现对直流偏置的高精度检测，提升变换器可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及组串式光伏逆变器中的DAB拓扑具有极高应用价值。DAB是实现直流侧能量双向流动的核心，变压器直流偏置易导致磁饱和，引发过流保护误动作或器件损坏。该高精度检测方案可集成至iSolarCloud智能运维平台，实现对变压器运行状态...
面向超高功率密度的3.3 kV/500 kVA碳化硅四电平混合钳位变换器低换流回路电感设计
Low-Commutation-Loop Inductance Design for 3.3 kV/500 kVA SiC-Based Four-Level Hybrid Clamp Converter With Extra-High Power Density
Xiaojie Fu · Jianyu Pan · Sheng Yan · Junwei Xiao 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
本文提出了一种适用于大功率电机驱动和电网接入的中压、半兆瓦级四电平混合钳位变换器（4L-HCC）。针对其复杂的电流换流回路导致的开关电压过冲问题，文章重点研究了低电感设计方法，以提升变换器的功率密度和运行可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能变流器（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着光伏和储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）和更高功率密度演进，SiC器件的应用已成为趋势。本文提出的四电平拓扑及低电感换流回路设计，能有效抑制高压SiC器件的开关过冲，降低EMI风险，提升系...
具有0.85 GW/cm²巴利加优值或5A/700V处理能力的β-Ga2O3结势垒肖特基二极管演示
Demonstration of β-Ga2O3 Junction Barrier Schottky Diodes With a Baliga's Figure of Merit of 0.85 GW/cm2 or a 5A/700 V Handling Capabilities
Yuanjie Lv · Yuangang Wang · Xingchang Fu · Shaobo Dun 等15人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
本文报道了首个垂直结构β-Ga2O3结势垒肖特基（JBS）二极管。通过引入热氧化p型NiO层，有效解决了β-Ga2O3缺乏p型掺杂的难题。实验表明，该器件在100×100 μm²面积下实现了1715V的击穿电压，展现了极高的功率处理潜力。
解读: 氧化镓（β-Ga2O3）作为超宽禁带半导体，其击穿场强远超SiC和GaN，在未来高压、高功率密度电力电子应用中具有巨大潜力。对于阳光电源而言，该技术若实现产业化，将显著提升光伏逆变器和储能变流器（PCS）的功率密度，并降低损耗。建议研发团队密切跟踪其垂直器件工艺成熟度，重点关注其在未来高压组串式逆变...
一种基于Vgs与Vds联合检测的SiC MOSFET短路保护方法
A Short-Circuit Protection Method for SiC MOSFET Using Combined Vgs and Vds Detection
Jiaming Xie · Jinxiao Wei · Hao Feng · Binbing Wu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
本信函提出了一种简单可靠的短路保护（SCP）方法，称为 $v_{gs}$ 和 $v_{ds}$ - SCP，用于碳化硅（SiC）金属 - 氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），该方法通过同时监测 $v_{gs}$ 和 $v_{ds}$ 来实现。当 $v_{gs}$ 和 $v_{ds}$ 均超过各自的预设阈值时，保护功能启动，从而能够有效抵御硬开关故障（HSF）和负载下故障（FUL）。与现有方法相比，所提出的电路设计结构更简单，且不受封装类型的限制。搭建了一个测试平台来验证所提出的 $v_{g...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项SiC MOSFET短路保护技术具有重要的应用价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，我们在大功率电力电子变换器中广泛采用SiC MOSFET器件，以实现更高的效率和功率密度。然而，SiC器件的短路耐受能力较传统IGBT更弱，通常仅为3-5微秒，这对保护电路的响...
基于99%能量利用效率的钠离子电池部分功率处理变换器设计
Partial Power Processing Converter Design With 99% Energy Utilization Efficiency for Sodium-Ion Batteries
Pingchuan Li · Hao Tian · Feng Gao · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年5月
钠离子电池宽输出电压范围（如1.5–3.95 V）给变换器效率设计带来挑战。本文提出采用基于双有源桥（DAB）的部分功率处理（PPP）变换器，从充放电全周期角度优化关键参数以提升效率。研究表明，系统能量利用效率与变压器匝比及升压阈值电压密切相关，通过对此二者的优化可显著提高效率。该方法有效将钠离子电池的输出电压范围压缩至接近锂离子电池水平，且不引入显著功率损耗。经参数优化，系统能量利用效率最高达99.03%。
解读: 该钠离子电池部分功率处理技术对阳光电源储能产品线具有重要应用价值。针对钠离子电池宽电压范围（1.5-3.95V）特性，基于DAB的PPP变换器架构可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统的电池接口设计。通过变压器匝比和升压阈值优化，将钠离子电池输出电压范围压缩至接近锂离子电池水平，可...
无基板功率半导体封装的可回收性潜力
Substrate-Less Power Semiconductor Packaging for the Potential of Recyclability
Jinxiao Wei · Jinpeng Cheng · Yuxiang Chen · Li Ran 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月
功率电子领域正致力于提升可回收性。功率半导体器件与模块制造能耗高、材料成本大，但使用寿命有限。本文探索一种有望提高其可回收性的封装结构，聚焦无基板设计中的散热与电气绝缘问题。采用定制三分段热管替代难回收的陶瓷覆铜（DBC）或活性金属钎焊（AMB）基板，并假设以可回收聚醚酰亚胺（PEI）封装替代常规热固性塑料外壳与硅凝胶。提出设计流程，匹配热管性能与器件热耗散及绝缘需求。结果显示，结至散热器热阻显著低于传统基板，且通过比较不同工质的绝缘强度，确定了可行的绝缘方案。
解读: 该无基板功率半导体封装技术对阳光电源功率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，功率模块占据成本和能耗的显著比例，采用热管替代DBC/AMB基板可显著降低结至散热器热阻，提升SiC/GaN器件的散热性能，支撑更高功率密度设计。可回收PEI封装材料符合储能系统全生命周期绿色化...
一种简单、低成本且可扩展的SbSn@C复合材料合成方法用于稳定的钠离子电池
A simple, low-cost and scalable synthesis of SbSn@C composite for stable sodium-ion batteries
Hao Feng · Xiaohua Li · Ruijie Guo · Yuchen Wei · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
由于钠资源具有低氧化还原电位、储量丰富和成本低廉等优势，钠离子电池（SIBs）被认为是当前主流储能装置——锂离子电池的一种有前景的替代方案。然而，开发适用于实际应用的负极材料仍是钠离子电池面临的一大挑战。合金类负极材料虽然具有高比容量和低工作电压的优点，但其固有的体积膨胀问题会导致容量迅速衰减和循环稳定性差。针对这一问题，本文通过固相还原氯化物的方法成功合成了一种新型碳包覆合金复合材料（SbSn@C）。表面形貌分析表明，该SbSn@C复合材料具有多孔结构，并包裹有20–30 nm厚的碳层，能够有...
解读: 该SbSn@C复合材料钠离子电池负极技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。其低成本、高循环稳定性(100次循环容量保持率90%)特性可应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统,降低电池成本并提升系统经济性。碳包覆层缓解体积膨胀的策略为大规模储能电池设计提供参考,有助于优化ESS解决方案的...
一种具有更高精度和通用性的九桥臂模块化多电平变换器改进稳态分析模型
An Improved Steady-state Analysis Model for Nine-arm Modular Multilevel Converter with Higher Accuracy and Versatility
Futian Qin · Feng Gao · Jingyang Fang · Tao Xu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
九桥臂模块化多电平变换器（9A-MMC）作为一种具有两组交流端口的新型高压大功率多电平拓扑，通过复用中间桥臂可有效减小系统体积、重量与成本。其稳态分析对电路参数设计、器件选型及性能评估至关重要，但现有模型过于简化，仅能实现定性分析。本文提出一种改进的稳态分析模型，采用更精确的调制参考信号并考虑桥臂电流中的环流分量。基于基尔霍夫定律建立基本电路方程，结合内部电气参量的循环耦合路径推导数学关系，并依据动态功率平衡构建求解调制信号与桥臂电流未知量的方程组，从而精确获取所有电气参数。仿真与实验结果验证了...
解读: 该九桥臂MMC稳态分析模型对阳光电源储能与充电桩产品具有重要应用价值。9A-MMC拓扑通过复用中间桥臂实现双端口AC输出，与阳光电源PowerTitan储能系统的双向变流需求高度契合，可优化PCS拓扑设计，降低系统体积与成本。改进模型考虑环流分量与动态功率平衡，可精确指导ST系列储能变流器的桥臂电流...
有源栅极驱动应用中SiC MOSFET阈值迟滞的评估
Evaluation of Threshold Hysteresis for SiC MOSFETs in Active Gate Drive Application
Binbing Wu · Li Ran · Hao Feng · Hongyu Lin · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
碳化硅（SiC）功率MOSFET的阈值迟滞现象备受关注，但在有源栅极驱动（AGD）应用中的研究仍有限。本文通过界面电场分析不同开关速率与栅极电压下阈值迟滞的开关特性，发现负栅压和开通速度提升会增加界面态空穴陷阱的初始值与迟滞程度，从而增大驱动回路中的界面陷阱电流，加快SiC MOSFET开通。实验采用电流源AGD评估不同栅结构1200 V SiC MOSFET，结果表明关断性能不受正栅压影响，但负栅压和开通速度提高会增加阈值迟滞对开通速度的贡献比例。高速工作模式下，开通损耗中阈值迟滞占比达36....
解读: 该SiC MOSFET阈值迟滞研究对阳光电源功率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，SiC器件高频开关特性直接影响系统效率与可靠性。研究揭示的负栅压与开通速度对阈值迟滞的影响机制，可优化有源栅极驱动（AGD）设计：通过精确控制栅极电压范围和开关速率，在高频工作模式下平衡...
基于2英寸β-Ga2O3晶圆无金工艺制备的大面积肖特基势垒二极管的统计研究
Statistical Study of Large-Area Schottky Barrier Diodes Fabricated on 2-in β-Ga2O3 Wafer Using Au-Free Processes
Yitao Feng · Hong Zhou · Sami Alghamdi · Hao Fang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月
本研究报道了在2英寸β-Ga2O3外延晶圆上采用工业兼容且低成本的无金工艺制备大面积（3×3 mm²）肖特基势垒二极管（SBDs）的统计分析。器件集成注入边缘终端与低掺杂环结构，有效调控电场分布，实现超过1300 V的击穿电压和2 V下10 A以上的正向电流，性能优于已报道的同类大尺寸SBDs。全晶圆统计显示，重复击穿电压平均为347 V，12.5%器件超过650 V。同时分析了器件特性波动的物理成因，为工业化晶圆级制造提供了重要参考。
解读: 该β-Ga2O3肖特基二极管技术对阳光电源功率器件升级具有前瞻价值。Ga2O3超宽禁带（4.8eV）特性使其击穿场强达8MV/cm，远超SiC的3倍，可显著提升ST系列储能变流器和SG逆变器的耐压等级与功率密度。研究中1300V击穿电压与10A正向电流性能，适配1500V光伏系统需求。无金工艺与2英...
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