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一种用于兆赫兹运行的高压共源共栅氮化镓器件新封装
A New Package of High-Voltage Cascode Gallium Nitride Device for Megahertz Operation
Wenli Zhang · Xiucheng Huang · Zhengyang Liu · Fred C. Lee 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年2月
相比硅基器件,横向氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)具备高电流密度、高开关速度和低导通电阻等优势,是实现高频、高效功率转换的理想选择。本文针对GaN HEMT在高频运行下的封装技术进行了研究,旨在解决高频开关带来的寄生参数影响,提升功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及小型化充电桩产品线具有重要战略意义。随着电力电子技术向高频化、高功率密度方向演进,GaN器件的应用能显著减小磁性元件体积,提升整机效率。建议研发团队关注该新型封装技术在兆赫兹级开关频率下的热管理与电磁兼容性能,将其引入下一代轻量化户用逆变器或便携式储能产品的研发中,...
临界导通模式高频单相无变压器光伏逆变器的分析与控制
Analysis and Control of Critical Conduction Mode High-Frequency Single-Phase Transformerless PV Inverter
Gibong Son · Zhengrong Huang · Qiang Li · Fred C. Lee · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
本文提出了一种用于户用光伏系统的临界导通模式(CRM)单相无变压器全桥逆变器。该拓扑在双极性模式下实现了全周期零电压开关(ZVS),支持数百kHz的高开关频率,从而在保持高效率的同时显著提升了功率密度。
解读: 该技术对阳光电源户用光伏逆变器产品线具有重要参考价值。通过采用CRM模式和ZVS技术,可以进一步减小户用逆变器的磁性元件体积,提升整机功率密度,符合当前户用产品向轻量化、小型化发展的趋势。建议研发团队评估该拓扑在宽禁带半导体(如GaN/SiC)应用下的损耗表现,探索其在下一代高频户用机型中的应用潜力...
热界面材料对功率半导体模块器件间热耦合的影响
Impact of Thermal Interface Materials on the Device Thermal Coupling in Semiconductor Power Modules
Xiang Li · Guiqin Chang · Matthew Packwood · Qiang Xiao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
本文研究了不同热界面材料(TIMs)对功率半导体模块内部器件间热耦合的影响。以配备续流快速恢复二极管(FRD)的IGBT功率模块为研究对象,对比分析了导热硅脂和石墨片两种TIMs。通过理论分析与实验验证,揭示了TIMs的热特性对模块内部温度分布及器件间热交互作用的关键影响。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心功率模块封装与热管理技术。对于组串式及集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统而言,功率模块的热耦合直接影响器件结温分布及寿命。在产品设计中,合理选择TIMs(如导热硅脂与石墨片的权衡)能显著降低IGBT与FRD间的热串扰,从而提升功率密度并优...
用于小型便携式电子设备的高电流多相三维集成磁性超高频电压调节器
Very High Frequency IVR for Small Portable Electronics With High-Current Multiphase 3-D Integrated Magnetics
Dongbin Hou · Fred C. Lee · Qiang Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年11月
随着便携式电子设备向轻薄化、高性能化发展,处理器电压调节器(IVR)需具备高效率、小型化及高集成度特征。本文提出了一种工作在数十兆赫兹(MHz)频率下的三维集成电压调节器概念,通过多相集成磁性技术,旨在实现更紧凑的电源解决方案。
解读: 该文献聚焦于消费电子领域的超高频(MHz级)集成电源管理技术,与阳光电源目前聚焦的兆瓦级光伏逆变器及大型储能系统(如PowerTitan)在功率等级和应用场景上有显著差异。尽管该技术在提升功率密度和集成度方面的思路具有前瞻性,但目前对阳光电源的核心产品线(如组串式逆变器、PCS)直接应用价值有限。建...
基于微控制器的自适应同步整流(SR)驱动方案的数字实现
Digital Implementation of Adaptive Synchronous Rectifier (SR) Driving Scheme for High-Frequency LLC Converters With Microcontroller
Chao Fei · Qiang Li · Fred C. Lee · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年6月
针对高频LLC变换器,传统的同步整流(SR)驱动方案存在局限性:模拟方案受寄生电感影响导致占空比损失,而数字方案通常成本高昂。本文提出了一种基于微控制器的数字自适应SR驱动方案,旨在降低高输出电流LLC变换器的二次侧导通损耗,同时优化成本与性能表现。
解读: 该技术对阳光电源的组串式光伏逆变器及户用储能系统(如PowerStack系列)具有重要价值。随着功率密度要求的提升,LLC变换器在高频化趋势下对效率提出了更高挑战。该数字自适应SR驱动方案能有效降低二次侧导通损耗,提升整机效率,且通过低成本微控制器实现,有助于优化产品成本结构。建议研发团队在下一代高...
基于临界模式的高频三相双向AC-DC变换器软开关调制技术
Critical-Mode-Based Soft-Switching Modulation for High-Frequency Three-Phase Bidirectional AC–DC Converters
Zhengrong Huang · Zhengyang Liu · Fred C. Lee · Qiang Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年4月
本文提出了一种用于三相双向AC-DC变换器的新型临界导通模式调制策略。该方法有效缩小了开关频率的变化范围,实现了零电压软开关(ZVS),显著降低了开关损耗。该技术特别适用于数百kHz以上的高频运行场景,并能有效提升宽禁带半导体器件的系统效率。
解读: 该技术对阳光电源的高功率密度产品线具有重要价值。随着光伏逆变器和储能变流器(PCS)向高频化、小型化发展,该调制策略可直接应用于PowerTitan、PowerStack等储能变流器及组串式逆变器中。通过实现高频下的ZVS软开关,能够有效降低SiC等宽禁带器件的开关损耗,从而提升整机效率并减小磁性元...
基于优化矩阵变压器和矩阵电感的98.8%高效率400V转48V LLC变换器设计
Design of 98.8% Efficient 400-to-48-V LLC Converter With Optimized Matrix Transformer and Matrix Inductor
Ahmed Nabih · Qiang Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
随着数据中心功耗激增,48V电源架构因其高效率优势备受青睐。然而,复杂的磁性元件设计限制了电源的成本效益。本文提出了一种优化矩阵变压器与矩阵电感的设计方案,实现了高达98.8%的转换效率,为高功率密度、低成本的电源模块设计提供了有效路径。
解读: 该技术主要针对数据中心及通信电源领域,虽然阳光电源目前核心业务聚焦于光伏、储能及充电桩,但其高效率LLC拓扑及矩阵磁性元件集成技术对阳光电源的户用储能系统(如PowerStack)及电动汽车充电桩的DC-DC模块设计具有重要的参考价值。随着光储一体化及充电桩功率密度的提升,采用矩阵变压器技术可有效减...
周期性载波频率PWM对多相永磁同步电机振动的影响及机理研究
The Effects and Mechanisms of Periodic-Carrier-Frequency PWM on Vibrations of Multiphase Permanent Magnet Synchronous Motors
Zhongkun Ji · Siwei Cheng · Qiang Ren · Xinghong Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
脉宽调制(PWM)引起的高频振动与噪声严重影响永磁同步电机(PMSM)的声学性能。周期性载波频率PWM(PCFPWM)通过将高频谐波分散到更宽的频带,有效抑制了谐波峰值。本文深入研究了PCFPWM抑制电机振动的具体作用机制。
解读: 该技术主要针对电机驱动的振动与噪声优化,与阳光电源的风电变流器产品线高度相关。风电变流器在运行过程中,由于PWM开关频率产生的电磁力波容易诱发发电机定子振动及噪声。引入PCFPWM技术可以有效平摊谐波能量,降低特定频率下的振动峰值,从而提升风电变流器在复杂工况下的声学品质和机械可靠性。建议研发团队在...
双三相永磁同步电机开路故障下全转矩运行范围内的最小铜耗自然容错控制
Natural Fault-Tolerant Control With Minimum Copper Loss in Full Torque Operation Range for Dual Three-Phase PMSM Under Open-Circuit Fault
Qiang Geng · Zhongchen Li · Huimin Wang · Guozheng Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
针对双三相永磁同步电机在开路故障下的容错控制,本文提出了一种全转矩范围内的最小损耗控制策略。通过分析转矩子空间与谐波子空间之间的电流关系,推导出满足全转矩范围最小铜耗的谐波子空间电流参考值,有效平衡了容错性能与控制复杂度。
解读: 该研究聚焦于多相电机驱动系统的容错控制与损耗优化,虽然阳光电源目前的核心业务集中在光伏逆变器、储能PCS及风电变流器,但该技术在风电变流器(特别是大功率多相发电机侧变流器)以及未来潜在的工业驱动业务中具有参考价值。其提出的“最小铜耗”与“容错控制”算法逻辑,可优化风电变流器在极端工况下的效率与可靠性...
并联电流源变换器中同时降低共模电压与直流电流平衡的SVM策略
SVM Strategies for Simultaneous Common-Mode Voltage Reduction and DC Current Balancing in Parallel Current Source Converters
Jinwei He · Qiang Li · Hao Wang · Yuan Lyu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年10月
并联电流源变换器(CSCs)可提升功率容量与系统灵活性,但需通过被动或主动PWM策略实现直流电流平衡,以防止单机过载。本文针对该拓扑提出了一种空间矢量调制(SVM)策略,旨在同时抑制共模电压并优化直流侧电流分配,提升系统运行稳定性。
解读: 该研究关注电流源变换器(CSC)的并联控制与共模电压抑制,虽然阳光电源目前主流产品(如组串式逆变器、PowerTitan储能系统)多采用电压源型变换器(VSC),但该技术在提升大功率变换器并联运行的可靠性与电磁兼容性(EMC)方面具有参考价值。对于阳光电源的集中式逆变器或未来大功率电力电子变换设备,...
基于准选择性谐波消除
Q-SHE)调制的多并联电流源变换器直流电流平衡方法
Jinwei He · Qiang Li · Changhao Zhang · Junfei Han 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月
针对中压大功率应用,本文提出了一种改进的准选择性谐波消除(Q-SHE)调制方法。该方法在低开关频率下,不仅能有效控制交流侧电流质量,还能实现并联电流源变换器(CSCs)直流侧电流的精确平衡,解决了多机并联运行中的电流分配难题。
解读: 该研究聚焦于电流源变换器(CSC)的并联控制与谐波优化,虽然阳光电源目前的主流产品(如组串式和集中式逆变器)多采用电压源变换器(VSC)拓扑,但该技术在超大功率中压并网及特定工业驱动场景中具有参考价值。对于阳光电源的集中式逆变器及未来可能涉及的中压大功率储能PCS产品,该调制策略在提升低开关频率下的...
垂直结构氮化镓鳍式结型场效应管
Fin JFET)短路鲁棒性的突破
Ruizhe Zhang · Jingcun Liu · Qiang Li · Subhash Pidaparthi 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
当前商用氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)短路鲁棒性不足,在400V总线电压下短路耐受时间通常小于1μs,远低于汽车动力总成要求的10μs以上。本文展示了一种垂直结构GaN Fin JFET,通过器件结构创新显著提升了短路耐受能力,为GaN器件在高性能电力电子系统中的应用提供了新路径。
解读: 该研究针对GaN器件短路耐受力弱这一行业痛点,提出了垂直结构GaN Fin JFET方案。对于阳光电源而言,该技术若实现商业化,将极大提升公司在电动汽车充电桩及高功率密度光伏逆变器中的竞争力。特别是在户用光伏逆变器和充电桩产品线中,利用高鲁棒性的GaN器件可进一步减小磁性元件体积,提升整机效率与可靠...
一种基于特征向量学习的电力牵引驱动系统主电路接地故障诊断方法
A Feature Vector Learning-Based Method for Diagnosing Main Circuit Ground Faults in Electrical Traction Drive Systems
Qiang Ni · Haohuan Luo · Juntong Liu · Zhengkai Zhan 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年2月
本文针对电力牵引驱动系统中的主电路接地故障(MCGF),提出了一种基于特征向量学习的快速准确诊断方法。该方法旨在通过高效的故障识别,防止故障恶化并保障列车运行安全,为电力电子系统的状态监测与维护提供了新的技术路径。
解读: 该研究提出的基于特征向量学习的故障诊断方法,在核心算法逻辑上与阳光电源的iSolarCloud智能运维平台及逆变器/PCS设备的状态监测需求高度契合。虽然该文针对的是牵引驱动系统,但其故障特征提取与机器学习诊断思路可迁移至阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan储能系统的绝缘监测与故障预警中。建...
基于开关电容的中压直流配电高频链路直流变压器
High-Frequency-Link DC Transformer Based on Switched Capacitor for Medium-Voltage DC Power Distribution Application
Biao Zhao · Qiang Song · Jianguo Li · Wenhua Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
本文提出了一种用于中压直流(MVDC)配电的高频链路开关电容直流变压器(SCDCT)。相较于传统方案,该拓扑在配电网发生短路故障时能有效实现直流侧隔离,起到直流断路器作用,并显著提升了功率传输能力。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan系列)及中压直流并网方案具有重要参考价值。随着光储电站向高压化、直流化发展,该拓扑提供的故障隔离与高功率密度特性,可优化储能变流器(PCS)的直流侧接口设计,提升系统安全性与效率。建议研发团队关注其在模块化多电平储能系统中的应用潜力,以应对未来大规模...
基于双有源移相原理的模块化多电平高频链直流变压器在中压直流配电中的应用
Modular Multilevel High-Frequency-Link DC Transformer Based on Dual Active Phase-Shift Principle for Medium-Voltage DC Power Distribution Application
Biao Zhao · Qiang Song · Jianguo Li · Yu Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月
本文提出了一种用于中压直流(MVDC)配电的模块化多电平高频链直流变压器(MDCT)。该拓扑基于双有源移相(DAPS)原理,利用多电平和多重化转换技术,相比传统直流变压器(TDCT)具有更高的功率密度、更低的电压应力和更优的动态性能,适用于高压大功率直流变换场景。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan系列大型储能系统及未来中压直流并网方案具有重要参考价值。随着储能系统向更高电压等级(如1500V甚至更高)演进,传统的DC-DC变换器面临器件耐压和效率瓶颈。该模块化多电平拓扑可有效降低功率器件的电压应力,提升系统效率与可靠性。建议研发团队关注其在高压直流储能接...
面向高压直流应用基于模块化多电平变换器的直流变压器高频链调制方法:综合分析与实验验证
High-Frequency-Link Modulation Methodology of DC–DC Transformer Based on Modular Multilevel Converter for HVDC Application: Comprehensive Analysis and Experimental Verification
Biao Zhao · Qiang Song · Jianguo Li · Yu Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年5月
本文对基于模块化多电平变换器(MMC)的直流变压器(MMDCT)高频链(HFL)调制进行了理论分析与实验验证。重点研究了三种典型的高频链双有源移相调制策略,并对其电压、电流、功率特性及额定电流进行了详细表征。
解读: 该研究涉及的MMC架构及高频链直流变压器技术,对阳光电源在大规模储能系统(如PowerTitan系列)及高压直流输电(HVDC)领域的功率变换技术升级具有重要参考价值。随着储能系统向高压化、大容量化发展,基于MMC的多电平拓扑能有效降低器件电压应力并提升系统效率。建议研发团队关注该调制策略在提升PC...
一种用于改善恒定导通时间控制瞬态响应的新型快速自适应导通时间控制
A New Fast Adaptive On-Time Control for Transient Response Improvement in Constant On-Time Control
Syed Bari · Qiang Li · Fred C. Lee · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年3月
恒定导通时间电流模式(COTCM)控制因其轻载效率高、带宽设计能力强及补偿简单,广泛应用于电压调节器。然而,其固定的导通时间(TON)限制了负载突变时的瞬态响应速度。本文提出了一种新型快速自适应导通时间控制策略,旨在解决重载阶跃下的瞬态响应滞后问题。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及小型储能PCS产品具有重要参考价值。在户用场景中,负载波动频繁且对响应速度要求较高,传统的COT控制在应对突发负载阶跃时往往存在响应迟滞。引入该自适应导通时间控制策略,可显著提升逆变器在动态负载下的输出电压稳定性,优化用户侧用电体验。建议研发团队在下一代高功率密度户...
四开关四桥臂逆变器的研究:调制、控制及其在IPMSM驱动中的应用
Investigation of a Four-Switch Four-Leg Inverter: Modulation, Control, and Application to an IPMSM Drive
Wei Li · Shengxiexian Xuan · Qiang Gao · Ling Luo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年6月
本文研究了一种基于新型四开关逆变器的永磁同步电机(PMSM)驱动系统。该拓扑结构无需死区插入或补偿,避免了上下桥臂直通风险。文中开发了两种空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法,有效抑制了零序电压和电流,提升了系统性能。
解读: 该研究提出的四开关逆变器拓扑通过取消死区时间,在理论上提升了逆变效率并降低了控制复杂性。对于阳光电源而言,该技术主要关联电动汽车充电桩及电机驱动相关的辅助电源系统。虽然阳光电源的核心业务(光伏逆变器、储能PCS)多采用标准的三相六开关或多电平拓扑以保证高功率密度和电能质量,但该研究中关于“无死区调制...
基于相移控制的双通道并联软开关三相逆变器轻载效率提升研究
Light Load Efficiency Improvement for Two-Channel Paralleled Soft-Switching Three-Phase Inverter Using Phase Shedding Control
Gibong Son · Zhengrong Huang · Qiang Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
本文探讨了如何提升基于临界导通模式(CRM)的双通道并联软开关三相逆变器的轻载效率。尽管CRM软开关方案在重载下表现优异,但随着输出功率降低,开关频率急剧上升导致效率下降。本文通过相移控制策略,有效优化了轻载条件下的损耗表现。
解读: 该研究直接关联阳光电源的组串式逆变器及储能变流器(PCS)产品线。在光伏与储能应用中,逆变器在早晚或低辐照度下的轻载效率是衡量产品竞争力的关键指标。CRM模式虽能实现软开关,但高频损耗是痛点。本文提出的相移控制(Phase Shedding)策略可直接应用于阳光电源的多通道并联逆变拓扑中,通过动态调...
单向电流MMC在桥臂电流单向性被破坏时的穿越能力分析
Analysis of Ride-Through Capability of Unidirectional-Current MMC with Arm Current Unidirectionality Disrupted
Zhengxuan Li · Qiang Song · Biao Zhao · Zhanqing Yu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
基于单向电流全桥子模块(UC-FBSM)的模块化多电平变换器(UC-FB-MMC)具有高功率密度、直流故障清除能力及动态直流电压调节能力。本文分析了在桥臂电流单向性被破坏的极端工况下,UC-FB-MMC的穿越能力,为该拓扑在新型直流应用中的稳定运行提供了理论支撑。
解读: 该研究探讨的UC-FB-MMC拓扑具备直流故障清除能力,与阳光电源的储能系统(如PowerTitan系列)及大型光伏并网系统中的直流侧保护技术具有一定的技术关联性。虽然目前主流产品多采用常规MMC或组串式架构,但该拓扑在高压直流输电及大型储能直流侧的应用潜力值得关注。建议研发团队关注其在极端工况下的...
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