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提升基于IGCT的高功率应用关断性能——第一部分:超低电压下的异常大电流关断模式与安全工作区扩展
Enhancing Turn-Off Performance in IGCT-Based High Power Applications—Part I: Anomalous High Current Turn-Off Mode and Safe Operating Area Expansion at Ultra-Low Voltage
Jiabin Wang · Lvyang Chen · Xiangyu Zhang · Jiapeng Liu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
集成门极换流晶闸管(IGCT)以其低导通压降和高浪涌电流能力著称,但其关断电流能力限制了应用。本文研究了超低电压条件下IGCT的一种异常大电流关断模式。通过理论分析与仿真,揭示了其物理机制,并提出了扩展安全工作区(SOA)的有效方法。
解读: IGCT作为高压大功率器件,在阳光电源的兆瓦级集中式光伏逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)中具有潜在应用价值。虽然目前主流采用IGBT/SiC模块,但随着大功率电力电子设备对更高效率和电流密度的追求,研究IGCT在极端工况下的关断特性有助于优化高压变流器的设计。建议研发团队关注该器件...
一种用于车载电磁探测发射机的注入式阻抗匹配变换器及其折中控制方法
An Injection Circuit Coupling Impedance Matching Converter and Its Compromised Control Method of Automobile-Based Electromagnetic Prospecting Transmitters for Energy Utilization Enhancement
Ying Pang · Yanju Ji · Xinhao Zhang · Yongji Zhu 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
针对车载电磁探测发射机电源容量受限的问题,本文提出了一种注入式阻抗匹配变换器及其控制方法。该方法通过解决非线性方波电压下的无功功率问题,有效提升了能量利用率,填补了该领域在非线性工况下阻抗匹配技术研究的空白。
解读: 该文献探讨的阻抗匹配技术与非线性负载下的功率变换控制,在基础拓扑层面与阳光电源的电力电子变换技术有一定共性。虽然其应用场景(电磁探测)与阳光电源主营的光伏、储能及充电桩业务差异较大,但其核心的阻抗匹配与能量利用率提升思路,可为阳光电源在极端工况下的功率变换器效率优化提供参考。建议研发团队关注其在非线...
基于串联IGCT的双有源桥直流变压器三臂零电压开关梯形调制策略
Trapezoidal Modulation for Three-Arm ZVS in Dual Active Bridge DC Transformer With Series-Connected IGCTs
Yiqing Ma · Biao Zhao · Bin Cui · Xueteng Tang 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
本文提出了一种改进的梯形调制(ITM)策略,旨在实现基于串联器件的直流变压器中三个桥臂的零电压开关(ZVS)。通过引入辅助移相角,解决了轻载和空载条件下桥臂1、2和4难以实现ZVS的难题,并优化了电流应力。
解读: 该技术主要针对高压大功率DC-DC变换场景,对于阳光电源的PowerTitan系列大型储能系统及集中式光伏逆变器中的高压直流变换环节具有重要参考意义。随着储能系统向更高直流电压等级(如1500V及以上)演进,串联器件技术及ZVS软开关策略能有效降低开关损耗,提升系统效率与功率密度。建议研发团队关注该...
一种基于IGCT串联的直流变压器及其最小回流功率注入准零开关损耗调制技术
An IGCT-Series-Based DC Transformer With Quasi-Zero Switching Loss Modulation by Minimum Backflow Power Injection
Yiqing Ma · Biao Zhao · Bin Cui · Xueteng Tang 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
本文提出了一种基于IGCT串联的直流变压器(IGCT-series-DCT)及准零开关损耗调制技术,旨在实现单模块DCT直接接入中压直流配电网。通过IGCT直接串联,DCT具备了中压端口,并有效抑制了缓冲电容的浪涌电流,提升了变换效率与功率密度。
解读: 该技术对于阳光电源的中压直流接入及大型储能系统(如PowerTitan系列)具有重要参考价值。随着直流电网和光储直柔技术的发展,中压直流变换器是实现高压直流汇集的核心。IGCT串联技术相比传统的IGBT多电平方案,在更高电压等级下具有更低的导通损耗和更强的通流能力,有助于提升大型储能PCS的功率密度...
具备纳秒级反向恢复与强浪涌电流能力的1.37 kV/12 A NiO/β-Ga2O3异质结二极管
1.37 kV/12 A NiO/β-Ga2O3 Heterojunction Diode With Nanosecond Reverse Recovery and Rugged Surge-Current Capability
Hehe Gong · Feng Zhou · Weizong Xu · Xinxin Yu 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
本文展示了一种NiO/Ga2O3 p-n异质结二极管(HJD),在实现快速反向恢复特性与强浪涌电流承受能力之间取得了优异平衡。该器件通过双层p-NiO结构设计,在1.37 kV的高压下表现出优异的动态性能与可靠性,为氧化镓功率电子技术的发展提供了重要参考。
解读: 氧化镓(Ga2O3)作为超宽禁带半导体,在未来高压、高效率功率变换领域具有巨大潜力。对于阳光电源而言,该技术目前处于前沿研究阶段,短期内主要影响组串式逆变器及PowerTitan储能变流器(PCS)中功率模块的选型演进。虽然目前SiC和GaN是主流,但Ga2O3在耐压和成本方面具备长期替代优势。建议...
基于离散空间矢量调制
DSVM)的T型三相三电平变换器低复杂度有限控制集模型预测控制
Yong Yang · Huiqing Wen · Mingdi Fan · Xinan Zhang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年1月
本文提出了一种针对T型三相三电平变换器的低复杂度有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)方法。该方法基于离散空间矢量调制(DSVM),通过构建48个虚拟电压矢量,显著提升了T型变换器的控制性能,同时降低了计算复杂度,为高性能电力电子变换器的控制提供了新思路。
解读: 该技术直接应用于阳光电源的核心产品线——组串式光伏逆变器及储能变流器(PCS)。T型三电平拓扑是阳光电源中大功率逆变器的主流方案,通过引入基于DSVM的低复杂度FCS-MPC算法,可以在不增加硬件成本的前提下,有效提升逆变器的动态响应速度和输出电能质量,并降低开关损耗。建议研发团队评估该算法在Pow...
具有98.5%转换效率和百万次过压耐受能力的1.95-kV斜面台面NiO/β-Ga2O3异质结二极管
1.95-kV Beveled-Mesa NiO/β-Ga2O3 Heterojunction Diode With 98.5% Conversion Efficiency and Over Million-Times Overvoltage Ruggedness
Feng Zhou · Hehe Gong · Weizong Xu · Xinxin Yu 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年2月
氧化镓(Ga2O3)功率二极管的发展受限于系统级应用性能评估与可靠性验证的缺失。本文通过将斜面台面NiO/Ga2O3 p-n异质结二极管(HJD)应用于500W功率因数校正(PFC)电路,验证了其在高压环境下的优异性能与可靠性,为该器件的商业化进程提供了关键支撑。
解读: 氧化镓作为超宽禁带半导体,在提升功率密度和耐压水平方面具有巨大潜力。对于阳光电源而言,该技术若实现商业化,可显著优化组串式逆变器及户用储能系统中的PFC级电路效率,进一步缩小功率模块体积。建议研发团队持续关注其在高温、高压下的长期可靠性表现,评估其在未来高压光伏系统及下一代高密度储能变流器(PCS)...
一种基于IGCT和中频隔离的1.5 kV/30 kV/10 MW串联谐振直流变压器及其在光伏直流汇集中的应用
A 1.5 kV/30 kV/10 MW Series Resonant DC Transformer Based on IGCT and Medium Frequency Isolation for Solar-PV DC Collection Application
Yiqing Ma · Biao Zhao · Bin Cui · Jialiang Hu 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
本文提出并实现了一种用于光伏直流汇集系统的1.5 kV/30 kV/10 MW串联谐振直流变压器(IGCT-SRDCT)。该方案利用集成门极换流晶闸管(IGCT)提升输入电流能力,并通过二极管串联缓冲电容及级联结构,将输出电压提升至30 kV,实现了高效的中频隔离与直流电压变换。
解读: 该技术对于阳光电源的大型地面光伏电站及直流汇集方案具有重要参考价值。随着光伏电站向更高电压等级(如1500V及以上)发展,直流汇集技术能显著降低线损并提升系统效率。IGCT作为高压大功率器件,在MW级直流变压器中的应用,可为阳光电源的集中式逆变器及未来直流输电架构提供技术储备。建议研发团队关注其在高...
具有纳秒级开关特性和鲁棒过压能力的1.2 kV/25 A增强型P-N结/AlGaN/GaN HEMT
1.2 kV/25 A Normally off P-N Junction/AlGaN/GaN HEMTs With Nanosecond Switching Characteristics and Robust Overvoltage Capability
Feng Zhou · Weizong Xu · Fangfang Ren · Yuanyang Xia 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年1月
本文提出了一种基于P-N结栅极结构的1.2 kV/25 A增强型GaN HEMT。该器件具备18.2 V的栅极击穿电压和1.7 V的正阈值电压,提供了宽广的栅极偏置窗口。实验表明,该器件在10 V栅极驱动电压下表现出优异的纳秒级开关特性和极强的过压耐受能力,为高压功率转换应用提供了新方案。
解读: 该技术对阳光电源的功率电子产品线具有重要意义。1.2 kV/25 A的增强型GaN器件在高频化、小型化方面优势显著,特别适用于户用光伏逆变器及小型化储能变流器(PCS)的功率级设计。其高栅极击穿电压提升了驱动电路的可靠性,有助于降低系统损耗并提高功率密度。建议研发团队关注该器件在高频DC-DC变换器...
具有5.18 GW/cm²创纪录巴利加优值
BFOM)的2.41 kV垂直结构P-NiO/n-Ga2O3异质结二极管
Yuangang Wang · Hehe Gong · Yuanjie Lv · Xingchang Fu 等14人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
本文展示了采用复合终端结构(p-NiO结终端扩展JTE和小角度斜角场板BFP)的高性能p-NiO/β-Ga2O3异质结二极管。通过引入p-NiO JTE结构,器件击穿电压从955V提升至1945V,结合BFP技术进一步实现了2.41kV的击穿电压及5.18 GW/cm²的巴利加优值,展现了氧化镓器件在高压功率电子领域的巨大潜力。
解读: 氧化镓(Ga2O3)作为超宽禁带半导体,其理论击穿场强远超SiC和GaN,是未来高压功率器件的重要演进方向。对于阳光电源而言,该技术若实现产业化,将显著提升组串式光伏逆变器和PowerTitan系列储能变流器(PCS)的功率密度与效率,并降低散热系统成本。建议研发团队持续跟踪氧化镓材料的晶圆制备工艺...
氟化协同调控Na2FePO4F正极晶格与界面以提升钠离子存储性能
Fluorination-enabled synergistic engineering of lattice and interface in Na2FePO4F cathode for enhanced sodium-ion storage
Xi Zhou · Ze-Rong Deng · Lu-Lu Zhang · Biao-Yang Li 等8人 · Applied Physics Letters · 2026年2月 · Vol.128
本文提出氟化协同工程策略,同步优化Na2FePO4F正极的晶格结构与界面特性:拓宽Na+迁移通道、强化Fe–F键、构建缺陷富集界面,显著提升钠离子扩散动力学、结构稳定性和界面电荷转移能力,实现优异倍率性能(5 C下80.2 mAh g⁻¹)和长循环稳定性(200次后容量保持率89.3%)。
解读: 该研究面向钠离子电池正极材料的本征改性,直接支撑阳光电源在新型电化学储能系统(如PowerTitan、ST系列PCS适配的钠电方案)中的材料兼容性升级与性能边界拓展。氟化协同设计可指导BMS对钠电SOC/SOH的高精度建模,并为PCS提供更宽温域、更高倍率的钠电接口参数依据。建议阳光电源在用户侧储能...
真空断路器重燃过电压对海上风电场并联电抗器绝缘累积效应的研究
Cumulative Effect of Reignition Overvoltage Caused by Vacuum Circuit Breaker on Shunt Reactor Insulation in Offshore Wind Farm
Zhi Zheng · Yunzheng Chen · Xiao Zhong · Qingchuan Fan 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年2月
在海上风电场中,真空断路器频繁开断并联电抗器时会产生显著的重燃过电压累积效应。基于电磁暂态程序建立了包含分布参数电抗器模型和考虑电弧重燃的断路器模型,结合波导理论分析了绕组上的电压分布,并探讨了重燃次数对电压振荡的影响。基于绝缘击穿U-N曲线提出了过电压累积效应强度的评估方法,结果表明绝缘薄弱点通常位于绕组中部。对比了三种过电压抑制措施对累积效应的削弱效果,并提出了设备选型建议以防范过电压及其累积危害。
解读: 该研究对阳光电源海上风电储能系统和PowerTitan大型储能系统具有重要参考价值。在海上风电场储能配置中,真空断路器频繁开断并联电抗器产生的重燃过电压累积效应会威胁设备绝缘安全。研究提出的基于U-N曲线的累积效应评估方法和过电压抑制措施,可直接应用于ST系列储能变流器的电网接口设计,优化断路器选型...
用于高温碳化硅功率器件的薄膜封装解决方案
Thin-Film Encapsulation Solution for High-Temperature SiC Power Devices
Rong Zhang · Zexin Liu · Kangyong Li · Li Fang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
像碳化硅(SiC)这样的宽带隙半导体能够在250°C以上的温度下工作。然而,目前的封装材料无法在175°C以上的温度下工作,这使得碳化硅器件的高温(≥250°C)封装仍然是一项挑战。本文介绍了一种创新的碳化硅功率器件高温封装方案,该方案采用了多层聚对二甲苯HT/Al₂O₃复合薄膜(MPACF)。通过采用交叉堆叠的有机聚对二甲苯HT和无机Al₂O₃多层结构,阻断了外部水分和氧气在高温下到达碳化硅芯片的路径,降低了水分/氧气接触的风险,并避免了与传统有机封装材料相关的热氧化过程。在用硅烷偶联剂进一步...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项SiC功率器件高温薄膜封装技术具有重要的战略价值。当前我们的光伏逆变器和储能变流器产品大量采用SiC功率器件以提升效率和功率密度,但传统封装材料175°C的温度限制严重制约了SiC器件在250°C以上高温环境的性能发挥,这在高功率密度设计和极端气候条件下尤为突出。 该...
基于阻尼复用的逆变器拓扑重构方法用于宽带谐振抑制
A Damping‐Reuse‐Based Inverter Topology Reconfiguration Method for Wideband Resonance Suppression
Rong Li · Yonggang Li · Jianwen Li · Chengjia Bao 等5人 · IET Power Electronics · 2026年2月 · Vol.19
针对配电网中电力电子设备增多引发的宽频谐振失稳问题,本文提出一种阻尼复用型逆变器拓扑重构方法。通过RLC支路建模与端口阻抗重塑,结合主动模块等效实现无损阻尼增强,在不增加硬件成本和有功损耗前提下,有效抑制多模态及新引入谐振峰。
解读: 该方法高度契合阳光电源组串式逆变器(如SG系列)、ST系列储能变流器及PowerTitan系统在弱电网/高比例新能源场景下的宽频振荡抑制需求。其拓扑重构思想可嵌入现有DSP/FPGA控制层,无需外加阻尼器件,直接提升iSolarCloud平台对谐振事件的主动防御能力。建议优先在工商业光储项目及构网型...
基于电力电子辅助有载分接开关的Sen变压器暂态建模与换流逻辑分析
Transient modeling and switching logic analysis of a power-electronic-assisted OLTC based Sen transformer
Wei Li · Song Han · Xi Guo · Shufan Xi 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378
本文提出了一种基于电力电子辅助有载分接开关(POLTC)的Sen变压器(POST)的暂态模型及其换流逻辑分析方法。首先,建立了一种考虑晶闸管反向恢复过程(RRP)的晶闸管开关模型。进一步地,通过将所提出的考虑RRP的晶闸管开关模型与考虑多绕组耦合(MWC)效应的Sen变压器(ST)暂态模型相结合,构建了POST的完整暂态模型。其次,根据POLTC的拓扑结构建立了基本换流逻辑。第三,利用所提出的暂态模型对POLTC的换相重叠角(COA)和短路电流(SCC)进行了评估。最后,通过分析不同功率因数条件...
解读: 该POLTC晶闸管换流技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要参考价值。文中提出的晶闸管反向恢复过程建模方法可优化我司PCS功率器件开关策略,换相重叠角分析有助于降低储能系统并网切换时的短路电流冲击。最优开关角选择方法可应用于GFM/GFL控制模式切换,提升不同功率因数下的...
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