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混合封装SiC功率模块中寄生电容对传导EMI及开关损耗的综合分析与优化
Comprehensive Analysis and Optimization of Parasitic Capacitance on Conducted EMI and Switching Losses in Hybrid-Packaged SiC Power Modules
Yifan Zhang · Yue Xie · Cai Chen · Xinyue Guo 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
宽禁带（WBG）器件的高开关速度为功率模块发展带来突破，但寄生参数在高频切换下加剧了功率损耗与电磁干扰（EMI）问题。本文提出了一种具有超低寄生参数的1200V/24A SiC半桥功率模块，旨在优化开关性能并抑制EMI。
解读: 该研究直接服务于阳光电源核心产品线的技术迭代。随着公司组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统向更高功率密度和更高开关频率演进，SiC器件的应用已成必然。通过优化功率模块的寄生电容，不仅能显著降低开关损耗，提升整机效率，还能有效解决高频化带来的EMI合规性难题，降低滤波器设计...
磁控管直流-直流隔离电源的设计与高效率优化
Design and Optimization of a Magnetron DC–DC Isolated Power Supply With High Efficiency
Junkun Zhang · Bing Gao · Zhixing He · Lei Wang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
本文针对微波工业中磁控管应用，提出了一种输入并联输出串联（IPOS）的模块化高隔离谐振变换器。针对高隔离变压器带来的寄生电容问题，分析了其对关断电流、死区时间及增益的影响，并提出了相应的优化设计方案以提升系统效率。
解读: 该文章研究的高隔离DC-DC变换器及寄生参数优化技术，在电力电子拓扑层面具有通用参考价值。虽然磁控管电源非阳光电源核心业务，但其IPOS模块化架构与高隔离变压器设计思路，可为阳光电源在超高压光伏逆变器（如1500V/2000V系统）的辅助电源设计，以及PowerTitan等大型储能系统中的高压隔离D...
一种用于电力牵引系统逆变器输出过流故障诊断的事件集模式识别方法
An Event Set Mode Recognition Method for Fault Diagnosis of Inverter Output Overcurrent in Electric Traction System
Qiang Ni · Zhikai Chen · Aiyu Gu · Yang Meng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
逆变器输出过流（IOO）是电力牵引系统中的常见异常，会导致系统停机及维护需求。为提升维护效率与智能化水平，本文提出了一种事件集模式识别方法，用于追踪过流故障的根源，从而实现精准的故障诊断与运维优化。
解读: 该研究提出的事件集模式识别方法在故障溯源和智能化运维方面具有极高参考价值。阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan储能系统在复杂工况下同样面临过流保护挑战，引入此类基于事件模式的诊断算法，可显著提升iSolarCloud平台的故障预警准确率，减少误报，实现从“被动维修”向“主动运维”的转型。建议...
高温存储应力
HTSS）对高压4H-SiC结势垒肖特基二极管退化的影响
Shuai Yang · Yuming Zhang · Qingwen Song · Xiaoyan Tang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年3月
本文研究了高温存储应力（HTSS，高达275°C）对高压4H-SiC结势垒肖特基（JBS）二极管在空气环境下的热稳定性影响。通过详细分析HTSS测试后二极管电参数的漂移，揭示了其退化机制，为宽禁带半导体器件的长期可靠性评估提供了重要参考。
解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品（如组串式光伏逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器）中SiC功率模块的可靠性。随着公司产品向高功率密度、高工作温度方向迭代，SiC JBS二极管在极端环境下的退化机制研究至关重要。建议研发团队参考该HTSS测试方法，建立SiC器件的长期热应力失效模型，优化...
11.1 kW无线电能传输线圈的纳米晶损耗与热管理：一种新型频率相关优化方法
Nanocrystalline Power Loss and Thermal Mitigation for 11.1 kW Inductive Power Transfer Pads: A Novel Frequency-Dependent Optimization
Runtian Dou · Yongjian Li · Xian Zhang · Qingxin Yang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
纳米晶材料因高损耗和热稳定性问题常被认为不适用于无线电能传输（IPT）系统。本文提出了一种针对高功率密度IPT系统纳米晶磁芯的频率相关优化方法，旨在降低磁芯损耗并改善热性能，验证了纳米晶在IPT应用中的可行性。
解读: 该研究关注高频磁性材料的损耗优化与热管理，对阳光电源的电动汽车充电桩业务具有参考价值。虽然目前主流充电桩以有线传导式为主，但无线充电技术是未来智能交通的重要补充。该论文提出的频率相关优化方法及多物理场热仿真手段，可迁移至阳光电源现有充电桩模块的功率密度提升与散热设计中。此外，对于储能系统（如Powe...
基于三端口变换器的单相双向AC-DC变换器：减少功率处理级数并提高整体效率
Three-Port-Converter-Based Single-Phase Bidirectional AC–DC Converter With Reduced Power Processing Stages and Improved Overall Efficiency
Hongfei Wu · Lei Zhu · Fan Yang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年12月
本文提出了一种用于储能应用的三端口变换器（TPC）架构。该变换器集成了直流母线、直流输入和交流端口，实现了电池与电网间的高效能量交换。通过减少功率处理级数，该拓扑有效提升了系统整体转换效率，特别适用于电池电压低于交流电压峰值的储能场景。
解读: 该技术对阳光电源的户用储能系统（如Residential Storage系列）及小型工商业储能产品具有重要参考价值。通过三端口拓扑减少功率变换级数，可直接降低硬件成本、减小体积并提升整机效率，这与阳光电源追求高功率密度和高效率的产品战略高度契合。建议研发团队评估该拓扑在低压电池接入场景下的损耗特性，...
电磁脉冲诱导的GaN HEMT功率放大器失效分析
Electromagnetic Pulse Induced Failure Analysis of GaN HEMT Based Power Amplifier
Lei Wang · Changchun Chai · Tian-Long Zhao · Feng Wei 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文揭示了基于商用GaN HEMT的功率放大器（PA）模块在注入高功率电磁脉冲（EMP）后的性能退化及物理失效机制。通过系统性的阶梯脉冲注入实验，监测S参数等关键指标，确定了PA模块的退化与失效阈值。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及微型逆变器中对高功率密度要求的提升，GaN器件的应用潜力巨大。本文探讨的电磁脉冲（EMP）诱导失效机制，对提升公司功率模块在复杂电磁环境下的鲁棒性具有参考价值。建议研发团队关注宽禁带半导体在极端环境下的可靠性边界，优化驱动电路的抗干扰设计，以确保在iSolarCloud...
一种基于MCT大功率半导体器件的新型30 MW固态脉冲功率发生器
A Novel 30 MW Solid-State Pulsed Power Generator Based on MCT High-Power Semiconductor Device
Yingjiang He · Rongrong Tan · Wendong Wang · Xiangyu Liu 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
全固态脉冲功率发生器因模块化、小型化及长寿命等优势在国防与民用领域应用广泛。固态开关是其核心组件。本文旨在解决IGBT功率容量限制及SiC MOSFET在高压大电流应用中的瓶颈，提出了一种基于MCT（MOS控制晶闸管）器件的新型30 MW固态脉冲功率发生器设计方案。
解读: 该文献探讨的MCT器件及大功率脉冲发生技术，主要面向高压、高功率密度及高脉冲电流场景，与阳光电源现有的光伏逆变器、PowerTitan储能系统等主流产品在应用场景上有显著差异。目前阳光电源的功率器件选型主要集中在IGBT和SiC MOSFET，以满足高频、高效的并网需求。建议关注该技术在特种电源或未...
具有电压平衡能力的宽电压范围RMS电流优化控制的DAB变换器在线数字实现
Online Digital Implementation of Wide Voltage Range RMS-Current-Optimized Control With Voltage Balancing Capability for DAB Converter
Jiangpeng Yang · Zeliang Shu · Tianxiang Wang · Shibiao Xiang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
双有源桥（DAB）变换器广泛应用于具有宽输入电压特性的可再生能源系统中。不当的占空比会导致电感均方根（RMS）电流增大，从而降低效率。本文提出了一种面向效率优化的三移相（OTPS）方案，旨在降低DAB变换器的电感RMS电流，并实现电压平衡控制。
解读: DAB变换器是阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及光储一体化产品中DC-DC变换级的核心拓扑。该文献提出的OTPS优化方案能显著降低电感RMS电流，直接提升储能变流器（PCS）在宽电压范围下的转换效率，对于提升系统整体能效、降低散热压力具有重要意义。此外，该方案具备...
一种基于新型柔性晶闸管开关模块的交流斩波器，用于可再生能源VSC-HVDC输电系统
A Novel Flexible Thyristor Switch Modules Based AC Chopper for the Renewable Energy VSC-HVDC Transmission System
Sihang Wu · Jipei Yang · Xiangxi Mu · Liantao Jiang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
可再生能源VSC-HVDC系统应用前景广阔，交流斩波器（ACC）是实现系统故障穿越（FRT）的核心设备。传统ACC由多个三相耗能阀组成，存在晶闸管数量多、占地面积大及控制复杂等问题。本文提出一种新型柔性晶闸管开关模块，旨在优化ACC结构，提升系统在电网故障下的稳定性与可靠性。
解读: 该技术主要针对高压直流输电及大规模可再生能源并网的故障穿越（FRT）问题。对于阳光电源而言，该研究在提升大型地面光伏电站及大型储能电站（如PowerTitan系列）在弱电网或复杂电网环境下的并网稳定性方面具有参考价值。新型晶闸管模块化设计有助于优化PCS系统的功率密度和散热布局，降低系统体积。建议研...
一种用于直流侧有源谐波注入电路的串联12脉波整流器交流谐波抑制的鲁棒负载适应方法
A Robust Load Adaptability Method to Suppress AC Harmonic for Series-Connected 12-Pulse Rectifier With DC Side Active Harmonic Injection Circuit
Ruidong Sun · Guohong Zeng · Buyu Yang · Luoqi Wu 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
针对多脉波整流器直流侧谐波抑制方法仅适用于大电感负载的问题，本文提出了一种新型有源谐波注入电路（AHIC），用于串联12脉波整流器。该方法在非理想感性负载条件下，能有效降低输入电流的总谐波失真（THD），提升电能质量。
解读: 该技术主要针对工业大功率整流领域，通过有源谐波注入改善电能质量。虽然阳光电源的核心业务集中在光伏逆变器、储能PCS及风电变流器，其拓扑多为基于IGBT/SiC的电压源型逆变器（VSI），而非传统的12脉波整流器，但该文提出的有源谐波注入思想（AHIC）在提升电网侧电能质量、降低谐波含量方面具有参考价...
一种具有空间节省耦合结构的新型混合无线电能传输系统设计与分析
Design and Analysis of a New Hybrid Wireless Power Transfer System With a Space-Saving Coupler Structure
Xingran Gao · Chunhua Liu · Hong Zhou · Wenshan Hu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
本文提出了一种新型混合无线电能传输（HWPT）系统，通过将感应式（IPT）线圈嵌入金属框架内，将电容耦合板简化为单框架结构，实现了紧凑的耦合器设计，有效节省了空间并提升了功率传输密度。
解读: 该技术通过集成化设计提升了无线电能传输的功率密度，对阳光电源的电动汽车充电桩业务具有前瞻性参考价值。随着大功率无线充电技术的演进，这种紧凑型耦合器结构有助于优化充电桩的体积与成本。建议研发团队关注该拓扑在未来高功率密度充电模块中的应用潜力，特别是针对电动汽车无线充电场景，探索其与现有充电桩产品线在功...
考虑跨季节钻孔热能储存的混合可再生能源-CCHP系统容量优化规划
Optimal Capacity Planning of Hybrid Renewable Energy - CCHP System Considering Inter Seasonal Borehole Thermal Energy Storage
Yuan Du · Yixun Xue · Lei Chen · Mohammad Shahidehpour 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年5月
冷热电三联供（CCHP）系统能源利用效率高，通常超过80%。然而，传统CCHP依赖微型燃气轮机，导致碳排放问题。本文设计了一种混合可再生能源-CCHP系统，电力负荷由光伏与风电提供，冷热负荷通过热泵电转热满足。针对可再生能源的季节性波动，引入钻孔热能储存（BTES），将夏季多余能量储于地下供冬季使用。构建了基于决策相关不确定性的两阶段鲁棒优化模型，并采用改进的Benders分解算法求解。通过中国鄂尔多斯实际案例验证方法有效性，分析了BTES集成、不确定性预算及可再生能源比例的影响。
解读: 该混合可再生能源-CCHP系统与阳光电源多产品线深度契合。钻孔热能储存（BTES）的跨季节储能理念可启发ST系列储能系统开发长周期储能解决方案，突破现有电化学储能的时长限制。两阶段鲁棒优化模型可直接应用于PowerTitan大型储能系统的容量配置优化，提升光伏-风电-储能混合系统的经济性。热泵电转热...
双侧零回流功率、最小环流电流及宽范围ZVS的优化与调制——基于宽电压增益五电平NPC-DAB谐振变换器
Optimization and Modulation for Dual-Side Zero Backflow Power, Minimum Tank Current, and Wide-Range ZVS in a Wide-Voltage Gain Five-Level NPC-DAB Resonant Converter
Song Hu · Lei Han · Chuan Sun · Xiaodong Li 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
中点钳位（NPC）结构适用于高电压、高功率场合，但在传统调制策略下，其在宽电压增益和轻载时易出现高回流功率与低效率问题。本文提出一种优化的非对称移相调制策略，应用于五电平NPC双有源桥谐振变换器（5L-NPC-DABRC），可实现变压器双侧回流功率完全消除、全开关器件宽范围零电压开通（ZVS）及近似最小有效电流，显著降低开关与导通损耗。通过600 W实验样机验证了拓扑与调制策略的有效性，全功率范围内性能优异，相比现有调制方法在不同负载下均表现出更高效率。
解读: 该五电平NPC-DAB谐振变换器的优化调制技术对阳光电源储能与充电产品具有重要应用价值。其双侧零回流功率与宽范围ZVS特性可直接应用于ST系列储能变流器的DC-DC隔离级，解决宽电压增益场景（200-1000V电池侧与1500V直流母线）下的轻载低效问题，提升PowerTitan系统全工况效率。在新...
一种改进的无模型预测电流控制方法以抑制逆变器非线性和PMSM驱动系统的参数时变性
Improved Model-Free Predictive Current Control for Suppressing Inverter Nonlinearity and Parametric Time-Varying of PMSM Drive Systems
Xiaodong Sun · Zhihui Huang · Zebin Yang · Gang Lei 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年3月
为提高永磁同步电机（PMSM）驱动系统的控制性能，提出一种基于扩展状态观测器（ESO）、具备电压源逆变器（VSI）非线性补偿功能的改进型无模型预测电流控制方法。首先，介绍一种基于永磁同步电机驱动系统扩展状态观测器的改进型无模型预测电流控制（MFPCC）方法，该方法无需电机参数，且调参工作较少。然后，提出一种电压源逆变器非线性补偿方法，以减少三相桥式电压源逆变器中因加入死区时间而导致的电流畸变。通过在仿真中进行调整获得近似参数，再将其应用于实验中进一步微调。将基于扩展状态观测器的无模型控制与电压源...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于扩展状态观测器的改进无模型预测电流控制技术具有重要的应用价值。该技术针对永磁同步电机驱动系统提出的控制策略，与我司在储能变流器、光储一体化系统以及电动汽车充电设备中广泛应用的电机控制技术高度相关。 技术的核心价值在于两个方面：首先，无模型预测控制摆脱了对电机参数的...
用于波浪能转换的直线-旋转磁场调制发电机分析
Analysis of A Linear-Rotary Magnetic Field Modulation Generator for Wave Energy Conversion
Yuan Li · Lei Huang · Hui Yang · Minshuo Chen 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年6月
为解决波浪能转换器（WEC）速度低导致的“功率/体积”比或“功率/成本”比低的问题，提出了一种直线-旋转磁场调制发电机（LMFMG）。介绍了LMFMG的三维结构和工作原理。计算了磁齿轮螺杆的气隙磁密，以验证磁场调制原理和增速机制。经过对比分析，给出了LMFMG的优化参数和输出参数。计算了旋转发电机的反电动势、损耗和效率。通过磁场调制，所提出的LMFMG可将0.5 m/s的直线运动转换为10000 rpm的高速旋转运动。与现有WEC相比，所提出的LMFMG具有更高的“功率/体积”比和“功率/成本”...
解读: 从阳光电源的新能源业务布局来看，这项线性-旋转磁场调制发电机技术为公司在海洋能源领域的拓展提供了重要参考价值。该技术通过磁场调制机制，将0.5m/s的低速线性运动转换为10000rpm的高速旋转运动，有效解决了波浪能转换装置长期面临的"功率密度低"和"成本效益差"的核心痛点，这与阳光电源在光伏逆变器...
多兆赫谐振感应式无线功率传输的设计考虑
Design Considerations for Multimegahertz Resonant Inductive Power Transfer
Lei Gu · Victor Gao · Aobo Yang · Tuofei Chen 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
兆赫频率下的感应式无线功率传输有望实现紧凑且低成本的电力传输。然而，由于高频电路对寄生参数敏感，此类系统在直流-直流效率上普遍低于传统低频系统。本文系统分析了串联-串联、串联-并联、并联-串联和并联-并联等补偿拓扑的权衡，并提出在多兆赫设计中考虑半导体器件寄生参数以提升传输效率的方法。通过构建三套300 W的系统验证所提方法，交流-交流效率均超96%。最终实现6.78 MHz、1.7 kW输出、直流-直流效率达95.7%的原型系统。
解读: 该多兆赫无线功率传输技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。文中提出的6.78MHz高频谐振技术可直接应用于车载OBC充电机和无线充电桩开发，实现95.7%直流效率的紧凑型无线充电方案。四种补偿拓扑的系统分析及寄生参数优化方法，可指导阳光电源在SiC/GaN高频器件应用中降低开关损耗。该技术...
基于4H-SiC MOSFET的ANN建模用于极端温度应用的SiC放大器设计与验证
Design and Verification of SiC Amplifiers for Extreme Temperature Applications Based on ANN Modeling of 4H-SiC MOSFETs
Wenhao Yang · Yuyin Sun · Mengnan Qi · Shikai Sun 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月
本研究提出了一种基于高精度人工神经网络（ANN）的碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）建模框架，该框架在较宽的温度范围（27 °C - 500 °C）内实现了误差小于1.2%的高精度建模。所开发的模型可对碳化硅集成电路进行可靠的SPICE仿真，有助于高温模拟电路的设计和实验验证。采用pMOS电流源负载的单级共源（CS）放大器在500 °C时的最大低频增益达到25.5 dB，而两级放大器在500 °C时可实现52.5 dB的增益，单位增益带宽（UGBW）为220...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于人工神经网络的SiC MOSFET建模技术具有重要的战略价值。该研究实现了27°C至500°C宽温度范围内误差小于1.2%的高精度器件模型，为极端环境下的功率电子应用提供了可靠的设计工具。 对于光伏逆变器和储能系统而言，该技术的核心价值体现在三个层面：首先，高温工...
一种三电平伪图腾柱PFC整流器家族及其拓扑推导方法
A Family of Three-Level Pseudo Totem-Pole PFC Rectifiers with Derivation Methods
Hui Ma · Jiaxing Yang · Liping Fan · Kun Xiang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
本文提出了四种功率因数校正（PFC）整流器拓扑推导方法：级联推导、等效工作模式推导、镜像变换和冗余变换，并以伪图腾柱（PTP）PFC为例详细阐述了各推导过程。基于此，提出了一类新型三电平PFC整流器家族，称为三电平PTP整流器（TLPR），共包含五个电路。文中详细分析了TLPR-I的工作原理，总结了其余四种电路的开关脉冲与关键仿真波形，并设计了适用于该类拓扑的三电平调制方法。此外，对比了五种电路的开关器件数量、元件应力、性能及损耗。最后，通过三台1kW样机实验验证了所提TLPR拓扑及推导方法的正...
解读: 该三电平PFC整流器拓扑推导方法对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，三电平PTP拓扑可降低开关应力、提升效率，适配1500V高压储能系统；在车载OBC充电机领域，高功率密度的三电平PFC方案可优化充电效率与EMI性能；在充电桩AC-DC整流环节，该拓扑族可实现更低THD与更...
考虑珀尔帖效应和汤姆逊效应的4H-SiC GTO晶闸管改进热模型
Modified Thermal Model Considering Peltier Effect and Thomson Effect for 4H-SiC GTO Thyristors
Zihan Zhang · Lei Yuan · Yang Liu · Bo Peng 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月
碳化硅（SiC）门极可关断晶闸管（GTO）具有高电流密度、高阻断电压、高开关频率和优异的热阻等特点，非常适合作为脉冲功率系统中的脉冲开关。然而，其可靠性仍然是一个亟待关注的关键问题。目前关于SiC GTO热失效机制的研究有限，部分原因是忽略了p - n结电压对热分布的影响。在本研究中，对热力学模型中的塞贝克系数（S）进行了修改，首次考虑了4H - SiC GTO中由塞贝克效应引起的、以往被忽略的珀尔帖热和汤姆逊热。仿真分析表明，修改后的模型能更精确地捕捉到GTO阳极下方的局部热集中现象。修改后的...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于4H-SiC GTO晶闸管热模型优化的研究具有重要的战略参考价值。作为全球领先的新能源设备制造商，我们在光伏逆变器、储能变流器等核心产品中大量应用功率半导体器件，而SiC器件正是我们实现高功率密度、高效率产品设计的关键技术路径。 该研究首次在热模型中引入Pelti...
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