Che-Wei Chang · Matthias Spieler · Ayman M. EL-Refaie · Renato Amorim Torres 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

将碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）并联是提高电流处理能力的一种经济有效的解决方案。此外，采用开尔文源极配置已被证明有助于改善开关性能。然而，并联器件之间的动态电流不平衡会带来重大风险，包括损耗不均、结温不一致，在极端情况下还会出现热失控，最终导致器件失效。本文首先推导了动态电流共享的时域数学模型，该过程可用等效电路模型描述。随后，进行了全面的参数研究，以探究寄生元件对动态电流共享的影响，并给出了实际的布局建议。利用电流共享机制，将差模电感（DMC）集成到栅极驱动器中以...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项SiC MOSFET并联均流技术具有显著的应用价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，大功率应用场景普遍采用SiC器件并联方案以提升电流处理能力，这项技术直接切中了我们产品设计的痛点。 该论文提出的差模扼流圈（DMC）门极驱动方案，通过被动元件实现动态电流均衡，无...

Meng Luo · Kun Tan · Xi Tang · Cungang Hu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

高精度的结温估计对于碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）的可靠性和安全运行至关重要。利用对温度敏感的电参数（TSEPs）的方法在监测中被广泛采用，具有非侵入性和热响应快的优点。本文提出了一种与负载无关的结温模型，该模型结合了三个TSEPs，即漏极电压峰值（$V_{DS,pk}$）、漏极电流峰值（$I_{D,pk}$）和导通延迟时间（$t_{d,on}$）。与其他依赖单个或较少TSEPs的方法相比，该模型消除了负载电压和电流的影响，从而提高了估计精度和抗干扰能力...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于多参数融合的SiC MOSFET结温估算技术具有重要的应用价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，阳光电源产品中大量采用SiC功率器件以实现更高的功率密度和转换效率，而精确的结温监测是保障系统可靠性和延长器件寿命的关键技术。 该论文提出的多温敏参数（TSE...

Sina Vahid · Salar Koushan · Towhid Chowdhury · Ayman M. EL-Refaie · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月

本文针对一台功率为250千瓦、转速为5000转/分钟的表贴式永磁电机，通过基于热管的液冷热管理系统，对增材制造线圈的热管理系统及其性能进行了全面研究。文中描述并讨论了热管和液冷测试装置。通过实验结果对热性能进行了分析，结果表明本文提出的热管理系统是有效的。在80 Arms至140 Arms的电流水平以及高达800 Hz的频率下，对单冷凝器和双冷凝器液冷配置进行了测试。对这些冷却系统的比较表明，两种配置对AlSi10Mg增材制造线圈均有效。对于所提出的系统，热负荷未超出任何一种冷却方法的能力范围，...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于增材制造线圈及热管理系统的研究具有重要的战略参考价值。该研究聚焦于250 kW表贴式永磁电机的热管理优化，这与我们在储能变流器、大功率光伏逆变器以及新能源汽车驱动系统中面临的核心技术挑战高度契合。 增材制造空心导体线圈技术为我们的产品设计提供了新的可能性。相比传统...

Hui Zhang · Qiming Jia · Xu Han · Hongde Yu 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2024年10月

在智能反射面（IRS）辅助的无线信息与能量同步传输（SWIPT）系统中，联合设计基站发射波束成形和 IRS 对于提高系统性能至关重要。针对该波束成形设计问题，建立了受 IRS 非线性能量损耗影响的实际相位相关幅度模型，进而构建了一个多参数联合优化问题，以最大化设备的总速率。此外，提出了一种 PER - SAC 算法来解决该问题，该算法基于软行动者 - 评判者（SAC）原理，并采用优先经验回放（PER）来提高训练效率。结果表明，在该场景下，PER - SAC 算法比其他算法具有更好的稳定性和收敛效...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于智能反射面（IRS）辅助的无线信息与能量同传（SWIPT）技术研究，为我们在分布式光伏监控、储能系统通信和智慧能源管理领域提供了创新性的技术路径参考。 该论文提出的PER-SAC深度强化学习算法，通过联合优化基站发射波束成形和IRS相位设计，有效解决了无线能量传输...

Tong Li · Siqi Li · Zhe Liu · Sizhao Lu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月

本文提出一种用于大空间无线电力传输系统的完全对称平面螺旋接收线圈（PS-coil），旨在显著降低电场（E-field）暴露。该线圈采用多股对称绕制的螺旋导线取代传统单导线结构，实现分布式精确电容补偿，有效抑制寄生电容及其引发的E-field辐射。PS-coil在保持磁场（H-field）分布的同时，大幅削弱E-field强度，使功率接收在ICNIRP 2020限值内最大化。有限元仿真表明，在6 A有效电流下，1 cm距离处局部比吸收率（SAR）仅为0.72 W/kg，较传统设计降低80%，远低于...

解读: 该低电场暴露无线电力传输技术对阳光电源新能源汽车充电产品线具有重要应用价值。PS-coil的完全对称螺旋结构与分布式电容补偿设计，可直接应用于无线充电桩系统，将SAR降低80%至0.72 W/kg，满足ICNIRP 2020人体安全标准。其200W功率传输能力和54.8%效率，适配小功率移动设备充电...

Yingzhou Peng · Kaichun Wang · Xing Wei · Zhikang Shuai 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月

引线键合功率半导体器件有两种主要的与封装相关的老化模式：键合线脱落和焊点退化。在运行的功率变换器中区分这两种老化模式非常重要，这样可以定位退化点，并分别监测老化过程。因此，这有助于实现功率半导体器件封装的优化设计以及开发更精确的寿命模型。本文重点研究功率器件运行时主要老化模式的分离问题。通过变换器级导通电压测量电路，获取功率器件输出电流 - 电压（I - V）特性曲线上的两个点，从而实现功率变换器中所有功率器件老化模式的分离。与传统方法相比，该方法是一种在线解决方案，从变换器层面来看适用于不同类...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项功率半导体器件在线失效模式分离技术具有重要的战略价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，IGBT、MOSFET等功率器件是决定系统可靠性和寿命的关键部件。该技术能够在设备运行状态下区分键合线脱落和焊层退化两种主要失效模式，这为我们实现预测性维护和精准故障定位提供了新...

He Xu · Lianjie Wang · Chushan Li · Wuhua Li 等6人 · IEEE Transactions on Vehicular Technology · 2024年9月

与传统燃油汽车不同，电动汽车的空调系统不仅要承担车厢的热管理，还要负责电池系统的热管理，甚至包括电机控制的热管理。对制冷和制热功率的高要求导致电动汽车的续航里程大幅减少。作为空调系统的核心，电动压缩机在电动汽车的热管理中起着至关重要的作用。本文表明，与硅绝缘栅双极型晶体管（Si IGBT）相比，碳化硅金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（SiC MOSFET）更适用于 800V 电动汽车的电动压缩机。本文从系统能效、压缩机运行边界、噪声、振动与声振粗糙度（NVH）性能以及系统小型化趋势等方面...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，本论文关于SiC MOSFET在800V电动汽车空调压缩机中的应用研究，为我们在新能源电力电子领域的技术演进提供了重要参考价值。 首先，论文系统论证了SiC MOSFET相比传统Si IGBT在高压应用中的优势，这与阳光电源在光伏逆变器和储能变流器领域的技术路线高度契合。...

Lei Liu · Yijing Wang · Zhicheng Zhang · Zhiqiang Zuo · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2024年9月

本文针对由多个并联升压变换器构成的直流微电网，在有限通信带宽条件下提出了一种事件触发的分布式滑模控制（SMC）方案。通过摒弃理想电压源假设，将多个升压变换器建模为非理想电压源，并利用滑模控制有效处理其不确定性。设计了有限时间分布式控制框架，实现快速收敛、低稳态误差的电压调节与功率均分。进一步引入事件触发机制，降低高负载任务下的通信带宽开销。仿真与实验结果验证了该方法在节省带宽和抑制扰动方面的有效性。

解读: 该事件触发分布式滑模控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。在多模块并联的储能系统中，非理想电压源建模更贴近实际工况，滑模控制可有效应对电池SOC差异、内阻变化等不确定性。事件触发机制可显著降低CAN/以太网通信负载，提升系统可靠性。有限时间收敛特性能...

Guanyu Lu · Ke Ma · Yuli Feng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

对功率半导体器件绝缘栅双极型晶体管进行在线结温（$T_j$）估计对于可靠性评估和提升至关重要。通常情况下，可以利用预先校准的结温与负载电流下的导通态集电极 - 发射极电压（$V_{ce}$）之间的相关性来在线计算$T_j$。然而，校准过程中器件内部的不均匀温度分布与运行过程中的情况不同。器件内部的不均匀热分布和芯片的自热效应会导致使用预先校准的$T_j$ - $V_{ce}$相关性进行估计时出现显著误差，因为互连线上的电压降会有所不同。本文提出了一种在器件脉冲宽度调制运行下校准$T_j$ - $...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项IGBT结温在线监测技术具有重要的战略价值。IGBT作为光伏逆变器和储能变流器的核心功率器件，其可靠性直接影响系统的整体性能和寿命。当前阳光电源的逆变器产品在高温、高湿等严苛环境下运行时，IGBT的热管理是制约系统可靠性的关键因素之一。 该论文提出的创新校准方法解决了...

Salah Ghamizi · Jun Cao · Aoxiang Ma · Pedro Rodriguez · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年9月

高效求解配电网中的三相不平衡潮流对于电网分析和仿真至关重要。迫切需要能够处理大规模不平衡电网的可扩展算法，以提供准确、快速的解决方案。为此，深度学习技术，尤其是图神经网络（GNN）应运而生。然而，现有文献主要集中在平衡网络，在支持三相不平衡电网方面存在重大空白。本文介绍了 PowerFlowMultiNet，这是一种专门为三相不平衡电网设计的新型多图 GNN 框架。该方法在多图表示中分别对每一相进行建模，有效捕捉了不平衡电网的固有不对称性。引入了一种利用消息传递的图嵌入机制，以捕捉电力系统网络内...

解读: 该多图神经网络潮流计算技术对阳光电源配电侧产品具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统并网场景中，可实时分析三相不平衡工况下的潮流分布，优化ST系列储能变流器的三相功率调度策略，提升不平衡补偿能力。对于分布式光伏集群（SG逆变器阵列），该算法可快速评估不对称故障下的系统状态，为iSola...

Tao Zhang · Tianjiao Pu · Lei Dong · Xin Yuan 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年9月

柔性软常开点（SOP）接入主动配电网（ADNs）为电压与无功控制（VVC）提供了灵活的调节手段。针对互联网络扩展带来的集中式优化挑战，本文提出一种基于局部模型解耦与迭代交互的分布式协同无功优化策略。采用交替方向乘子法（ADMM），将全局优化问题分解为多个区域子问题，实现完全分布式的本地求解。通过嵌套松弛迭代与逐次线性逼近方法，有效处理整数变量与非凸问题，提升算法收敛性与计算效率。仿真基于改进的IEEE标准系统验证了所提方法的有效性。

解读: 该分布式无功优化技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文中提出的ADMM分布式协同优化策略可直接应用于多台储能变流器并联场景的无功功率协调控制，解决大规模储能电站集中式优化计算负担重、通信依赖高的问题。SOP柔性互联思想可启发阳光电源开发具备柔性功率路由...

Jochen Lorenz Cremer · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年9月

极端天气事件和多重线路故障对电力系统安全构成严峻挑战，易引发突发性线路拥塞。传统方法采用线路断开分布因子（LODFs）计算故障后潮流，但随着故障数量k增加，矩阵求逆的计算复杂度急剧上升，难以适用于大规模系统。本文提出一种基于泰勒级数展开的LODF多项式近似方法，通过高效组合单线路故障对应的矩阵运算，显著提升计算速度。进一步，该方法用于计算期望线路潮流，将N-k故障分解为重复基函数，降低概率安全性评估的计算负担。在118、300、1354和2328节点系统中的案例研究表明，该方法在评估预期拥塞与系...

解读: 该多项式LODF快速计算方法对阳光电源PowerTitan大型储能系统和iSolarCloud智能运维平台具有重要应用价值。在极端天气下，该算法可高效评估N-k线路故障场景的潮流拥塞风险，为ST系列储能变流器的功率调度策略提供实时决策支持。通过泰勒级数近似替代传统矩阵求逆，可将概率安全评估嵌入云平台...

Tyler McGrew · Xingyu Chen · Qiang Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

功率半导体技术的持续改进使得电源能够日益小型化和集成化。然而，必须谨慎操作，以确保转换器的开关噪声不会干扰其传感电路、栅极驱动器或电磁干扰（EMI）滤波器。先前的研究已表明，开关噪声如何通过电容耦合到 EMI 滤波器并显著增加传导共模（CM）噪声。本文旨在通过在开关和印制电路板（PCB）绕线电感器周围集成导电屏蔽层，来抑制前端功率因数校正（PFC）转换器的开关电场。本文提出了一种新型平面电感器结构，可在不显著增加涡流损耗的情况下屏蔽电感器的电场。所提出的屏蔽层能有效抑制基于氮化镓（GaN）的图腾...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项PCB集成屏蔽电感技术对我们的光伏逆变器和储能系统产品具有重要应用价值。该技术针对功率因数校正（PFC）变换器中的共模（CM）噪声问题，通过在开关器件和PCB绕组电感周围集成导电屏蔽层，有效抑制开关电场的耦合干扰，在GaN基图腾柱PFC拓扑中实现了高达28dB的CM噪声...

Eleftherios Kontodinas · Andreas Kraemer · Petros Karamanakos · Sebastian Wendel · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月

本文提出一种最优调制方案，旨在提升电动汽车驱动系统的性能。通过最小化定子电流谐波畸变并限制绕组涡流和谐波损耗及变换器开关损耗，计算得到优化的脉冲模式（OPPs）。该方案采用精确计及电机各向异性、绕组涡流效应及欧姆损耗的模型，实现电流畸变与系统效率间的最佳权衡。实验在工业驱动系统上验证了所提OPPs的有效性，并与空间矢量调制及传统各向同性OPPs对比，显著展现出其优越性。

解读: 该最优调制技术对阳光电源车载动力系统及储能变流器产品具有重要应用价值。文章提出的OPPs方案通过精确建模电机各向异性和绕组涡流效应，实现电流谐波抑制与系统效率的最优平衡，可直接应用于阳光电源电动汽车电机驱动控制器和OBC充电机产品，降低谐波损耗并提升功率密度。该方法考虑变换器开关损耗的优化思路，对S...

Luhong Xie · Erping Deng · Dianjie Gu · Weijie Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

功率模块剩余使用寿命（RUL）预测对于实施热管理和设计有效维护方案具有重要意义。由于裂纹是功率模块老化的根本失效机制，无论是键合线失效还是焊层退化，本文首先描述了裂纹扩展过程并得出了通用的裂纹扩展规律。然后，基于一个简单的焊层模型，将该通用裂纹扩展规律拓展至老化特征参数的通用增长模式。利用新老功率模块的功率循环测试结果验证了该通用增长模式的准确性后，基于老化特征参数的通用增长模式提出了一种新的剩余使用寿命预测方法。最后，在易封装（EasyPACK）模块上应用了所提出的剩余使用寿命预测方法，预测寿...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于老化特征参数的功率模块剩余寿命预测技术具有重要的战略价值。功率模块是光伏逆变器和储能变流器的核心部件，其可靠性直接影响系统的长期稳定运行和全生命周期成本。 该研究通过揭示裂纹扩展这一根本失效机理，建立了从键合线失效到焊料层退化的统一老化规律模型，这为我们的产品设计...

Wei Zhang · Kailong Yao · Xin Yin · Jishuang Zhang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月

轴向磁场磁通切换永磁电机（AFFSPMM）因低速大转矩和空间利用率高而适用于新能源汽车。然而，其显著的谐波含量在提升输出转矩的同时增加了损耗，因此需研究效率优化控制方法以满足节能需求。本文建立了基于解析与实验方法的铜耗、铁耗及永磁体涡流损耗模型，并采用带遗忘因子的递推最小二乘法在线辨识电感、电阻和磁链参数，提高损耗模型精度。在此基础上，通过重新分配d轴和q轴电流实现损耗最小化，从而提升电机运行效率。实验结果表明，所提方法相比id=0、最大转矩每安培（MTPA）和损耗最小化控制（LMC）具有更优的...

解读: 该AFFSPMM效率优化控制技术对阳光电源新能源汽车产品线具有直接应用价值。文中提出的多损耗模型（铜耗、铁耗、永磁体涡流损耗）建模方法及递推最小二乘在线参数辨识策略，可应用于阳光电源电机驱动控制器和OBC充电机的效率优化。相比传统id=0和MTPA控制，该损耗最小化控制（LMC）通过动态重分配d-q...

Haoran Li · Tong Lei · Cungang Hu · Xirui Zhu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

使用同步整流器（SR）极为重要，因为碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）的二极管正向电压可能比硅（Si）MOSFET高至六倍，这会导致高得多的传导损耗。传统的CLLC同步整流通常采用检测电路或构建复杂模型，但它们易受碳化硅器件产生的高dv/dt影响，或者由于复杂的数值计算而难以在线实现同步整流。本文针对双向碳化硅CLLC变换器提出了一种数字实时计算同步整流算法。构建了时域解析模型以在线计算同步整流导通时间。该算法不仅通过优化同步整流MOSFET的导通时间实现了...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的数字实时同步整流算法对我司在电动汽车充电、储能变流器等双向功率变换领域具有重要参考价值。 **技术价值分析：** 该算法针对SiC MOSFET体二极管导通压降高（约为硅器件6倍）的固有缺陷，通过时域解析模型实现同步整流在线优化计算，有效降低导通损耗。相比传统...

Lei Yang · Xinze Chen · Jiahua Sun · Liye Tian 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月

本文提出一种面向自主水下航行器（AUV）的5000 W级高抗偏移平台式水下无线充电系统。相比对接式或笼式充电方式，该系统显著提升了AUV充电的自由度，并降低了对接结构设计难度。采用S/S谐振补偿网络以提高传输效率与功率等级，设计了耐压防腐外壳，结合亚克力透磁材料，可在20米以上水深工作。相较于金属材料，亚克力显著降低电磁场干扰，提升能量传输效率。实验样机验证了理论分析，仿真与实测结果表明，系统在空气与海水中均具备良好鲁棒性，无需铁氧体磁芯，避免了海水压力引起的压磁效应。空气中最高效率达94.81...

解读: 该水下无线充电技术对阳光电源新能源汽车充电桩产品线具有重要借鉴价值。其5000W级S/S谐振补偿拓扑、高抗偏移平台式设计可应用于电动汽车无线充电场景，提升充电便利性。无铁氧体磁芯设计避免压磁效应，降低成本与重量，适合集成到充电桩产品。空气中94.81%的高效率验证了谐振补偿网络的有效性，可优化ST储...

Likun Wang · Jingyan Li · Wei Cai · Fabrizio Marignetti 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年9月

大型凸极同步发电机（LCSC）具有较高的电磁负荷和发热量，其独特的定子铁心多腔冷却方式已成为发电机有效的热管理方法。然而，由于大型凸极同步发电机内部通风冷却结构复杂，对定子铁心直线段对流换热系数（CHTC）的研究尚不够深入。本文首次提出一种混合流体网络模型（HFNM），用于对大型凸极同步发电机定子铁心直线段进行三维流体网络建模，并结合大型凸极同步发电机端部的二维流体网络模型。本文将混合流体网络模型的计算结果作为模型边界条件，建立了大型凸极同步发电机的综合流固耦合模型。利用计算流体动力学（CFD）...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于大型液冷定子铁心（LCSC）复杂对流换热的研究具有重要的技术参考价值。论文提出的混合流体网络模型（HFNM）与热网络耦合方法，为解决高功率密度电力电子设备的热管理难题提供了创新思路。 对于阳光电源的光伏逆变器和储能变流器产品而言，随着单机功率不断提升（如8.8MW...

Enpeng Yan · Panbao Wang · Hao Wang · Wei Wang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月

本文提出了一种具有零输入电流纹波和扩展零电压开关（ZVS）范围的Y源DC-DC变换器（YSC）。通过阻断电容隔离三端耦合电感（TTCI）中的直流电流，确保磁芯无直流偏置，同时实现开关管和二极管的电压钳位，抑制电压振荡。所有开关均工作在ZVS条件下，有效降低开关损耗与电磁干扰。新增辅助支路可消除输入电流纹波，并减小主开关导通时输入电感电流，从而拓展ZVS实现范围。文中深入分析了工作模态，建立了TTCI的等效模型以研究励磁电感对电压增益的影响，并探讨了全功率范围内实现ZVS的条件。最后，通过一台32...

解读: 该Y源DC-DC变换器的零输入电流纹波和扩展ZVS技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST储能变流器中，零输入电流纹波可显著降低电池侧电流应力，延长电池寿命，三端耦合电感的无直流偏置设计可减小磁性元件体积；在车载OBC充电机中，全功率范围ZVS实现可提升轻载效率，降低EMI，满足车规级电磁兼...