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基于全阶滑模观测器和前馈正交锁相环的带LC正弦滤波器的IPMSM无传感器控制
Sensorless Control of IPMSM Equipped With LC Sinusoidal Filter Based on Full-Order Sliding Mode Observer and Feedforward QPLL
Xiang Wu · Chao Li · Yuyang Zhang · Shuo Chen 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
本文提出了一种带LC正弦滤波器的内置式永磁同步电机（IPMSM）无传感器控制策略。通过设计全阶滑模观测器（FOSMO）来估计定子电流、电压及扩展反电动势，并结合前馈正交锁相环（FQPLL）提升系统的动态响应速度与鲁棒性，有效解决了LC滤波器引入的复杂系统建模与观测难题。
解读: 该技术主要针对电机驱动领域，与阳光电源现有的风电变流器及电动汽车充电桩业务具有技术关联性。在风电变流器中，电机侧控制的鲁棒性至关重要；而在充电桩的功率模块设计中，LC滤波器常用于改善电能质量。该文提出的FOSMO与FQPLL算法能有效提升系统在复杂滤波电路下的观测精度与稳定性，建议研发团队关注其在高...
一种考虑寄生电容和死区时间的各类谐振变换器精确、通用且快速的时域模型
An Accurate, Universal, and Fast Time Domain Model for Different Types of Resonant Converters by Considering Parasitic Capacitors and Deadtime
Ziang Li · Shuo Zhang · Dachuan Chen · Peng Sun 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
针对现有CLLLC类谐振变换器时域模型在拓扑通用性、寄生参数/死区效应考虑及计算效率方面的不足，本文提出了一种基于先进状态空间分析的方法。该模型能够精确描述不同谐振网络下的稳态波形，同时显著降低计算开销，为谐振变换器的设计与优化提供了高效的理论工具。
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。首先，CLLLC谐振变换器是公司储能系统（如PowerTitan、PowerStack）中双向DC-DC模块的核心拓扑，该模型能显著提升变换器效率优化与死区时间设计的精确度。其次，在电动汽车充电桩业务中，该通用模型可加速高频化设计进程，助力提升功率密度...
基于动态dv/dt开关模型的GaN HEMT最小开关损耗三段式有源驱动策略
Minimal Switching Loss Three-Stage Active Gate Driving Strategy Based on Dynamic dv/dt Switching Model for GaN HEMT
Shuo Zhang · Chang Liu · Xinyu Li · Desheng Zhang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
GaN HEMT的高速开关特性带来了高dv/dt和严重的电磁干扰（EMI）问题，需在开关速度与损耗间权衡。三段式栅极驱动（TSGD）虽能缓解此矛盾，但受限于非线性寄生电容，难以实现最优开关损耗。本文提出了一种基于动态dv/dt模型的优化策略，以实现GaN器件在最小开关损耗下的高效驱动。
解读: GaN等宽禁带半导体是提升阳光电源户用光伏逆变器及小型化储能产品功率密度的关键。该研究提出的三段式有源驱动策略，能够有效平衡GaN器件的高频开关损耗与EMI干扰，对于优化阳光电源户用逆变器（如SG系列）及微型逆变器的效率和电磁兼容性设计具有重要参考价值。建议研发团队关注该动态dv/dt模型在功率模块...
用于实现宽负载范围ZVS与低开关损耗的串联半桥WPT变换器优化混合TPS与EPS控制
Optimized Hybrid TPS and EPS Control for Tandem-Half-Bridge WPT Converter to Achieve Wide Load Range ZVS With Low Switching Loss
Mingyang Li · Junjun Deng · Chang Li · Shuo Wang · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
在不使用额外直流 - 直流转换器的情况下实现宽范围功率调节，无线电能传输（WPT）系统采用移相全桥（PSFB）是一种很有前景的方法。然而，对于 PSFB WPT 系统而言，开关损耗是影响系统效率的关键因素。单侧 PSFB 可以调节功率，但硬开关会导致效率低下和电磁干扰问题。双侧 PSFB 能够在较宽的功率范围内实现零电压开关（ZVS），但代价是在轻载时会产生较高的导通损耗和关断损耗。本文提出了一种将串联半桥（THB）与有源整流器（AR）相结合的 WPT 变换器，以降低系统在轻载和中载时的开关损耗...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项串联半桥无线电能传输技术具有重要的战略参考价值。该技术通过优化的混合三相移和扩展相移控制策略，在16.7%-100%负载范围内实现了全开关零电压开关（ZVS）和≥94.1%的高效率，这与我司在光伏逆变器和储能变流器领域追求的宽负载高效运行目标高度契合。 在储能系统应用...
一种基于滑模观测器的开绕组永磁同步电机鲁棒双矢量模型预测电流控制方法
A Robust Dual-Vector Model Predictive Current Control Scheme for Open-Winding Permanent Magnet Synchronous Motor Drives With Sliding Mode Observer
Yuelin Dong · Shuo Zhang · Chengning Zhang · Xueping Li 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
为降低采用隔离直流电源的开绕组永磁同步电机（OW - PMSM）的开关频率并增强其参数鲁棒性，提出了一种结合滑模观测器（SMO）的新型双矢量模型预测电流控制（DV - MPCC）方法。首先，在采用隔离直流电源的OW - PMSM系统中提出了DV - MPCC，与传统无差拍预测电流控制（DPCC）方法相比，该方法可使OW - PMSM系统的开关频率降低50%。其次，将SMO创新性地应用于隔离式OW - PMSM，该观测器能够估计由采用隔离直流电源的OW - PMSM的定子电感、定子电阻和磁链失配所...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对开绕组永磁同步电机的双矢量模型预测控制技术具有显著的应用价值。该技术通过创新性地将滑模观测器与双矢量预测控制相结合，在降低开关频率50%的同时显著增强了参数鲁棒性，这对我们在储能系统、光储一体化解决方案以及新能源汽车驱动系统中的电机控制优化具有重要意义。 从产品应...
基于改进直流母线电压滑模控制的三相交直变换器永磁同步发电机系统
Improved DC-Link Voltage Sliding Mode Control for Permanent Magnet Synchronous Generator Systems With Three-Phase AC-DC Converters
Mingwei Zhao · Shuo Zhang · Chengning Zhang · Xueping Li 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
永磁同步发电机系统中，传统PI控制器在直流母线电压外环控制中难以在整个运行范围内保持一致性能，动态响应较差。滑模控制虽具有更快的动态响应，但在扰动功率较大时存在电压跟踪误差。为此，本文提出一种基于带遗忘因子递推最小二乘法的扰动功率观测器，可实现总扰动功率的最小方差估计，并通过调节遗忘因子调整收敛速度。将观测结果前馈至滑模控制器（SMC+RLS），显著提升了电压控制性能。实验结果表明，所提方法在工况变化时相比传统PI及先进非线性控制器具有更快动态响应和优异抗扰能力。
解读: 该改进型滑模控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG光伏逆变器的直流母线电压控制具有重要应用价值。传统PI控制在大功率波动时响应慢、超调大，而文中提出的SMC+RLS方法通过递推最小二乘扰动观测器实现前馈补偿，可显著提升PowerTitan储能系统在充放电切换、电网频率调节等工况下的动态响应速度和...
考虑历史飓风灾害的大规模合成配电网风险评估框架
A Risk Assessment Framework for Large-Scale Synthetic Power Distribution Networks Considering Historical Hurricane Disasters
Shuo Li · Shouxiang Wang · Qianyu Zhao · Dong Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年1月
针对飓风灾害对配电网影响日益加剧的问题，本文提出一种面向大规模合成配电网的飓风风险评估框架，显著提升了评估的实用性与准确性。通过为负荷点分配具体建筑类型与重要性等级，精细化生成配电网拓扑结构与物理特征，并结合真实历史飓风数据模拟贴近实际的风暴场景与停电情况。引入基于加权负荷削减的新型风险指标进行定量评估，在Emporia和Portsmouth构建合成网络并基于1940至2024年历史飓风事件开展验证。结果表明，城市尺度配电网建模及飓风空间异质性对风险评估精度具有关键影响。
解读: 该飓风风险评估框架对阳光电源PowerTitan大型储能系统及ST系列储能变流器的韧性设计具有重要价值。通过历史灾害数据建模与负荷重要性分级，可优化储能系统在飓风高发区的选址部署与容量配置策略。基于加权负荷削减的风险指标可指导iSolarCloud平台开发极端天气预警模块，实现储能系统在灾前预充电、...
基于动态dv/dt开关模型的GaN HEMT三阶段最小切换损耗有源栅极驱动策略
Minimal Switching Loss Three-Stage Active Gate Driving Strategy Based on Dynamic dv/dt Switching Model for GaN HEMT
Shuo Zhang · Chang Liu · Xinyu Li · Desheng Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
氮化镓高迁移率晶体管（GaN HEMT）的快速开关会导致高 $dv/dt$ 和严重的电磁干扰（EMI）问题，这需要在开关功率损耗之间进行权衡。三级栅极驱动（TSGD）可以缓解开关速度和损耗之间的矛盾，但由于 GaN HEMT 的非线性寄生电容，在现有的 TSGD 策略下实现最小开关损耗具有挑战性。为解决这一问题，本文提出了一种基于动态 $dv/dt$ 开关（DVTS）模型的最小开关损耗 TSGD 策略，该策略能够实现最小开关损耗。首先，基于电荷守恒原理，计算了 GaN HEMT 寄生电容的分段线...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于动态dv/dt开关模型的GaN HEMT三阶段主动栅极驱动技术具有显著的战略价值。GaN器件的高频快速开关特性是提升光伏逆变器和储能变流器功率密度的关键路径，但其带来的高dv/dt和严重EMI问题一直制约着实际应用。该技术通过电荷守恒原理建立分段线性等效模型，精确刻...
一种具有噪声抑制能力的LLC谐振变换器双脉冲开关模式
A Double Pulse Switching Pattern for LLC Resonant Converter With Noise Suppression Capability Under Extreme Light Load Operation
Ziang Li · Shuo Zhang · Zhaoyi Wang · Sheng Qu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
LLC 谐振变换器广泛应用于宽功率范围的场合。然而，当它们在极轻负载条件下应用时，其开关频率会比正常负载时高得多。因此，引入了间歇模式控制以降低高开关损耗并提高轻载效率。通过应用轨迹理论，实现了一种三脉冲开关模式，该模式达到了间歇模式策略的当前最高效率。然而，在极轻负载条件下（低于 10%），这种开关模式引入的间歇频率会远低于谐振频率，可能低于 20 kHz，从而导致严重的可听噪声。为解决这一问题，本文提出了一种双脉冲开关模式，该模式可确保更高的间歇频率，从而能在更宽的负载范围内消除可听噪声。本...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对LLC谐振变换器极轻载工况下的双脉冲开关策略具有重要的应用价值。在光伏逆变器和储能系统中，LLC谐振变换器广泛应用于DC-DC隔离变换环节，但在夜间、阴天或待机等极轻载场景下，传统控制策略面临开关频率过高导致的效率下降和可闻噪声问题，这直接影响用户体验和系统能效等级...
一种适用于宽电压和功率范围的双有源桥变换器多模式混合调制策略
A Multi-mode Hybrid Modulation Strategy for Dual Active Bridge Converter with Wide Voltage and Power Range
Jiahui Zhu · Ziang Li · Shuo Zhang · Peng Sun 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
为了提高双有源桥（DAB）变换器的效率，人们提出了许多调制策略。然而，这些策略仅在相对较窄的运行条件范围内表现良好。为了提高DAB变换器在宽电压和功率范围内的效率，本文提出了一种多模式混合调制策略以降低电流应力。利用DAB变换器在重载条件下效率高于轻载条件下效率的特性，引入半桥（HB）调制将传输功率范围减半。根据DAB变换器中半桥调制和全桥（FB）调制的排列组合，共有四种运行模式：采用三移相（TPS）调制的全桥 - 全桥（FB - FB）模式、采用扩展移相（EPS）调制的全桥 - 半桥（FB -...
解读: 该多模式混合调制策略对阳光电源DC-DC变换器产品具有重要应用价值。在储能系统方面，ST系列储能变流器的DC-DC级可采用该策略实现宽电压范围（200-1000V）高效运行，特别是在电池SOC变化导致的电压波动场景下，通过自适应模式切换有效降低轻载时的回流功率损耗。在新能源汽车领域，车载OBC中的隔...
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