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EAST磁体电源三相PWM变换器系统开路故障诊断
Open-Switch Fault Diagnosis of Three-Phase PWM Converter Systems for Magnet Power Supply on EAST
Xi Deng · Chenguang Wan · Li Jiang · Ge Gao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
本文针对EAST装置中运行于整流与逆变双态的三相两电平PWM变换器，提出了一种通用的开路故障诊断方法。现有方法多局限于单一工作模式，本文方案有效解决了变换器在不同运行状态切换下的故障识别难题，提升了电力电子系统的运行可靠性。
解读: 该研究聚焦于电力电子变换器的故障诊断技术，对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）具有重要的工程参考价值。逆变器与PCS在复杂电网环境下常面临频繁的工况切换，该文提出的双态通用诊断逻辑，有助于提升阳光电源iSolarCloud智能运维...
基于辅助功率回路的单相级联多电平变换器储能系统有功功率交换控制
Control of Active Power Exchange With Auxiliary Power Loop in a Single-Phase Cascaded Multilevel Converter-Based Energy Storage System
Wei Jiang · Lili Huang · Lei Zhang · Hui Zhao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年2月
本文提出了一种基于级联H桥变换器（CMC）和LC支路的单相储能系统。通过引入辅助功率回路，该方案有效解决了级联多电平变换器在储能应用中的功率波动补偿问题，提升了系统在可再生能源并网中的灵活性与稳定性。
解读: 该研究涉及的级联多电平技术（CMC）是高压大功率储能变流器（PCS）的重要拓扑方向。对于阳光电源PowerTitan等大型储能系统，采用级联多电平技术可有效降低输出谐波，减少滤波器体积，提升系统效率。文中提出的辅助功率回路控制策略，有助于优化储能系统在应对电网功率波动时的动态响应能力。建议研发团队关...
阈值电压离散度演变对并联SiC MOSFET电流分配的影响
Impact of the Threshold Dispersity Evolution on the Current Sharing of Parallel SiC MOSFETs
Lei Tang · Huaping Jiang · Ruijin Liao · Yihan Huang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
SiC MOSFET并联是实现大容量功率变换的有效方案，但芯片参数离散度会导致电流不平衡。本文重点研究了动态阈值电压漂移现象，分析了阈值电压离散度演变对并联SiC MOSFET电流分配的影响，为提升大功率变换器的均流性能提供了理论支撑。
解读: 该研究直接关系到阳光电源大功率组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）的核心可靠性。在这些产品中，SiC MOSFET的并联应用是提升功率密度和效率的关键。阈值电压的动态漂移会导致并联芯片间电流失衡，长期运行可能引发局部过热及器件失效。建议研发团队在模块选型及驱动电路设计中，引入阈...
碳化硅MOSFET动态阈值电压漂移的恢复性能研究
Recovery Performance of the Dynamic Threshold Voltage Drift of Silicon Carbide MOSFETs
Xiaohan Zhong · Chao Xu · Huaping Jiang · Ruijin Liao 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
碳化硅(SiC) MOSFET的阈值电压不稳定性备受关注，但针对其恢复性能的研究尚显不足。本文通过实验与仿真手段，深入探讨了SiC MOSFET阈值电压恢复的性能表现及其物理机制。
解读: 随着阳光电源在组串式光伏逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器中大规模应用SiC器件以提升功率密度和效率，器件的长期可靠性至关重要。阈值电压漂移直接影响开关损耗和驱动稳定性。本研究揭示的恢复机制有助于优化驱动电路设计及栅极驱动参数，从而提升阳光电源产品在复杂工况下的长期运行可靠性。建议研发...
基于自适应切换高阶扩张状态观测器的电机驱动鲁棒速度控制
Robust Speed Control of Electrical Drives With Reduced Ripple Using Adaptive Switching High-Order Extended State Observer
Shanfeng Zhu · Wenxin Huang · Yajun Zhao · Xiaogang Lin 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
针对传统扩张状态观测器（ESO）在处理时变扰动时观测精度不足的问题，本文提出了一种增强型速度控制策略。通过引入自适应切换高阶ESO，有效抑制了转矩脉动，提升了电机驱动系统的速度跟踪精度与鲁棒性，为高性能电机控制提供了新方案。
解读: 该技术在电机控制领域具有显著价值，与阳光电源的风电变流器及储能系统中的PCS电机/变流控制逻辑高度契合。高阶ESO算法能有效提升系统在复杂工况下的抗扰动能力，特别是针对风电变流器在弱电网下的动态响应及储能PCS的电流环控制精度有直接提升作用。建议研发团队评估该算法在PowerTitan系列储能变流器...
具有自重启能力和能量回馈的双向串联型直流混合断路器
Bidirectional Series-Type DC Hybrid Circuit Breaker With Self-Restart Capability and Energy Regeneration
Zeng Liu · Zhiming Deng · Shaodian Xiao · Chao Zhang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
串联混合断路器（SHCB）是中低压直流配电网故障电流切断的有效方案，具备快速切断和低导通损耗优势。本文针对SHCB重启操作复杂及残余能量耗散问题，提出了一种具备自重启和能量回馈功能的拓扑，优化了储能电容充电机制，提升了直流系统保护的可靠性与效率。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流微电网解决方案具有重要参考价值。随着直流配电网和大型储能电站直流侧电压等级的提升，故障电流切断与系统快速恢复成为关键挑战。该拓扑提出的自重启与能量回馈机制，可优化储能变流器（PCS）直流侧保护电路设计，降低故障后的运维成...
交流-直流-交流变换系统中抑制二次谐波电流的控制方案
Control Scheme for Reducing Second Harmonic Current in AC–DC–AC Converter System
Fei Liu · Xinbo Ruan · Xinze Huang · Yang Qiu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月
在交-直-交变换系统中，整流器与逆变器会产生二次谐波电流（SHC）。若该电流传播至中间直流环节，将增加功率开关的电流应力并降低转换效率。本文提出了一种在直流-直流变换器中抑制SHC的控制方案，旨在优化系统性能并提升功率变换效率。
解读: 该技术对阳光电源的组串式光伏逆变器及储能变流器（PCS）产品线具有重要意义。在光储一体化系统中，直流母线电压的二次谐波波动直接影响电容寿命与功率器件的可靠性。通过在DC-DC环节引入该抑制方案，可有效降低功率模块的电流应力，提升系统整体转换效率。建议研发团队将其应用于PowerTitan等大功率储能...
肖特基型p-GaN栅HEMT中负栅极偏置引起的动态导通电阻退化
Negative Gate Bias Induced Dynamic ON-Resistance Degradation in Schottky-Type p-Gan Gate HEMTs
Zuoheng Jiang · Mengyuan Hua · Xinran Huang · Lingling Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
本文系统研究了关断状态栅极偏置（VGS,OFF）对商用肖特基型p-GaN栅HEMT动态导通电阻（RON）的影响。通过双脉冲测试和脉冲I-V系统，评估了在硬开关和软开关条件下，不同栅极和漏极偏置对动态RON的影响。研究发现，更负的VGS,OFF会导致更显著的动态RON退化。
解读: GaN作为宽禁带半导体，在阳光电源的高功率密度户用逆变器及小型化充电桩产品中具有重要应用前景。该研究揭示了p-GaN栅HEMT在负偏置下的动态导通电阻退化机制，对提升阳光电源产品的长期可靠性至关重要。建议研发团队在设计驱动电路时，优化负压关断策略，以抑制动态损耗增加。同时，该研究成果可指导iSola...
基于占空比调制的共直流母线三相开口绕组永磁同步电机直接转矩控制
Direct Torque Control for Three-Phase Open-End Winding PMSM With Common DC Bus Based on Duty Ratio Modulation
Xiaogang Lin · Wenxin Huang · Wen Jiang · Yong Zhao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年4月
本文首次将经典直接转矩控制（DTC）应用于共直流母线的三相开口绕组永磁同步电机。针对传统DTC中零序电流无法抑制及转矩与磁链脉动大的问题，提出了一种基于占空比调制的改进控制策略，有效提升了电机控制性能。
解读: 该研究涉及电机驱动的核心控制算法，对阳光电源的风电变流器及电动汽车充电桩业务具有参考价值。虽然阳光电源目前主营光伏与储能，但开口绕组电机驱动技术在高性能工业传动及未来高功率密度充电设备中具有潜在应用空间。建议研发团队关注其占空比调制技术，以优化变流器输出波形质量，降低系统损耗，并提升电机驱动系统的动...
一种用于分布式光伏中压直流接口的低损耗串联LC功率平衡单元多端口模块化DC-DC变换器
A Multiport Modular DC–DC Converter With Low-Loss Series LC Power Balancing Unit for MVDC Interface of Distributed Photovoltaics
Yizhan Zhuang · Fei Liu · Yanhui Huang · Zhouyang Liu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
针对分布式光伏中压直流（MVDC）接口，本文提出了一种具有多输入端口和高电压转换比的模块化DC-DC变换器。针对光伏功率失配导致的子模块输出电压不平衡问题，设计了一种低损耗串联LC功率平衡单元，有效实现了模块间的功率均衡，提升了系统设计的标准化程度与运行效率。
解读: 该技术对于阳光电源的组串式逆变器及大型光伏电站直流汇流方案具有重要参考价值。随着光伏系统向中高压直流侧并网演进，如何解决多组串输入下的功率失配与模块电压平衡是提升系统效率的关键。该低损耗LC平衡单元方案可优化阳光电源大功率组串式逆变器及直流耦合储能系统的拓扑架构，减少因光照不均导致的功率损耗，提升系...
一种降低共模电压并消除中点电压直流偏置的新型三电平NPC变换器不连续调制策略
A Novel Discontinuous Modulation Strategy With Reduced Common-Mode Voltage and Removed DC Offset on Neutral-Point Voltage for Neutral-Point-Clamped Three-Level Converter
Jinping Wang · Fei Zhai · Jianing Wang · Weidong Jiang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月
本文提出了一种针对中点钳位（NPC）三电平变换器的新型不连续脉宽调制（DPWM）策略，命名为RCMV_DPWM。该策略在降低开关损耗的同时，能有效抑制共模电压（CMV），并消除中点电压的直流偏置。通过基于降低CMV的空间矢量图分析，实现了所有钳位模式的优化。
解读: 该研究直接针对阳光电源核心产品线——集中式光伏逆变器及大型储能变流器（如PowerTitan系列）中广泛使用的三电平NPC拓扑。通过优化DPWM策略，该技术能显著降低大功率变换器的开关损耗，提升整机效率，同时抑制共模电压以减少漏电流，这对提升光伏逆变器在复杂电网环境下的电磁兼容性（EMC）表现至关重...
基于自适应观测器非线性控制方案的交错式多电平升压变换器接口高功率直流微电网大信号稳定性研究
Large-Signal Stabilization of Interleaved Multilevel Boost Converter Interfaced High-Power DC Microgrid Using an Adaptive Observer-Based Nonlinear Control Scheme
Wentao Jiang · Zhishuang Wang · Xiangke Li · Rui Ma 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
交错式多电平升压变换器（IMBC）凭借低电流纹波和高电压增益优势，成为连接低压能源与直流微电网母线的理想拓扑。针对直流微电网中恒功率负载（CPL）带来的系统失稳风险，本文提出了一种基于自适应观测器的非线性控制方案，有效提升了IMBC接口直流微电网的大信号稳定性。
解读: 该研究针对高功率直流微电网中的IMBC拓扑及恒功率负载稳定性问题，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及光储一体化直流耦合方案具有重要参考价值。随着直流微电网应用增多，CPL带来的负阻抗特性易引发系统振荡，该文提出的非线性控制与自适应观测器方案，可优化PCS在弱电网或...
基于解耦双通道结构的低反向导通损耗高正向阈值电压p-GaN栅AlGaN/GaN HEMT
Decoupled Double-Channel p-GaN Gate AlGaN/GaN HEMT Featuring Low Reverse Conduction Loss and High Forward Threshold Voltage
Xiaotian Tang · Zhongchen Ji · Qimeng Jiang · Sen Huang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年2月
基于解耦双沟道结构，提出并成功制备了一种混合源 p - GaN 栅常关型 AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）。该晶体管通过混合源结构对上下沟道进行解耦，缓解了 p - GaN 栅与双沟道结构之间的兼容性问题。得益于源极侧与下沟道的肖特基连接，同时实现了极低的反向导通电压（ - 0.5 V）和较大的正向阈值电压（ + 3.2 V）。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于解耦双沟道结构的p-GaN栅极GaN HEMT技术具有重要的战略价值。该器件通过混合源极结构实现了-0.5V的极低反向导通电压和+3.2V的高正向阈值电压的同时优化，这一突破性设计直接契合我司光伏逆变器和储能变流器对功率器件性能的核心诉求。 在光伏逆变器应用中，该...
电能质量扰动识别
Recognition of Power Quality Disturbances
Jiansheng Huang · Zhuhan Jiang · Michael Negnevitsky · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月
劣质电源可能会干扰通信网络、增加电力损耗、缩短电气/电子设备的使用寿命，并导致发电、输电、配电及终端用户系统出现各种故障。因此，一项关键任务是确定电网当前面临哪些电能质量问题，以及这些问题的模式和发生频率。电力公司和监管机构随后便可据此找出相应对策，以减轻这些影响。在本文中，作者提出了一种新颖的电能质量（PQ）扰动识别系统，该系统采用支持向量机和纠错输出码技术构建多分类器。此外，通过探寻电能质量扰动与相关傅里叶幅值和相位谱分量之间的联系，提出了一种基于傅里叶变换的特征提取方法。仿真结果表明，所开...
解读: 该电能质量扰动识别技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，可集成该识别框架实时监测电网侧电压暂降、谐波、闪变等扰动，优化主动支撑策略；在SG系列光伏逆变器中，可提升LVRT/HVRT故障穿越能力，通过精准识别扰动类型触发相应控制模式；在PowerTitan大型储能系统中，可...
高功率燃料电池系统中空气辅助雾化加湿的综合性能评估
Comprehensive performance evaluation of air-assisted atomization humidification for high-power fuel cell systems
Yiyuan Huang · Maji Luo · Kun Jiang · Chuan Wang 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 膜加湿是目前商用车燃料电池系统中最普遍采用的加湿方法。然而，这种被动式加湿方式仅能满足湿度需求。为同时解决高功率燃料电池系统中的加湿与冷却问题，本文提出将空气辅助雾化加湿（AAAH）作为一种主动式加湿技术。然而，目前尚缺乏足够的实验研究来评估AAAH的适用性。本研究在高功率负载条件下观察了喷雾参数的影响，并在多种运行工况下将其与膜加湿（MH）进行了对比。实验结果表明，在采用AAAH时，阴极入口相对湿度与喷雾压力之间存在正相关关系。此外，该技术相较于MH能够实现更高的阴极入口相对湿度和更高的...
解读: 该空气辅助雾化加湿技术对阳光电源氢燃料电池系统及充电桩产品具有重要参考价值。研究中44.8%的系统效率提升和热负荷优化策略,可借鉴应用于我司大功率充电站的液冷散热系统设计。其水回收利用和动态响应控制逻辑,与我司PowerTitan储能系统的热管理技术形成协同,特别是在工商业场景下氢储一体化解决方案中...
具有分段延伸p型GaN栅极结构的常关型AlGaN/GaN HEMT的电学与光学表征
Electrical and Optical Characterization of a Normally-Off AlGaN/GaN HEMT With a Segmented-Extended p-GaN Gate Structure
Xinyue Dai · Qimeng Jiang · Baikui Li · Haiyang Li 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月
本文提出了一种分段扩展 p - GaN（SEP）栅极结构，并将其应用于 p - GaN/AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）中。与传统的 p - GaN HEMT 相比，SEP - HEMT 具有以下特点：1）关态泄漏电流降低，击穿电压提高，这归因于扩展 p - GaN（EP）区域实现了电场分布的优化；2）分段架构抑制了寄生效应，从而改善了动态特性。通过脉冲 I - V 测量研究了器件的动态行为，结果表明，在评估的结构中，SEP - HEMT 的动态退化最小。电致发光（EL）表征显...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项分段延伸p-GaN栅极结构的GaN HEMT技术具有重要的战略价值。作为光伏逆变器和储能变流器的核心功率器件，常关型（Normally-Off）GaN器件是实现高效率、高功率密度系统的关键突破点。 该技术的核心价值体现在三个维度：首先，降低的关态漏电流和提升的击穿电压...
一种基于氮化镓的低功耗高扇出能力混合逻辑电路
A GaN-Based Hybrid Logic Circuitry With Low Power Consumption and Enhanced Fan-Out Capability
Shaoyan Ma · Qimeng Jiang · Sen Huang · Xinhua Wang 等5人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年12月
提出了一种基于氮化镓（GaN）的混合逻辑电路结构，旨在缓解开关速度与静态功耗之间的权衡关系。该结构结合自举输出级与CMOS偏置级，在保持传统CMOS低静态功耗的同时显著提升驱动能力。基于商用p-GaN帽层GaN-on-Si平台制备了GaN n沟道与p沟道器件并提取模型。仿真结果表明，相较于传统CMOS电路，该混合逻辑电路具有更高的扇出能力、更强的电流输出能力、更快的转换速度和更小的芯片面积；在多级驱动电路中，传播延迟降低五倍而芯片面积未增加，为解决GaN p沟道器件低电流密度问题提供了有效途径，...
解读: 该GaN混合逻辑电路技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。其低功耗高扇出特性可直接应用于SG系列光伏逆变器和ST储能变流器的栅极驱动电路，解决GaN器件高速开关控制难题。传播延迟降低五倍的优势可提升1500V高压系统的开关频率，减小磁性元件体积，提高功率密度。该混合逻辑架构为阳光电源车载OBC和电...
基于耦合电感的宽增益四开关DAB DC-DC变换器
Coupled Inductor-Based Wide Gain Four-Switch DAB DC–DC Converter
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）...
考虑多因素动态效应的光伏功率预测：一种基于动态局部特征嵌入的广义学习系统
Photovoltaic Power Prediction Considering Multifactorial Dynamic Effects: A Dynamic Locally Featured Embedding-Based Broad Learning System
Ziwen Gu · Yatao Shen · Zijian Wang · Yaqun Jiang 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年3月
精确的光伏功率预测是新型电力系统高效稳定运行的前提。现有研究多关注温度、辐照度等全局因素与光伏功率的关系，常忽略其局部动态影响，导致预测精度下降。为此，本文考虑多因素间的动态关联，提出一种基于动态局部特征嵌入的广义学习系统（DLFE-BLS）。首先设计动态相空间重构方法（DPSR）刻画多变量数据的动态特性，进而引入动态局部特征嵌入（DLFE）算法提取局部动态特征，并将其融入广义学习系统框架，构建DLFE-BLS模型以提升预测精度。实验结果表明，该模型在多种场景下均优于对比模型，尤其在迁移预测中表...
解读: 该DLFE-BLS光伏功率预测技术对阳光电源iSolarCloud智能运维平台和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。其动态相空间重构方法可优化MPPT算法在复杂气象条件下的功率追踪精度，局部动态特征提取能力可提升PowerTitan储能系统的充放电策略优化。该模型在迁移预测场景的优异表现，可直接应用...
基于沟道耗尽行为的蓝宝石衬底AlGaN/GaN MIS-HEMT多场板缺陷诊断
Defect Diagnosis of AlGaN/GaN MIS-HEMTs With Multiple Field Plates Based on the Channel Depletion Behavior
Youyang Wang · Jingwen Guan · Liyan Huang · Yu Sun 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年11月
本文研究了蓝宝石衬底上具有三重场板结构的耗尽型AlGaN/GaN金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管的沟道耗尽行为，并分析了器件中的缺陷态。通过高压栅极和漏极电容-电压（CV）测量，结合电容分布模型与TCAD仿真，揭示了AlGaN/GaN界面及GaN沟道层中二维电子气（2DEG）的逐级耗尽机制。时间相关恢复测试与CV滞后测量表征了电压应力对缺陷态的影响，频变和温变CV测量进一步揭示了AlGaN与GaN层中的深能级缺陷及温度诱导的2DEG扩散效应。研究结果为高应力与高温环境下GaN HEMT的结...
解读: 该GaN MIS-HEMT缺陷诊断技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。研究揭示的沟道耗尽机制与深能级缺陷特性，可直接指导ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中GaN器件的选型与可靠性评估。多场板结构的高压特性分析为1500V光伏系统和大功率储能系统的GaN器件应用提供设计依据。时间相关恢复测试...
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