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基于插入指数修正的IGBT高功率MMC组件级半导体损耗平衡
Component-Level Semiconductor Loss Balancing for IGBT Based High Power MMC Through Insertion Index Modification
Bin Xu · Li Tu · Shaoyan Gong · Gaoyong Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
模块化多电平变换器（MMC）是高压直流输电领域的主流拓扑。功率半导体的运行损耗是影响器件老化和系统可靠性的关键因素。本文提出了一种通过修正插入指数来平衡MMC上下桥臂开关器件损耗的方法，旨在优化热分布，从而提升高功率变换器的整体寿命与可靠性。
解读: 该技术对于阳光电源的大功率储能系统（如PowerTitan系列）及未来高压直流侧并网应用具有重要参考价值。MMC拓扑在高压大容量储能领域应用广泛，通过优化插入指数实现损耗平衡，能够有效降低功率模块的局部热应力，延长IGBT模块寿命，从而提升产品在极端工况下的可靠性。建议研发团队关注该控制策略在降低散...
用于电磁暂态仿真中功率半导体损耗评估的IGBT-二极管开关单元电气暂态模型
An Electrical Transient Model of IGBT-Diode Switching Cell for Power Semiconductor Loss Estimation in Electromagnetic Transient Simulation
Yanming Xu · Carl Ngai Man Ho · Avishek Ghosh · Dharshana Muthumuni · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
本文开发了一种耦合温度相关IGBT模型与功率损耗模型的电气暂态模型（ETM）。该模型考虑了IGBT的非线性行为及二极管的反向恢复特性，能够精确模拟暂态开关波形，从而实现对功率半导体损耗的准确评估。
解读: 该模型对阳光电源的核心产品线（组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器）具有重要应用价值。在电力电子系统设计阶段，利用该高精度损耗评估模型，可优化逆变器及PCS的散热设计与效率指标，特别是在高频化趋势下，能有效提升系统热管理水平。建议研发团队将其集成至iSola...
硅/碳化硅混合开关的功率损耗模型与器件选型优化
Power Loss Model and Device Sizing Optimization of Si/SiC Hybrid Switches
Zongjian Li · Jun Wang · Bing Ji · Z. John Shen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
本文研究了由硅IGBT与碳化硅MOSFET并联组成的混合开关技术。该方案在保持SiC器件大部分性能优势的同时，显著降低了全SiC方案的成本。通过优化混合开关的SiC芯片尺寸，可在满足结温限制的前提下，实现总功率损耗的最小化。
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储能变流器）具有极高的应用价值。在当前碳化硅成本依然较高的背景下，Si/SiC混合开关方案是实现高效率与高性价比平衡的有效路径。建议研发团队在下一代大功率PCS及逆变器设计中，评估该拓扑在降低开关损耗...
一种用于高压脉冲电源开关速度和开关损耗计算的SiC MOSFET精确解析模型
An Accurate Analytical Model of SiC MOSFETs for Switching Speed and Switching Loss Calculation in High-Voltage Pulsed Power Supplies
Zaojun Ma · Yunqing Pei · Laili Wang · Qingshou Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
本文针对高压脉冲电源（HVPPS）中SiC MOSFET的应用，提出了一种精确的解析模型，用于计算其开关速度和开关损耗。该模型克服了传统双脉冲测试在特定应用场景下的局限性，为实现高压脉冲电源的高效率和纳秒级输出提供了理论支撑。
解读: 该模型对阳光电源的核心业务具有重要参考价值。随着阳光电源组串式逆变器及PowerTitan系列储能PCS向更高功率密度和更高电压等级演进，SiC器件的应用已成为提升效率的关键。该解析模型能够辅助研发团队在设计阶段更精准地评估SiC MOSFET的开关损耗，从而优化散热设计与驱动电路参数，提升产品在极...
一种低功耗的硅-碳化硅达林顿晶体管对
A Si-SiC Darlington Transistor Pair With Low Consumption
Linyuan Liao · Zhenhui Wu · Zhixiong Yang · Rongzhou Zeng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
碳化硅双极型晶体管（SiC BJT）作为第三代半导体器件，因其高驱动损耗限制了商业化应用。本文提出了一种由输入硅（Si）BJT和输出SiC BJT组成的硅-碳化硅混合达林顿晶体管对（HDTP），通过共射极连接，旨在有效降低开关损耗，提升功率转换效率。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有重大意义。在光伏组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，降低开关损耗是提升整机效率和功率密度的关键。Si-SiC混合拓扑通过结合Si器件的驱动优势与SiC器件的高效开关特性，有望在不显著增加成本的前提下，优化逆变器及PCS的散热...
轻载条件下高效率全桥LLC谐振变换器负载自适应移相控制分析
Analysis on Load-Adaptive Phase-Shift Control for High Efficiency Full-Bridge LLC Resonant Converter Under Light-Load Conditions
Jae-Hyun Kim · Chong-Eun Kim · Jae-Kuk Kim · Jae-Bum Lee 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年7月
全桥LLC谐振变换器因其软开关特性和高功率密度受到广泛关注。然而，在轻载条件下，磁性元件的磁芯损耗和半导体器件的开关损耗导致效率显著下降。本文提出了一种新型负载自适应移相控制策略，旨在优化轻载工况下的转换效率。
解读: 该研究针对LLC变换器在轻载下的效率优化，对阳光电源的户用光伏逆变器及储能系统（如PowerStack、ST系列PCS）具有重要参考价值。在户用储能和工商业储能场景中，系统常处于轻载或待机状态，该负载自适应移相控制策略可有效降低待机功耗，提升全功率范围内的转换效率，从而优化iSolarCloud平台...
SiC半桥功率模块损耗不平衡的发现——分析与验证
Discovery of Loss Imbalance in SiC Half-Bridge Power Modules – Analysis and Validations
Benjamin Futtrup Kjærsgaard · Gao Liu · Thore Stig Aunsborg · Dipen Narendra Dalal 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
本文揭示了半桥功率模块中高侧与低侧SiC MOSFET开关损耗不一致的现象。研究发现，由于高侧栅极寄生电容的影响，高侧器件的开关损耗比低侧高出40%以上。该发现对中压功率模块的设计与效率优化具有重要参考价值。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线（如组串式光伏逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器）具有重要指导意义。随着公司产品向高功率密度、高效率的SiC方案转型，高侧与低侧损耗不平衡问题直接影响模块的热设计与寿命评估。建议研发团队在设计阶段引入该寄生参数模型，优化驱动电路布局与驱动参数，以平衡热应力，...
用于大功率大规模光伏应用的隔离型MVdc-HVdc-AC三端口电力路由器
Isolated MVdc-HVdc-AC Three-Port Power Router for High-Power Large-Scale PV Applications
Zhixian Liao · Binbin Li · Yijia Yuan · Yingzong Jiao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
本文提出了一种适用于大规模光伏应用中压（MV）直流汇集并可实现部分交流电源整合的隔离型三端口功率路由器（TP - PR）。通过集成变压器将模块化多电平变换器（MMC）与晶闸管阀相结合，不仅降低了中压直流侧安装的半导体容量，还消除了对中压侧子模块（SM）电容的需求。特别地，MMC利用高频电流进行中压直流功率传输，有效降低了对子模块电容的要求。此外，晶闸管的低导通压降以及零电压开关和零电流开关技术，确保了TP - PR具有较低的转换损耗。与传统的隔离型三端口拓扑相比，TP - PR可使半导体成本降低...
解读: 从阳光电源大型地面光伏电站和集中式逆变器业务角度看，这项隔离型三端口功率路由器技术具有重要的战略价值。该技术针对中压直流汇集的大规模光伏应用场景，与阳光电源正在布局的1500V+系统乃至更高电压等级的技术路线高度契合。 技术优势方面，通过将模块化多电平换流器（MMC）与晶闸管阀结合，该方案在半导体...
基于数据手册参数的半桥MOSFET开关损耗分析建模
Analytical Switching Loss Modeling Based on Datasheet Parameters for mosfets in a Half-Bridge
Daniel Christen · Jurgen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年4月
现代宽禁带器件（如SiC或GaN）显著降低了开关损耗，引发了对软开关模式必要性的探讨。由于大多数半导体器件仅提供有限的损耗估算信息，在宽运行范围内进行精确损耗评估通常需要大量实验测量。本文提出了一种基于数据手册参数的分析建模方法，旨在简化开关损耗的评估过程。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。随着公司在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC MOSFET，精确的损耗建模能显著提升产品效率评估的准确性，并缩短研发周期。通过该分析模型，研发团队可在设计阶段快速评估不同SiC器件在宽电压范围下的表现...
氮化镓基同步升压变换器的死区效应及最优死区选择分析模型
Deadtime Effect on GaN-Based Synchronous Boost Converter and Analytical Model for Optimal Deadtime Selection
Di Han · Bulent Sarlioglu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月
氮化镓（GaN）功率器件凭借低损耗和高开关速度优于传统硅器件。然而，在高频运行下，若死区时间设置不当，会产生显著的死区损耗。本文提出了一种针对GaN HEMT变换器的死区效应分析模型，旨在通过优化死区时间提升变换器效率。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型储能PCS中对高功率密度和高频化需求的提升，GaN器件的应用成为技术演进的重要方向。本文提出的死区优化模型对于提升高频DC-DC变换级的效率至关重要，有助于降低散热设计难度，减小磁性元件体积。建议研发团队在开发下一代高频紧凑型户用储能系统及微型逆变器时，引入该分析模...
GaN HEMT损耗分布、分析与测量技术综述
Review of Loss Distribution, Analysis, and Measurement Techniques for GaN HEMTs
Jacob Gareau · Ruoyu Hou · Ali Emadi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年7月
近年来，电力电子系统追求更高效率与功率密度，以硅（Si）为基础的器件已接近材料极限。氮化镓（GaN）等宽禁带半导体因具备更快的开关速度，成为提升系统性能的关键。本文综述了GaN HEMT器件的损耗分布、分析方法及测量技术，为高性能电力电子变换器的设计提供了理论支撑。
解读: GaN器件是实现光伏逆变器和储能系统高功率密度的核心驱动力。对于阳光电源的户用光伏逆变器及小型化充电桩产品线，引入GaN技术可显著降低开关损耗，减小磁性元件体积，从而提升整体效率。建议研发团队关注文中提到的损耗测量技术，以优化高频化拓扑下的热管理设计。在PowerStack等储能产品中，虽然目前以S...
基于高斯曲线拟合的宽禁带半导体开关损耗评估改进方法
Improved Methodology for Estimating Switching Losses of Wide-Bandgap Semiconductors Using Gaussian Curve Fitting
Briana M. Bryant · Andrew N. Lemmon · Brian T. DeBoi · Christopher D. New 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
准确评估开关损耗对宽禁带半导体硬开关应用至关重要。传统方法通过积分瞬时功率波形计算开关能量损耗，但存在测量误差等问题。本文提出一种基于高斯曲线拟合的改进方法，旨在更精确地评估半导体器件的开关损耗，提升电力电子系统的性能评估精度。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心竞争力。随着公司在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC等宽禁带器件，开关损耗的精准评估对于提升系统效率、优化散热设计及降低成本至关重要。该高斯拟合方法可集成至研发测试流程中，帮助工程师更准确地量化损耗，从而优化PWM控制...
一种改进的基于GHA稳态模型推导的三端口C3L3谐振变换器半导体损耗优化方法
An Improved GHA-Enabled Steady State Model-Derived Semiconductor Loss Optimization for a Three-Port C3L3 Resonant Converter
Shubham Mungekar · Ayan Mallik · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
本文提出了一种针对多端口谐振变换器的新型建模方法，该方法考虑了所有开关谐波对端口电流性质和功率传输动态的非近似影响。研究证明，采用交流等效阻抗电阻近似的谐振变换器建模会产生超过10%的端口电流误差。该研究通过改进的谐波分析（GHA）模型，实现了对半导体损耗的精确优化。
解读: 该研究提出的高精度谐振变换器建模与损耗优化方法，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及光储一体化产品中的DC-DC变换环节具有重要参考价值。随着储能系统向高功率密度和高效率演进，多端口谐振拓扑的应用日益广泛。该文提出的非近似谐波分析方法，能有效提升变换器在宽电压范...
兆赫兹工作条件下GaN HEMT E类功率放大器的优化研究
On the Optimization of a Class-E Power Amplifier With GaN HEMTs at Megahertz Operation
Kawin North Surakitbovorn · Juan M. Rivas-Davila · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年4月
随着宽禁带半导体器件的普及及对高效率功率放大器需求的增长，E类功率放大器重新受到学术界关注。尽管GaN HEMT在兆赫兹高频运行下表现出色，但其输出电容（Coss）在高频下会产生额外的损耗。本文旨在探讨并优化该类器件在高频应用中的性能表现。
解读: 该研究聚焦于GaN器件在高频（MHz）下的损耗特性与拓扑优化。对于阳光电源而言，虽然目前主流光伏逆变器和储能变流器（如PowerTitan、组串式逆变器）多工作在kHz量级以平衡效率与成本，但随着功率密度要求的不断提升，高频化是未来小型化逆变器及车载充电桩（OBC）的重要趋势。建议研发团队关注GaN...
用于串联SiC MOSFET电压平衡的关断延迟控制有源驱动器
Active Gate Driver With Turn-off Delay Control for Voltage Balancing of Series–Connected SiC MOSFETs
Myeongsu Son · Younghoon Cho · Seunghoon Baek · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
本文提出了一种用于串联SiC MOSFET的有源栅极驱动技术。通过精确控制关断延迟，解决了因器件参数不一致导致的电压失衡问题，避免了过压击穿及热损耗不均，提升了高压功率变换器的可靠性与功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的高压组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）具有重要参考价值。随着光伏系统向1500V甚至更高电压等级演进，SiC器件的应用日益广泛。通过有源驱动技术实现SiC器件的串联应用，可在不依赖昂贵高压器件的前提下提升系统耐压能力，降低损耗并提升功率密度。建议研发团队关注...
模块化多电平变换器闭锁序列期间的过电压诊断与补救策略
Modular Multilevel Converters Overvoltage Diagnosis and Remedial Strategy During Blocking Sequences
Luc-Andre Gregoire · Handy Fortin Blanchette · Wei Li · Antonios Antonopoulos 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年5月
本文分析了模块化多电平变换器（MMC）在因环流、失控或故障导致闭锁过程中固有的过电压现象。通过时域表达式分析各运行序列，揭示了过电压产生的机理，并提出了相应的诊断方法与补救策略，以提升变换器在紧急停机过程中的可靠性。
解读: MMC拓扑在阳光电源的大型集中式光伏逆变器及高压储能系统（如PowerTitan系列）中具有重要应用潜力。该研究针对MMC闭锁过程中的过电压问题，为提升大型电力电子设备的故障穿越能力和系统安全性提供了理论支撑。建议研发团队参考该诊断与补救策略，优化高压大功率变换器的保护逻辑，特别是在应对电网故障或内...
模块化多电平变换器中无传感器平衡的模块实现与调制策略
Module Implementation and Modulation Strategy for Sensorless Balancing in Modular Multilevel Converters
Zhongxi Li · Ricardo Lizana F. · Sha Sha · Zhujun Yu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年9月
本文探讨了模块化多电平变换器（MMC）中串并联模块的实现及其无传感器平衡控制策略。相比传统的半桥或全桥结构，串并联模块在保持相同半导体面积的前提下，能有效降低导通损耗并实现无传感器电压平衡。研究重点解决了高压应用中受限开关频率下的控制挑战。
解读: 该技术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）具有重要的参考价值。MMC拓扑在超高压大功率并网场景中优势显著，通过串并联模块实现无传感器平衡，可降低系统复杂度和传感器成本，提升系统可靠性。建议研发团队关注该调制策略在降低导通损耗方面的潜力，将其应用于下一代高压大功率储...
用于降低开关损耗和电流纹波的三相逆变器驱动平衡两相负载的不连续SVPWM技术
Discontinuous SVPWM Techniques of Three-Leg VSI-Fed Balanced Two-Phase Loads for Reduced Switching Losses and Current Ripple
Chakrapong Charumit · Vijit Kinnares · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年4月
本文针对三相电压源逆变器驱动平衡两相负载的场景，提出了一系列不连续空间矢量脉宽调制（DSVPWM）技术。研究重点在于分析功率半导体器件的开关损耗特性，并通过优化各扇区内零空间矢量的分配时间，有效降低输出电流纹波。
解读: 该研究提出的DSVPWM技术在降低开关损耗和优化电流质量方面具有显著价值，直接契合阳光电源组串式及集中式光伏逆变器对高效率、低谐波的要求。通过减少开关损耗，可进一步提升逆变器在高温环境下的功率密度和整机效率，有助于优化散热设计。建议研发团队在下一代逆变器控制算法中引入该类不连续调制策略，以提升产品在...
基于PCB罗氏线圈的SiC MOSFET模块有源驱动器，用于优化过冲与开关损耗之间的权衡
An Active Gate Driver of SiC MOSFET Module Based on PCB Rogowski Coil for Optimizing Tradeoff Between Overshoot and Switching Loss
Pengfei Xiang · Ruixiang Hao · Jingxian Cai · Xiaojie You · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
SiC MOSFET凭借优异特性提升了电力电子系统的效率与功率密度，但其高开关速度带来的电压过冲、振荡及电磁干扰（EMI）问题亟待解决。本文提出了一种基于PCB罗氏线圈的新型有源驱动技术，旨在平衡开关损耗与电压过冲，从而优化SiC功率模块的整体性能。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）具有极高应用价值。随着公司产品向更高功率密度和更高开关频率演进，SiC器件的应用已成趋势。该有源驱动方案能有效抑制SiC高频开关产生的电压尖峰，在不牺牲效率的前提下提升系统可靠性，并降低EMI滤波器的设计难度。建议研发团队在...
用于LLC-DCX副边MOSFET的双通道推挽钳位互锁谐振栅极驱动器
A Dual Channel Push Pull Clamped-Interlock Resonant Gate Driver for the Secondary-Side MOSFETs of LLC-DCX
Ziyan Zhou · Qiang Luo · Yufan Wang · Yuefei Sun 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
LLC直流变压器（LLC-DCX）因具备软开关特性，可在高频下实现高效率能量传输，广泛应用于高功率密度场合。然而，传统驱动集成电路的驱动损耗与开关频率成正比，在高频时导致显著的栅极驱动损耗，限制了LLC-DCX开关频率的进一步提升。本文提出一种双通道推挽钳位互锁谐振栅极驱动器（DPCRGD），用于驱动LLC-DCX副边MOSFET，可提供两路互补驱动信号。相比传统电压源驱动电路及现有研究，该驱动器具有更低的驱动损耗和更小的占用面积。通过原理分析、损耗建模、参数优化与对比研究，并在1.3 MHz、...
解读: 该双通道谐振栅极驱动技术对阳光电源储能与充电产品具有重要应用价值。LLC-DCX拓扑广泛应用于ST系列储能变流器的DC-DC隔离级、PowerTitan储能系统的电池接口变换器，以及充电桩的功率变换模块。该驱动器在1.3MHz高频下实现88%驱动损耗降低和49%面积缩减，可直接应用于：1）储能PCS...
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