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100 kW氮化镓牵引逆变器的系统效率-密度协同优化：方法论与集成
Systematic Efficiency-Density Co-Optimization of 100 kW GaN Traction Inverter: Methodology and Integration
Mingrui Zou · Peng Sun · Zheng Zeng · Yulei Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月
随着电动汽车对高效率和高功率密度的追求，宽禁带半导体（SiC和GaN）的应用成为趋势。本文针对100 kW GaN牵引逆变器，提出了一种系统级的效率与功率密度协同优化方法，旨在突破SiC器件在效率与密度边界上的限制，利用GaN器件的低损耗和高开关速度优势，实现更优的集成设计。
解读: 该研究对阳光电源的电动汽车充电桩及未来车载电力电子业务具有重要参考价值。GaN器件在高频化、小型化方面的优势，可助力公司充电桩产品进一步提升功率密度并降低体积。建议研发团队关注GaN在高温、高压环境下的可靠性集成技术，探索将其应用于高频高效的充电模块设计中，以提升产品竞争力。同时，该协同优化方法论也...
基于共聚焦方法的功率模块电热机械效应在线变形表征
Online Deformation Characterization for Electrothermal-Mechanical Effect of Power Module via Confocal Methodology
Peng Sun · Zheng Zeng · Liang Wang · Yulei Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
随着可再生能源和电动汽车的发展，功率模块的可靠性验证变得至关重要。传统的功率循环测试耗时较长。本文提出了一种利用共聚焦方法对裸芯片进行在线变形表征的技术，旨在研究电热机械效应对功率模块失效的影响，从而缩短可靠性评估周期。
解读: 功率模块是阳光电源组串式/集中式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器的核心组件。该研究提出的共聚焦在线变形表征技术，能有效提升对功率器件在复杂工况下热机械应力的量化分析能力。建议研发团队将其引入到核心功率模块的加速老化测试与失效机理研究中，优化模块封装设计与热管理方案，从而提升产品在极端...
中压碳化硅功率模块封装中电场主导的局部放电：模型、机制、重塑与评估
Electric-Field-Dominated Partial Discharge in Medium Voltage SiC Power Module Packaging: Model, Mechanism, Reshaping, and Assessment
Liang Wang · Zheng Zeng · Peng Sun · Shengxiang Ai 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
得益于碳化硅（SiC）材料的高击穿电压，中压SiC功率模块在高压变换器领域展现出巨大潜力。然而，局部放电（PD）问题严重挑战了其可靠性与安全性，限制了其大规模工业应用。本文深入探讨了PD的物理机制，并提出了相应的建模、电场重塑及评估方法，旨在提升中压SiC模块的绝缘性能与长期运行可靠性。
解读: 该研究对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统至关重要。随着公司向更高电压等级（如1500V及以上）迈进，SiC器件的应用日益广泛，封装绝缘与局部放电问题直接影响产品的长寿命运行。建议研发团队参考文中的电场重塑技术优化模块封装设计，并在高压功率模块的可靠性测试标准...
宽禁带器件动态测试的重点与关注点：一项基于问卷的调查
Focuses and Concerns of Dynamic Test for Wide Bandgap Device: A Questionnaire-Based Survey
Peng Sun · Mingrui Zou · Yulei Wang · Jiakun Gong 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
由于高开关速度、低导通电阻和高导热性等优势，碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等宽禁带(WBG)器件备受关注。然而，WBG器件的高开关速度也带来了测试方面的挑战。本文通过问卷调查，总结了当前工业界和学术界在WBG器件动态测试中的核心关注点与技术难点。
解读: 宽禁带半导体是阳光电源提升产品功率密度和转换效率的核心技术路径。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中，SiC器件的应用已成为提升效率的关键。该文献揭示的动态测试挑战，对阳光电源优化功率模块驱动设计、降低开关损耗及电磁干扰(EMI)具有重要指导意义。建议研发团队参考...
基于谐波电流的PHEV和EV无线充电设计考量与比较
Design Consideration and Comparison of Wireless Power Transfer via Harmonic Current for PHEV and EV Wireless Charging
Hulong Zeng · Shuitao Yang · Fang Z. Peng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年8月
本文探讨了利用谐波电流进行无线电能传输（WPT）的新概念。由于高压大电流IGBT的频率限制在20kHz左右，这限制了变压器系统频率。串联谐振变换器（SRC）因其结构简单、效率高，被广泛应用于WPT领域。
解读: 该研究关注无线充电技术中的谐波电流应用及IGBT频率限制，与阳光电源的电动汽车充电桩业务高度相关。虽然目前主流充电桩以有线快充为主，但无线充电是未来技术演进的重要方向。文中提及的IGBT频率限制及谐振变换器设计，可为阳光电源研发下一代高功率密度充电模块提供理论参考。建议研发团队关注该技术在提升充电效...
一种具有对称双极性输出电压的时域控制单电感升压转换器
A Time-Domain-Controlled Single-Inductor Step-Up Converter With Symmetric Bipolar Output Voltages
Peng Cao · Danzhu Lu · Jiawei Xu · Xiaoyang Zeng 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文提出了一种用于便携式设备双极性电源的时域控制（TDC）单电感三输出（SITO）升压转换器。通过采用时域控制器，该转换器在2 MHz开关频率下实现了最小化的延迟时间，从而确保了高转换比。该方案利用时域能量分配技术，有效优化了电源转换效率与动态响应性能。
解读: 该文献研究的是面向便携式电子设备的高频、小功率DC-DC拓扑，与阳光电源目前聚焦的兆瓦级光伏逆变器、大型储能系统（PowerTitan/PowerStack）及工商业储能产品线在功率等级和应用场景上存在较大差异。该技术中的“时域控制”和“单电感多输出”思路主要适用于低功耗集成电路领域。建议研发团队关...
面向动态形变的汽车功率模块热机械性能评估
Dynamic Deformation Oriented Thermo-Mechanical Performance Assessment for Automotive Power Module With Various PWM Schemes
Peng Sun · Mingrui Zou · Fuli Niu · Yuxi Liang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
随着电动汽车（EV）的发展，作为核心部件的功率模块可靠性至关重要。不同脉宽调制（PWM）方案对功率模块的热机械应力影响显著。本文旨在研究不同PWM策略下功率模块的动态形变特性，评估其在复杂工况下的热机械可靠性，为提升电动汽车驱动系统的寿命提供理论依据。
解读: 该研究对阳光电源的电动汽车充电桩及储能变流器（PCS）业务具有重要参考价值。功率模块是上述产品的核心，其热机械可靠性直接决定了产品在严苛环境下的使用寿命。通过分析不同PWM策略对模块动态形变的影响，研发团队可优化充电桩及PCS的驱动控制算法，降低功率器件的热应力疲劳。建议将该评估方法引入产品可靠性设...
基于宽带罗氏线圈电流传感器的中压SiC MOSFET过流保护
Overcurrent Protection Enabled by Broadband Rogowski Coil Current Sensor for Medium-Voltage SiC MOSFET
Jiakun Gong · Yulei Wang · Liang Wang · Mingrui Zou 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
为保障昂贵的中压SiC MOSFET器件安全运行，本文提出一种基于罗氏线圈电流传感器（RCCS）的过流保护方案。该方案具备响应速度快、电气隔离等优势。针对RCCS在高带宽与抗噪性之间的矛盾，以及非理想因素的影响进行了深入研究，旨在提升功率变换系统的可靠性与保护精度。
解读: 该技术对于阳光电源的中高压光伏逆变器及储能系统（如PowerTitan系列）至关重要。随着SiC器件在更高电压等级的应用，其极高的开关速度对过流保护的响应带宽提出了严苛要求。该研究提出的宽带RCCS方案能有效提升系统在短路故障下的保护灵敏度，降低SiC器件损坏风险，从而提高产品可靠性。建议研发团队关...
基于立体数字图像相关法的功率模块原位全场变形表征及有限元模型校准
In Situ Full-Field Deformation Characterization of Power Module and FEA Model Calibration Based on Stereo Digital Image Methodology
Peng Sun · Yuxi Liang · Liang Wang · Yulei Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
随着电动汽车的发展，功率模块的可靠性至关重要。传统的功率循环测试耗时且繁琐。本文提出利用立体数字图像相关法（Stereo-DIC）对功率模块进行原位全场变形表征，并以此校准有限元分析（FEA）模型，旨在更高效、准确地评估功率模块在实际应用中的可靠性。
解读: 该研究对阳光电源的核心业务具有极高价值。功率模块是光伏逆变器、储能变流器（PCS）及电动汽车充电桩的核心组件，其热机械可靠性直接决定了产品的寿命。通过Stereo-DIC技术校准FEA模型，可显著提升阳光电源在研发阶段对功率模块热疲劳、封装应力及失效机理的仿真精度，从而优化产品设计，减少冗长的功率循...
一种基于串联双耦合电感的混合式断路器，具备简易启动与自适应重合闸功能
A Series-Type Dual-Coupled-Inductors Based Hybrid Circuit Breaker With Simple Start-Up Operation and Adaptive Reclosing Capability
Zeng Liu · Chao Zhang · Yachao Yang · Zishun Peng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
串联型混合式断路器（S-HCB）通过省去并联换流过程实现了超快速直流故障保护。然而，现有S-HCB存在启动操作复杂及缺乏自适应重合闸研究的问题。本文提出了一种基于两个不同参数耦合电感串联结构的新型S-HCB，有效简化了启动流程并实现了自适应重合闸功能。
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意义。直流侧故障保护是高压大容量储能系统的核心安全挑战，该拓扑通过优化耦合电感结构简化了启动与重合闸逻辑，有助于提升PowerTitan系列在直流侧短路故障下的可靠性与系统可用性。建议研发团队关注该...
传输线罗氏线圈：带宽超过3GHz的宽禁带器件隔离电流传感器
Transmission Line Rogowski Coil: Isolated Current Sensor With Bandwidth Exceeding 3 GHz for Wide-Bandgap Device
Yulei Wang · Teng Long · Mingrui Zou · Peng Sun 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
罗氏线圈（RC）因其电气隔离、大电流测量及易于集成等优点被广泛应用。然而，受限于自感与寄生电容引起的谐振，传统RC带宽仅在几十兆赫兹，难以满足宽禁带半导体器件的高速电流测量需求。本文提出一种传输线结构罗氏线圈，实现了带宽超过3GHz的电流测量能力。
解读: 随着阳光电源在组串式光伏逆变器和PowerTitan储能系统中大规模应用SiC和GaN等宽禁带半导体器件，开关频率显著提升，传统的电流采样技术已成为制约高频性能和功率密度的瓶颈。该研究提出的超高带宽罗氏线圈技术，对于研发部门在宽禁带器件的瞬态特性测试、驱动电路优化及电磁兼容（EMC）设计方面具有极高...
一种具有简单启动操作和低器件成本的低压直流配电网新型串联混合断路器
A Novel Series-Type Hybrid Circuit Breaker With Simple Start-Up Operation and Low Device Cost for Low-Voltage DC Distribution Networks
Zeng Liu · Chao Zhang · Yachao Yang · Zishun Peng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
针对现有串联混合断路器（S-HCB）因多储能电容和全控器件导致启动复杂及成本高昂的问题，本文提出了一种新型S-HCB。该拓扑通过优化电路结构，简化了启动流程并降低了器件成本，为低压直流配电网提供了更经济、高效的超快速直流故障保护方案。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流微网解决方案具有重要参考价值。直流侧故障保护是高压大容量储能系统的核心安全挑战，传统的断路器方案往往成本高、体积大。该新型S-HCB通过简化拓扑降低了BOM成本，并优化了启动逻辑，有助于提升阳光电源储能PCS在直流侧故障...
功率模块机械表征综述：挑战、进展与未来展望
An Overview of Mechanical Characterization for Power Module: Challenges, Advances, and Future Prospects
Peng Sun · Xiaofei Pan · Zheng Zeng · Yukai Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
受半导体技术尤其是碳化硅技术进步的推动，人们已开发出众多封装设计以满足各种应用需求。在这些功率模块投放市场之前，必须对其可靠性进行全面评估。机械特性表征是评估功率模块可靠性的一项重要手段，因为它与功率模块故障直接相关。通常在亚微米尺度上的机械分布及其差异给测量带来了巨大挑战。因此，在不损害功率模块功能和完整性的前提下，实现对机械信息的准确采样仍是机械特性表征领域不懈追求的目标。本文全面综述了功率模块机械特性表征的现有先进方法，包括直接测量法和非接触测量法。分析了变形机制以及相关的测量挑战。对各种...
解读: 功率模块作为光伏逆变器和储能变流器的核心部件，其可靠性直接影响系统的长期稳定运行和全生命周期成本。该论文聚焦功率模块机械特性表征技术，对阳光电源的产品开发和质量管控具有重要参考价值。 从业务视角看，随着碳化硅等第三代半导体在公司高功率密度逆变器产品中的广泛应用，功率模块封装面临更严峻的热机械应力挑...
100 kW氮化镓牵引逆变器的系统性效率-密度协同优化：方法与集成
Systematic Efficiency-Density Co-Optimization of 100 kW GaN Traction Inverter: Methodology and Integration
Mingrui Zou · Peng Sun · Zheng Zeng · Yulei Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
摘要：电动汽车牵引逆变器对高效率和高功率密度的追求与日俱增，这正加速包括碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）在内的宽禁带器件的应用。由于碳化硅牵引逆变器的效率 - 密度边界已接近极限，采用氮化镓器件的牵引逆变器因具有更低的功率损耗和更高的开关速度，被视为一种极具前景的解决方案。本文聚焦于电动汽车应用的氮化镓牵引逆变器，提出了一种兼顾效率和功率密度目标协同优化的设计方法。基于所建立的包括功率损耗、直流母线纹波和热阻等设计关注点的数学模型，确定了氮化镓逆变器的效率 - 密度设计域，并通过帕累托前沿分析...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN牵引逆变器的效率-功率密度协同优化技术具有显著的跨领域应用价值。虽然该研究聚焦于电动汽车领域，但其核心方法论与我们在光伏逆变器、储能变流器等产品线的技术演进方向高度契合。 该论文突破了传统SiC器件的效率-密度边界，通过GaN器件实现99.3%峰值效率和62.1...
揭示钠化石墨负极主导的NFPP/HC软包电池热失控机制
Uncovering Sodiated HC dominated thermal runaway mechanism of NFPP/HC pouch battery
Wei Li · Shini Lin · Honghao Xi · Yuan Qin 等8人 · Applied Energy · 2025年8月 · Vol.391
摘要 钠离子电池（SIBs）因其资源丰富和优异的电化学性能，被认为是大规模储能系统（LSESS）中极具前景的技术。然而，SIBs的安全性鲜有讨论，而热稳定性对其电池应用至关重要，尤其是在LSESS中的应用。本研究揭示了由钠化负极产热主导的Na₃Fe₂(PO₄)(P₂O₇)||硬碳（NFPP/HC）软包电池的热失控机制。基于电池和材料层面的产热分析表明，硬碳（HC）与电解液之间的放热反应在100 °C时即开始发生（NFPP与电解液的放热反应发生在约230 °C），且负极与电解液的反应释放大量热量，...
解读: 该钠离子电池热失控机理研究对阳光电源PowerTitan等大规模储能系统安全设计具有重要参考价值。研究揭示硬碳负极在100°C即开始放热反应,远低于正极材料230°C,且隔膜熔点接近热失控触发温度。这为ST系列PCS的热管理策略优化提供依据:需在电池簇级别加强温度监测,设置更严格的100°C预警阈值...
揭示青藏高原理论风能潜力：一种针对威布尔双变量分布的新型贝叶斯-蒙特卡洛框架
Revealing the theoretical wind potential of the Qinghai-Tibet Plateau: A novel Bayesian Monte-Carlo framework for the Weibull bivariate distribution
Liting Wang · Renzhi Liu · Weihua Zeng · Lixiao Zhang 等10人 · Energy Conversion and Management · 2025年2月 · Vol.325
摘要 理解区域理论风能潜力对于风电规划与建设至关重要。以往的研究面临诸多挑战，包括风速数据质量不一致、分布参数中的不确定性未被量化，以及估算理论风能潜力的方法存在缺陷。因此，本研究提出了一种分层贝叶斯-蒙特卡洛框架，以概率性和分层方式处理多年期、多来源的风速数据。该框架能够量化风速分布及其参数相关的不确定性，并通过整合历史数据降低预测误差。此外，本研究在传统理论风能潜力估算方法的基础上，进一步考虑了叶片扫掠高度范围内风速和空气密度变化以及最大可能功率系数的影响。结果表明，青藏高原地区的风速分布符...
解读: 该青藏高原风电潜力评估框架对阳光电源风电变流器布局具有重要参考价值。贝叶斯-蒙特卡洛模型可量化风速分布不确定性,为ST储能系统在高原风电场的容量配置提供精准数据支撑。研究揭示的风速-空气密度垂直变化特性,可优化风电场侧储能PCS的功率预测算法和充放电策略。青藏高原60%以上区域具中高风电潜力,结合i...
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