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一种用于更多电动飞机应用的具有准隔离电源的双逆变器拓扑
A Dual Inverter Topology With Quasi-Isolated Power Supplies for More Electric Aircraft Applications
Jiaxing Lei · Guoli Feng · Chuanhao Liu · Yihui Xia 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
双逆变器(DI)供电的开端负载系统在电动飞机(MEA)中极具潜力,但其所需的两个隔离电源在MEA中难以实现。本文提出了一种具有准隔离电源的新型DI拓扑,通过简单的非隔离H桥升压变换器产生第二个电源,有效解决了电源隔离难题。
解读: 该研究提出的准隔离电源双逆变器拓扑主要针对航空领域,与阳光电源现有的光伏和储能产品线(如组串式逆变器、PowerTitan等)应用场景差异较大。然而,其核心的非隔离H桥升压变换技术及双逆变器架构,在提升功率密度和简化系统隔离设计方面具有参考价值。对于阳光电源而言,该拓扑可作为未来探索高功率密度、轻量...
基于全局移相载波PWM的航空配电系统在线谐波抑制
Online Harmonic Reduction for Aircraft Electrical Power Distribution System With Global Phase-Shifted Carrier PWM
Qilin Peng · Jiaqin Sun · Jiajun Yang · Giampaolo Buticchi 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
随着更多电气化飞机(MEA)和全电气化飞机(AEA)的发展,机载电力分配系统(EPDS)中电力电子变换器(PEC)的渗透率不断提高。数字控制和脉宽调制(PWM)技术导致了EPDS内部产生电气谐波。本文研究了移相载波PWM(PSC-PWM)技术在抑制这些谐波方面的应用,旨在优化机载电力系统的电能质量。
解读: 该文献探讨的PSC-PWM技术在多电平逆变器拓扑中应用广泛,与阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)中使用的多电平拓扑技术逻辑相通。虽然应用场景为航空领域,但其在线谐波抑制算法对于提升阳光电源在大功率并网逆变器中的电能质量控制能力具有参考价值。建议研发团队关注该文献中...
一种增强更多电力飞机高压直流供电系统稳定性的有源阻尼控制策略
An Active Damping Control Strategy to Enhance the Stability of High Voltage DC Power Supply System for More Electric Aircraft
Yiming Yao · Zhuoran Zhang · Yankun Wang · Yiwei Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
随着更多电力飞机(MEA)中电机和电力电子变换器集成度提高,恒功率负载(CPL)占比持续上升,对机载电力系统的稳定性构成挑战。本文针对高压直流供电系统,提出了一种有源阻尼控制策略,以有效抑制系统振荡并提升稳定性。
解读: 该研究探讨的直流系统稳定性与恒功率负载(CPL)控制,与阳光电源的储能系统(PowerTitan/PowerStack)及组串式逆变器在弱电网环境下的运行逻辑有共通之处。虽然应用场景为航空领域,但其提出的有源阻尼控制策略对于提升阳光电源产品在复杂电网环境下的阻抗匹配能力、抑制直流侧电压振荡具有重要的...
更多电飞机直流三级发电机双闭环控制的参数设计与预测抗饱和
Parameter Design and Predictive Antiwindup of Double Closed-Loop Control for DC Three-Stage Generator in More Electric Aircraft
Chengxiang Zhang · Xinbo Ruan · Yuying He · Haiying Meng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
直流三级发电机(DC-TSG)是航空高压直流电源系统的核心。随着更多电飞机的发展,在复杂工况及非线性负载下稳定输出电压至关重要。本文针对DC-TSG的双闭环控制系统,提出了一种分步参数设计方法及预测抗饱和策略,有效提升了系统的动态响应与稳定性。
解读: 该文献探讨的航空电源系统与阳光电源的核心业务(光伏/储能)在应用场景上存在差异,但其核心技术——“双闭环控制参数设计”与“预测抗饱和策略”在电力电子控制领域具有通用性。对于阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan储能变流器(PCS),在面对弱电网或复杂非线性负载工况时,该文提出的抗饱和控制逻辑可...
面向多电飞机电气系统的容错分层能量管理系统
Fault-tolerant hierarchical energy management system for an electrical power system on more-electric aircraft
Xin Wang · Jason Atkin · Serhiy Bozhko · Applied Energy · 2025年2月 · Vol.379
摘要 多电飞机(More-Electric Aircraft, MEA)的概念在提升能源与交通领域的环境性能、经济性及可靠性方面具有巨大潜力。为充分发挥这一潜力,当前发展趋势是构建日益复杂的电气系统(Electrical Power Systems, EPSs)架构,以满足不断增长的电力需求。此外,一个可靠且智能的能量管理系统(Energy Management System, EMS)对于协调EPS中各类子系统至关重要,需在满足实时运行要求和安全准则的前提下,保障飞行的安全与高效,并降低各飞行...
解读: 该容错分层能源管理系统对阳光电源储能及充电桩产品线具有重要借鉴价值。其MPC+MILP的高层优化与快速响应低层规则的双层架构,可应用于ST系列PCS的多时间尺度协调控制,提升PowerTitan储能系统在电网故障时的可靠性。四模式容错机制可增强充电站群控系统的鲁棒性,确保关键负载供电连续性。该架构与...
一种增强多电飞机高压直流电源系统稳定性的主动阻尼控制策略
An Active Damping Control Strategy to Enhance the Stability of High Voltage DC Power Supply System for More Electric Aircraft
Yiming Yao · Zhuoran Zhang · Yankun Wang · Yiwei Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
随着电动机和电力电子变流器在多电飞机(MEA)的电力系统(EPS)中集成度的不断提高,恒功率负载(CPL)的占比持续上升。这给机载电力系统的稳定性带来了重大挑战。本文针对采用绕线转子同步发电机的高压直流供电系统提出了一种有源阻尼控制策略。首先,利用小信号建模推导了系统的输出阻抗。基于阻抗准则,分析了恒功率负载功率和控制参数对系统稳定性的影响。随后,对各种有源阻尼位置和配置的效果进行了分析和比较,最终选择虚拟电阻 - 电容串联作为最优有源阻尼方案。最后,推导并完善了有源阻尼控制策略的实现方法。实验...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这篇论文提出的主动阻尼控制策略具有重要的技术参考价值。虽然研究聚焦于航空领域的高压直流供电系统,但其核心问题——恒功率负载(CPL)导致的系统稳定性挑战,与我们在光伏储能系统中面临的技术难题高度相似。 在我们的储能变流器和微电网解决方案中,大量功率电子设备呈现恒功率特性,...
飞机电力电子应用中过流热管理策略的比较研究
A Comparative Study of Thermal Management Strategies for Overcurrent in Aircraft Power Electronics Applications
Xu Zhang · Nikolaos Iosifidis · Yifei Wu · Haiyong Wan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
多电飞机系统中日益提高的功率密度在飞行周期内的过流与故障工况下对电力电子器件的热管理提出了严峻挑战。本文对比研究了液态金属相变材料(PCM)、热电冷却(TEC)和热管三种热管理策略在过流条件下的响应时间尺度与热性能。结果表明,PCM响应时间为秒级,而TEC与热管可达毫秒级。三者相较传统模块均显著降低了热阻,降幅分别为35%、21%和45%。其中热管结构热阻最低,结温降低最显著,且在过流循环测试中有效减小了平均结温和结温波动,延长了器件寿命。
解读: 该过流热管理研究对阳光电源功率模块设计具有重要参考价值。热管方案热阻降低45%、毫秒级响应特性可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列大功率光伏逆变器的IGBT/SiC模块散热优化,有效应对电网故障穿越、短路保护等过流工况。相比传统风冷方案,热管技术可显著降低结温波动,延长功率器件寿命,提升Powe...
基于窗口分形维数的直流MEA电力系统鲁棒串联电弧检测
Robust Series Arc Detection for DC MEA Power Systems Using Windowed Fractal Dimension
Danny Seeley · Mark Sumner · David William Phillip Thomas · Steve Greedy · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
针对多电飞机(MEA)高压直流电路和电池储能技术发展导致元件或绝缘退化引起直流电弧故障风险增加的问题,开发快速直流电弧故障检测方法确保乘客安全。进一步发展窗口分形维数(WFD)电弧检测方法适用包含开关功率变换器网络的线性和非线性负载。结果一致显示所有负载条件下电弧起始和持续期间WFD显著变化。提出快速直流电弧检测新方法,相比其他方法需更少计算步骤、更少参数设置和更少调试,可与现有保护方案协同提供清晰鲁棒的直流电弧故障指示并防止电路损坏。
解读: 该直流电弧检测技术对阳光电源直流系统和储能产品的安全保护有重要应用价值。WFD电弧检测方法可应用于PowerTitan大型储能系统和1500V光伏系统的直流侧保护,快速识别电弧故障并防止火灾风险。该技术对新能源汽车高压直流充电系统的安全监测有借鉴意义,可提高系统安全性。少参数设置和快速检测特性对阳光...
考虑互联电感的高变比双有源桥变换器模型预测控制
Model Predictive Control of High-Turn-Ratio Dual Active Bridge Converter
Yiren Zhu · Xinyang Hao · Tao Yang · Zhenyu Wang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
在多电飞机(MEA)直流配电系统中,双有源桥(DAB)变换器用于管理不同直流母线间或储能设备(如电池)的功率传输。但因低压(LV)H桥电流变化率较高和电流幅值大,LV板与变压器间互联电感不可忽略,其在变压器次级侧引入明显电压降,可能导致功率控制不准确。为解决该问题,开发DAB变换器综合数学模型用于移动离散控制集模型预测控制(MDCS-MPC)方法以最小化稳态误差。该模型明确包含互联电感影响并进一步研究传输功率与LV侧电压降间关系。1000W DAB样机实验验证了模型和MDCS-MPC方法有效性,...
解读: 该考虑互联电感的DAB模型预测控制技术对阳光电源高变比变换器设计有重要参考价值。互联电感建模方法可应用于ST储能变流器的大功率DAB模块,提高功率控制精度。MDCS-MPC算法对阳光电源航空和特种电源领域的高可靠性要求有借鉴意义。该技术对PowerTitan储能系统的宽电压范围DC-DC变换和动态响...
基于高质量叠层栅介质的Si衬底高效率AlN/GaN HEMT及其在K波段和Ka波段的应用
High-Efficiency AlN/GaN HEMTs With High-Quality Stacked Gate Dielectrics on Si Substrate for K- and Ka-Band Applications
Lingjie Qin · Jiejie Zhu · Qing Zhu · Bowen Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
在本文中,我们报道了采用优化的 Al₂O₃/原位 SiN 堆叠栅介质、在 6 英寸硅衬底上制备的用于 K 波段和 Ka 波段应用的高性能 AlN/GaN 金属 - 绝缘体 - 半导体高电子迁移率晶体管(MIS - HEMT)。这些 MIS - HEMT 的栅长小于 0.2 微米,漏源间距为 3 微米,经频率相关的电容 - 电压(C - V)测量验证,其展现出卓越的电学特性和优异的界面质量。此外,通过应力测试证实了器件的可靠性。在 18 GHz 的大信号射频(RF)工作条件下,当漏极电压为 8 V...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这篇论文展示的AlN/GaN MIS-HEMT技术虽然聚焦于K/Ka波段射频应用,但其核心技术突破对我们在功率电子领域具有重要的参考价值和潜在协同效应。 该研究在6英寸硅基底上实现的高性能氮化镓器件,与阳光电源在光伏逆变器和储能变流器中大量使用的功率半导体技术路线高度相关...
基于新型三维光-电-热模型的直连式光伏电解系统的氢气生产性能优化
Hydrogen production performance optimization for direct-coupled photovoltaic electrolysis systems based on a novel 3D opto-electro-thermal model
Hao Wang · Weiding Wang · Chuanjie Lin · Yongquan Lai 等10人 · Applied Energy · 2025年8月 · Vol.392
摘要 光伏驱动的电解系统是实现大规模可再生能源储存的一种有前景的方法,其中直连式系统在降低系统复杂性和成本方面具有显著优势。然而,由于结构设计和流量控制策略的次优选择,这类系统中的光伏(PV)模块与电解(EC)模块之间可能存在失配问题,从而显著降低氢气生产性能。尽管数值模拟有望解决上述问题,但现有的低维模型通常基于空间均匀性的假设,过于简化,难以充分捕捉此类复杂系统中光学、热学、电学以及气液流动现象之间的 intricate 耦合机制。本研究针对直连式系统提出了一种新型三维光-电-热模型,该模型...
解读: 该3D光电热耦合模型对阳光电源光伏制氢系统开发具有重要价值。研究揭示的PV-EC直连架构优化方法可指导SG系列逆变器与电解设备的功率匹配设计,其宽范围流量控制策略可简化系统控制复杂度。PV/T热集成方案与阳光电源储能系统的热管理技术协同,可提升太阳能制氢效率(STH)。建议将多物理场耦合仿真能力融入...
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