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用于能量回馈型直流电子负载的电感电流阶跃控制与输入电压前馈
Inductor Current Step Control With Input Voltage Feedforward for Fast Load Transient of Energy Recycling DC Electronic Load
Qi Yang · Xiang Li · Jing Zhu · Jiahua Xu 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
针对电子负载在动态测试中对高电流转换速率的需求,本文提出了一种结合电感电流阶跃(ICS)非线性控制与输入电压前馈线性控制的方法。该方法通过ICS控制在最短时间内将电感电流和占空比推向目标静态点,显著提升了输入电流的阶跃响应速度。
解读: 该技术对于阳光电源的储能变流器(PCS)及测试设备研发具有重要参考价值。在PowerTitan和PowerStack等储能系统中,PCS在电网调频或负载突变场景下,对电流响应速度要求极高。ICS控制策略可优化PCS在动态工况下的瞬态响应,减少超调,提升系统稳定性。此外,该技术在阳光电源的生产测试环节...
重复短路应力下p-GaN栅HEMT的短路能力与器件不稳定性研究
Study of the Short-Circuit Capability and Device Instability of p-GaN Gate HEMTs by Repetitive Short-Circuit Stress
Ning Yang · Chaowu Pan · Zhen Wu · Pengxiang Bai 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年2月
本文研究了肖特基型p-GaN栅高电子迁移率晶体管(HEMT)在不同应力参数下的重复短路(SC)退化行为。首次记录并分析了器件特性的恢复动力学,揭示了其退化机制。研究发现,在重复短路应力下,器件表现出显著的阈值电压(VTH)漂移等不稳定性。
解读: GaN器件作为宽禁带半导体的代表,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巨大的应用潜力。本文揭示的p-GaN栅HEMT在重复短路下的退化机制及恢复动力学,对于优化阳光电源产品的驱动电路设计、短路保护策略及器件选型具有重要参考价值。建议研发团队在开发下一代高频、高效电力电子变换器时,...
一种基于SiC器件外部整形模块的高效混合模块化多电平变换器
A High Efficiency Hybrid Modular Multilevel Converter With a SiC Device-Based External Shaping Module
Peng Ren · Qi Guo · Yuchao Hou · Chunming Tu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
为提升中压模块化多电平变换器(MMC)的波形质量与效率,本文提出了一种带有外部整形模块的混合MMC(HMMC)拓扑。该拓扑在每桥臂采用基于硅基IGBT的半桥子模块(HSM),并在交流侧引入基于碳化硅(SiC)MOSFET的全桥子模块(FSM)进行波形整形,有效优化了变换器性能。
解读: 该研究提出的混合MMC拓扑对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)具有重要参考价值。通过在传统IGBT主功率链中引入SiC器件进行高频整形,可以在不显著增加系统成本的前提下,大幅提升中压并网系统的效率并减小滤波器体积。建议研发团队关注该拓扑在兆瓦级储能变流器(PCS)...
基于SiC MOSFET的高效率能量回馈型宽输入电压直流电子负载架构
Wide Input Voltage DC Electronic Load Architecture With SiC MOSFETs for High Efficiency Energy Recycling
Qi Yang · Mingxie He · Jia-hua Xu · Xiang Li 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
本文提出了一种基于SiC器件的三级能量回馈型直流电子负载架构。通过交错Boost变换器与LLC-DCX级联,利用1200V SiC MOSFET实现高频隔离与预调节,使系统在150-750V宽输入电压范围内保持高效率。该架构在780V母线电压下采用T型三电平逆变器实现电能回馈。
解读: 该技术在测试设备领域具有重要应用价值,直接关联阳光电源的研发测试平台及产线老化测试系统。其采用的SiC MOSFET与LLC-DCX拓扑可显著提升能量回馈效率,降低测试过程中的电能损耗。建议将其应用于阳光电源组串式逆变器及PowerTitan储能系统的出厂老化测试环节,通过引入高效率能量回馈电子负载...
一种带分布式储能的直流互联变换器用于直流微网中的有功功率分配
A Partially Rated Interlinking Converter With Distributed Energy Storage for Active Power Sharing in DC Microgrids
Hanwen Zhang · Haoyuan Yu · Pingyang Sun · Xiangchen Zhu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
部分额定直流互联变换器以其高增益功率调节能力而闻名,这种能力能够有效地在直流微电网(DCMG)之间协同调节有功功率。为解决直流微电网中可再生能源的间歇性问题,将储能单元(ESU)集成到这些变换器中已成为一项更高的要求。本文提出了一种集成分布式储能单元的部分额定多端口互联变换器(PMIC)。该部分额定多端口互联变换器可控制直流线路上的浮动电压和双向并联电流,确保储能单元在低直流母线电压下运行时实现完全电气隔离。它能够调节多向功率流,并在用电高峰和低谷时段实现功率平衡。本文为部分额定多端口互联变换器...
解读: 从阳光电源直流微网和储能系统业务角度来看,这篇论文提出的部分容量多端口互联变换器(PMIC)技术具有显著的战略价值。该技术通过低容量变换器实现高增益功率调节,有效解决了直流微网中多子网间功率协同和储能集成的核心难题,与我司在分布式光伏并网、储能系统集成方面的技术路线高度契合。 技术价值方面,PMI...
CCF控制下基于LCL滤波器的并网变换器高频相位补偿策略设计与分析
Design and Analysis of High Frequency Phase Compensation Strategies for CCF-controlled LCL filter-based Grid-Connected Converter
Cong Li · Qi Zhang · Rongwu Zhu · Fujin Deng 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年12月
本文提出一种高频相位补偿算法(HFPC),以提升LCL滤波器并网变换器在变流器电流反馈控制(CCF)下的稳定性裕度。建立了考虑数字控制延时的离散状态空间模型,揭示了不同状态反馈对系统动态特性的影响,并确定了CCF控制的稳定范围。在此基础上,提出基于线性预测器(LP)的补偿方法,并研究其机理与局限性。进一步引入改进相位补偿(IPC)与电流重构(CR)构成HFPC,其中IPC可抑制传统方法引起的高频开环增益,拓展增益裕度;CR则推动临界穿越频率至更高频段,提升系统稳定性和电流质量。实验结果验证了所提...
解读: 该CCF控制高频相位补偿技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的LCL滤波器控制优化具有直接应用价值。文中提出的改进相位补偿(IPC)与电流重构(CR)方法可有效解决数字控制延时导致的稳定性问题,提升PowerTitan大型储能系统在高开关频率下的控制带宽和电流质量。该技术可应用于阳光...
采用优化平衡寄生电感结构的并联分立式SiC MOSFET三电平T型APF
Three-level T-type APF with Parallelled Discrete SiC MOSFETs Using Optimized-balanced Parasitic Inductance Structure
Hu Tan · Yaqi Zhu · Weiming Tian · Jiaqi Zhao 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
针对高功率密度100 kVA有源电力滤波器(APF)在体积、损耗和成本约束下的设计挑战,本文提出了一种拓扑与器件选型的优化方法,并设计了寄生电感最小化且均衡的PCB结构,以抑制关断电压过冲(TTVO)并改善开通瞬态电流均流(TTCS)。通过对三电平T型(3LT²)与中点钳位(NPC)拓扑及多种SiC器件的量化评估,确定了满足综合约束的最优方案。实验结果表明,所提PCB结构将TTVO由1.06 kV降至780 V(降低26.4%),TTCS偏差从82.4%减小至3.7%(DC 800 V,负载电流...
解读: 该并联SiC MOSFET三电平T型拓扑技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。研究提出的寄生电感优化平衡PCB设计可直接应用于功率模块开发,将关断过冲降低26.4%、均流偏差降至3.7%,显著提升器件可靠性。4.27kW/L功率密度和98.16%效率指标契合Power...
高超声速飞行器发动机热光伏系统冷却与发电性能评估
Cooling and power generation performance evaluation of thermophotovoltaic system for hypersonic vehicle engines
Yinke Qi · Xiaofeng Ma · Peixue Jiang · Yinhai Zhu · Energy Conversion and Management · 2025年11月 · Vol.343
摘要 由于高超声速飞行器具有极高的冷却和能源需求,其发展面临巨大挑战。为应对这一挑战,本文提出了一种用于高超声速飞行器发动机的热光伏发电系统,该系统可在提供热防护的同时实现电能生成。热光伏电池安装在燃烧室冷却通道的壁面上,燃料流经通道以对电池进行冷却。高温辐射体发射的光子通过滤光器筛选后到达电池并产生电能。建立了包含燃烧室、热光伏器件及冷却通道在内的传热与发电耦合模型,并通过迭代求解直至满足能量守恒条件。分析了不同来流马赫数、燃料流量、入口温度以及起始位置对系统冷却与发电性能的影响。所提出的热光...
解读: 该热光伏发电技术为阳光电源高功率密度储能系统提供创新思路。其58kW/m²的发电密度和10.5%热电转换效率,可启发ST系列PCS在极端温度环境下的热管理优化设计。燃料冷却通道与光伏电池耦合的架构,对PowerTitan储能系统的液冷技术具有借鉴意义,特别是在数据中心等高热流密度场景。滤波器选频技术...
一种集成实验与数值研究的竹节形流场设计下风冷式质子交换膜燃料电池性能及传热传质动力学
An integrated experimental and numerical investigation of performance and heat-mass transport dynamics in air-cooled PEMFCs with a bamboo-shaped flow field design
Kai-Qi Zhu · Quan Ding · Ben-Xi Zhang · Jiang-Hai Xu 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 风冷式质子交换膜燃料电池(PEMFC)中复杂的传热传质耦合现象以及物理场分布不均的问题,严重影响其功率密度和水热管理性能。作为关键部件,阴极流场在燃料供给、散热以及水传输方面对风冷式PEMFC起着至关重要的作用。优化流场结构设计是应对上述挑战的关键策略。本研究提出了一种创新的竹节形流场设计,并在25 cm²的单电池中进行了实验验证,结果证明该设计能有效提升风冷式PEMFC的传热传质能力与功率密度,同时降低供气能耗。此外,还建立了三维多相数值模型,用于深入探究该流场结构下液态水、反应物和热量...
解读: 该燃料电池热质传输优化技术对阳光电源氢能业务具有重要借鉴价值。竹节型流场设计通过分段加速和涡流区优化实现5.45%功率密度提升和4.17%能效增益,其多物理场耦合仿真方法可应用于公司储能PCS的热管理优化。研究中的熵分析法和非均匀流场设计理念,可迁移至SiC功率器件散热结构设计,提升ST系列PCS和...
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