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用于飞跨电容多电平变换器和混合开关电容变换器浮动栅极驱动器的改进自举方法
Improved Bootstrap Methods for Powering Floating Gate Drivers of Flying Capacitor Multilevel Converters and Hybrid Switched-Capacitor Converters
Zichao Ye · Yutian Lei · Wen-Chuen Liu · Pradeep S. Shenoy 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
飞跨电容多电平（FCML）及混合开关电容（SC）变换器中，浮动开关的栅极驱动供电是实现高功率密度设计的关键挑战。传统隔离DC/DC方案体积大、成本高且效率低。本文提出了五种改进的自举供电方法，旨在实现更紧凑、高效的栅极驱动电源电路设计。
解读: 该研究针对多电平拓扑中复杂的浮动驱动供电问题，对于阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan等储能变流器产品具有重要参考价值。随着公司产品向更高功率密度和多电平拓扑（如三电平、五电平）演进，传统的隔离电源方案往往占据较大PCB空间并限制了功率密度提升。采用文中提出的改进自举技术，可有效简化驱动电路...
低载波比条件下用于稳定性与动态性能提升的相位校正比例谐振控制
Proportional Resonant Control With Phase Correction for Stability and Dynamics Enhancement Under Low Carrier Ratio Conditions
Ye Yan · Jintao Lei · Boxin Liu · Xin Xiang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
本文研究了相位校正比例谐振（PCPR）电流控制器在低载波比条件下的应用。针对高功率变换器在低载波比下易出现的不稳定或动态性能差的问题，文章通过定制的双边伯德图（Bilateral Bode plots）分析，为控制器参数设计提供了理论指导，以提升系统的稳定性和动态响应能力。
解读: 该研究直接针对高功率变换器在低载波比下的控制难题，对阳光电源的核心业务具有极高的参考价值。在阳光电源的大功率组串式逆变器（如SG320HX）及大型储能系统（如PowerTitan系列）中，为了降低开关损耗，通常采用较低的开关频率，这会导致载波比降低，从而引发控制环路失稳。本文提出的相位校正策略及参数...
基于低频信号注入和估计励磁电流的绕线式同步起动/发电机低速区转子位置估计
Rotor Position Estimation Based on Low-Frequency Signal Injection and Estimated Main Field Current for Wound-Field Synchronous Starter/Generator in the Low-Speed Region
Xiaoke Zhang · Ningfei Jiao · Shuai Mao · Weiguo Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
针对航空绕线式同步起动/发电机在低速区因机械传感器可靠性问题及高频信号注入法失效的挑战，本文提出了一种基于低频信号注入和励磁电流估计的转子位置检测方法，有效解决了主电机可逆凸极性和高频衰减带来的控制难题。
解读: 该技术主要针对航空电机无传感器控制，与阳光电源的核心业务（光伏、储能、风电）存在一定技术跨度。但在风电变流器领域，针对永磁同步发电机或励磁发电机的无传感器控制算法具有参考价值。阳光电源在风电变流器产品中可借鉴其低速区位置估计的鲁棒性优化思路，提升发电机在极端工况下的启动性能和系统可靠性。此外，该算法...
实现DAB变换器全范围零电压开关：一种单位电压比下轻载改进的多模式调制策略
Towards Full Range Zero-Voltage Switching of DAB Converters: An Improved Multi-Mode Modulation at Light Loads Under Close-to-Unity Voltage Ratio
Zhijing Ye · Chi Li · Jiye Liu · Zedong Zheng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
零电压开关（ZVS）对于降低开关损耗和提高变换器效率至关重要。然而，受非理想因素影响，采用三相移调制方法的双有源桥（DAB）变换器存在固有的非ZVS区域。本文提出了一种新型工作模式，旨在填补轻载条件下的非ZVS区域，以提升变换器在全功率范围内的效率。
解读: DAB变换器是阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack及ST系列PCS）中DC-DC级核心拓扑。储能系统在实际运行中常处于轻载或宽电压范围工况，该研究提出的全范围ZVS调制策略能有效降低开关损耗，显著提升PCS在轻载下的转换效率，对于优化储能系统全生命周期能效具有重要参考价值。...
基于Paris定律与裂纹长度解析计算的IGBT键合线脱落寿命预测
Lifetime Prediction for Lift-off of Bond Wires in IGBTs Using Paris Law With Analytical Calculation of Crack Length
Xin Yang · Junjie Ye · Xinlong Wu · Ke Heng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
铝键合线脱落是IGBT模块的主要失效机理之一。其根本原因是裂纹扩展导致键合界面接触面积减小。本文提出了一种基于经典Paris定律的寿命预测方法，通过解析计算裂纹长度，能够有效量化该失效过程，为功率模块的可靠性评估提供了理论支撑。
解读: IGBT模块是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能变流器及风电变流器的核心功率器件。键合线脱落直接影响产品的长期运行可靠性。本文提出的基于Paris定律的寿命预测模型，可集成至iSolarCloud智能运维平台，用于实现功率器件的健康状态（SOH）在线监测与剩余寿命（RUL）预...
考虑直流母线纹波与死区效应的数字SPWM逆变器谐波频谱分析
Harmonic Spectra Analysis of Digital SPWM in VSI With DC Bus Ripple and Dead-Time Effects
Haozhe Wang · Jinbang Xu · Jie Ye · Baojin Li 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
本文针对单相H桥逆变器，提出了一种闭环解析解，用于分析数字控制系统下考虑死区效应和直流母线电压纹波后的输出电压谐波频谱。该研究为理解基础变换器单元的谐波特性提供了精确的理论支撑，并可推广至多种脉宽调制应用场景。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心业务——光伏逆变器（尤其是户用及组串式逆变器）的电能质量控制。在逆变器设计中，直流母线纹波和死区效应是影响输出电流总谐波失真（THD）的关键因素。通过该解析模型，研发团队可更精确地优化调制策略，在提升逆变器并网电能质量的同时，减少对输出滤波器的体积要求，从而降低硬件成本。...
一种具有有源能量缓冲的2kW单相七电平飞跨电容多电平逆变器
A 2-kW Single-Phase Seven-Level Flying Capacitor Multilevel Inverter With an Active Energy Buffer
Yutian Lei · Christopher Barth · Shibin Qin · Wen-Chuen Liu 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年11月
本文介绍了一种针对Google/IEEE Little Box Challenge设计的2kW、60Hz、450VDC转240VAC逆变器。该逆变器采用七电平飞跨电容多电平拓扑，并集成有源能量缓冲电路，旨在实现高效率与高功率密度，适用于光伏发电及电动汽车充电等场景。
解读: 该研究提出的七电平飞跨电容拓扑及有源能量缓冲技术，对阳光电源的户用光伏逆变器及电动汽车充电桩产品线具有重要参考价值。通过增加电平数可有效降低输出滤波器的体积，提升功率密度，符合当前户用产品小型化、轻量化的发展趋势。有源能量缓冲技术能有效抑制单相系统中的二次纹波，有助于延长直流侧电解电容的寿命，提升整...
基于双栅器件技术的p-GaN功率HEMT单片集成双向栅极ESD保护方案
Monolithically Integrated Bidirectional Gate ESD Protection Scheme of p-GaN Power HEMT by Dual-Gate Device Technology
Yanfeng Ma · Sheng Li · Mingfei Li · Weihao Lu 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
本文提出了一种用于p-GaN功率高电子迁移率晶体管（HEMT）的单片集成双向栅极静电放电（ESD）保护方案。设计采用双栅HEMT作为放电管，在几乎不牺牲器件性能的前提下，将正向/反向传输线脉冲失效电流从0.156 A/0.08 A显著提升至1.36 A/5.26 A。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及微型逆变器领域对高功率密度和高效率的追求，GaN器件的应用日益广泛。该研究提出的单片集成ESD保护方案有效解决了GaN器件栅极脆弱的痛点，显著提升了器件在复杂工况下的静电耐受能力和可靠性。建议研发团队关注该双栅结构在提升功率模块鲁棒性方面的潜力，特别是在高频化、小型化的...
具有5.18 GW/cm²创纪录巴利加优值
BFOM）的2.41 kV垂直结构P-NiO/n-Ga2O3异质结二极管
Yuangang Wang · Hehe Gong · Yuanjie Lv · Xingchang Fu 等14人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
本文展示了采用复合终端结构（p-NiO结终端扩展JTE和小角度斜角场板BFP）的高性能p-NiO/β-Ga2O3异质结二极管。通过引入p-NiO JTE结构，器件击穿电压从955V提升至1945V，结合BFP技术进一步实现了2.41kV的击穿电压及5.18 GW/cm²的巴利加优值，展现了氧化镓器件在高压功率电子领域的巨大潜力。
解读: 氧化镓（Ga2O3）作为超宽禁带半导体，其理论击穿场强远超SiC和GaN，是未来高压功率器件的重要演进方向。对于阳光电源而言，该技术若实现产业化，将显著提升组串式光伏逆变器和PowerTitan系列储能变流器（PCS）的功率密度与效率，并降低散热系统成本。建议研发团队持续跟踪氧化镓材料的晶圆制备工艺...
基于图形化说明的构网型逆变器故障恢复机理与方法
Mechanism and Methods for Fault Recovery of Grid-Forming Inverter by Graphical Illustration
Jialun Yang · Hua Ye · Yantuan Wang · Yutian Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年12月
现有的基于优先级的并网型（GFM）逆变器限流控制（CLC）可能会导致故障恢复失败，包括陷入限流控制以及在限流控制和恒压控制（CVC）之间出现模式振荡。为解决这些问题，本文首先通过在相量图中阐述三种故障恢复状态的条件，揭示了下垂控制的并网型逆变器的故障恢复机制。然后，提出了两种方法，包括确定电流角度的最优范围和饱和模块的上限，以确保并网型逆变器成功实现故障恢复。多次实验测试验证了理论分析的正确性。
解读: 该故障恢复机理研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有直接应用价值。现有CLC控制导致的恢复失败问题在弱电网场景下尤为突出，影响系统可靠性。文章提出的图形化分析方法可优化阳光电源构网型GFM控制策略，解决电流限幅后的模式切换异常，提升故障穿越后的快速恢复能力。该技术可应...
一种具有自黑启动和故障穿越能力的新型经济型高压直流系统
A Novel Cost-Effective HVDC System With Self Black-Start and Fault Ride-Through Capability
Haihan Ye · Wu Chen · Tao Li · Xingyu Liu 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月
本文提出了一种具备黑启动、主动建压、谐波抑制及交直流故障穿越能力的经济型高压直流输电系统。通过充分利用电流源换流器的直流电压反向特性，并将其引入海上整流站，设计了特殊的负反馈机制，可在无控制与保护介入时主动抑制直流故障短路电流。相比传统系统，该方案继承了二极管整流式HVDC的低成本优势，同时省去了启动电缆和无源滤波器，显著提升了系统在交直流故障下的运行性能。仿真结果验证了所提方案的可行性。
解读: 该研究提出的黑启动和故障穿越技术对阳光电源储能与光伏产品线具有重要参考价值。特别是其负反馈抑制直流故障的设计思路,可应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统的故障保护优化。文中提出的无需启动电缆和无源滤波器的方案,有助于降低SG系列光伏逆变器的系统成本。该技术可提升阳光电源产品在以下方面的...
基于模型优化的残差深度强化学习在逆变器型电压-无功控制中的应用
Residual Deep Reinforcement Learning With Model-Based Optimization for Inverter-Based Volt-Var Control
Qiong Liu · Ye Guo · Lirong Deng · Haotian Liu 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年9月
提出一种基于近似模型驱动优化的残差深度强化学习（RDRL）方法，用于主动配电网中的逆变器型电压-无功控制（IB-VVC）。通过改进的马尔可夫决策过程统一建模模型驱动与RDRL方法，RDRL在模型基策略动作基础上学习残差动作。该方法继承了近似模型优化的控制能力，并通过残差策略学习增强策略优化性能。由于实际中获取的近似模型通常较为可靠，模型优化所得动作接近最优，从而缩小残差动作搜索空间，提升评论器逼近精度并降低执行器搜索难度。仿真结果表明，RDRL在学习过程中显著提升优化性能，并在69节点和141节...
解读: 该残差深度强化学习方法对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的电压-无功控制具有重要应用价值。技术可直接应用于：1）ST系列储能变流器的智能VVC控制策略，通过残差学习优化逆变器无功输出，提升电网电压支撑能力；2）PowerTitan储能系统的多机协调控制，在iSolarCl...
重新思考复杂约束满足下的安全策略学习：含储能单元的实时安全约束经济调度初探
Rethinking Safe Policy Learning for Complex Constraints Satisfaction: A Glimpse in Real-Time Security Constrained Economic Dispatch Integrating Energy Storage Units
Jianxiong Hu · Yujian Ye · Yizhi Wu · Peilin Zhao 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年6月
近年来，用于实时安全约束经济调度（RT - SCED）问题的强化学习（RL）受到了广泛的研究关注。然而，普通的强化学习方法难以确保系统和设备层面约束条件的满足，不得不对违反约束的情况分别进行惩罚。随着可再生能源渗透率的不断提高，大规模储能得以集成，这是因为储能能够缓解可再生能源的间歇性问题。这就使得实时安全约束经济调度问题需要满足时间耦合约束条件。现有的安全强化学习方法要么在每个时间步使用安全层纠正不安全的动作，这可能会导致在可行空间边界制定出次优动作，并且可能违反时间耦合约束；要么构建安全评估...
解读: 该安全约束经济调度技术对阳光电源PowerTitan储能系统及iSolarCloud云平台具有重要应用价值。强化学习结合约束分层建模可直接应用于ST系列储能变流器的实时调度优化，通过安全感知奖励机制保障储能系统在参与电网调频、削峰填谷时满足SOC约束、功率爬坡率及电网安全约束。该方法可集成至iSol...
基于耦合电感的宽增益四开关DAB DC-DC变换器
Coupled Inductor-Based Wide Gain Four-Switch DAB DC–DC Converter
Guo Xu · Ye Liu · Junyi Huang · Li Jiang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
本文提出一种基于耦合电感的宽增益四开关双有源桥（DAB）DC-DC变换器。该变换器通过并联变压器（含漏感）将两个Buck-Boost电感耦合，将两个直流电感、一个变压器和一个漏感集成于单一耦合电感中，减少磁性元件数量。采用脉宽调制加移相（PPS）控制实现全负载范围所有开关管的零电压开关（ZVS），并通过电压匹配控制调节桥臂电压，确保等效漏感两端电压平衡。详细分析了工作原理与ZVS实现条件，合理设计两个直流电感参数以兼顾结电容影响，实现全负载ZVS。同时对磁集成与参数设计进行了深入分析。实验研制8...
解读: 该四开关DAB变换器的磁集成技术对阳光电源储能与充电产品具有重要价值。在ST储能变流器的DC-DC环节，耦合电感方案可减少磁性元件数量，降低体积和成本；PPS控制实现的全负载ZVS特性可提升PowerTitan系统的轻载效率。在车载OBC充电机中，宽增益特性适配动力电池宽电压范围（200-450V）...
含控制器限幅的多虚拟同步发电机并网系统同步稳定性
Synchronization Stability of Multiple VSGs Embedded Power System With Controller Limits
Yujun Li · Yiyuan Lu · Jialun Yang · Jingrui Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年5月
本文研究了考虑电流饱和与频率限幅的多虚拟同步发电机（VSG）并网系统的同步稳定性。建立了含控制器限幅的多VSG系统动态模型，构建了未触及限幅时的暂态能量函数（TEF），并采用最近不稳定平衡点法确定稳定域。研究发现系统在若干“离界点”处脱离频率边界，其中存在两个具有最小暂态能量的特殊离界点，且其位置与切换次数无关。提出一种稳定判据：当这两个特殊离界点的能量低于系统临界能量时，系统全局稳定。临界能量由最近UEP法和避免进入电流限幅控制模式的最大势能中的较小值决定。9节点与39节点系统的仿真验证了理论...
解读: 该研究针对含控制器限幅的多VSG系统同步稳定性分析，对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的构网型控制具有重要应用价值。研究提出的暂态能量函数法和稳定判据可直接应用于：1）优化ST储能变流器的VSG控制参数整定，提升电流饱和与频率限幅工况下的暂态稳定裕度；2）指导多机并联储能...
一种新型浮筒式 offshore 浮动光伏阵列连接件与系泊力动态特性的实验研究
Experimental investigation on the dynamic characteristics of connector and mooring force for a novel pontoon-type offshore floating photovoltaic array
Jijian Lianac · Zheng Cao · Wenhe Lua · Peiyao Liac 等8人 · Solar Energy · 2025年11月 · Vol.301
摘要 为满足日益增长的可再生能源需求，海上浮动光伏（Offshore Floating Photovoltaic, OFPV）系统受到越来越多的关注。本文提出了一种新型浮筒式平台用于OFPV电站，并在规则波和不规则波条件下开展了缩尺比为1:14的一系列模型试验。通过四种不同规模的阵列构型，研究了波长、波浪周期、波陡、连接节点数量以及阵列尺寸对系泊力和连接节点应力响应的影响。实验结果表明，波陡（H/L）对系泊力和节点受力具有显著影响，当H/L > 0.02且波浪周期减小时，系泊力和节点力均呈现指数...
解读: 该海上漂浮光伏阵列研究对阳光电源SG系列逆变器及储能系统具有重要应用价值。研究揭示的波浪周期与系泊力的共振特性,为我司1500V光伏系统在海上平台的抗震动设计提供依据。阵列刚度优化可降低连接节点应力,启发我们在PowerTitan储能系统的模块化连接设计中采用柔性拓扑,通过iSolarCloud平台...
环形绕组飞轮储能电机的设计与实验研究
Design and Experimental Study of a Toroidal Winding Flywheel Energy Storage Motor
Caiyong Ye · Kexin Yao · Yi Liu · Guangdong Cao 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年1月
摘要：设计成本和轴承稳定性一直是飞轮储能系统（FESS）面临的挑战。本研究针对中低速场合设计了一种环形绕组飞轮储能电机，旨在应对传统高速飞轮储能电机在工艺成本和控制难度方面的挑战。首先，通过分析传统高速飞轮储能电机的结构及其存在的问题，介绍了本文的研究动机。其次，建立混合轴 - 轴承系统，以提高轴控制的稳定性并降低维护成本。创建了轴向磁轴承（AMB）的磁等效电路（MEC）以简化设计，并对径向机械轴承（RMB）的寿命进行了分析。此外，通过比较不同的转子和绕组结构，提出了一种内置式永磁电机（IPM）...
解读: 从阳光电源储能业务视角看，这项环形绕组飞轮储能电机技术为我们现有的电化学储能系统提供了重要的互补性技术路径。该研究针对传统高速飞轮系统的工艺成本和控制难度问题，创新性地提出了中低速飞轮方案，这与我们追求储能系统经济性和可靠性的战略目标高度契合。 技术价值方面，该方案采用混合轴承系统（轴向磁悬浮+径...
邻近高压对汽车应用SOI功率器件特性与可靠性的影响
Influences of Adjacent High Voltage on the Characteristics and Reliability of SOI Power Devices for Automotive Application
Ran Ye · Jiaojing Bian · Hao Luo · Qiao Kang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年12月
基于0.18微米工艺节点的绝缘体上硅（SOI）双极互补金属氧化物半导体 - 双扩散金属氧化物半导体（BCD）技术因其卓越的特性在汽车应用中广受欢迎。在实际的集成电路中，为了平衡性能和芯片面积，器件通常会紧密排列。对于p型横向双扩散金属氧化物半导体（pLDMOS）而言，无论采用何种布局配置，其漏极和源极均会施加高电压。如此一来，如果功率器件与pLDMOS相邻，施加在pLDMOS上的高电压将对功率器件的特性产生不可预测的影响。在本研究中，针对汽车应用，全面研究了这种相邻高电压在室温（25°C）和高温...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对SOI BCD工艺中功率器件邻近高压影响的研究具有重要的技术参考价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，功率半导体器件的可靠性直接影响系统效率和使用寿命，而该研究揭示的邻近高压效应正是高功率密度设计中的关键挑战。 该论文系统分析了pLDMOS器件在不同布局配置...
一种辐射冷却与太阳能光伏集成系统的新型研究
Investigation on a novel integrated system of radiative cooling and solar photovoltaics
Zijun Wanga1 · Shaowen Cao · Qilin Cai · Yingshi Zhang 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 白天辐射冷却依赖于在太阳光谱范围内具有高反射率以及在大气窗口光谱范围内具有高发射率。然而，被发射体反射的太阳辐射作为一种高品质能源却被浪费了。基于入射太阳辐射主要集中在特定角度，而发射体则与太空进行半球形热交换的特点，这部分能量具备被收集利用的可能性。迄今为止，尚无研究对发射体所反射的大量能量进行有效回收。本文提出了一种在确保昼夜辐射冷却性能的同时增强白天太阳能发电能力的新思路。研究表明，仅由五层结构组成的发射体即可在太阳光谱范围内实现95.22%的加权平均反射率，并在大气窗口光谱范围内达...
解读: 该辐射制冷-光伏集成技术对阳光电源SG系列逆变器和储能系统具有重要应用价值。通过反射光收集使光伏输出功率密度提升30.3%至163.5W/m²,可优化MPPT算法以适配非直射光场景。辐射制冷降温8.4°C特性可应用于通信基站储能热管理,降低ST系列PCS散热负荷,提升系统效率。该技术为iSolarC...
新型漂浮式光伏结构的冰载特性分析与防冰设计
Ice load characteristics analysis and anti-icing design of a novel floating photovoltaic structure
Yingzhou Liu · Bin Wang · Jijian Lian · Xifeng Gao 等6人 · Solar Energy · 2025年3月 · Vol.289
摘要 现有的漂浮式光伏（FPV）结构设计准则主要关注风浪等环境条件，而未充分考虑冰载荷的影响。然而，在寒冷海域，FPV结构上的主导荷载被认为是冰荷载。本文旨在评估新型FPV结构在冰载作用下的动态防冰性能。本研究提出了一种采用三点系泊的新型FPV系统，并通过数值模拟与模型试验对新型FPV系统的稳定性及系泊强度进行了讨论。基于有限元法-内聚力单元法（FEM-CEM），建立了各向异性海冰数值模型，用于模拟海冰与FPV结构之间的耦合作用，并通过一系列动态冰力模型试验验证了冰-FPV结构耦合相互作用模型的...
解读: 该浮式光伏抗冰设计研究对阳光电源海上光伏系统具有重要参考价值。针对寒冷海域冰载荷主导的工况,可指导SG系列逆变器在极端环境下的防护设计优化,特别是三点系泊结构的动态响应分析可为逆变器安装支架的抗冲击设计提供依据。研究提出的松弛锚固系泊状态作为抗冰方法,启发阳光电源开发具备柔性安装方案的浮式光伏逆变系...
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