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考虑电热相互作用的电力电子应用高频变压器多物理场数字模型
Multiphysics Digital Model of the High Frequency Transformer for Power Electronics Application Considering Electro-Thermal Interactions
Zhaoxin Wang · Claus Leth Bak · Huai Wang · Henrik Sørensen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
电力电子中的高频变压器（HFT）常处于高频PWM电压与高温的双重应力下。电热耦合效应会加速绝缘老化甚至导致失效。本文提出了一种精确的多物理场建模与仿真方法，对于分析HFT在复杂工况下的性能演变及可靠性评估具有重要意义。
解读: 高频变压器是阳光电源组串式逆变器及储能变流器（如ST系列、PowerTitan）中DC-DC变换环节的核心磁性元件。随着功率密度的提升，磁芯损耗与绕组发热的耦合效应成为制约系统可靠性的瓶颈。该研究提出的多物理场耦合建模方法，可直接应用于阳光电源研发流程中，优化高频变压器的散热设计与绝缘选型，有效降低...
交流滤波用金属化薄膜电容器的加速老化测试与失效机理分析
Accelerated Degradation Testing and Failure Mechanism Analysis of Metallized Film Capacitors for AC Filtering
Bo Yao · Xing Wei · Yichi Zhang · Pedro Correia 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
本文针对风电及牵引系统等工业应用中关键的交流滤波薄膜电容器，填补了其在真实应力条件下老化与失效分析的研究空白。文章通过加速退化测试，深入探讨了金属化薄膜电容器在实际工况下的失效机理，为提升电力电子设备的长期运行可靠性提供了理论依据与数据支撑。
解读: 薄膜电容器是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器、风电变流器以及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中的核心无源器件，其寿命直接决定了整机的可靠性。本文提出的加速老化测试方法和失效机理分析，可直接应用于阳光电源的可靠性实验室，优化电容选型标准与降额设计。建议研发团队结合该研究，...
一种具有宽增益范围和高效率的5kW隔离式高变压比双向CLTC谐振DC-DC变换器
A 5-kW Isolated High Voltage Conversion Ratio Bidirectional CLTC Resonant DC–DC Converter With Wide Gain Range and High Efficiency
Cheng-Shan Wang · Shu-huai Zhang · Yi-feng Wang · Bo Chen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年1月
本文提出了一种新型高变压比（HVCR）双向CLTC谐振DC-DC变换器。该结构基于LLC、串联谐振和CLLC拓扑演变而来。通过引入辅助变压器和额外谐振电容，CLTC谐振变换器能够实现零电压开关（ZVS），在宽增益范围内保持高效率，适用于高压转换应用。
解读: 该研究提出的CLTC拓扑在宽增益范围和高效率方面的优势，对阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack系列PCS）及电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。在储能系统中，电池电压随SOC变化较大，该拓扑能有效提升全功率段的转换效率，降低热损耗。在充电桩领域，该高变压比设计有助于简化系...
用于SiC MOSFET快速短路保护的自适应电流阈值
Adaptive Current Threshold for Rapid Short-Circuit Protection of SiC MOSFETs
Jiahong Liu · Xing Wei · Bo Yao · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
由于碳化硅（SiC）MOSFET的短路耐受时间较短，实现可靠运行需要极快的短路保护。本文提出了一种针对SiC MOSFET的超快短路保护方法。该方法利用转换器运行过程中负载电流连续的特性，实现了自适应电流阈值，从而能够快速识别并响应短路故障，提升功率器件的运行可靠性。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器中大规模应用SiC MOSFET以提升功率密度和效率，器件的短路保护成为提升系统可靠性的核心挑战。该研究提出的自适应短路保护方法，能够有效解决SiC器件耐受时间短的痛点，避免误触发，同时确保在故障发生时实现毫秒级快速关断。建议研发团...
单相无桥PFC拓扑推导与性能基准测试
Single-Phase Bridgeless PFC Topology Derivation and Performance Benchmarking
Zhengge Chen · Pooya Davari · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
本文介绍了推导单相无桥功率因数校正（PFC）拓扑的两种通用方法，并基于不同DC-DC变换器单元配置推导了15种可行的无桥拓扑。文章对现有拓扑进行了回顾，并探讨了潜在的研究方向及组件一致性问题。
解读: 该研究对阳光电源的户用光伏逆变器及电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。无桥PFC拓扑通过减少整流桥导通损耗，能显著提升小功率变换器的效率，符合户用产品对高功率密度和高效率的追求。建议研发团队参考文中的拓扑推导方法，结合SiC/GaN宽禁带器件，优化充电桩及户用逆变器前端AC-DC级的电路设计，以进一...
一种用于变换器级通态电压测量概念的自供电方法
A Self-Power Method for a Converter-Level on-State Voltage Measurement Concept
Yingzhou Peng · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
本文提出了一种针对功率半导体器件的即插即用型变换器级通态电压测量方法。为解决传统测量电路需要外部电源的问题，提出了一种自供电方案，可提供所需的双向低压电源。该测量电路在功率器件状态监测与可靠性评估中具有应用潜力。
解读: 该技术对于提升阳光电源组串式逆变器及PowerTitan储能系统的功率模块健康管理具有重要意义。通过实现通态电压的自供电在线监测，可有效降低复杂电路的辅助电源设计难度，提升系统集成度。建议研发团队关注该技术在IGBT/SiC模块老化监测与故障预警中的应用，将其集成至iSolarCloud平台，实现从...
基于字典学习重构的计算高效动态热建模
Computationally Efficient Dynamic Thermal Modeling Based on Dictionary Learning Reconstruction
Xinyue Zhang · Yi Zhang · Dao Zhou · Xiaohua Wu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
针对功率半导体在长期任务剖面下的热评估需求，本文提出了一种基于字典学习重构的动态热建模新范式。通过正交分解将长期耗散数据转化为有限基脉冲，实现了热估计的计算高效性，为功率器件的可靠性设计与实时热评估提供了有力支持。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能系统）具有极高的应用价值。在逆变器和PCS的长期运行中，功率模块（IGBT/SiC）的热可靠性是决定系统寿命的关键。传统的有限元仿真计算量巨大，难以实现长期任务剖面的实时热监控。该研究提出的字典学习重构方法，能够显著降...
基于小波变换与卷积神经网络的电容参数估计
Capacitor Parameter Estimation Based on Wavelet Transform and Convolution Neural Network
Hongjian Xia · Yi Zhang · Minyou Chen · Dan Luo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文提出了一种基于小波变换和卷积神经网络（CNN）的电容参数估计方法。通过利用小波变换和带通滤波器的非理想特性，高分辨率地提取电容电压中的低频和中频特征，并利用CNN网络实现参数的精确估计。
解读: 电容是光伏逆变器和储能变流器（PCS）中寿命最薄弱的元器件之一，其老化状态直接影响设备的可靠性。该技术通过深度学习实现电容参数的在线监测，可直接集成于iSolarCloud智能运维平台，实现对组串式逆变器、PowerTitan及PowerStack储能系统内部直流母线电容的健康状态（SOH）预警。建...
基于膝点电压的IGBT器件在线结温估计
Online Junction Temperature Estimation for IGBT Devices Through Knee Voltage
Xing Wei · Bo Yao · Yichi Zhang · Yingzhou Peng 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文研究了IGBT在低电流水平（数十至百毫安）下的导通饱和电压，即“膝点电压”，并探讨了其在在线结温评估中的应用。该方法克服了传统离线测试的局限，为电力电子器件的实时热状态监测提供了一种实用的实现方案。
解读: 结温是影响IGBT寿命和可靠性的核心指标。阳光电源的组串式逆变器、PowerTitan及PowerStack储能系统均大量使用高功率IGBT模块，该在线结温估计技术可直接集成于iSolarCloud智能运维平台或逆变器/PCS的控制固件中。通过实时监测器件热应力，可实现更精准的寿命预测（RUL）和主...
PCB过孔与焊盘的热建模及设计优化
Thermal Modeling and Design Optimization of PCB Vias and Pads
Yanfeng Shen · Huai Wang · Frede Blaabjerg · Hui Zhao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
本文探讨了安装在PCB上的微型功率半导体器件的散热问题，重点分析了PCB过孔、铜焊盘及散热器的冷却作用。针对目前半导体厂商及研究人员在PCB热设计建议中存在的不一致与非最优问题，本文提出了优化设计方案，旨在为电力电子工程师提供更准确的热设计指导。
解读: 该研究直接关系到阳光电源全线产品（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统、充电桩等）的核心功率密度提升与可靠性设计。随着功率模块集成度提高，PCB热管理成为限制功率密度的瓶颈。通过优化PCB过孔与焊盘的热设计，可有效降低功率器件（如SiC/IGBT模块）的结温，从而提升产品在极端工况下的寿命与...
基于应变传感的铝电解电容健康指标
A Health Indicator of Aluminum Electrolytic Capacitors Based on Strain Sensing
Bo Yao · Shuai Zhao · Yichi Zhang · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
本文提出了一种基于非侵入式应变传感的铝电解电容（AEC）健康监测新方法。该方法利用电容老化过程中电化学反应导致的内部压力变化，通过测量壳体应变来反映电容的健康状态。实验结果表明，该健康指标对电容老化具有极高的敏感性。
解读: 铝电解电容是阳光电源组串式逆变器、集中式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中的关键易损件，其失效直接影响系统寿命。该研究提出的非侵入式应变传感技术，相比传统的电容值或等效串联电阻（ESR）在线监测方法，具有硬件成本低、不影响主电路拓扑的优势。建议研发团队将其引入i...
一种改进的电感寄生电容模型
An Improved Stray Capacitance Model for Inductors
Zhan Shen · Huai Wang · Yanfeng Shen · Zian Qin 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年11月
本文提出了一种改进的电感寄生电容解析模型。该模型综合考虑了绕组与磁芯中心柱、侧柱及磁轭之间的电容。随着磁芯窗口利用率的提高，后两者在总电容中占比显著增加。文中推导了浮空磁芯/屏蔽层的电位，为高频磁性元件设计提供了理论支撑。
解读: 电感是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan及PowerStack储能变流器中的核心磁性元件。随着功率密度提升和开关频率增加，寄生电容导致的EMI问题及高频损耗日益突出。该模型能更精确地预测电感寄生参数，有助于优化磁性元件设计，减少高频振荡，提升逆变器与PCS的电磁兼容性（EMC）表现。建议研发...
单相逆变器铝电解电容功率损耗简化模型
Simplified Power Loss Model for Aluminum Electrolytic Capacitors in Single-Phase Inverters
Yi Liu · Huai Wang · Meng Huang · Xiaoming Zha 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
本文提出了一种适用于单相逆变器直流母线电容的实用功率损耗简化模型。针对现有模型在处理低频和高频纹波电流时，要么因忽略高频效应而过于简化，要么因解析解过于复杂而难以应用的问题，该模型在保证计算精度的同时大幅简化了分析过程。
解读: 该研究直接关联阳光电源户用光伏逆变器及小型工商业逆变器的核心可靠性设计。铝电解电容是单相逆变器中寿命最薄弱的环节，其热失效直接影响产品质保成本。通过该简化模型，研发团队可在设计阶段更精准地评估电容在复杂工况下的热损耗，从而优化散热设计与寿命预测。建议将其集成至iSolarCloud的设备健康管理模块...
gEOL：一种基于梯度的功率半导体模块寿命终止判据
gEOL: A Gradient-Based End-of-Life Criterion for Power Semiconductor Modules
Yichi Zhang · Yi Zhang · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
本文提出了一种用于功率循环测试中功率半导体模块的基于梯度的寿命终止（EOL）判据。相比于传统的基于绝对值变化的判据（如IGBT通态饱和压降百分比变化），该方法显著提高了测试样本失效周期判定的一致性。
解读: 功率半导体模块（如IGBT）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组件。该研究提出的基于梯度的EOL判据，能更精准地评估功率模块在极端工况下的老化状态，有助于提升公司产品在全生命周期内的可靠性预测精度。建议研发团队将此算法集成至iSolarCloud智能...
考虑实际任务剖面的LED寿命预测方法
A Lifetime Prediction Method for LEDs Considering Real Mission Profiles
Xiaohui Qu · Huai Wang · Xiaoqing Zhan · Frede Blaabjerg 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年11月
LED作为高效长寿命光源，其寿命预测对系统设计与成本竞争力评估至关重要。本文提出了一种基于实际任务剖面的LED寿命预测方法，旨在解决现有寿命数据在复杂工况下预测精度不足的问题，为电力电子系统中的关键元器件可靠性评估提供了参考模型。
解读: 虽然本文研究对象为LED，但其核心方法论——基于实际任务剖面（Mission Profiles）的寿命预测，对阳光电源的逆变器及储能系统具有极高的借鉴价值。阳光电源的组串式逆变器和PowerTitan储能系统在户外复杂环境下运行，受温度、负载波动影响大。建议将该文提出的多物理场寿命建模思路引入到iS...
电力电子变换器可靠性评估中的灵敏度分析
On the Sensitivity Analysis in Reliability Evaluation for Power Electronic Converters
Yubo Song · Pascal A. Schirmer · Peter Schreivogel · Kaichen Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
电力电子变换器在现代电力系统中至关重要，其可靠性设计与运行研究日益迫切。传统研究多将任务剖面映射为热应力与寿命，且局限于稳态场景。本文重点探讨了可靠性评估中的灵敏度分析方法，旨在提升变换器在复杂工况下的设计可靠性与运行寿命预测精度。
解读: 可靠性是阳光电源核心竞争力所在。该文献提出的灵敏度分析方法对于提升组串式逆变器和PowerTitan储能系统的设计鲁棒性具有重要价值。通过量化不同任务剖面（如极端温度、电网波动）对功率模块寿命的影响，研发团队可优化热管理设计与控制策略，降低故障率。建议将该分析方法集成至iSolarCloud智能运维...
基于模块化多电平级联变换器的海上风电场STATCOM不对称无功功率能力研究
Asymmetrical Reactive Power Capability of Modular Multilevel Cascade Converter Based STATCOMs for Offshore Wind Farm
Takaaki Tanaka · Ke Ma · Huai Wang · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年6月
模块化多电平级联变换器（MMCC）作为高压静止同步补偿器（STATCOM），在满足可再生能源发电电网准则方面极具潜力。本文研究了四种MMCC配置在大型海上风电场STATCOM应用中的性能，重点分析了其在正常及电网故障条件下的不对称无功功率支撑能力。
解读: 该研究聚焦于高压STATCOM技术，与阳光电源的风电变流器及大型电网侧储能系统（如PowerTitan系列）的电网支撑能力高度相关。随着海上风电向深远海发展，电网对无功补偿和故障穿越能力要求日益严苛。MMCC拓扑的应用能显著提升系统在高压环境下的电能质量。建议研发团队关注该拓扑在大型风电变流器及电网...
面向中频应用的核心材料特性表征与分析
Application-Oriented Characterization and Analysis of Core Materials Under Medium-Frequency Condition
Ming Yang · Qingxin Yang · Yongjian Li · Zhiwei Lin 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
本文针对中频应用场景，深入研究了锰锌铁氧体和铁基纳米晶合金等典型磁芯材料。中频运行导致的高损耗和散热困难会改变材料的电磁特性。文章通过应用导向的表征方法，分析了温度与频率对材料性能的影响，为电力电子磁性元件的设计与优化提供了理论支撑。
解读: 磁性元件是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）及风电变流器中的核心损耗源。随着功率密度提升，中频化趋势明显，该研究关于磁芯材料在高温下的电磁特性分析，直接指导了公司磁性元件的选型与热设计。建议研发团队利用该研究成果优化PCS磁性元件的损耗模型，结合多物...
基于充电瞬态电压分析的模块化多电平变换器电容状态监测
Capacitor Condition Monitoring for Modular Multilevel Converter Based on Charging Transient Voltage Analysis
Hongjian Xia · Yi Zhang · Minyou Chen · Wei Lai 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
本文提出了一种针对模块化多电平变换器（MMC）电容的状态监测方法。该方法利用瞬态电压信号的小波分解技术，无需依赖特定的调制策略或控制方案，即可有效检测等效串联电阻（ESR）的变化，且计算需求适中。该研究通过仿真和实验验证了其在电机驱动应用中的有效性。
解读: 该技术对于阳光电源的组串式及集中式逆变器，特别是针对大功率、高压等级的储能变流器（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。MMC拓扑在大型储能及高压并网系统中应用广泛，电容作为核心储能元件，其ESR监测直接关系到系统的全生命周期可靠性。通过引入该瞬态电压分析法，阳光电源可在iSolarClou...
基于任务剖面的直流/直流变换器系统级可靠性分析
Mission Profile Based System-Level Reliability Analysis of DC/DC Converters for a Backup Power Application
Dao Zhou · Huai Wang · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年9月
本文探讨了电力电子变换器设计阶段的可靠性分析方法。针对现有方法依赖恒定失效率模型及忽略长期运行工况（任务剖面）的局限性，提出了一种基于任务剖面的系统级可靠性评估框架，旨在满足全生命周期的性能指标要求。
解读: 该研究对于阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及组串式逆变器至关重要。储能PCS作为核心功率变换单元，其在复杂电网环境下的长期可靠性直接影响系统寿命。通过引入任务剖面（Mission Profile）分析，研发团队可更精准地评估IGBT/SiC模块在不同温度、负载波动下...
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