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中压中频变压器绕组内电压振荡的起源分析与抑制方法
Origin Analysis and Mitigation Method of Voltage Oscillation Occurred Inside the Winding of Medium-Voltage Medium-Frequency Transformer
Yueyin Wang · Wu Chen · Zhan Shen · Xiao Yu 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
中压中频变压器是高功率直流变换器的核心部件。宽禁带半导体的高速开关特性会在变压器内部诱发电压振荡,增加主绝缘局部放电风险,甚至导致永久性击穿。本文旨在分析此类振荡的产生机理,并提出相应的抑制策略,以提升电力电子变换器的可靠性。
解读: 该研究直接关联阳光电源PowerTitan和PowerStack等大功率储能系统中的隔离型DC-DC变换环节。随着SiC等宽禁带器件在PCS中的广泛应用,高频开关带来的电压振荡与绝缘应力问题日益突出。本文提出的振荡抑制方法对于优化高压储能变流器的变压器设计、提升系统长期运行的绝缘可靠性具有重要指导意...
单级双向图腾柱双有源桥AC-DC变换器的最优非对称扩展移相调制方案
Optimal Asymmetric Extended-Phase-Shift Modulation Scheme for Single-Stage Bidirectional Totem-Pole Dual Active Bridge AC-DC Converter
Hang Xiao · Jia Li · Chengyang Yu · Yipeng Yan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
单级单相AC-DC变换器在车载充电器等领域应用广泛。图腾柱双有源桥(DAB)拓扑因其高集成度和双向运行能力备受关注。本文提出了一种最优非对称扩展移相调制方案,旨在克服传统移相控制的局限性,进一步提升变换器的效率与功率密度。
解读: 该研究提出的非对称扩展移相调制方案对于阳光电源的电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。图腾柱DAB拓扑是实现高效率、高功率密度车载充电及V2G(车网互动)的关键技术。通过优化调制策略,可有效降低开关损耗,提升充电桩的转换效率和热管理性能。建议研发团队在充电桩产品线中评估该调制方案,以增强在紧凑型双向充...
一种具有功率自平衡和输出故障隔离的中压输入多端口隔离型直流变压器
A Medium Voltage Input Multiport Isolated Output DC Transformer With Power Self-Balancing and Output Fault Isolation
Renfeng Guan · Zhixing He · Muxuan Xiao · Ruxin Liang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
本文提出了一种新型中压输入、多端口隔离输出的直流变压器拓扑。该拓扑解决了多输出端口直流变换器中输入模块功率平衡控制及输出端口间故障隔离的难题。该架构具有良好的扩展性,在输入端采用k个模块串联的情况下,可扩展至多达2k-1个不同电压等级的输出端口,适用于中压直流配电及多端口能量转换场景。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan系列)及中压直流接入方案具有重要参考价值。随着储能系统向高压化、大容量化发展,多端口隔离技术能有效提升系统对不同电压等级电池簇的兼容性,并增强故障隔离能力,提升系统安全性。建议研发团队关注该拓扑的功率平衡控制策略,探索其在大型储能电站直流耦合方案中的...
一种用于三电平有源中点钳位逆变器的改进虚拟空间矢量调制方案
An Improved Virtual Space Vector Modulation Scheme for Three-Level Active Neutral-Point-Clamped Inverter
Cungang Hu · Xinghuo Yu · Donald Grahame Holmes · Weixiang Shen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年10月
本文提出了一种改进的虚拟空间矢量调制(IVSVM)方案,用于三电平有源中点钳位(3L-ANPC)逆变器。该方案通过合成改进的虚拟中矢量,有效平衡了中点电位,降低了开关损耗,并抑制了共模电压,提升了逆变器的整体性能。
解读: 3L-ANPC拓扑是阳光电源大功率组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器(PCS)的核心技术路线之一。该文献提出的IVSVM方案在不增加硬件成本的前提下,通过优化调制策略实现中点电位平衡与损耗降低,直接契合阳光电源对高效率、高功率密度及电网友好性的追求。建议研发团队评估该算法在PowerT...
通过插入Al₂O₃中间层实现多态与超低功耗铁电隧道结
Multistates and Ultralow-Power Ferroelectric Tunnel Junction by Inserting Al₂O₃ Interlayer
Yefan Zhang · Shihao Yu · Peng Yang · Xiaopeng Luo 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年12月
在本文中,我们设计了一种优化的铁电隧道结(FTJ)器件结构,即在 Hf₀.₅Zr₀.₅O₂(HZO)薄膜之间插入 3 纳米的 Al₂O₃。Al₂O₃ 中间层可以阻止 HZO 晶粒的纵向生长,并增加铁电畴的数量。因此,带有 Al₂O₃ 中间层的 FTJ 器件展现出惊人的多级状态(256 级)和超低的计算功耗(76.1 皮瓦/比特)。此外,所提出的 FTJ 器件具有高线性度( $\alpha _{\text {p}} = -1.262$ )、宽调制能力和良好的可重复性。研究结果表明,该器件在高能效类...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项铁电隧道结(FTJ)技术虽然当前主要面向类脑计算领域,但其核心特性与我们在新能源领域的技术需求存在潜在契合点。 该技术通过在HZO铁电薄膜中插入Al₂O₃中间层,实现了256级多态存储和76.1 pW/bit的超低功耗,这种极致的能效优化理念与阳光电源在光伏逆变器和储...
基于数据驱动振荡模式预测的风电并网系统谐振抑制方法
Data-Driven Oscillation Mode Prediction Based Resonance Mitigation Scheme for Wind Turbine Generators Connected Power System
Lujie Yu · Jiong Ding · Jiebei Zhu · Heyu Luo 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年5月
本文提出了一种数据驱动的振荡模式预测(DOMP)模型,旨在减轻风力发电机(WTG)接入电力系统中的潜在模态谐振问题,而无需建立复杂的状态空间分析模型。该方法首先对历史运行场景下的系统振荡模式进行识别和聚类,以提供高质量的训练数据。然后,采用深度极限学习机算法对DOMP模型进行训练,将场景信息作为输入,已识别的振荡模式作为输出。基于DOMP预测的振荡模式,对WTG控制参数进行优化,以防止潜在的模态谐振,并提高系统在未来不确定场景下的小信号稳定性。通过对改进的IEEE 39节点和IEEE 118节点...
解读: 该数据驱动振荡预测技术对阳光电源的风电变流器和储能产品具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器的并网控制,提升大规模储能电站的谐振抑制能力;也可集成到SG系列逆变器的GFM/GFL控制中,增强新能源并网系统稳定性。该方法无需精确建模,通过机器学习实现在线预测和自适应控制,契合阳光电源在智能化...
基于外壳温度波形相似性的SiC MOSFET加速功率循环试验在线老化监测
Case Temperature Waveform Similarity-Based Online Aging Monitoring for SiC MOSFETs of Accelerated Power Cycling Tests for DC-SSPCs
Bin Yu · Xingjian Shi · Ze Zhou · Enyao Xiang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
针对直流固态功率控制器(dc-SSPC)中SiC MOSFET的在线状态监测对提升系统可靠性至关重要。传统电参数监测方法需高精度电路与复杂控制系统,易干扰正常运行。本文提出一种基于绝缘温度传感器测量的非电参量——外壳温度,用于在线监测SiC MOSFET老化状态。通过改进的余弦相似性分析温度波形,定义了meacosk与stdcosk两个老化特征参数,可有效追踪器件整体老化趋势,并灵敏反映键合线与焊料层严重老化,无需依赖电参数。实验验证了该方法的有效性,提升了无损、在线监测的实用性,为故障诊断与预...
解读: 该基于外壳温度波形相似性的SiC MOSFET在线老化监测技术对阳光电源ST系列储能变流器及SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。相比传统电参数监测,该方法采用非侵入式温度传感器,无需高精度电路改造,可直接集成至PowerTitan储能系统的功率模块中,实现SiC器件键合线与焊料层老化的早期预警。me...
一种具有折叠结构和封装太阳能电池的宽带天线
A Broadband Antenna With Folded Structure and Packaged Solar Cell
Wenxing An · Chenxi Liu · Kai Han · Yi Wu 等5人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年3月
提出了一种用于2G/3G/4G/5G sub-6-GHz通信的水平-垂直折叠结构宽带天线。通过封装工艺,将两个太阳能电池集成于水平结构上以替代金属辐射贴片,实现绿色通信。针对传统太阳能电池形状规则导致设计受限的问题,本文提出折叠式结构以提升设计灵活性。该多谐振结构激发高阶模式,拓展工作带宽,并优化电流分布以保持稳定的辐射特性。实测−10 dB阻抗带宽为1.7–3.85 GHz,相对带宽达77.4%,峰值增益5.96 dBi,方向图呈单向性。太阳能电池覆盖顶部面积的55%,具备自供能能力,兼具光伏...
解读: 该光伏-天线集成技术对阳光电源iSolarCloud云平台及分布式光伏监控系统具有重要应用价值。文章提出的折叠式宽带天线(1.7-3.85GHz覆盖2G/3G/4G/5G频段)与太阳能电池封装集成方案,可直接应用于SG系列光伏逆变器的无线通信模块,实现自供能数据传输单元。55%的光伏覆盖率设计理念可...
一种基于漏极电压摆动的SiC MOSFET快速短路检测方法
A Fast Short Circuit Detection Method for SiC MOSFETs Based on Drain Voltage Swing
Zekun Li · Bing Ji · Kun Tan · Puzhen Yu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月
尽管碳化硅(SiC)MOSFET性能优越,但其热容量小、开关速度快,对短路保护提出了更高要求。本文提出一种基于漏源电压(V<sub>DS</sub>)摆动的快速可靠短路保护方法,可在器件达到临界损伤前迅速检测并关断。该方法在150 ns和24 ns内分别实现Type-I与Type-II短路的超快检测;利用现有RC缓冲电路实现短路检测与主电路保护的集成,不改变其原有功能;结合低成本数字栅极驱动器中的新型采样保持(S/H)电路,提升工况适应性。实验平台验证了该方案的有效性与重复性。
解读: 该SiC MOSFET快速短路检测技术对阳光电源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。其150ns超快检测响应可显著提升功率模块可靠性,特别适用于PowerTitan大型储能系统中高频开关场景的器件保护。基于Vds摆动的检测方法与现有RC缓冲电路集成,无需额外硬件成本,可直接应用于...
不同电网强度下主动换相电流源型高压直流输电
CSC-HVDC)的直流故障动态建模分析
Sihao Fu · Luona Xu · Qianggang Wang · Yongjie Luo 等8人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年10月 · Vol.73
本文针对基于IGCT的主动换相CSC-HVDC,提出适用于强/弱电网的直流故障动态模型,重点解决PCC滤波器缺失导致的弱网电压畸变及阀组耦合影响问题,模型经PSCAD与HIL验证。
解读: 该研究对阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统在弱电网场景下的直流侧故障穿越能力具有重要参考价值。当前光储一体化项目常面临弱网接入挑战,文中提出的阀组耦合建模与PCC电压畸变量化方法,可支撑PCS软件升级以增强HVRT/LVRT协同响应;建议将相关故障特征识别算法嵌入iSolarClo...
结合氨分解、质子交换膜燃料电池与微型燃气轮机的高效氨燃料混合发电系统:热力学模型与性能优化
High-efficiency ammonia-fueled hybrid power generation system combining ammonia decomposition, proton exchange membrane fuel cell and micro gas turbine: A thermodynamic model and performance optimization
Li Linabc1 · Mingwei Sunac1 · Yifan Wu · Wenshi Huang 等11人 · Energy Conversion and Management · 2025年2月 · Vol.325
摘要 作为一种具有液化储存和运输优势的无碳氢(H₂)载体,氨(NH₃)被视为用于氢气生产和发电的一种有竞争力的清洁能源载体。本文设计了一种新型以氨为燃料的混合发电系统,该系统将氨分解反应器(ADR)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)和微型燃气轮机(MGT)相结合,并采用热化学余热回收技术用于ADR。建立了系统级的热力学模型,以评估不同优化策略下的系统性能。模型计算结果表明,将氨分解温度从500 °C降低至350 °C,可使能量效率从33.5%提升至43.2%,因此提出了两种改进的集成策略。将部分...
解读: 该氨燃料混合发电系统对阳光电源氢能储能方向具有前瞻价值。其PEMFC与微燃机耦合架构可借鉴至ST储能系统的冷热电三联供场景,通过热化学回收提升能效至44%的思路,可启发PowerTitan储能电站集成燃料电池的热管理优化。氨作为零碳储氢载体的液化运输优势,契合大规模储能调峰需求。系统级热力学建模方法...
铪基铁电材料在先进计算中的研究进展
A review of hafnium-based ferroelectrics for advanced computing
Xiangdong Xu · Zhongzhong Luo · Huabin Sun · Yong Xu 等6人 · Solid-State Electronics · 2025年4月 · Vol.225
摘要 在以数据为中心的计算时代,数据量预计将呈指数级增长。传统计算机中存储单元与处理单元的物理分离导致在数据计算和存储过程中存在大量不必要的能量损耗和时间延迟。基于铁电材料的器件具有数据存储与计算一体化的优势。然而,由于传统铁电材料(如钙钛矿类材料)与互补金属氧化物半导体(CMOS)技术不兼容且可扩展性较差,限制了其在先进计算领域的研究进展。近年来,对基于铪(Hf)的铁电材料的研究与创新重新激发了该领域的兴趣。铪基铁电材料固有的CMOS兼容性、高矫顽场强(Ec)以及高能带间隙使其器件非常适合用于...
解读: 铪基铁电材料的CMOS兼容性、高能隙和多态存储特性,为阳光电源储能系统PCS控制器和iSolarCloud平台的边缘计算单元提供了创新方向。其负电容效应可优化SiC/GaN功率器件的栅极驱动电路,降低开关损耗;神经形态计算能力可增强ST系列储能变流器的实时负荷预测和VSG自适应控制算法;非易失性存储...
客座编辑特刊:面向零排放电动交通的电机驱动先进技术
Guest Editorial Special Issue on Advanced Technologies of Motor Drives for Zero-Emission E-Mobility
Yunwei Ryan Li · Wei Hua · Luca Zarri · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
为实现《巴黎协定》将全球温升控制在2°C以内的目标,电动交通(e-mobility)迅速发展。然而,其电机驱动系统所耗电能仍部分来自化石能源,因此提升驱动系统能效成为实现净零排放的关键。本期特刊聚焦电机驱动在新材料、谐波抑制、电磁干扰抑制、智能控制、故障容错、能量管理及系统设计等方面的前沿进展,收录43篇高质量论文,涵盖提高能效的多种技术路径,推动电动交通可持续发展。
解读: 该特刊聚焦的电机驱动先进技术对阳光电源新能源汽车产品线具有直接应用价值。其中SiC/GaN器件应用、三电平拓扑技术可直接优化车载OBC充电机和电机驱动系统的功率密度与效率;PWM控制、SVPWM及模型预测控制MPC等智能控制算法可提升电机驱动精度和动态响应;谐波抑制与EMI抑制技术可改善充电桩的电能...
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