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基于模块化多电平换流器
MMC）的高压直流输电系统在单相接地故障下的特性研究与控制
Xiaojie Shi · Zhiqiang Wang · Bo Liu · Yiqi Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
本文分析了基于模块化多电平换流器（MMC）的高压直流输电系统在三种单相接地故障下的特性。通过考虑桥臂电压和电流中的正序、负序及零序分量，研究了故障特征，并提出了相应的控制策略以提升系统在非对称故障下的运行稳定性。
解读: 该研究聚焦于MMC拓扑在复杂电网故障下的控制，虽然阳光电源目前主营业务以光伏逆变器和储能系统为主，但随着公司在大型地面电站及构网型储能（Grid-forming）领域的深入，MMC技术在超高压直流接入及大规模储能电站的电网支撑方面具有潜在应用价值。建议研发团队关注文中关于正负零序分量的解耦控制方法，...
降低SiC MOSFET开通损耗的电荷泵栅极驱动技术
Charge Pump Gate Drive to Reduce Turn-ON Switching Loss of SiC MOSFETs
Handong Gui · Jingjing Sun · Leon M. Tolbert · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
在硬开关应用中，SiC MOSFET的开通损耗占据了开关损耗的主要部分。受限于栅极电压额定值及较大的内部栅极电阻，传统电压源驱动（VSG）难以有效降低该损耗。本文提出了一种电荷泵栅极驱动（CPG）电路，通过预充电技术有效降低了SiC MOSFET的开通损耗。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有显著的优化价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器中，SiC MOSFET已成为提升功率密度和效率的关键器件。通过引入电荷泵栅极驱动技术，可以进一步降低高频开关下的开通损耗，从而提升整机效率，并有效缓解高功率密度设计带来的散热压力...
考虑线路不平衡的混合交直流输电系统中曲折变压器饱和抑制的线路阻抗调节器
A Line Impedance Conditioner for Saturation Mitigation of Zigzag Transformer in Hybrid AC/DC Transmission System Considering Line Unbalances
Bo Liu · Xiaojie Shi · Yalong Li · Fei Fred Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年7月
混合交直流输电通过曲折变压器将直流电流叠加在三相交流线上，以提升长距离交流线路的输电能力。然而，线路阻抗不平衡会导致变压器饱和。本文提出了一种混合线路阻抗调节器（HLIC），作为一种经济有效的解决方案来缓解上述饱和问题。
解读: 该技术主要针对混合交直流输电场景，虽然与阳光电源现有的组串式/集中式光伏逆变器及储能PCS产品线非直接对应，但其涉及的“线路阻抗调节”与“变压器饱和抑制”技术，对阳光电源在大型地面电站及微电网系统集成中的电能质量控制具有参考价值。特别是在弱电网环境下，通过主动调节阻抗特性来提升系统稳定性，可为阳光电...
基于变换器的可重构电力网模拟器中的静态与动态电力系统负载仿真
Static and dynamic power system load emulation in a converter-based reconfigurable power grid emulator
Jing Wang · Liu Yang · Yiwei Ma · Jingxin Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年4月
本文建立了一个旨在实现多时间尺度实时仿真的硬件测试平台，用于模拟多区域电力系统动态。为真实还原公用电网的潮流特性，负载模拟器需具备与实际负载一致的静态与动态特性。文章重点研究了ZIP（恒阻抗、恒电流、恒功率）负载模型在电力系统模拟器中的实现方法。
解读: 该研究对于阳光电源的研发测试平台建设具有重要参考价值。随着PowerTitan等大型储能系统及构网型（GFM）技术的推广，在实验室环境下精准模拟电网侧负载动态对于验证逆变器在弱电网或微网环境下的稳定性至关重要。通过引入高精度的ZIP负载仿真模型，阳光电源可进一步优化iSolarCloud智能运维平台...
用于SiC器件快速开关与串扰抑制的智能栅极驱动
Intelligent Gate Drive for Fast Switching and Crosstalk Suppression of SiC Devices
Zheyu Zhang · Jeffery Dix · Fei Fred Wang · Benjamin J. Blalock 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年12月
本文提出了一种用于碳化硅（SiC）器件的智能栅极驱动方案，旨在充分发挥其在桥式电路配置中的高开关速度潜力。通过引入包含两个辅助晶体管和两个二极管的栅极辅助电路，该方案能够主动控制桥臂中两个器件的栅极电压和栅极回路阻抗，从而有效抑制串扰并提升开关性能。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器和PowerTitan系列储能PCS向高功率密度和高效率演进，SiC器件的应用已成为提升系统效率的关键。该智能驱动技术能有效解决SiC在高频切换下的电压尖峰与串扰问题，有助于优化逆变器及PCS的散热设计，减小磁性元件体积。建议研发团队关注该主动栅极控制策略，将其集成至下一代高...
基于GaN的单相T型图腾柱整流器及其全范围ZVS控制与无功功率调节
Single-Phase GaN-Based T-Type Totem-Pole Rectifier With Full-Range ZVS Control and Reactive Power Regulation
Jingjing Sun · Liyan Zhu · Ruiyang Qin · Daniel J. Costinett 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
本文提出了一种基于GaN的高效率单相图腾柱整流器，旨在作为集中式无功补偿的高效替代方案。通过在临界导通模式下实现全范围零电压开关（ZVS）调制，该方案在单位功率因数及非单位功率因数运行下均表现出优异的效率，适用于前端电源系统。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及电动汽车充电桩产品线具有重要参考价值。随着GaN器件成本的下降，采用T型图腾柱拓扑配合全范围ZVS控制，可显著提升单相小功率变换器的功率密度与转换效率，减小体积。建议研发团队关注该调制策略在户用储能PCS及充电桩前端PFC电路中的应用，以提升产品在轻载及无功调节工况...
宽禁带器件动态特性表征方法
Methodology for Wide Band-Gap Device Dynamic Characterization
Zheyu Zhang · Ben Guo · Fei Fred Wang · Edward A. Jones 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年12月
双脉冲测试（DPT）是评估功率器件动态特性的主流方法。针对宽禁带（WBG）器件的高开关速度特性，测试结果对电压与电流的对齐精度高度敏感。此外，由Cdv/dt引起的直通电流（串扰）会显著影响非工作管的开关损耗，本文旨在优化相关测试方法。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器和PowerTitan储能系统中大规模应用SiC MOSFET，器件的高频开关特性对系统效率和电磁兼容性至关重要。本文提出的高精度动态表征方法，能有效解决宽禁带器件在快速开关过程中的测量误差及串扰问题，有助于提升研发团队对功率模块损耗评估的准确性。建议将该方法集成至公司功率...
一种集成基于绝缘体上硅
SOI）栅极驱动的高温碳化硅
Zhiqiang Wang · Xiaojie Shi · Leon M. Tolbert · Fei Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年3月
本文提出了一种用于高温、高功率密度应用的高集成度碳化硅（SiC）MOSFET功率模块。设计并制造了一种可在200°C环境温度下工作的基于绝缘体上硅（SOI）的栅极驱动器，并测试了其在不同温度下的驱动电流能力。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的战略价值。随着光伏逆变器和储能变流器（如PowerTitan、ST系列PCS）向更高功率密度和更小体积演进，高温运行能力是提升系统集成度的关键。SOI基栅极驱动技术能够有效解决SiC器件在高温环境下的驱动可靠性问题，有助于阳光电源在极端工况下提升逆变器效率并简化...
碳化硅功率MOSFET的温度相关短路能力
Temperature-Dependent Short-Circuit Capability of Silicon Carbide Power MOSFETs
Zhiqiang Wang · Xiaojie Shi · Leon M. Tolbert · Fred Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年2月
本文对当前商用碳化硅（SiC）MOSFET的短路耐受能力进行了全面评估与数值研究。在25至200°C的壳温及400至750V的直流母线电压条件下，对三种1200V SiC MOSFET进行了测试，揭示了其短路性能随温度变化的规律，为功率器件的可靠性设计提供了关键数据支持。
解读: SiC器件是阳光电源提升光伏逆变器和储能PCS功率密度与效率的核心技术。该研究揭示了SiC MOSFET在高温及高压下的短路失效机理，对阳光电源优化组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统的驱动保护电路设计至关重要。建议研发团队利用该结论改进短路保护逻辑，在保证高功率密度的同...
10kV碳化硅(SiC) MOSFET的短路特性与保护研究
Short-Circuit Characterization and Protection of 10-kV SiC mosfet
Shiqi Ji · Marko Laitinen · Xingxuan Huang · Jingjing Sun 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
本文研究了第三代10kV/20A SiC MOSFET在不同温度下的短路性能。文章详细介绍了包含桥臂配置、高速10kV固态断路器及温控系统的测试平台，并提出了一种响应时间仅为1.5μs的新型FPGA短路保护电路。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器及储能系统（如PowerTitan系列）中对高压、高效率功率变换的需求日益增长，SiC器件的应用已成为提升功率密度和系统效率的关键。10kV SiC MOSFET技术若成熟，将极大简化中高压光伏并网及储能PCS的拓扑结构，减少变压器级联需求。本文提出的高速短路保护方案对于提...
利用去饱和保护电路在不增加dv/dt的情况下降低10 kV SiC MOSFET的开通损耗
Turn-on Switching Loss Reduction for 10 kV SiC mosfets Without Increasing dv/dt Using Desat Protection Circuits
Ruirui Chen · Fred Wang · Hua Bai · Leon M. Tolbert · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
得益于10 kV SiC MOSFET的快速开关能力，中压（MV）功率变换器可显著降低功率损耗。然而，其高dv/dt也给中压变换器设计带来挑战。本文提出了一种简单方法，在不增加dv/dt的前提下降低10 kV SiC MOSFET的开通损耗，该方法利用了广泛使用的去饱和保护电路。
解读: 随着阳光电源在储能系统（如PowerTitan系列）及中压光伏并网领域对高压功率器件需求的增长，10 kV SiC MOSFET的应用潜力巨大。该技术通过优化去饱和保护电路平衡了开关损耗与dv/dt，有助于提升高压变换器的效率并降低电磁干扰（EMI）设计难度。建议研发团队关注该电路拓扑在兆瓦级储能变...
一种用于10kV SiC MOSFET中压模块化多电平变换器的电压平衡控制与dv/dt抑制方法
A Novel Voltage Balancing Control With dv/dt Reduction for 10-kV SiC MOSFET-Based Medium Voltage Modular Multilevel Converter
Shiqi Ji · Li Zhang · Xingxuan Huang · James Palmer 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文针对基于高压SiC功率器件的模块化多电平变换器（MMC），提出了一种新型电压平衡控制策略。该方法在利用SiC器件减少子模块数量和开关损耗优势的同时，有效解决了传统最近电平调制（NL-PWM）带来的电压平衡问题，并降低了dv/dt应力，提升了中压变换系统的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的中压大功率储能系统（如PowerTitan系列）及未来高压直挂式光伏/储能解决方案具有重要参考价值。随着光伏和储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）演进，利用高压SiC器件替代传统IGBT可显著提升系统功率密度并降低损耗。该研究提出的dv/dt抑制与电压平衡控制方法，有助于优...
并联交错三电平中点钳位逆变器的谐波建模、分析与抑制
Modeling, Analysis, and Reduction of Harmonics in Paralleled and Interleaved Three-Level Neutral Point Clamped Inverters With Space Vector Modulation
Ruirui Chen · Jiahao Niu · Handong Gui · Zheyu Zhang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年4月
三相三电平逆变器并联在工业应用中日益普及。本文针对采用空间矢量调制（SVM）的三电平中点钳位（NPC）逆变器，建立了谐波计算分析模型，并研究了交错角对直流侧、交流侧谐波及电磁干扰（EMI）的影响，为优化逆变器性能提供了理论依据。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心产品线，特别是大功率组串式逆变器和集中式逆变器。三电平NPC拓扑是目前光伏逆变器实现高效率和高功率密度的关键技术。通过对并联交错技术的谐波建模与优化，阳光电源可进一步提升大功率机型的输出电能质量，降低滤波器体积与EMI水平，从而优化系统成本。建议研发团队将该谐波分析模型集...
面向航空应用的高功率高开关频率低温冷却逆变器研发
Development of High-Power High Switching Frequency Cryogenically Cooled Inverter for Aircraft Applications
Handong Gui · Zheyu Zhang · Ruirui Chen · Ren Ren 等13人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
为支持未来航空超导推进系统，本文研究了低温环境下的高功率、高开关频率电力电子技术。文章开发了一款40kW三电平有源中点钳位（ANPC）逆变器，实现了3kHz输出频率和140kHz开关频率，验证了低温冷却技术在提升功率密度和效率方面的潜力。
解读: 该研究涉及的三电平ANPC拓扑及高频化设计，对阳光电源的组串式逆变器和PowerTitan储能变流器具有参考价值。虽然航空低温应用场景特殊，但其高功率密度设计思路可优化现有产品的散热布局与功率模块选型。建议关注其在高频开关下的损耗模型及低温热管理技术，这有助于提升阳光电源在极端环境（如高海拔、高寒地...
三电平有源中点钳位
ANPC）变换器中多回路相关器件过电压的建模与抑制
Handong Gui · Ruirui Chen · Zheyu Zhang · Jiahao Niu 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
本文建立了三电平有源中点钳位（3L-ANPC）变换器中与两个回路相关的器件漏源极过电压分析模型。考虑了非线性器件输出电容，详细研究了两种常见的调制方法。结果表明，工频开关器件通常具有较高的过电压。
解读: 3L-ANPC拓扑是阳光电源大功率组串式逆变器及集中式逆变器提升效率和功率密度的核心技术路径。该文献提出的过电压建模方法，对于优化逆变器功率模块的开关过程、降低电压尖峰具有重要指导意义。在阳光电源的产品开发中，应用此模型可有效提升IGBT/SiC模块的可靠性，优化驱动电路设计，从而在保证高效率的同时...
用于无变压器异步微电网不平衡负载支撑的四线制MMC功率调节系统设计与控制
Design and Control of a Four-Wire MMC-Based Power Conditioning System for the Unbalanced Load Support in a Transformer-Less Asynchronous Microgrid
Dingrui Li · Xingxuan Huang · Cheng Nie · Ruirui Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
本文提出了一种基于分裂直流母线电容拓扑的四线制模块化多电平变换器（MMC），作为异步微电网（ASMG）功率调节系统（PCS）的解决方案。该方案旨在解决无变压器结构下微电网并网的复杂设计与控制挑战，特别是在处理不平衡负载支撑方面的应用。
解读: 该研究涉及的MMC拓扑及四线制设计，对阳光电源的PowerTitan系列大型储能系统及高压大功率PCS产品具有重要的技术参考价值。随着微电网应用场景的复杂化，尤其是针对无变压器并网的抗不平衡负载能力，是提升系统电能质量的关键。建议研发团队关注该拓扑在提升系统效率与降低谐波方面的潜力，并将其作为未来构...
数据中心高压负载点变换器半桥倍流软开关方法
Load-Dependent Soft-Switching Method of Half-Bridge Current Doubler for High-Voltage Point-of-Load Converter in Data Center Power Supplies
Yutian Cui · Fei Yang · Leon M. Tolbert · Daniel J. Costinett 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年4月
随着数据中心能耗激增，本文提出一种输入串联输出并联（ISOP）架构的高压负载点（HV POL）变换器，实现400V转1V的单级高效转换。研究重点在于对称控制的半桥倍流电路，通过负载相关的软开关技术，有效提升了高功率密度下的转换效率。
解读: 该技术主要针对数据中心高压直流供电场景，虽然与阳光电源目前核心的光伏和储能业务存在差异，但其高效率DC-DC变换技术对阳光电源的iSolarCloud数据中心电源模块及未来电力电子产品研发具有参考价值。特别是其单级高压转换架构，可为公司在工商业储能系统中的高压DC-DC变换器设计提供拓扑优化思路，有...
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