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模块化多电平变换器子模块下开关开路故障的故障定位策略
Fault Localization Strategy for Modular Multilevel Converters Under Submodule Lower Switch Open-Circuit Fault
Chengkai Liu · Fujin Deng · Qian Heng · Rongwu Zhu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
模块化多电平变换器(MMC)在高压大功率应用中极具优势,但其庞大的开关数量使得故障定位成为关键挑战。本文针对MMC子模块下开关开路故障,提出了一种完整的故障定位策略,解决了现有文献在处理此类特定故障时覆盖不全的问题。
解读: MMC技术是阳光电源在大功率集中式光伏逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)中提升电压等级和功率密度的重要技术储备。该研究提出的故障定位策略能有效提升MMC系统的运行可靠性,减少非计划停机时间。建议研发团队关注该算法的计算复杂度,评估其在iSolarCloud智能运维平台中的集成潜力,通...
一种具有增强反向电流消除能力的改进型自适应同步整流方法
An Improved Adaptive Synchronous Rectification Method With the Enhanced Capacity to Eliminate Reverse Current
Qinsong Qian · Qi Liu · Min Zheng · Ziyan Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
自适应同步整流(SR)是解决LLC谐振变换器占空比丢失的有效方案。通常,通过检测体二极管是否导通来判断SR关断时刻。然而,当开关频率低于谐振频率时,SR过早或过晚关断均会导致体二极管导通,本文提出了一种改进的自适应同步整流方法,以增强消除反向电流的能力。
解读: 该技术对阳光电源的户用及工商业光伏逆变器、储能变流器(PCS)中的DC-DC级具有重要参考价值。LLC谐振变换器是阳光电源高功率密度产品(如PowerStack系列及户用储能系统)的核心拓扑。通过优化同步整流控制策略,可显著降低体二极管导通损耗,提升整机转换效率,并有效抑制反向电流带来的EMI干扰及...
基于在线定子电感辨识的五相永磁电机容错运行鲁棒预测电流控制
Robust Predictive Current Control for Fault-Tolerant Operation of Five-Phase PM Motors Based on Online Stator Inductance Identification
Xingke An · Guohai Liu · Qian Chen · Wenxiang Zhao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
针对模型预测控制(MPC)中参数失配导致的性能下降问题,本文提出了一种五相永磁电机开路故障下的鲁棒预测电流控制策略。通过在线辨识d-q轴电感,有效提升了电机在故障容错运行模式下的电流跟踪精度与系统鲁棒性。
解读: 该技术主要针对多相电机驱动控制,与阳光电源现有的风电变流器业务具有技术同源性。风电变流器在面对发电机侧故障时,同样需要高鲁棒性的容错控制策略以保障系统连续运行。虽然目前阳光电源产品线以三相电机驱动为主,但随着大功率风电变流器对可靠性要求的提升,该文中关于参数在线辨识与MPC鲁棒控制的研究,可为公司下...
漏源电容对双向CLLC谐振变换器升压增益及谐振频率限制的影响
Boost-Gain Reduction and Resonant-Frequency Limitation on Bidirectional CLLC Resonant Converters Due to Drain-Source Capacitance
Yunfei Wang · Hongfei Wu · Hang Wang · Shaoliang An 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
本文揭示了开关管漏源寄生电容对双向CLLC谐振变换器升压增益的限制作用。研究发现,与理想模型相比,即使极小的漏源电容也会导致变换器在谐振频率以下区域的电压增益显著下降,并对谐振频率产生限制。
解读: CLLC拓扑是阳光电源储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及电动汽车充电桩中实现高效双向DC-DC变换的核心技术。该研究深入分析了寄生电容对增益的影响,对优化高频化、高功率密度变换器设计具有重要指导意义。在产品研发中,建议在设计谐振参数时充分考虑开关管(特别是SiC MOSF...
无刷直流电机高阻连接在线故障检测的两步策略
A Two-Step Strategy for Online Fault Detection of High-Resistance Connection in BLDC Motor
Hui Wang · Siliang Lu · Gang Qian · Jianming Ding 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
高阻连接(HRC)是电机常见的定子故障。本文针对无刷直流电机(BLDCM)提出了一种两步法策略,用于HRC故障的检测、定位及评估。第一步通过获取并分析电机的零序电压分量(ZSVC)进行初步诊断,后续步骤进一步实现故障精确定位与严重程度评估。
解读: 该研究聚焦于电机定子高阻连接故障的在线诊断,虽然阳光电源的核心业务以光伏逆变器和储能系统为主,但该技术在风电变流器及电动汽车充电桩的电机驱动控制中具有参考价值。在风电变流器领域,电机侧变流器的可靠性至关重要,该两步法策略可为提升风电变流器中电机的故障预警能力提供算法思路。建议研发团队关注其利用零序电...
重复短路应力下P-GaN HEMT电参数退化研究
Understanding Electrical Parameter Degradations of P-GaN HEMT Under Repetitive Short-Circuit Stresses
Sheng Li · Siyang Liu · Chi Zhang · Le Qian 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
本文研究了P-GaN栅HEMT在重复短路应力下的静态与动态电参数退化,并首次区分了其退化机理。研究表明,短路应力会对栅极区域和接入区域造成损伤,从而导致器件性能漂移。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及高频化充电桩产品中对功率密度要求的提升,GaN器件的应用潜力巨大。本文揭示的P-GaN HEMT在短路应力下的退化机理,对于优化阳光电源逆变器及充电桩的驱动电路保护策略、提升系统可靠性具有重要参考价值。建议研发团队在后续高频功率模块设计中,重点关注短路保护响应速度与器件...
一种具有无损电流检测和无缝切换的高效率四开关Buck-Boost变换器控制方法
A High-Efficiency Control Method With Lossless Current Sensing and Seamless Transition for Four-Switch Buck–Boost Converter
Qi Liu · Qi Xu · Qinsong Qian · Song Ding 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
本文提出了一种针对四开关Buck-Boost变换器的四边形控制方法,通过实现所有功率开关的零电压开关(ZVS)来提升功率密度。针对传统电流检测带来的额外损耗问题,本文引入了无损电流检测技术,在确保ZVS实现的同时显著提升了系统效率,并优化了Buck与Boost模式间的无缝切换性能。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerStack、PowerTitan系列)及户用光伏逆变器中的DC-DC变换环节具有重要参考价值。四开关Buck-Boost拓扑常用于宽电压范围的电池侧接口,通过实现ZVS和无损电流检测,可有效降低变换器损耗,提升整机效率,并提高在复杂工况下的功率密度。建议研发团...
一种用于四开关Buck-Boost变换器的改进四边形控制方法,具有低损耗和解耦策略
An Improved Quadrangle Control Method for Four-Switch Buck-Boost Converter With Reduced Loss and Decoupling Strategy
Qi Liu · Qinsong Qian · Min Zheng · Shengyou Xu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月
四开关Buck-Boost(FSBB)变换器因其结构简单及优异的升降压性能,广泛应用于电池储能领域。四边形控制方法虽能实现所有功率开关的零电压开关(ZVS),以适应高频化趋势,但传统方法存在损耗与控制耦合问题。本文提出了一种改进的四边形控制策略,旨在降低变换器损耗并实现解耦控制。
解读: FSBB变换器是阳光电源储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)中DC-DC变换环节的核心拓扑之一。该文献提出的改进四边形控制方法通过优化ZVS实现和解耦策略,能够显著提升变换器的转换效率,降低功率器件发热,从而提升储能系统的功率密度。建议研发团队评估该控制策略在兆瓦级储能PCS...
五相容错永磁电机单相短路故障的第三空间谐波注入补救策略
Remedy Strategy for Five-Phase FTPMMs Under Single-Phase Short-Circuit Fault by Injecting Harmonic Currents From Third Space
Qian Chen · Licheng Gu · Jiabin Wang · Wenxiang Zhao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
本文针对五相容错永磁电机在单相短路故障下的运行,提出了一种新型容错控制策略。该方法将短路故障对转矩性能的影响分解为两部分:短路相失效(等效为开路故障)以及由此产生的短路电流。通过向第三空间注入谐波电流,有效补偿了故障带来的转矩波动,提升了系统的容错运行能力。
解读: 该文献聚焦于多相电机驱动的故障容错控制,虽然阳光电源目前的核心业务集中在光伏逆变器、储能PCS及风电变流器领域,而非直接生产五相电机,但其提出的“故障解耦与谐波注入补偿”控制思想对提升阳光电源电力电子变换器的可靠性具有参考价值。特别是在风电变流器或大功率电机驱动应用中,类似的容错控制算法可增强系统在...
650V p-GaN HEMT单脉冲非钳位电感开关
UIS)失效机理与分析
Siyang Liu · Sheng Li · Chi Zhang · Ningbo Li 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文首次揭示了肖特基栅极p-GaN HEMT在单脉冲非钳位电感开关(UIS)下的耐受物理机制与失效机理。与Si/SiC器件不同,p-GaN HEMT通过将负载电感的能量存储在输出电容中来承受浪涌电流,而非通过雪崩击穿。
解读: GaN器件凭借高开关频率和高效率,是阳光电源未来提升户用光伏逆变器及小型化充电桩功率密度的关键技术方向。本文深入分析了p-GaN HEMT在极端工况下的UIS失效机理,对于优化逆变器功率模块的驱动电路设计、过压保护策略及可靠性评估具有重要指导意义。建议研发团队在后续高频化产品设计中,重点关注GaN器...
单逆变器驱动下三冗余永磁辅助同步磁阻电机单相开路故障容错控制
Fault-Tolerant Control of a Triple Redundant PMA-SynRM Driven Under Single-Phase Open-Circuit by Mono-Inverter
Meiling Zhao · Guohai Liu · Qian Chen · Wenxiang Zhao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
本文提出了一种针对三冗余3×3相永磁辅助同步磁阻电机的容错控制策略,旨在解决单相开路故障。为降低系统成本,采用单台两电平三相逆变器驱动并联电机,在正常及故障工况下均能实现稳定运行。
解读: 该研究聚焦于电机驱动系统的容错控制与成本优化,对阳光电源的电动汽车驱动及风电变流器业务具有参考价值。在风电变流器领域,提升多相电机驱动的可靠性是降低运维成本的关键;在电动汽车驱动领域,该容错策略有助于在极端工况下保障车辆安全性。建议研发团队关注其在多相电机控制算法上的创新,探索如何通过软件算法补偿硬...
用于LED驱动应用的片上补偿宽输出范围升压转换器及固定频率自适应关断时间控制
On-Chip Compensated Wide Output Range Boost Converter with Fixed-Frequency Adaptive Off-Time Control for LED Driver Applications
Lin Cheng · Jinhua Ni · Yao Qian · Minchao Zhou 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年4月
本文提出了一种用于LED驱动的片上补偿宽输出范围Boost转换器,采用固定频率自适应关断时间电流模式控制。通过分析电流模式控制下的Boost小信号特性,提出了一种自适应电流检测技术,以减小不同输出电压下相位裕度的波动,并实现了片上Type II补偿。
解读: 该文献探讨的宽输出范围Boost拓扑及自适应控制技术,主要针对LED驱动应用,与阳光电源核心的光伏逆变器及储能PCS业务存在一定差异。然而,其中提到的“自适应电流检测”和“片上补偿技术”对于提升电力电子变换器的动态响应和控制稳定性具有参考价值。在阳光电源的户用光伏逆变器或小型储能系统(如PowerS...
一种用于双有源桥DC-DC变换器的抛物线载波简易移相调制方法
A Simple Phase-Shift Modulation Using Parabolic Carrier for Dual Active Bridge DC–DC Converter
Yunting Liu · Xiaorui Wang · Wei Qian · Ameer Janabi 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
双有源桥(DAB)变换器的功率传输与移相角呈非线性关系。传统控制器需通过在线求解二次方程或查表获取移相角,前者计算效率低,后者占用存储空间。本文提出一种基于抛物线载波的简易移相调制方法,通过硬件调制实现线性化控制,显著降低了计算复杂度。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及电动汽车充电桩业务具有重要意义。DAB变换器是双向储能变流器(PCS)的核心拓扑,该研究提出的抛物线载波调制方法能够简化控制算法,降低对DSP/MCU的算力要求,从而提升PCS的动态响应速度和控制精度。建议研发团队在后续的储...
1.2kV平面型与沟槽型SiC MOSFET体二极管重复脉冲电流应力下的退化研究
Investigation on Degradation of 1.2-kV Planar and Trench SiC MOSFETs Under Repetitive Pulse Current Stress of Body Diode
Hengyu Yu · Michael Jin · Jiashu Qian · Monikuntala Bhattacharya 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
本文首次实验研究了1.2kV商用SiC MOSFET(平面栅、增强对称沟槽及非对称沟槽结构)的体二极管可靠性。通过提出的重复脉冲电流测试平台,在保证热限制的前提下实现了高电流测试。研究揭示了不同结构SiC MOSFET在体二极管导通应力下的退化机理,为功率器件选型与可靠性设计提供了重要参考。
解读: SiC MOSFET是阳光电源组串式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器及电动汽车充电桩的核心功率器件。随着公司产品向高功率密度、高效率方向演进,SiC器件的应用已成主流。本文针对不同结构SiC MOSFET体二极管在重复脉冲下的退化研究,对公司优化逆变器及PCS的死区时...
光伏、储能、直流与灵活性系统的多端口协同控制策略及平滑运行模式切换
Multi-Port Collaborative Control Strategy With Smooth Operational Transitions for Photovoltaics, Energy Storage, Direct Current, and Flexibility System
Yun Zhang · Tong Li · Xiaodong Liu · Zhen Huang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
光伏、储能、直流与柔性(PEDF)系统需要对分布式光伏单元、分布式储能单元、直流配电单元和交流电网进行协调控制,以高效地为各类负载供电。本文基于双极直流母线架构设计了一种 PEDF 协同系统,同时考虑了端口特性、电压增益和控制复杂度等因素。此外,为防止传统协同控制在模式和控制回路转换过程中可能出现的潜在振荡,本文提出了一种具有平稳运行转换功能的多端口协同控制策略。最后,仿真和实验结果通过在各种工况下实现稳定的多端口运行和平稳的运行转换,验证了所提策略的可行性和有效性。
解读: 从阳光电源业务发展角度看,该论文提出的PEDF多端口协同控制策略与公司在光储一体化、微电网解决方案等核心业务方向高度契合。论文基于双极直流母线架构实现光伏、储能、直流配电与交流电网的协同控制,这与阳光电源正在推进的"光储充放"一体化系统具有显著的技术共性。 该技术的核心价值在于解决了传统多端口系统...
先进亚90纳米节点工艺中高压CMOS器件的实现与研究
Implementation and investigation of high voltage CMOS device in advanced Sub-90 nm node processes
Xin Huang · Yintong Zhang · Zhaozhao Xu · Ziquan Fang 等6人 · Solid-State Electronics · 2025年10月 · Vol.228
摘要 金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件的持续微缩加剧了短沟道效应(SCEs),例如热载流子注入(HCI)和阈值电压滚降,从而损害了器件的电学性能。尽管轻掺杂漏(LDD)工艺在现代CMOS制造中被广泛采用,但传统方法在先进工艺节点下难以维持良好的性能表现。本研究提出了一种新颖的高能量LDD技术,能够在不引入额外制造复杂性的前提下克服上述限制。通过严格的TCAD仿真验证,所提出的工艺展现出增强的器件稳定性以及改善的电学特性,包括更低的击穿电压波动、更优的阈值电压控制能力,以及更高的开...
解读: 该高压CMOS器件技术对阳光电源功率半导体应用具有重要参考价值。先进的LDD工艺可提升SiC/GaN驱动芯片的耐压特性和开关性能,直接优化ST系列PCS和SG系列逆变器中的功率器件可靠性。改进的短沟道效应控制技术可降低三电平拓扑中IGBT驱动电路的热载流子注入风险,提升1500V高压系统长期稳定性。...
基于T-S模糊模型的跟网型逆变器暂态同步稳定性分析与PDC控制
Transient Synchronization Stability Analysis and PDC Control of Grid-Following Inverters Based on T–S Fuzzy Model
Qianjin Zhang · Dikui Mei · Jinhui Qian · Sucheng Liu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
摘要:通过锁相环(PLL)实现的同步控制对于跟网型逆变器至关重要。同步不稳定会导致逆变器振荡,并引发可再生能源脱网事故。然而,由于锁相环的非线性结构和控制耦合,同步稳定性,尤其是暂态稳定性,难以进行研究和改善。在所有提高稳定性的方法中,许多方法依赖于稳定性分析结果,而非内部非线性机制,这使得这些方法仅具有线性控制功能,在应用中适应性和可移植性较差。本研究依据系统的非线性控制机制,提供了一种提高暂态同步稳定性的系统理论。该方法能够实现非线性控制,且性能优于其他方法。首先,建立高木 - 关野(T -...
解读: 从阳光电源的业务角度看,这项基于T-S模糊模型的跟网型逆变器暂态同步稳定性控制技术具有重要的战略价值。当前,阳光电源的光伏逆变器和储能系统大量采用跟网型控制架构,锁相环(PLL)的同步稳定性直接影响设备并网可靠性。该研究针对PLL非线性特性导致的暂态失稳问题,提出系统性解决方案,与我司在弱电网并网、...
序分解型构网逆变器的小信号同步稳定性
Small-Signal Synchronization Stability of Sequence-Decomposed Grid-Forming IBRs
Qian Liu · Yanchang Liang · Zuan Zhang · Miao Wang 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月
为便于继电保护操作并缓解电压不平衡状况,近期规范要求基于并网电压源型逆变器的电源(GFM IBRs)采用负序控制。为满足这一要求,必须在控制系统中集成序分解模块(SDMs)以检测和提取序分量。然而,SDMs的引入会在dq坐标系中引发交叉耦合效应,可能使GFM IBRs易受次同步振荡(SSOs)影响,而此前这方面尚未得到深入研究。本研究弥补了这一空白,首先利用含SDMs的GFM IBRs的单输入单输出小信号模型探究稳定性问题。为降低SSO不稳定风险,基于基本混合同步控制原理,提出了一种阻尼增强控制...
解读: 从阳光电源构网型逆变器产品线的技术演进视角来看,这项关于序分量解耦控制的同步稳定性研究具有重要的工程应用价值。当前电网规范要求构网型逆变器具备负序控制能力,以应对不平衡电压工况并保障继电保护装置的正确动作,这与阳光电源在复杂电网环境下的产品适应性需求高度契合。 该论文揭示的核心问题——序分量解耦模...
一种基于级联H桥变换器储能系统的新型容错运行方法以避免过充
A Novel Fault-Tolerant Operation Approach for Cascaded H-Bridge Converter-Based Battery Energy Storage Systems to Avoid Overcharge
Qian Xiao · Haolin Yu · Yu Jin · Hongjie Jia 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月
摘要:基于传统基频零序电压(FFZSV)注入的容错运行方法,在低功率因数且子模块(SM)发生故障的情况下会导致功率反转,这使得基于级联 H 桥变流器的电池储能系统(CHB - BESS)存在过充风险。为解决这一问题,本文为 CHB - BESS 提出了一种新型容错运行方法。首先,分析了基于传统 FFZSV 注入方法的功率反转机理和过充风险。在此基础上,根据安全的 FFZSV 注入区域将 CHB - BESS 的运行状态划分为三个阶段,对 FFZSV 进行修正,并在必要时注入负序电流。这样,三相电...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看,这项针对级联H桥变换器的容错运行技术具有重要的工程应用价值。级联H桥拓扑是阳光电源中高压储能系统的核心架构之一,其模块化设计在提升系统可靠性的同时,也带来了子模块故障时的功率管理难题。 该论文揭示的关键问题——低功率因数工况下传统零序电压注入方法导致的功率反向和过充...
基于自适应线性神经元增强ADRC的双三相PMSM谐波电流抑制方法:一种优化策略
Adaptive Linear Neuron-Augmented ADRC for Harmonic Current Suppression in Dual Three-Phase PMSMs: An Optimization Strategy
Yulei Yang · Qian Wang · Xinghao Liu · Fangrui Wei · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
双三相永磁同步电机(DTP-PMSM)因反电动势非正弦、逆变器非线性及绕组不对称等因素,易受周期性与非周期性谐波干扰,影响系统性能。传统自抗扰控制(ADRC)对周期性谐波抑制能力有限,本文提出一种自适应线性神经元增强型ADRC(ALNA-ADRC)策略。通过在ADRC框架中引入自适应线性神经元(ALN),该方法在谐波平面内精准抑制5次、7次等周期性谐波,同时保持对非周期扰动的强鲁棒性。解耦观测器带宽与控制增益,简化了参数整定。实验结果表明,该方法显著降低电流总谐波畸变率(THD),稳态下最低可达...
解读: 该ALNA-ADRC谐波抑制技术对阳光电源储能与电驱产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中,可显著降低双三相PMSM飞轮储能系统的电流THD至6.55%以下,提升能量转换效率与电网友好性。对新能源汽车电机驱动系统,该方法可有效抑制5次、7次谐波引起的转矩脉动,改善NVH性能。解耦观测器带宽与控...
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