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利用分绕组配置降低共模噪声的非隔离DC-DC变换器
Non-Isolated DC-DC Converters With Low Common-Mode Noise by Using Split-Winding Configuration
Lihong Xie · Xibo Yuan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年1月
非隔离DC-DC变换器中的共模(CM)噪声主要由高dv/dt节点产生的位移电流及寄生电容引起,易导致电磁干扰(EMI)。本文提出了一种通过分绕组配置来抵消CM噪声的方法,旨在降低原始噪声水平并减小EMI滤波器的体积,从而提升变换器的功率密度与电磁兼容性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式光伏逆变器及储能PCS产品具有重要价值。随着功率密度提升,高频开关带来的EMI问题日益突出,传统滤波器体积大且成本高。通过分绕组配置优化CM噪声,可显著减小EMI滤波器尺寸,降低系统成本,并提升产品在严苛电磁环境下的可靠性。建议研发团队在下一代高频化、小型化逆变器及Power...
基于光控驱动的功率MOSFET关断过程dv/dt与di/dt独立控制
Optically Switched-Drive-Based Unified Independent dv/dt and di/dt Control for Turn-Off Transition of Power MOSFETs
Hossein Riazmontazer · Sudip K. Mazumder · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年4月
本文提出了一种用于光触发混合功率器件的驱动控制机制。该装置由主功率MOSFET和一对基于GaAs的光触发功率晶体管(OTPT)组成。通过该切换控制器,可实现对功率器件关断过程中dv/dt和di/dt的独立调制,从而优化开关动态特性。
解读: 该技术通过光控驱动方案实现了对功率器件开关瞬态的精细化控制,对于提升阳光电源组串式逆变器及PowerTitan储能变流器(PCS)的效率与电磁兼容性(EMC)具有重要参考价值。随着碳化硅(SiC)等宽禁带半导体在阳光电源高功率密度产品中的广泛应用,开关过程中的电压电流应力控制是提升系统可靠性的关键。...
高电压与高dv/dt下栅极驱动器的通信功能
Communication Functions for a Gate Driver Under High Voltage and High dv/dt
Christophe Bouguet · Nicolas Ginot · Christophe Batard · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年7月
本文探讨了功率模块中栅极驱动器的关键作用。驱动器不仅负责传输开关指令,还需确保功率器件(MOSFET或IGBT)的运行安全。在高电压和高dv/dt环境下,实现可靠的信号传输与电气隔离对于保障电力电子系统的整体性能至关重要。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心功率变换技术。在高压大功率场景下(如PowerTitan储能系统及集中式/组串式光伏逆变器),高dv/dt带来的电磁干扰是影响系统可靠性的核心挑战。优化栅极驱动器的通信与隔离方案,能显著提升IGBT/SiC模块的开关性能与抗干扰能力,降低故障率。建议研发团队关注该文在强电...
脉冲平面变压器等效电路模型及其对突变dv/dt的耐受性
Equivalent Circuit Model of a Pulse Planar Transformer and Endurance to Abrupt dv/dt
Loreine Makki · Antoine Laspeyres · Corentin Darbas · Anne-Sophie Descamps 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
宽禁带(WBG)半导体器件的高开关速度和高频特性在提升功率转换效率的同时,也带来了严峻的电磁干扰(EMI)挑战。本文针对栅极驱动应用中的脉冲平面变压器,建立了等效电路模型,并重点研究了其在高速开关瞬态下对高dv/dt应力的耐受能力,为高频功率变换器的可靠性设计提供了理论支撑。
解读: 该研究对阳光电源的功率电子设计具有重要参考价值。随着公司在户用及工商业光伏逆变器、电动汽车充电桩中大规模应用SiC等宽禁带器件,高dv/dt带来的EMI和绝缘可靠性问题日益突出。平面变压器是高功率密度设计的核心组件,本文提出的等效模型及耐受性分析方法,可直接应用于公司新一代高频逆变器及充电桩的栅极驱...
具有闭环 di/dt 和 dv/dt 控制的有源电流源IGBT栅极驱动
Active Current Source IGBT Gate Drive With Closed-Loop di/dt and dv/dt Control
Lu Shu · Junming Zhang · Fangzheng Peng · Zhiqian Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年5月
本文提出了一种基于压控电流源(VCCS)反馈控制策略的高功率IGBT有源电流源驱动(ACSD)方法。与传统的电压源驱动不同,该方法通过提供恒定的驱动电流来充放电IGBT栅极。通过较大的驱动电流,实现了更高的开关速度和更低的开关损耗,同时通过闭环控制有效抑制了电压和电流的变化率(dv/dt和di/dt)。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。在PowerTitan储能系统及大功率组串式逆变器中,IGBT的开关损耗与电磁干扰(EMI)的平衡是提升功率密度的关键。该ACSD驱动方案能够通过闭环控制精确调节开关过程,在不牺牲EMI性能的前提下显著降低开关损耗,从而提升整机效率。建议研发团队在下一...
面向高dv/dt中压功率器件的创新栅极驱动器设计与开发
Design Considerations and Development of an Innovative Gate Driver for Medium-Voltage Power Devices With High dv/dt
Anup Anurag · Sayan Acharya · Yos Prabowo · Ghanshyamsinh Gohil 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年6月
中压碳化硅(SiC)器件正逐步取代硅基IGBT。本文探讨了中压SiC器件在电力变换器设计中的应用,重点分析了高dv/dt环境下栅极驱动器的设计挑战,旨在简化变换器拓扑结构,提升系统可靠性与功率密度。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心竞争力。随着公司在PowerTitan储能系统及大功率组串式逆变器中对SiC器件应用比例的提升,高dv/dt带来的电磁干扰与绝缘挑战日益突出。本文提出的创新栅极驱动技术,有助于优化SiC模块的开关特性,降低开关损耗,并提升系统在高压工况下的可靠性。建议研发团队关注该驱动...
一种用于抑制桥式电路中SiC MOSFET负电压尖峰的栅极驱动器
A Gate Driver of SiC MOSFET for Suppressing the Negative Voltage Spikes in a Bridge Circuit
Feng Gao · Qi Zhou · Panrui Wang · Chenghui Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年3月
SiC MOSFET凭借低导通电阻、高开关频率及高耐压特性,显著提升了功率变换器的功率密度。然而,在桥式电路实际应用中,快速开关瞬态产生的高dv/dt会放大寄生参数的负面影响,导致严重的负电压尖峰。本文提出了一种新型栅极驱动电路,旨在有效抑制SiC MOSFET在桥式电路中的负电压尖峰,提升系统运行稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务至关重要。随着公司组串式逆变器(如SG系列)和储能系统(如PowerTitan系列)向更高功率密度和更高开关频率演进,SiC MOSFET的应用已成为主流。高dv/dt带来的负电压尖峰是导致功率模块失效和EMI问题的关键因素。该驱动技术可直接应用于阳光电源的下一代高频功率模...
用于SiC功率器件的自适应多电平有源栅极驱动器
Adaptive Multi-Level Active Gate Drivers for SiC Power Devices
Shuang Zhao · Audrey Dearien · Yuheng Wu · Chris Farnell 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年2月
碳化硅(SiC)功率器件凭借高开关频率和低损耗优势,已成为电力电子领域的核心。然而,高开关速度带来的高dv/dt和di/dt会引发严重的电磁干扰(EMI)。本文提出一种自适应多电平有源栅极驱动策略,通过精确控制开关动态过程,在降低开关损耗的同时有效抑制EMI,为高性能功率变换器设计提供技术支撑。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。随着公司组串式逆变器和PowerTitan系列储能PCS向更高功率密度和更高开关频率演进,SiC器件的应用已成主流。自适应有源栅极驱动技术能有效解决SiC器件在高频切换下的EMI挑战,有助于优化散热设计并缩小磁性元件体积。建议研发团队在下一代高频化逆变...
具有自触发归零算法的模拟dv/dt和di/dt控制栅极驱动器
Analog dv/dt and di/dt Controlled Gate Driver With Self-Triggered Hold-at-Zero Algorithm for High-Power IGBTs
Osman Tanrverdi · Deniz Yildirim · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
针对高功率IGBT模块开关特性差异,传统栅极驱动器通过固定电阻调节开关过程,导致开关损耗增加。本文提出一种模拟dv/dt和di/dt控制的栅极驱动方案,引入自触发归零算法,旨在优化开关暂态过程,在降低电磁干扰的同时有效平衡开关损耗,提升高功率电力电子系统的整体效率。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。在PowerTitan储能系统及大功率组串式逆变器中,IGBT作为核心功率开关器件,其开关暂态的精细化控制直接决定了整机的效率与EMI性能。该驱动方案通过动态控制dv/dt和di/dt,能够有效降低高功率密度设计下的开关损耗,并缓解电压尖峰,从而提升产品可靠性...
基于智能线圈的SiC驱动电机反射过电压抑制新方案
Mitigation of Motor Reflected Overvoltage Fed by SiC Drives—A New Solution Based on Smart Coils
Majid T. Fard · JiangBiao He · Lulu Wei · Reza Ilka 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
宽禁带半导体(WBG)的应用显著提升了电机驱动系统的性能,但其高dv/dt特性易在电机定子端引发高频反射过电压,限制了逆变器与电机间的电缆长度。本文提出了一种基于智能线圈的新型抑制方案,旨在解决快速开关过程中的过电压问题,提升系统可靠性。
解读: 该技术主要针对电机驱动领域,虽与阳光电源的核心光伏逆变器业务存在差异,但其核心痛点——高频开关带来的dv/dt应力与过电压问题,与阳光电源在光伏及储能变流器(PCS)中广泛使用的SiC功率模块应用高度相关。随着阳光电源在PowerTitan等储能系统及组串式逆变器中不断提升功率密度并引入SiC器件,...
一种用于移相全桥变换器共模传导EMI抑制的新型驱动电源配置
A New Gate Drive Power Supply Configuration for Common Mode Conducted EMI Reduction in Phase-Shifted Full-Bridge Converter
Luciano F. S. Alves · Pierre Lefranc · Pierre-Olivier Jeannin · Benoit Sarrazin · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
本文提出了一种级联驱动电源配置,旨在降低移相全桥(PSFB)变换器中的共模(CM)电流。PSFB变换器中存在多个由驱动电源及控制信号隔离单元的寄生电容引起的dV/dt源,该配置通过优化驱动电源结构,有效抑制了这些寄生路径产生的共模干扰。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有重要价值。移相全桥(PSFB)拓扑广泛应用于阳光电源的组串式逆变器DC-DC级以及PowerTitan/PowerStack储能变流器(PCS)的隔离DC-DC环节。随着功率密度提升和开关频率增加,EMI问题已成为产品认证和电磁兼容设计的难点。该级联驱动电源配置方案能...
用于高压功率模块在高速dv/dt方波电压下抑制局部放电的自适应场强涂层
Self-Adaptive Field-Grading Coating for Partial Discharge Mitigation of High Voltage Power Module Under High dv/dt Square Wave Voltage
Meng Chen · Yalin Wang · Yi Ding · Lu Fan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
高压功率模块封装绝缘中的局部放电(PD)严重威胁其可靠性。电场集中是导致PD的主要原因。本文提出了一种自适应场强涂层技术,旨在缓解高dv/dt方波电压下的电场集中问题,并解决了以往研究中制造工艺复杂及缺乏实验验证的难题。
解读: 该技术对阳光电源的高压功率模块设计具有极高价值。随着公司PowerTitan等大型储能系统及高压组串式逆变器向更高电压等级和更快的开关频率(SiC器件应用)演进,封装绝缘的局部放电问题日益突出。该自适应涂层技术能有效优化模块内部电场分布,提升高压功率器件的长期运行可靠性。建议研发团队关注该材料的工艺...
关于“50%占空比低dv/dt Class-Ф2 DC-DC变换器的演示”的评论
Comment on “Demonstration of Low dv/dt Class-Ф2 DC-DC Converter With 50% Duty Cycle”
Ziheng Liu · Zenglong Zhao · Yan Kai · Yunhong Lao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
本文针对Liu等人(2023)提出的基于频域修正阻抗调谐分析法的Class-Ф2 DC-DC变换器设计进行了探讨,指出了其在推导临界占空比和等效开关频率过程中存在的两处拼写错误,并给出了修正方案。
解读: Class-Ф2变换器作为一种高频谐振拓扑,其低dv/dt特性有助于降低电磁干扰(EMI)并提升功率密度。对于阳光电源而言,该技术在户用光伏逆变器或小型储能变流器(PCS)的DC-DC级具有潜在应用价值,有助于优化功率模块的开关损耗与电磁兼容性设计。虽然该文主要探讨理论修正,但其涉及的频域阻抗调谐方...
面向宽输入输出电压范围的E类DC-DC变换器占空比与频率调制
Duty Cycle and Frequency Modulations in Class-E DC–DC Converters for a Wide Range of Input and Output Voltages
Sanghyeon Park · Juan Rivas-Davila · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年12月
本文提出了一种由E类逆变器和E类整流器组成的DC-DC变换器运行方案,旨在宽输入输出电压范围内实现零电压零dv/dt开关。针对负载变化带来的高敏感性问题,该方案避免了牺牲开关条件或增加额外组件,通过占空比和频率调制实现了高效的功率转换。
解读: 该研究聚焦于高频软开关拓扑,对阳光电源的户用光伏逆变器及小型化储能产品具有参考价值。E类变换器在高频化趋势下有助于提升功率密度,特别是在追求极致轻量化和高效率的户用储能PCS或微型逆变器场景中。建议研发团队关注该拓扑在宽电压范围下的鲁棒性,评估其结合GaN/SiC宽禁带器件后,在提升阳光电源下一代高...
一种用于SiC MOSFET的带无源触发钳位电路的新型电平转换驱动器
A Novel Level Shifter Driver for SiC MOSFET With Passive Triggered Clamping Circuit
Xiang Zheng · Lijun Hang · Sai Tang · Yandong Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
相比传统硅器件,SiC器件具有更快的开关速度,在汽车行业应用广泛。然而,高开关速度带来的高dv/dt会导致严重的串扰问题。本文提出了一种具有可调负电压的新型栅极驱动器,通过无源触发钳位电路有效抑制串扰,提升了SiC MOSFET在高频开关下的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。在电动汽车充电桩及高功率密度光伏/储能逆变器(如PowerTitan系列)中,SiC MOSFET的应用是提升效率和减小体积的关键。高dv/dt引起的串扰是制约SiC高频化应用的主要瓶颈,该驱动方案通过无源钳位有效抑制串扰,能够显著提升系统开关频率,从而进一步...
基于动态dv/dt开关模型的GaN HEMT三阶段最小切换损耗有源栅极驱动策略
Minimal Switching Loss Three-Stage Active Gate Driving Strategy Based on Dynamic dv/dt Switching Model for GaN HEMT
Shuo Zhang · Chang Liu · Xinyu Li · Desheng Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
氮化镓高迁移率晶体管(GaN HEMT)的快速开关会导致高 $dv/dt$ 和严重的电磁干扰(EMI)问题,这需要在开关功率损耗之间进行权衡。三级栅极驱动(TSGD)可以缓解开关速度和损耗之间的矛盾,但由于 GaN HEMT 的非线性寄生电容,在现有的 TSGD 策略下实现最小开关损耗具有挑战性。为解决这一问题,本文提出了一种基于动态 $dv/dt$ 开关(DVTS)模型的最小开关损耗 TSGD 策略,该策略能够实现最小开关损耗。首先,基于电荷守恒原理,计算了 GaN HEMT 寄生电容的分段线...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项基于动态dv/dt开关模型的GaN HEMT三阶段主动栅极驱动技术具有显著的战略价值。GaN器件的高频快速开关特性是提升光伏逆变器和储能变流器功率密度的关键路径,但其带来的高dv/dt和严重EMI问题一直制约着实际应用。该技术通过电荷守恒原理建立分段线性等效模型,精确刻...
基于长电缆PWM逆变器驱动系统的过电压抑制与轴电流缓解的无源滤波器设计新方法
New Passive Filter Design Method for Overvoltage Suppression and Bearing Currents Mitigation in a Long Cable Based PWM Inverter-Fed Motor Drive System
Yanmin Jiang · Weimin Wu · Yuanbin He · Henry Shu-Hung Chung 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年10月
在高频PWM逆变器驱动系统中,长电缆会导致电机端产生严重的过电压尖峰,加速电机与电缆绝缘老化。本文提出了一种新型无源滤波器设计方法,旨在有效抑制过电压并缓解轴电流,从而提升驱动系统的运行可靠性与使用寿命。
解读: 该研究关注PWM逆变器驱动系统中的高频dv/dt效应及长电缆带来的电磁兼容与绝缘可靠性问题。阳光电源在组串式光伏逆变器及风电变流器产品中,同样面临长距离电缆连接带来的电压反射与电磁干扰挑战。该无源滤波器设计方法可为阳光电源优化逆变器输出侧滤波器设计、提升系统电磁兼容性(EMC)及延长电机/电缆使用寿...
一种用于10kV SiC MOSFET中压模块化多电平变换器的电压平衡控制与dv/dt抑制方法
A Novel Voltage Balancing Control With dv/dt Reduction for 10-kV SiC MOSFET-Based Medium Voltage Modular Multilevel Converter
Shiqi Ji · Li Zhang · Xingxuan Huang · James Palmer 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文针对基于高压SiC功率器件的模块化多电平变换器(MMC),提出了一种新型电压平衡控制策略。该方法在利用SiC器件减少子模块数量和开关损耗优势的同时,有效解决了传统最近电平调制(NL-PWM)带来的电压平衡问题,并降低了dv/dt应力,提升了中压变换系统的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的中压大功率储能系统(如PowerTitan系列)及未来高压直挂式光伏/储能解决方案具有重要参考价值。随着光伏和储能系统向更高电压等级(如1500V及以上)演进,利用高压SiC器件替代传统IGBT可显著提升系统功率密度并降低损耗。该研究提出的dv/dt抑制与电压平衡控制方法,有助于优...
考虑IEC 61800-3传导和辐射发射限制的无屏蔽电机电缆三相Buck-Boost Y型逆变器VSD的EMI滤波器设计
EMI Filter Design for a Three-Phase Buck–Boost Y-Inverter VSD With Unshielded Motor Cables Considering IEC 61800-3 Conducted and Radiated Emission Limits
David Menzi · Dominik Bortis · Johann Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
本文针对变频驱动系统中的三相Buck-Boost Y型逆变器,探讨了在无屏蔽电机电缆条件下,如何满足IEC 61800-3关于传导和辐射发射的限制。文章重点分析了高dv/dt脉冲对电机及电磁干扰的影响,并提出了相应的EMI滤波器设计方案,以优化系统电磁兼容性并降低高频噪声。
解读: 该研究对阳光电源的组串式逆变器及工商业储能PCS产品具有重要参考价值。随着电力电子设备功率密度提升,高dv/dt带来的EMI挑战日益严峻。文章提出的EMI滤波器设计方法可优化逆变器输出端的电磁兼容性,特别是在长电缆连接或对电磁干扰敏感的工业应用场景中,有助于提升产品可靠性并降低系统级干扰。建议研发团...
SiC MOSFET配SiC肖特基二极管半桥配置串扰诱导栅源电压峰值精确预测的改进模型
Improved Model for Crosstalk-Induced Voltage Peaks Prediction
Manish Mandal · Shamibrota Kishore Roy · Kaushik Basu · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
SiC MOSFET快速开关瞬态降低开关损耗但产生高dV/dt。有源器件导通时高dV/dt增加互补器件栅源电压可能导致误导通产生正串扰,关断时栅源电压降低导致负串扰。负栅压(NGV)可限制正串扰峰值低于阈值但可能加剧负串扰峰值超出安全范围影响SiC MOSFET可靠性。提出改进模型精确预测SiC MOSFET串扰诱导栅源电压峰值,采用SiC肖特基二极管避免MOSFET体二极管反向恢复。除建模非线性电容、寄生电感和时变dV/dt外,结合详细沟道电流模型和PCB寄生电容增强预测有源器件漏源电压梯度和...
解读: 该SiC串扰预测模型技术对阳光电源SiC功率模块设计有重要应用价值。改进模型可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的SiC半桥设计,优化NGV和栅极电阻选择以抑制串扰并避免误导通。该技术对PowerTitan大型储能系统SiC功率模块的可靠性设计和PCB布局优化有指导意义。精确的串扰预测对阳光电源S...
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