Yongpeng Shen · Haidong Guo · Keyi Guo · Pu Liu 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

针对T型三电平逆变器中性点电流传感器相电流重构方法存在的不可观测区域及相位延迟误差问题，分析了基本电压矢量对应的三相电流斜率及相位延迟误差产生机理。基于伏秒平衡与合成零矢量原则，优化开关序列以获得充足采样窗口，消除中性点电流不可观测区域；通过引入第三次电流采样并结合动态电流双采样机制构建误差分量，在载波周期内实时补偿重构电流，实现相位延迟误差补偿。实验结果表明，该方法有效解决了不可观测区域与相位延迟误差问题，重构误差最低达2.85%，具有相位延迟小、重构精度高、无额外开关损耗等优点。

解读: 该相电流重构技术对阳光电源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。通过优化开关序列消除不可观测区域，结合动态双采样机制实现相位延迟补偿，可将重构误差降至2.85%，直接提升三电平拓扑产品的电流检测精度。该方法无需增加硬件传感器，仅用中性点电流即可重构三相电流，降低成本的同时提高系统可...

Zhigang Yao · Xinyu He · Muyang Liu · Jingrui Liu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月

通常，变开关频率方法用于使功率变换器工作在三角电流模式（TCM）或近临界导电模式（CRM），以实现零电压切换（ZVS）。然而，该方法存在电感峰值电流高、控制器设计复杂等问题。本文提出一种新颖的固定开关频率控制策略，采用梯形电流模式（TZCM），在近CRM下通过建模平均电感电流与双占空比的关系，调节并交替两个占空比，实现ZVS。该方法有效降低峰值电流，提升轻载效率，并适用于所有三电平DC-DC变换器。实验在2 kW样机上验证，最高效率达99.12%。

解读: 该固定频率ZVS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DC-DC环节具有直接应用价值。三电平拓扑是阳光电源中高压产品的核心架构，该技术通过梯形电流模式在固定频率下实现ZVS，可有效解决变频控制带来的EMI设计复杂性和磁性元件优化难题。相比传统TCM，峰值电流降低可减小功率器件应力，提...

Srushti Sengarap · Debaprasad Kastha · Prabodh Bajpai · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

多电平多端口DC-DC变换器相较于传统两电平结构具有更强的耐压能力、更高的升压比和更多的控制自由度，适用于储能设备接入直流微网。本文提出一种带辅助电感的电流型三电平三有源桥变换器，采用分裂绕组高频变压器，并建立了详细的变压器模型，分析了其相对于传统变压器的优势。基于端口电压的傅里叶级数分析了全范围占空比与移相角下的功率流动特性，研究了占空比、移相角对功率传输及零电压开关的影响。实验样机在1.6 kW、100 kHz下实现90 V至650 V电压转换，正向效率达96.8%，较传统VF-TAB结构提...

解读: 该分裂绕组电流型三电平多端口变换器技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。其90V至650V宽范围电压转换能力可直接应用于电池储能系统的双向DC-DC接口，实现低压电池组与高压直流母线的高效连接。三电平拓扑与阳光电源现有三电平技术路线一致，96.8%的高效...

Zicheng Zhang · Chenghui Zhang · Xiaoyan Li · Cheng Fu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

采用改进型LCL（MLCL）滤波器的三电平并网变换器在光伏系统中广泛应用，可有效抑制漏电流，但会引入显著的共模谐振电流（CMRC），威胁系统稳定性。此外，旨在提升效率的不连续脉宽调制（DPWM）技术与MLCL滤波器不兼容，加剧CMRC问题，导致抑制CMRC与提升效率之间存在矛盾。本文提出一种基于滤波器的DPWM策略与鲁棒共模环控制器，协同实现CMRC抑制与效率提升。所提DPWM策略在保证各相长钳位时间的同时降低CMRC激励源；基于环路成形理论设计的控制器有效抑制CMRC并确保共模环路鲁棒稳定。实...

解读: 该MLCL滤波器共模谐振抑制技术对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能变流器具有重要应用价值。针对三电平拓扑中漏电流抑制与效率提升的矛盾，所提DPWM策略可直接应用于公司1500V高压光伏系统，在保证漏电流安全标准的同时，轻载效率提升2%可显著改善清晨/傍晚发电时段的转换损耗。基于环路成形理论的鲁棒...

Qingle Sun · Zifan Lin · Zhifu Wang · Herbert Ho Ching Iu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月

本文针对三电平中点箝位（3L - NPC）逆变器提出了一种采用混合中压矢量（MVV）的新型空间矢量调制策略，该策略在确保全调制指数和功率因数范围内中点电压（NPV）平衡的同时，实现了高算法灵活性、低开关损耗和低计算负担。所提出的策略在六个实际中压矢量的位置引入了六个额外的虚拟中压矢量，这使得在不修改参考电压矢量合成方式的情况下保持空间矢量分布。提出了一种简单的判断方案来确定应使用虚拟中压矢量还是实际中压矢量，该方案可灵活调整，在确保中点电压始终平衡的同时大幅降低开关损耗。此外，还提出了一种新颖且...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对三电平中点钳位型（3L-NPC）逆变器的混合中矢量空间矢量调制策略具有重要的技术价值和应用潜力。 **业务相关性分析**：3L-NPC拓扑是阳光电源中高压光伏逆变器和储能变流器的核心技术架构，广泛应用于1500V光伏系统和MW级储能项目。该论文提出的混合调制策略通...

Zhiyuan Chu · Changwei Qin · Xiaoyan Li · Lei Yang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月

针对低开关数量三电平逆变器在传统空间矢量调制下直流链电流纹波大、影响电容可靠性的缺点，提出一种适用于中点电压平衡与不平衡工况的直流链电流纹波抑制方法。通过分析占空比分布因子范围并结合输出电流幅值，优化区域划分策略，降低占空比计算复杂度；设计无差拍控制实现电容电压的精确快速独立调控，并合理安排开关序列。仿真与实验验证了该方法的有效性，在高低调制指数下直流链电流纹波分别减少四分之一和五分之二，同时保持良好的输出电流质量。

解读: 该直流链电流纹波抑制技术对阳光电源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。通过优化SVPWM调制策略和无差拍中点电压控制，可将直流侧电流纹波降低25%-40%，直接提升PowerTitan储能系统中直流母线电容的使用寿命和可靠性。该方法在低开关数量拓扑下实现中点电压精确调控，为阳光电...

Kotb B. Tawfiq · Hatem Zeineldin · Ahmed Al-Durra · Ehab F. El-Saadany · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

本文提出一种新型10开关（H10）逆变器，用于抑制光伏并网系统中的共模电压（CMV）、泄漏电流及电网电流谐波。所设计的空间矢量脉宽调制（SVPWM）策略将CMV波动范围限制在Vdc/3至2Vdc/3之间，dv/dt为Vdc/6，性能接近三电平逆变器但开关数量更少。该SVPWM在零电压矢量期间实现光伏侧与电网的隔离，并减少CMV跳变次数，从而有效降低泄漏电流和输出电流谐波。系统具备自平衡中点电压能力，且通过数学分析与实验验证。仿真与实验结果表明，相较于H8及现有H10拓扑，所提方案在抑制CMV和泄...

解读: 该H10逆变器拓扑对阳光电源SG系列光伏逆变器及ST储能变流器具有重要应用价值。其将CMV波动限制在Vdc/3-2Vdc/3范围、dv/dt降至Vdc/6的特性，可直接应用于非隔离型光伏并网系统，有效解决薄膜组件泄漏电流超标问题。相比传统H6/H8拓扑，该方案在零矢量期间实现PV侧与电网隔离，可优化...

Linke Zhou · Mohamed Hefny · Samuel Hemming · Di Wang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月

在航空航天应用中，高性能冷却系统对确保电力逆变器在极端工况下的可靠性至关重要。本文提出了一种适用于1-MVA碳化硅三电平有源中点钳位逆变器的实用针翅液冷系统设计。通过有限元分析与计算流体动力学仿真，评估了系统的热-流体性能，在70°C冷却液温度下满足航空环境的散热需求。采用交错针翅结构提升换热效率，兼顾可制造性与成本。对比了串并联冷板配置的流体分布均匀性与经济性，并优化密封设计以防止泄漏。实验验证表明，该系统可有效管理超过7.2 kW的功率损耗，结温低于150°C，压降低，具备高鲁棒性与成本效益...

解读: 该1-MVA三电平ANPC逆变器的针翅液冷方案对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有直接应用价值。研究中的交错针翅结构设计和串并联冷板配置优化可提升SiC功率模块在高功率密度场景下的热管理能力，使结温控制在150°C以下，压降更低。该方案的有限元与CFD联合仿真方法可应用...

Wenjie Wu · Lin Qiu · Xing Liu · Jien Ma 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月

有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）在电力变换器与电机驱动中展现出良好前景，但受限于模型依赖性。本文从动态建模角度提出一种数据使能的有限集预测控制方案。采用动态线性化数据模型在各运行点等效重构系统，并通过自适应线性神经网络在线更新时变参数，提升建模精度与实现性能。同时提出一种改进的无电容电压平衡方法以调节中点电位。由于负载电流与电容电压的无参数预测仅依赖系统输入输出测量及历史数据，有效规避了参数变化带来的不利影响。通过在三电平中点钳位逆变器上的仿真与实验验证了所提方法的优越性。

解读: 该数据驱动的有限集预测控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG光伏逆变器的三电平拓扑控制具有重要应用价值。通过Adaline神经网络实现无参数化预测控制，可有效解决储能系统在宽工况运行时的参数漂移问题，提升PowerTitan大型储能系统在温度变化、器件老化等复杂工况下的控制鲁棒性。改进的中点电位...

Hengyu Li · Walid Hatahet · Jared J. Paull · Jintao Han 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年6月

多电平多模块固态变压器（SST）通过链式AC-DC变换器和双有源桥（DAB）DC-DC变换器实现中压交流与低压交流系统的接口，具有高模块化、双向功率传输、电气隔离和高频变换等优势。为支持快速控制原型开发，亟需高效且精确的电磁暂态（EMT）等效电路模型。本文提出基于开关函数的通用解耦等效电路模型，可统一描述全桥、DAB及三相三电平等变换器在导通与阻断模式下的行为。通过开关函数与直流母线解耦策略，模型实现了恒定G矩阵并显著降低节点数量。同时提出一种适用于大步长仿真的开关插值技术，以准确刻画开关事件。...

解读: 该SST解耦等效电路模型技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST储能变流器方面，所提出的DAB DC-DC变换器恒定G矩阵建模方法可显著加速储能系统多模块级联拓扑的EMT仿真效率，支持PowerTitan大型储能系统的快速控制原型开发与参数优化。在SG光伏逆变器领域，三相三电平变换器的通用解...

Mutian Zhao · Qiongxuan Ge · Jinquan Zhu · Ke Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

大功率三电平有源中点钳位（3L - ANPC）牵引逆变器被应用于磁悬浮列车中。在高速运行时，载波比（$C_r$）相对较低。为优化输出电压的谐波性能，本文提出一种适用于多采样率控制系统的改进型同步空间矢量脉宽调制（ISSVM）方法，该方法可在载波比为 3 的整数倍时实现任意相电压半周期脉冲数。通过所提出的基于 3L - ISSVM 的频谱分析方法，从根本上分析了相电压的谐波特性。介绍了一种通过相位补偿并在特定角度区间进行切换的宽带多模式 ISSVM 平滑切换策略。实验结果表明，与现有的同步脉宽调制...

解读: 本文针对三电平有源中点钳位（3L-ANPC）牵引逆变器提出的改进型同步空间矢量调制（ISSVM）策略，对阳光电源在高功率逆变器领域的技术升级具有重要参考价值。该技术虽源于磁悬浮列车牵引系统，但其核心解决的低载波比工况下谐波优化问题，与我司大功率光伏逆变器和储能变流器在高功率密度、宽频率范围运行时面临...

Tianlun Xia · Xinchun Feng · Chushan Li · Rulei Han 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月

多电平变换器拓扑适应航空电力系统高电压、大功率的发展趋势。为实现高效率与高功率密度，常采用碳化硅（SiC）等宽禁带器件，但全SiC方案成本过高。本文提出一种混合型Hybrid2有源中点钳位（ANPC）变换器，仅含两个Si/SiC混合开关，其余为硅基IGBT。通过混合频率调制策略，将绝大部分开关任务转移至混合开关。结合实验与理论分析，深入研究混合开关的特性，并提出最优开关策略以降低损耗、提升功率能力并保障器件安全。实验平台验证了该拓扑在成本、效率与可靠性方面的优势，适用于现代航空高功率变流器。

解读: 该混合型Hybrid2 ANPC拓扑对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。通过Si IGBT与SiC混合开关的协同设计，可在保持三电平拓扑高效率优势的同时，显著降低全SiC方案的成本压力。混合频率调制策略将高频开关损耗集中于SiC器件，低频开关由IGBT承担...

R. Manikandan · R. Raja Singh · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年5月

功率半导体模块通常包含多个芯片，以满足电动汽车和工业应用对电流和电压额定值的要求。绝缘栅双极型晶体管（IGBT）模块底板上的焊点疲劳是功率转换器中的一种重要失效模式。这些失效在涉及常规驾驶、再生制动和加速的电动汽车应用中尤为突出。本研究引入了一种新方法，通过关注外壳的温度差异来评估IGBT模块在底板焊点疲劳过程中的健康状况。本文提出了一种精确的电热模型，可有效确定IGBT模块的结温。所设计的电热模型通过考虑器件级和模块级热参数的影响，精确估算了结温。在ANSYS和PLECS环境中，为IGBT模块...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对三电平NPC拓扑中IGBT模块的非侵入式状态监测技术具有重要的应用价值。尽管该研究聚焦于电动汽车领域，但其核心技术完全适用于我们的光伏逆变器和储能变流器产品线。 IGBT模块的底板焊层疲劳是功率变换器的主要失效模式，这一问题在光伏和储能系统中同样突出。光伏逆变器面...

Zibo Sun · Hongzhi Yang · Haoran Wang · Yipei Wang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月

针对由有源中点钳位（ANPC）三电平逆变器驱动的永磁同步电机（PMSM）因参数失配导致控制精度下降的问题，提出一种基于超螺旋积分滑模观测器的无模型预测电流控制策略（MFPCC-STISMO）。构建与参数无关的一阶超局部模型替代传统PMSM数学模型，并设计具有积分滑模面的STISMO以估计集总扰动，抑制参数失配对控制性能的影响。同时，为避免传统三电平模型预测电流控制中中点电压平衡依赖权重因子的问题，提出一种无需权重因子的平衡策略，通过合理分配正负小矢量作用时间，利用其产生幅值相等、方向相反的中点电...

解读: 该MFPCC-STISMO技术对阳光电源ST系列储能变流器和新能源汽车驱动系统具有重要应用价值。其无模型预测控制策略可有效解决ANPC三电平拓扑中因温度漂移、老化导致的参数失配问题，提升PowerTitan储能系统在宽工况下的电流控制精度。超螺旋滑模观测器的强抗扰特性可增强储能变流器在电网扰动下的鲁...

Jinggang Zheng · Shuying Yang · Zhen Xie · Xing Zhang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月

在共用直流母线的双三电平电压源逆变器供电开绕组驱动系统中，零序电流、共模电压和中点电压需同时抑制。本文提出一种多目标脉宽调制策略，首先选取零共模电压幅值矢量以消除共模电压波动；进而构建具有特定空间位置及对零序电流和中点电压影响互补的冗余矢量对，实现二者独立调控，有效解决多目标间的冲突。此外，提出死区补偿方案以抑制其对共模电压的影响。实验验证了该策略的有效性与可行性。

解读: 该多目标PWM策略对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的三电平拓扑优化具有重要价值。其零序电流抑制技术可直接应用于PowerTitan储能系统的并联运行场景，降低环流损耗；共模电压变化消除方案能有效减少EMI滤波器体积，提升系统功率密度；中点电压平衡算法可延长直流侧电容寿命，增强1500...

Shengwei Chen · Yong Yang · Rong Chen · Jiefeng Hu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

由于中性点（NP）电压的存在，三电平逆变器的控制本质上已成为一个多目标优化问题（MOOP），该问题需要为负载提供稳定的输出电压，同时维持中性点电压。传统上，这个多目标优化问题通过加权因子转化为单目标优化问题。然而，由于两个控制目标的物理量纲通常不同，根据特定理论选择合适的加权因子以获得令人满意的性能颇具挑战。为解决这一问题，本文提出了一种采用字典序优化方法的容错顺序模型预测控制（TSMPC）。该方法针对输出电压和中性点电压建立了两个不同的层次，根据控制目标的重要性对其进行排序，以评估所有电压矢量...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于词典优化方法的容错序贯模型预测控制技术对我们的三电平逆变器产品具有重要应用价值。T型三电平拓扑是我们光伏逆变器和储能变流器的核心技术架构，而中点电位平衡控制一直是制约系统性能和可靠性的关键技术瓶颈。 该技术的核心创新在于摒弃了传统加权因子方法，采用分层优先级策略处...

Yishun Yan · Lurenhang Wang · Mingcheng Ma · Xuchong Cai 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月

基于氮化镓（GaN）的桥接结构中的串扰问题限制了GaN器件在高电压水平下的高开关速度和高频应用。本文提出了一种三电平栅极驱动方法，用于在开通和关断的两个死区时间内抑制串扰并降低反向导通损耗。电容 - NMOS电路提供了低阻抗的米勒电流路径，以降低正、负串扰电压幅值。通过一个延迟脉冲模块，精确施加负的栅 - 源电压以抑制正串扰电压峰值，并在死区时间内使GaN器件在栅 - 源零电压下关断，从而降低反向导通损耗。负栅 - 源电压的值取决于齐纳二极管，具有灵活可调性。所提出的方法易于控制且成本较低，无需...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项三电平栅极驱动技术针对GaN器件串扰抑制的创新方案具有重要的战略价值。当前，阳光电源在光伏逆变器和储能变流器领域正积极推进高频化、高功率密度的技术演进，而GaN功率器件凭借其优异的开关特性和高频能力，是实现这一目标的关键使能技术。 该技术的核心价值在于有效解决了GaN...

Hanbin Zhou · Jian Yang · Xiaojiao Chen · Liansheng Huang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月

针对有低开关频率要求的高功率并联三相三电平逆变器，本文提出了一种基于逐个单元（CBCB）的新型有限控制集模型预测控制算法。首先，CBCB架构包含两个控制时序交错半个周期的独立逆变器。其次，在CBCB架构内，阐述了一种估计误差更小的延迟补偿方案。此外，为每个独立逆变器设计了一种新型代价函数，使等效控制频率提高一倍。第三，为提高计算效率，在相电压跃变约束和低相环流（PCC）要求下预选候选电压矢量。与传统的分散式有限控制集模型预测控制（FCS - MPC）算法和现有的优化算法相比，所提算法在低平均开关...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的"逐单元"有限集模型预测控制算法对我司大功率光伏逆变器和储能系统产品线具有重要应用价值。 在技术层面，该算法针对并联三相三电平逆变器的控制难题提出了创新性解决方案。通过错开半个周期的交错控制时序设计，使等效控制频率提升一倍，这对我司1500V大功率光伏逆变器和...

Wei Li · Wenlu Zhang · Chunyang Chen · Xinxin Tang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

储能式有轨电车对其储能装置供电系统提出了高要求，充电系统需具备高电压、大功率输出以实现快速充电。采用三级DC–DC拓扑与碳化硅（SiC）MOSFET等宽禁带半导体器件可提升耐压等级与开关频率，适用于高压大功率场景。本文提出一种三级不对称混合钳位DC–DC变换器，通过“串联充电、并联放电”电路结构，在特定条件下实现输入侧中点电压自平衡。设计了满足储能电车充电需求的控制算法，并研制基于SiC器件的样机模块。相比前代系统，体积减小32.85%，质量降低30.70%。仿真与实验验证了中点电压自恢复能力及...

解读: 该三电平SiC DC-DC变换器技术对阳光电源储能与充电业务具有重要应用价值。中点电压自恢复功能可直接应用于ST系列储能变流器的DC-DC级联架构，解决三电平拓扑中点电位漂移难题，提升系统可靠性。SiC器件应用与高频化设计实现32.85%体积缩减，契合PowerTitan储能系统的高功率密度需求。非...

Xiaojun Deng · Hongliang Wang · Yang Jiang · Xi Gui 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月

针对光伏应用对低成本的需求，已提出八开关三相三电平逆变器及其调制策略，但该策略仅适用于高功率因数工况。本文分析了该拓扑下各电压矢量的无功功率流通能力，提出一种新型虚拟空间矢量调制方法，在每个扇区内定义一个虚拟小矢量，并选用可在全滞后功率因数范围内工作的矢量，从而实现完整的滞后无功调节能力。同时提出一种主动中点电压控制策略，仅需计算一个系数，计算简便，并综合考虑虚拟小矢量引入的中点电压波动与中点电流，可提供正、负及零中点电流，实现全功率因数和调制比下的精确中点电位平衡控制，且无明显直流偏移与交流纹...

解读: 该八开关三电平拓扑及虚拟矢量调制技术对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能变流器具有重要应用价值。相比传统十二开关方案，可降低33%功率器件成本，契合分布式光伏降本需求。所提全滞后无功调节能力可增强电网支撑功能，满足新版并网标准对无功补偿的要求。主动中点电压控制策略计算简便、精度高，可直接应用于SG...