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宽温度范围内SiC MOSFET负栅压限制的深度解析
Deep Understanding of Negative Gate Voltage Restriction for SiC MOSFETs Under Wide Temperature Range
Ximing Chen · Xuan Li · Bangbing Shi · Junmiao Xiang 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
本文深入揭示了SiC MOSFET在宽温度范围（高达300°C）及不同栅压下的栅极可靠性问题。通过将SiC MOSFET的栅极结构拆解为N型JFET和P型沟道区域，研究了在相同制造工艺和热预算下的物理机制，为提升SiC功率器件在极端工况下的可靠性提供了理论依据。
解读: SiC MOSFET是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩提升功率密度和效率的核心器件。该研究揭示的负栅压限制与高温可靠性机理，对阳光电源优化驱动电路设计、提升极端环境下的器件寿命预测具有重要指导意义。建议研发团队在设计高功率密度产品时，参考该研究关于栅极结构与热应力的...
一种三电平逆变器中点电压平衡的混合控制方法
A Hybrid Control Method for Neutral-Point Voltage Balancing in Three-Level Inverters
Wenchao Wan · Shanxu Duan · Changsong Chen · Tianbao Yu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
三电平逆变器中点（NP）电压波动是其固有问题。若无控制措施，NP电压会发生偏移，导致直流偏置和交流振荡，进而损坏功率器件和电容器，威胁系统安全。本文提出了一种结合零序电压调节的混合控制方法，以有效平衡三电平逆变器的中点电压。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式逆变器、集中式逆变器及PowerTitan储能变流器）具有极高的应用价值。三电平拓扑是阳光电源大功率光伏逆变器和储能PCS的主流方案，中点电压平衡直接关系到直流侧电容的选型寿命及功率器件的电压应力。该混合控制方法能有效降低电容电压纹波，提升系统在弱电网或复杂负载...
多芯片SiC功率模块寄生参数提取与优化的电流集束概念
Current-Bunch Concept for Parasitic-Oriented Extraction and Optimization of Multichip SiC Power Module
Liang Wang · Zheng Zeng · Peng Sun · Yue Yu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
在高频大容量应用中，降低SiC功率模块的寄生电感至关重要。自动布局设计虽能优化封装配置，但高效准确的寄生参数提取是其瓶颈。本文提出了“电流集束”概念，旨在实现多芯片SiC功率模块寄生参数的快速提取与布局优化。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心功率电子技术底座。随着公司组串式逆变器（如SG系列）及大型储能系统（如PowerTitan）向更高功率密度和更高开关频率演进，SiC器件的寄生参数控制已成为提升效率和降低损耗的关键。该“电流集束”方法可集成至公司研发的自动化设计流程中，显著缩短功率模块封装的迭代周期，提...
多模式Buck-Boost变换器的动态分析：一种LPV系统模型视角
Dynamic Analysis of Multimode Buck–Boost Converter: An LPV System Model Point of View
Jianjun Ma · Miao Zhu · Yunwei Li · Xu Cai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
针对储能组件和燃料电池宽电压范围的应用需求，多模式Buck-Boost变换器（MBBC）作为一种多模式运行的通用接口电路被广泛应用。本文分析了MBBC在多种运行模式下的动态性能，并提出了一种用于实现快速瞬态响应的数字控制设计方法。
解读: 该研究对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及PCS产品线具有重要参考价值。储能系统在充放电过程中面临电池电压大幅波动，MBBC拓扑及其动态建模方法能有效提升PCS在宽电压范围下的转换效率与响应速度。建议研发团队借鉴文中LPV（线性参数变化）系统建模思路，优化PCS...
宽频率范围三电平中点钳位逆变器的混合改进载波PWM策略
Hybrid Improved Carrier-Based PWM Strategy for Three-Level Neutral-Point-Clamped Inverter With Wide Frequency Range
Zhan Gao · Qiongxuan Ge · Yaohua Li · Lu Zhao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
针对变频系统中三电平中点钳位（NPC）逆变器宽频率范围运行的特点，本文提出了一种混合改进的载波PWM策略。该策略分别针对低调制指数的低频区和低载波比的高频区进行了优化，解决了传统载波PWM在这些工况下性能受限的问题，有效提升了逆变器的输出质量与运行效率。
解读: 该技术对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型风电变流器产品线具有重要参考价值。阳光电源的大功率逆变器广泛采用三电平NPC拓扑，在弱电网或宽频率波动工况下，该混合PWM策略能显著优化低频段的谐波性能及高频段的开关损耗。建议研发团队将其引入iSolarCloud智能运维平台的控制算法库中，通过优化调制策略提...
一种针对配电网储能系统的协调电压-频率支撑方案
A Coordinated Voltage–Frequency Support Scheme for Storage Systems Connected to Distribution Grids
Anastasis Charalambous · Lenos Hadjidemetriou · Elias Kyriakides · Marios M. Polycarpou · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
本文提出了一种针对储能系统的协调电压-频率支撑策略，该策略充分考虑了电网阻抗的电抗-电阻比（X/R比）。与传统方法不同，该方案通过优化功率电子变换器的控制逻辑，提升了储能系统在异常电网条件下的系统稳定性，增强了分布式储能接入配电网后的电压与频率调节能力。
解读: 该研究直接契合阳光电源PowerTitan和PowerStack等储能系统产品的核心控制需求。随着电网环境日益复杂，尤其是弱电网场景下，传统的跟网型控制已难以满足稳定性要求。该协调控制策略可优化PCS（储能变流器）的响应逻辑，提升阳光电源储能系统在电网波动时的电压支撑与频率调节性能。建议研发团队将此...
一种降低电流极性依赖性的三电平T型变换器死区效应消除双调制波PWM方法
A Double-Modulation-Wave PWM With Reduced Dependency on Current Polarities for Dead-Time-Effect Elimination in Three-Level T-Type Converters
Qingzeng Yan · Langtao Xiao · Xibo Yuan · Xincheng Zhang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
针对三相三电平T型变换器，现有的死区消除PWM技术高度依赖输出电流极性，限制了其应用范围。本文提出了一种双调制波PWM策略，通过优化脉冲分配，在无需死区的情况下有效消除死区效应，并降低了对电流极性检测的依赖，提升了系统的鲁棒性。
解读: 该技术直接应用于阳光电源的核心产品线——组串式及集中式光伏逆变器。T型三电平拓扑是公司中大功率逆变器的主流方案，死区效应是影响输出电流谐波畸变率（THD）和效率的关键因素。通过该双调制波PWM策略，可在不增加硬件成本的前提下，提升逆变器在低电流区间的波形质量，减少对电流传感器极性判断的依赖，从而增强...
利用IIR滤波器提高并网逆变器重复控制的参数鲁棒性
Parameter Robustness Improvement for Repetitive Control in Grid-Tied Inverters Using an IIR Filter
Mingzhe Zhu · Yongqiang Ye · Yongkang Xiong · Qiangsong Zhao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
本文探讨了并网逆变器中重复控制（RC）的稳定性鲁棒性。由于控制带宽限制，受控对象的高频特性易受建模误差和参数不确定性影响，导致RC控制器不稳定。为此，本文在内部模型中引入了IIR低通滤波器，以增强系统的鲁棒性。
解读: 该研究直接针对并网逆变器（如阳光电源组串式和集中式逆变器）的核心控制算法优化。在弱电网环境下，电网阻抗波动会导致逆变器参数失配，引发重复控制失稳。引入IIR滤波器能有效提升系统在复杂电网环境下的谐波抑制能力和鲁棒性，有助于提升阳光电源逆变器在弱电网接入场景下的电能质量表现。建议研发团队在iSolar...
非对称及双沟槽SiC MOSFET的短路能力预测与失效模式研究
Short-Circuit Capability Prediction and Failure Mode of Asymmetric and Double Trench SiC MOSFETs
Xiaochuan Deng · Xu Li · Xuan Li · Hao Zhu 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
本文针对1200V级非对称及双沟槽结构SiC MOSFET，在单脉冲短路应力下研究了其短路能力预测方法及失效模式。通过建立短路预测模型，评估了器件在不同直流母线电压下的短路耐受时间和临界能量，为功率器件的可靠性设计提供了快速评估手段。
解读: SiC器件是阳光电源提升组串式逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩功率密度的核心技术。该研究提出的短路能力预测模型，能够有效指导研发团队在设计阶段优化驱动保护电路，提升系统在复杂工况下的鲁棒性。针对双沟槽及非对称结构SiC MOSFET的失效机理分析，有助于阳光电源在选用高压SiC模...
基于结电容的SiC MOSFET栅氧化层退化温度无关监测方法
Temperature-Independent Gate-Oxide Degradation Monitoring of SiC MOSFETs Based on Junction Capacitances
Masoud Farhadi · Fei Yang · Shi Pu · Bhanu Teja Vankayalapati 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
栅氧化层退化是SiC MOSFET的主要可靠性挑战。现有监测方法多受温度影响，难以消除误差。本文提出了一种基于结电容的监测方法，实现了对栅氧化层退化的温度无关监测，有助于预防功率变换器的突发故障。
解读: SiC MOSFET作为阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能变流器及高频充电桩的核心功率器件，其可靠性直接决定了产品的全生命周期运维成本。该研究提出的温度无关监测技术，能够有效解决复杂工况下器件老化评估不准的痛点。建议将此技术集成至iSolarCloud智能运维平台，通过实时监测关键结电容...
一种用于硅基和宽禁带晶体管的最小占位面积、高功率密度、低成本的低侧/高侧栅极驱动及供电方案
Novel Low-Side/High-Side Gate Drive and Supply With Minimum Footprint, High Power Density, and Low Cost for Silicon and Wide-Bandgap Transistors
Jan Kacetl · Tomas Kacetl · Malte Jaensch · Stefan M. Goetz · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
针对硅基FET、IGBT及宽禁带半导体器件在关断状态下对负压的需求，本文提出了一种紧凑且高效的高低侧栅极驱动及供电配置方案。该方案旨在提升驱动电路的功率密度，降低成本，并确保器件在开关过程中的可靠性与抗干扰能力。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高的应用价值。随着公司在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC和GaN等宽禁带半导体，驱动电路的紧凑性与可靠性直接决定了整机的功率密度与散热设计。该方案提出的低成本、高功率密度驱动架构，有助于进一步优化逆变器及PCS的P...
用于电路时域仿真的热补偿磁芯损耗模型
Thermally-Compensated Magnetic Core Loss Model for Time-Domain Simulations of Electrical Circuits
Nikolina Djekanovic · Min Luo · Drazen Dujic · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
本文提出了一种热补偿磁滞模型，能够准确确定铁氧体材料的磁芯损耗，同时考虑了磁芯温度的变化。该模型基于磁导-电容类比，并利用Preisach模型捕捉频率无关的磁滞效应。通过100 kW、10 kHz的实验平台验证了该模型的有效性。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线（如组串式逆变器、PowerTitan储能变流器）具有重要价值。磁性元件（电感、变压器）是电力电子变换器的核心，其损耗直接影响整机效率与热设计。该热补偿模型能更精确地模拟磁芯在变温环境下的损耗特性，有助于优化高功率密度产品的磁性元件设计，减少过设计带来的成本浪费，并提升在...
用于增强SiC功率MOSFET短路能力的Si功率MOSFET选择方法及BaSIC(EMM)拓扑研究
Selection Methodology for Si Power MOSFETs Used to Enhance SiC Power MOSFET Short-Circuit Capability With the BaSIC(EMM) Topology
Ajit Kanale · B. Jayant Baliga · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
本文研究了BaSIC(EMM)拓扑在提升1.2kV SiC MOSFET短路能力方面的应用。尽管该拓扑能将短路耐受时间从3.5μs提升至7.4μs，但仍未达到10μs的目标。文章提出了一套系统化的Si MOSFET选型方法，以优化该拓扑的性能，旨在解决SiC器件在极端工况下的可靠性挑战。
解读: 该研究直接针对SiC器件在极端工况下的短路可靠性瓶颈，对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）具有重要参考价值。随着公司产品向更高功率密度和更高电压等级（如1500V系统）演进，SiC器件的短路耐受能力是系统安全的核心。该拓扑及选型方法可作为提升功率模块可靠性的技术储备...
基于同步输入与状态估计算法的锂离子电池容量与剩余寿命在线预测
An Online Prediction of Capacity and Remaining Useful Life of Lithium-Ion Batteries Based on Simultaneous Input and State Estimation Algorithm
Tiancheng Ouyang · Peihang Xu · Jingxian Chen · Jie Lu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
针对电动汽车锂离子电池，本文提出了一种基于同步输入与状态估计的在线预测算法。该方法旨在解决现有研究在复杂测试环境下鲁棒性不足的问题，通过提高容量与剩余寿命（RUL）预测的准确性，为电池全生命周期管理提供可靠的技术支撑。
解读: 该研究直接服务于阳光电源储能业务（PowerTitan、PowerStack及户用储能系统）。电池SOH（健康状态）及RUL的精准预测是BMS核心算法的难点，直接影响储能电站的运维效率与安全性。该算法的鲁棒性提升有助于优化iSolarCloud平台的电池健康管理功能，减少运维成本，并为储能系统在调峰...
用于宽负载范围运行的带可变电感双有源桥隔离DC-DC变换器
Dual-Active-Bridge Isolated DC–DC Converter With Variable Inductor for Wide Load Range Operation
Sarah Saeed · Jorge Garcia · Ramy Georgious · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
本文探讨了利用可变电感作为双有源桥（DAB）变换器能量传输的无功元件。通过控制可变电感，可以扩展移相DAB的最佳开关区域，从而在比传统方案更宽的负载范围内实现高效率。
解读: DAB变换器是阳光电源PowerTitan、PowerStack等储能系统核心PCS模块的关键拓扑。该研究提出的可变电感技术能有效解决DAB在轻载或宽电压范围下效率下降的痛点，对提升储能系统在全功率段的循环效率（RTE）具有重要价值。建议研发团队评估可变电感在PowerTitan系列中的集成可行性，...
用于直流纳米电网的三端口双向DC/DC变换器
Three-Port Bidirectional DC/DC Converter for DC Nanogrids
Iman Askarian · Majid Pahlevani · Andrew M. Knight · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
本文提出了一种用于直流纳米电网的三端口DC/DC变换器及其新型控制系统，旨在实现光伏与储能系统的集成。该变换器通过占空比和开关频率协同控制各端口间的功率流，具有元件数量少、成本低、可靠性高等优点。
解读: 该技术高度契合阳光电源的户用光储一体机（如SH系列）及微电网解决方案。三端口拓扑能有效减少光伏与储能接口的功率器件数量，降低系统成本并提升功率密度，这对于优化户用及工商业储能产品的体积与成本至关重要。通过占空比与开关频率的协同控制，可进一步提升系统在复杂负载下的动态响应能力。建议研发团队评估该拓扑在...
一种具有高电压转换比和零纹波电流的电池储能系统双向DC-DC变换器
A Bidirectional DC–DC Converter With High Voltage Conversion Ratio and Zero Ripple Current for Battery Energy Storage System
Zhishuang Wang · Ping Wang · Bo Li · Xiaochen Ma 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
本文提出了一种用于电池储能系统的新型双向DC-DC变换器（BDC），该变换器结合了有源开关电感单元、零纹波电流单元和辅助电容单元。该拓扑具有高电压转换比、低功率开关电压应力、低压侧零纹波电流等优势，有效提升了储能系统的效率与电池寿命。
解读: 该技术对阳光电源的ST系列PCS及PowerTitan/PowerStack储能系统具有重要参考价值。高电压转换比特性可简化储能系统直流侧设计，降低对电池组串联数量的依赖；零纹波电流技术能显著减少电池充放电过程中的电流脉动，从而延长电池循环寿命，提升系统整体可靠性。建议研发团队评估该拓扑在工商业及电...
一种具有高电压增益和宽输入电压范围的新型双向隔离DC-DC变换器
A Novel Bidirectional Isolated DC-DC Converter With High Voltage Gain and Wide Input Voltage
Yu-En Wu · Yao-Ting Ke · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
本文提出了一种适用于双向功率转换系统的新型双向隔离DC-DC变换器。该拓扑由双向Buck-Boost变换器和正激-反激变换器组合而成，具有高电压增益的优势，且低压侧端口具备连续电流特性，适用于光伏储能等双向功率流应用场景。
解读: 该拓扑结构对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及光储一体化产品具有极高的参考价值。其高电压增益和宽输入电压特性，能够有效提升储能变流器（PCS）在电池组电压波动较大时的效率，并简化系统设计。建议研发团队评估该拓扑在提升系统功率密度和降低低压侧电流纹波方面的潜力，特...
考虑死区效应的数字SPWM电压源逆变器谐波精确计算
Accurate Harmonic Calculation for Digital SPWM of VSI With Dead-Time Effect
Jie Ye · Songtao Huang · Linguo Liu · Lanxin Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
本文提出了一种考虑死区效应的数字控制电压源逆变器精确模型。通过时域分析，深入探讨了数字正弦脉宽调制（SPWM）与死区效应对输出波形的非线性影响。研究揭示了SPWM在特定工况下的波形畸变问题，并建立了新的数学模型以实现谐波的精确计算，为提升逆变器输出电能质量提供了理论支撑。
解读: 该研究直接针对逆变器核心控制算法中的非线性畸变问题，对阳光电源的组串式逆变器及集中式逆变器产品线具有极高的应用价值。死区效应是影响逆变器总谐波失真（THD）的关键因素，通过该文提出的精确建模方法，研发团队可在控制策略中更精准地进行谐波补偿，从而在不增加硬件成本的前提下提升电能质量，满足日益严苛的并网...
考虑有限ZVS转换时间效应的双有源桥
DAB）变换器改进频域稳态建模
Michael D'Antonio · Shiladri Chakraborty · Alireza Khaligh · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
本文提出了一种改进的DAB变换器频域分析建模（IAM）方法。针对高频运行下DAB变换器中显著的有限转换时间效应，该模型将其纳入分析框架，显著提升了传统频域建模在实际工况下的预测精度。
解读: DAB变换器是阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack及ST系列PCS）中实现DC-DC能量双向流动的核心拓扑。在高频化趋势下，功率器件的开关转换时间对效率和控制精度影响显著。该研究提出的改进频域模型能更准确地预测高频下的损耗与动态特性，有助于优化PCS的软开关控制策略，提升整...
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