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面向船舶脉冲功率负载的并联Buck变换器自适应阻尼比控制
Adaptive Damping Ratio Control of Parallel Buck Converters for the Marine Pulsed Power Loads
Zhouhong Lin · Wentao Huang · Ran Li · Nengling Tai 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
针对船舶脉冲功率负载（PPL）导致的并联Buck变换器电压波动问题，本文提出了一种自适应阻尼比控制（ApDRC）策略。该方法通过深入分析电压调节机制，有效抑制了周期性功率阶跃引起的电压跌落与振荡，提升了系统在复杂负载工况下的动态响应能力与稳定性。
解读: 该研究提出的自适应阻尼比控制策略对于阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及工业直流微电网应用具有重要参考价值。在面对高频脉冲负载或复杂工况时，储能变流器（PCS）的直流母线电压稳定性至关重要。该控制算法可优化PCS在应对瞬态功率冲击时的动态响应，减少直流侧电容压力，提升...
基于双栅器件技术的p-GaN功率HEMT单片集成双向栅极ESD保护方案
Monolithically Integrated Bidirectional Gate ESD Protection Scheme of p-GaN Power HEMT by Dual-Gate Device Technology
Yanfeng Ma · Sheng Li · Mingfei Li · Weihao Lu 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
本文提出了一种用于p-GaN功率高电子迁移率晶体管（HEMT）的单片集成双向栅极静电放电（ESD）保护方案。设计采用双栅HEMT作为放电管，在几乎不牺牲器件性能的前提下，将正向/反向传输线脉冲失效电流从0.156 A/0.08 A显著提升至1.36 A/5.26 A。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及微型逆变器领域对高功率密度和高效率的追求，GaN器件的应用日益广泛。该研究提出的单片集成ESD保护方案有效解决了GaN器件栅极脆弱的痛点，显著提升了器件在复杂工况下的静电耐受能力和可靠性。建议研发团队关注该双栅结构在提升功率模块鲁棒性方面的潜力，特别是在高频化、小型化的...
一种利用堆叠开关电容架构减小电容尺寸的紧凑型MMC子模块结构
A Compact MMC Submodule Structure With Reduced Capacitor Size Using the Stacked Switched Capacitor Architecture
Yuan Tang · Minjie Chen · Li Ran · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
模块化多电平变换器（MMC）广泛应用于海上风电或潮汐能并网。为降低成本与体积，本文提出一种新型堆叠开关电容架构，旨在解决MMC子模块中储能电容体积大、重量高的问题，通过优化电路结构显著提升功率密度。
解读: 该技术对于阳光电源的风电变流器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。MMC拓扑是高压大功率并网的核心，电容体积的优化直接决定了变流器柜体的功率密度和安装成本。建议研发团队关注该堆叠开关电容架构在海上风电变流器中的应用潜力，通过减小无源元件体积，进一步提升产品在海上严苛环境下的...
模块化多电平变换器模型辅助测试方案的改进测试能力
Improved Testing Capability of the Model-Assisted Testing Scheme for a Modular Multilevel Converter
Yuan Tang · Li Ran · Olayiwola Alatise · Philip Mawby · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年11月
针对高功率应用中模块化多电平变换器（MMC）子模块数量庞大、全系统测试成本高昂的问题，本文提出了一种新型模型辅助测试方案。该方案允许在不构建完整MMC系统的情况下，对单个子模块进行高效、低成本的性能与可靠性测试。
解读: 该研究对于阳光电源在大功率电力电子变换器（如大型储能PCS及高压光伏并网设备）的研发具有重要参考价值。随着公司PowerTitan等大型储能系统及集中式逆变器向更高电压等级和模块化方向发展，子模块的测试效率直接影响研发周期与成本。该模型辅助测试方案可优化公司实验室的测试流程，降低对全系统硬件平台的依...
利用辅助发射极电压原位监测多芯片IGBT功率模块焊层退化
In-Situ Monitoring Solder Layer Degradation in Multichip IGBT Power Modules Using Auxiliary Emitter Voltage
Jianxiong Yang · Yanbo Che · Li Ran · Borong Hu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
多芯片IGBT功率模块（MIPM）中芯片布局不对称及初始焊接缺陷会导致结温分布不均，进而加速焊层退化，严重影响系统性能与可靠性。本研究提出利用辅助发射极电压（veE）作为敏感参数，通过间接测量开通延迟时间和最大变化率，实现对焊层退化的原位监测。
解读: 功率模块是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统及风电变流器的核心组件。焊层退化是导致功率器件失效的主要原因之一。该研究提出的基于辅助发射极电压的在线监测方法，无需额外传感器，具备极高的工程应用价值。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能运维平...
SiC功率MOSFET温度敏感电参数研究
An Investigation of Temperature-Sensitive Electrical Parameters for SiC Power MOSFETs
Jose Ortiz Gonzalez · Olayiwola Alatise · Ji Hu · Li Ran 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年10月
本文研究了SiC MOSFET的动态温度敏感电参数（TSEP）。研究表明，在特定工况下，开通期间的漏极电流变化率（dID/dt）与栅极电流平台（IGP）的耦合可作为有效的TSEP。由于负温度系数效应，这两个参数均随结温升高而增加。
解读: SiC器件是阳光电源提升光伏逆变器和储能PCS功率密度的核心技术。该研究提出的基于dID/dt和IGP的结温监测方法，可直接应用于阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统。通过在iSolarCloud平台集成此类在线结温监测算法，可实现对功率模块的实时健康状态（SO...
一种用于无电池无线传感器应用的超低静态电流最大功率点跟踪
MPPT）电源管理系统
Shiquan Fan · Ran Wei · Liuming Zhao · Xu Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年9月
本文提出了一种芯片级超低静态电流电源管理系统，旨在为无电池无线传感器提供自供电方案。该系统通过全桥整流器将压电换能器采集的机械振动能量转换为直流电，并结合MPPT技术实现能量的高效收集与管理。
解读: 该研究聚焦于微瓦级能量收集与超低功耗电源管理，与阳光电源目前主营的GW级光伏逆变器、MW级储能系统（PowerTitan/PowerStack）及风电变流器等大功率电力电子设备在功率等级和应用场景上存在显著差异。然而，其超低静态电流设计理念及微型化MPPT控制技术，可为阳光电源iSolarCloud...
通过改善有源边缘散热优化压接式IGBT的短路能力
Short-Circuit Capability Optimization of Press-Pack IGBT by Improving Active Edge Heat Dissipation
Yue Yu · Hui Li · Ran Yao · Francesco Iannuzzo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
压接式IGBT（PP-IGBT）广泛应用于VSC-HVDC换流器。针对压接封装引起的瞬态过应力导致的器件失效问题，本文提出了一种优化短路能力的方法，通过改善有源边缘的散热性能，提升PP-IGBT的短路鲁棒性与可靠性。
解读: 该研究针对压接式IGBT的散热与短路鲁棒性优化，对阳光电源的高压大功率产品线具有重要参考价值。特别是在集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）中，高功率密度模块的散热设计是提升系统可靠性的核心。通过优化有源边缘散热，可有效降低器件在极端工况下的热应力，延长设备寿命。建议研发团队关...
单向中压LLC-DCX高升压比的ZVS分析与设计方法
ZVS Analysis and a Design Method for Unidirectional Medium-Voltage LLC-DCX With High Step-Up Ratio
Peng Jiang · Hao Feng · Li Ran · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
针对中压直流变压器（DCX）中高升压比导致的二次侧寄生电容反射效应，本文分析了其对LLC-DCX额定负载下零电压开关（ZVS）条件的影响，并提出了一种确定系统关键参数（如励磁电感等）的设计准则。
解读: 该研究针对中压直流变换场景，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及大型光伏电站的直流汇流方案具有重要参考价值。随着光储系统向更高电压等级（如1500V及以上）发展，DCX的效率与功率密度成为核心竞争力。本文提出的寄生参数补偿设计方法，有助于优化高压DC-DC变换器的软开关性能，提升系统...
功率模块单相及蒸发两相流微通道冷却用于临时过流运行
Single-Phase and Evaporating Two-Phase Flow Microchannel Cooling of Power Modules for Temporary Overcurrent Operation
Nikolaos Iosifidis · Haiyong Wan · Xu Zhang · Ali Saeibehrouzi 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
蒸发两相流常因流动不稳定性被冷却应用所规避。然而，在电力电子设备需应对临时过流工况时，液体蒸发的巨大潜热提供了极佳的冷却潜力。本研究利用水蒸发技术增强功率模块的冷却性能，以提升其在极端负载下的热管理能力。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能PCS具有重要参考价值。在光伏及储能应用中，设备常需应对短时过载工况，传统风冷或单相液冷在极端热流密度下存在瓶颈。引入微通道蒸发两相冷却技术，可显著提升功率模块的功率密度，减小散热器体积，从而优化整机结构设计。建议研发团队关注该技术在应对极...
针对中点电压不平衡调制的T型三电平变换器主动容错控制
Active Fault-Tolerant Control for Three-Level T-Type Converter With Unbalanced Neutral-Point Voltage Modulation
Yuhao Yao · Wentao Huang · Ran Li · Moduo Yu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
本文研究了T型背靠背变换器在逆变侧开关故障下的容错控制策略。针对开关故障导致的电流畸变、负载功率损失及直流侧中点电压不平衡问题，提出了一种主动容错控制方法，旨在提升系统在故障状态下的运行稳定性及电网电能质量。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器和大型集中式逆变器产品线具有重要参考价值。T型三电平拓扑是阳光电源高功率密度逆变器的核心技术之一，研究中点电压平衡与故障容错控制，能显著提升产品在极端工况下的可靠性与可用性。建议研发团队将该主动容错策略集成至iSolarCloud智能运维平台，通过实时监测与算法优化，实...
通过两个相反方向的散热监测功率模块焊料退化
Monitoring Power Module Solder Degradation From Heat Dissipation in Two Opposite Directions
Zedong Hu · Borong Hu · Li Ran · Peter J. Tavner 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
焊料退化是功率半导体模块的主要失效机制。本文提出了一种监测方法，通过检测模块在向上（经硅胶）和向下（经焊料层至散热器）两个相反方向散热的相对变化，来评估焊料层的退化程度。该方法基于模块外部封装的测量数据，为功率模块的健康状态监测提供了有效手段。
解读: 功率模块的可靠性是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器等核心产品的生命线。该研究提出的基于外部热阻变化的焊料退化监测方法，无需侵入式传感器，非常适合集成至iSolarCloud智能运维平台。通过在逆变器和PCS产品中部署此类在线健康监测算法，可实现对IGBT/SiC模块失效...
考虑二倍频电流分布的两级式固态变压器直流母线多维设计
Multidimensional Design of DC-Link for Two-Stage Solid-State Transformer Cell Considering Second-Order Harmonic Current Distribution
Jinxiao Wei · Hao Feng · Li Ran · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
在两级式固态变压器单元中，电网功率以两倍工频脉动，导致二倍频电流（SHC）流经系统。SHC进入DC-DC级会增加半导体和磁性元件的损耗，从而降低效率和寿命。本文研究了直流母线设计如何影响SHC分布，并提出了优化方案以平衡效率、寿命与直流母线电容需求。
解读: 该研究对于阳光电源的储能变流器（PCS）及光储一体化系统具有重要参考价值。在单相或弱电网场景下，直流母线电容的二倍频纹波抑制是提升系统可靠性和寿命的关键。该多维设计方法可优化PowerTitan及ST系列PCS的功率模块设计，通过更精准的母线电容选型与布局，在减小体积的同时降低功率器件热应力，提升系...
基于热流的多芯片功率模块状态监测：一种两阶段神经网络方法
Heat-Flux-Based Condition Monitoring of Multichip Power Modules Using a Two-Stage Neural Network
Borong Hu · Zedong Hu · Li Ran · Chong Ng 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
针对多芯片功率模块中芯片并联导致的电流不均及焊料层退化问题，本文提出一种基于热流的状态监测方法。通过两阶段神经网络，实现对多芯片模块内部焊料层退化程度的早期检测，克服了仅依靠温度监测在电流分配分析上的局限性，提升了功率模块的可靠性评估精度。
解读: 该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储能系统）具有极高的应用价值。功率模块是上述产品的核心组件，其焊料层老化直接影响设备寿命。通过引入基于热流的机器学习监测算法，阳光电源可提升iSolarCloud智能运维平台的预测性维护能力，在故障发...
交流栅极应力下碳化硅功率MOSFET的偏置温度不稳定性
Bias Temperature Instability of Silicon Carbide Power MOSFET Under AC Gate Stresses
Xiaohan Zhong · Huaping Jiang · Guanqun Qiu · Lei Tang 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
随着碳化硅（SiC）功率MOSFET应用日益广泛，其可靠性问题备受关注，尤其是栅极阈值电压的长期稳定性。本文通过实验室实验，研究了在不同占空比、开通及关断栅极电压条件下，交流栅极应力对阈值电压不稳定性的影响。
解读: SiC器件是阳光电源提升组串式逆变器和PowerTitan储能系统功率密度的核心。该研究揭示了交流栅极应力对SiC MOSFET阈值电压的影响，对优化逆变器及PCS的驱动电路设计、提升长期运行可靠性具有重要指导意义。建议研发团队在设计高频开关电路时，参考该研究的应力测试模型，针对性地优化驱动电压参数...
栅极开关引起的SiC MOSFET阈值电压漂移的物理机制解释
A Physical Explanation of Threshold Voltage Drift of SiC MOSFET Induced by Gate Switching
Huaping Jiang · Xiaowei Qi · Guanqun Qiu · Xiaohan Zhong 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
碳化硅（SiC）MOSFET是下一代电力电子设备的核心。然而，阈值电压的不稳定性限制了其广泛应用。虽然已有关于静态和动态栅极应力下阈值电压漂移的报道，但其背后的物理机制仍需进一步揭示。
解读: SiC MOSFET是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩提升功率密度与转换效率的关键器件。阈值电压漂移直接影响器件的开关损耗、并联均流及长期可靠性。该研究揭示的动态栅极应力机制，对公司优化驱动电路设计、提升功率模块在复杂工况下的寿命预测能力具有重要指导意义。建议研发团...
无线充电系统中平面磁性线圈缩放设计的热黑箱理论
A Thermal Black-Box Theory for Scaling Design of Planar Magnetic Coils in Wireless Charging Systems
Dongsheng Wang · Jinxiao Wei · Hao Feng · Li Ran · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
磁性线圈的热管理对大功率无线充电系统（WCS）的安全稳定运行至关重要。本文针对自然对流环境，提出了一种既准确又简洁的热黑箱模型。分析表明，线圈不同部位的损耗分布对最终温度影响较小，该模型为无线充电系统的热设计提供了简化的理论支撑。
解读: 该研究提出的热黑箱模型对于阳光电源电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。随着大功率无线充电技术的发展，该模型可用于优化充电桩内部磁性元件的热设计，在保证高功率密度的同时提升系统可靠性。建议研发团队将此简化热模型集成至iSolarCloud智能运维平台的辅助设计工具中，以缩短充电模块的散热设计周期，并提...
碳化硅肖特基二极管开关损耗随dI/dt和温度变化的解析建模
Analytical Modeling of Switching Energy of Silicon Carbide Schottky Diodes as Functions of dI DS/dt and Temperature
Saeed Jahdi · Olayiwola Alatise · Li Ran · Philip Mawby · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年6月
碳化硅（SiC）肖特基二极管在电压源变换器中作为续流二极管时，常因二极管电容、寄生电阻和电路杂散电感产生的RLC谐振而出现振荡。本文开发了一种计算SiC二极管开关损耗的解析模型，该模型将开关损耗表示为开关速率（dI/dt）和温度的函数，为优化电力电子变换器的设计提供了理论依据。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心功率器件选型与驱动设计。随着公司在组串式光伏逆变器（如SG系列）和储能变流器（如PowerTitan系列）中大规模应用SiC器件以提升功率密度和效率，精准的开关损耗模型对于优化散热设计及提升整机效率至关重要。该模型有助于研发团队在设计阶段更准确地评估SiC二极管在不同工...
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...
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...
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