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集成均温板的IGBT功率模块直接相变冷却技术在汽车应用中的研究
Direct Phase-Change Cooling of Vapor Chamber Integrated With IGBT Power Electronic Module for Automotive Application
Yiyi Chen · Bo Li · Xuehui Wang · Xin Wang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
在电动汽车领域，IGBT功率模块因功率密度提升面临严峻的散热挑战。本文提出一种集成均温板（Vapor Chamber）的直接相变冷却技术，旨在解决高热流密度下的散热瓶颈，提升功率电子模块的热可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的电动汽车充电桩及储能变流器（PCS）业务具有重要参考价值。随着PowerTitan等储能系统和充电桩向高功率密度演进，传统水冷或风冷方案可能触及散热极限。集成均温板的相变冷却技术能显著降低IGBT结温，提升模块在极端工况下的可靠性与寿命。建议研发团队关注该技术在紧凑型高压充电模块中...
基于高频链开关同步混合移相调制方法的级联H桥电力电子变压器电容最小化研究
Capacitance Minimization and Constraint of CHB Power Electronic Transformer Based on Switching Synchronization Hybrid Phase-Shift Modulation Method of High Frequency Link
Yuzhuo Pan · Jiaxun Teng · Chen Yang · Zemin Bu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
针对基于单电感四有源桥（SIQAB）的级联H桥电力电子变压器，本文提出了一种基于高频链开关同步混合移相调制（SSHPSM）的子模块电容最小化方案。在该调制策略下，SIQAB级原边工作在开关电容模式，实现了电容电压的自动平衡与纹波抑制，有效降低了对子模块电容容量的需求。
解读: 该研究提出的SSHPSM调制策略及电容最小化方案，对于阳光电源的PowerTitan等大容量储能系统及中高压光伏并网变流器具有重要参考价值。通过优化级联拓扑的电容需求，可显著提升功率密度并降低系统体积成本。建议研发团队关注该技术在多电平PCS架构中的应用，特别是在提升高频链效率和降低直流侧纹波方面的...
基于阻抗特性分析的直流微电网孤岛检测速度提升与系统稳定性增强研究
Detecting Speed Improvement and System Stability Enhancement for DC Microgrids Islanding Detection Based on Impedance Characteristic Analysis
Tianling Shi · Hongyi Chen · Boxin Liu · Shiyuan Fan 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
直流微电网的孤岛检测是保障系统安全的关键。正反馈孤岛检测技术因检测速度快、非检测区小而备受关注，但其反馈回路可能影响系统稳定性。本文通过阻抗特性分析，旨在提升直流微电网孤岛检测速度的同时，优化系统稳定性。
解读: 该研究对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及微电网解决方案具有重要参考价值。在直流微电网应用中，孤岛检测的快速性与系统稳定性是核心技术难点。通过阻抗特性分析优化正反馈控制，可直接提升阳光电源PCS产品在离网切换过程中的响应速度与运行可靠性。建议研发团队将该分析方法集成...
中压中频变压器绕组内电压振荡的起源分析与抑制方法
Origin Analysis and Mitigation Method of Voltage Oscillation Occurred Inside the Winding of Medium-Voltage Medium-Frequency Transformer
Yueyin Wang · Wu Chen · Zhan Shen · Xiao Yu 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
中压中频变压器是高功率直流变换器的核心部件。宽禁带半导体的高速开关特性会在变压器内部诱发电压振荡，增加主绝缘局部放电风险，甚至导致永久性击穿。本文旨在分析此类振荡的产生机理，并提出相应的抑制策略，以提升电力电子变换器的可靠性。
解读: 该研究直接关联阳光电源PowerTitan和PowerStack等大功率储能系统中的隔离型DC-DC变换环节。随着SiC等宽禁带器件在PCS中的广泛应用，高频开关带来的电压振荡与绝缘应力问题日益突出。本文提出的振荡抑制方法对于优化高压储能变流器的变压器设计、提升系统长期运行的绝缘可靠性具有重要指导意...
基于LSTM网络的IGBT结温时间序列特性表征方法
A Time Series Characterization of IGBT Junction Temperature Method Based on LSTM Network
Zheng-Wei Du · Yu Zhang · Yuankui Wang · Zhiyuan Chen 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
准确的结温表征对IGBT模块的性能优化与可靠性设计至关重要。针对现有方法多关注特定时刻温度预测而非时间序列变化的问题，本文提出了一种基于长短期记忆（LSTM）网络的方法，通过捕捉结温的时间演变特征，实现了对IGBT结温的精确追踪与表征。
解读: IGBT是阳光电源光伏逆变器、储能变流器（PCS）及风电变流器的核心功率器件。结温直接决定了器件的寿命与系统的可靠性。该研究利用LSTM网络实现结温的时间序列追踪，可深度集成于iSolarCloud智能运维平台，实现对组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统内部功率模块的实时...
重复短路应力下P-GaN HEMT电参数退化研究
Understanding Electrical Parameter Degradations of P-GaN HEMT Under Repetitive Short-Circuit Stresses
Sheng Li · Siyang Liu · Chi Zhang · Le Qian 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
本文研究了P-GaN栅HEMT在重复短路应力下的静态与动态电参数退化，并首次区分了其退化机理。研究表明，短路应力会对栅极区域和接入区域造成损伤，从而导致器件性能漂移。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及高频化充电桩产品中对功率密度要求的提升，GaN器件的应用潜力巨大。本文揭示的P-GaN HEMT在短路应力下的退化机理，对于优化阳光电源逆变器及充电桩的驱动电路保护策略、提升系统可靠性具有重要参考价值。建议研发团队在后续高频功率模块设计中，重点关注短路保护响应速度与器件...
氮化镓高电子迁移率晶体管
GaN-based HEMTs）击穿特性表征方法分析
Sheng Lei Zhao · Bin Hou · Wei Wei Chen · Min Han Mi 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年2月
本文通过研究关断状态漏电流和击穿曲线，分析了GaN HEMT的击穿特性表征方法。研究发现，在七种常规击穿曲线中，仅有两种能通过传统三端击穿表征方法合理呈现，并针对其余五种击穿类型进行了深入探讨。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化充电桩领域对功率密度要求的不断提升，GaN器件的应用成为关键技术趋势。本文提出的击穿特性表征方法，对于优化阳光电源功率模块的选型、提升高频变换器的可靠性设计具有重要参考价值。建议研发团队将此表征方法引入GaN器件的入库测试与失效分析流程中，以更精准地评估器件在极端...
垂直堆叠LEGO-PoL CPU电压调节器
Vertical Stacked LEGO-PoL CPU Voltage Regulator
Jaeil Baek · Youssef Elasser · Kaladhar Radhakrishnan · Houle Gan 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
本文提出了一种用于超大电流微处理器的48-1V混合开关电容变换器，采用线性可扩展组负载点（LEGO-PoL）架构。该设计结合了3D堆叠封装与耦合电感技术，实现了小型化、高响应速度及垂直功率传输，具有极高的模块化与可扩展性。
解读: 该技术主要针对高性能计算（HPC）及数据中心服务器的供电需求，属于高功率密度DC-DC变换领域。虽然阳光电源目前的核心业务聚焦于光伏、储能及充电桩，但该研究中涉及的“高功率密度”、“3D堆叠封装”及“模块化设计”理念，对阳光电源未来的iSolarCloud智能运维平台配套的高性能计算中心供电方案，以...
一种用于Buck型恒功率负载级联直流系统的功率自适应阻抗重塑策略
A Power Adaptive Impedance Reshaping Strategy for Cascaded DC System With Buck-Type Constant Power Load
Bangbang He · Wu Chen · Xin Li · Liangcai Shu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
恒功率负载（CPL）的低频负输入阻抗是导致级联直流系统不稳定的主要原因，且功率越大稳定性越差。本文提出了一种功率自适应负载侧并联虚拟阻抗（PALPVI）控制策略，通过动态调整阻抗特性，有效提升了Buck型CPL级联直流系统的稳定性。
解读: 该研究针对直流侧恒功率负载引起的级联系统振荡问题，提出的功率自适应虚拟阻抗控制策略对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流微电网解决方案具有重要参考价值。在储能变流器（PCS）与电池管理系统（BMS）的直流母线交互中，该算法可有效抑制由于负载功率波动导致的母线电压失...
具有并联调谐二次侧拾取装置的感应电能传输系统原边负载与互感辨识
Load and Mutual Inductance Identification From the Primary Side of Inductive Power Transfer System With Parallel-Tuned Secondary Power Pickup
Yu-Gang Su · Long Chen · Xue-Ying Wu · Aiguo Patrick Hu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年11月
感应电能传输（IPT）系统的效率和功率传输能力受负载和磁耦合变化影响显著。本文提出了一种针对具有并联调谐二次侧的IPT系统的负载与互感辨识方法，仅通过原边侧测量即可实现参数辨识，有助于提升系统运行性能。
解读: 该技术主要应用于无线充电领域。对于阳光电源的电动汽车充电桩业务，虽然目前主流为有线充电，但随着大功率无线充电技术的发展，该辨识方法可提升充电系统的动态响应能力和效率优化水平。此外，该辨识算法中涉及的参数估计逻辑，也可借鉴用于阳光电源储能系统（如PowerTitan）中电池组阻抗辨识或光伏逆变器中电网...
一种用于AC/DC/AC互联的级联模块化隔离背靠背固态变压器方案及其性能提升与简化控制
A Cascaded Modular Isolated Back-to-Back Solid State Transformer Scheme for AC/DC/AC Interconnection With Improved Performance and Simple Control
Yuzhuo Pan · Jiaxun Teng · Zemin Bu · Jiang Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
本文提出了一种级联模块化隔离背靠背固态变压器（CMIB-SST），用于两个配电交流电网的电气隔离互联。该系统由模块化多电平变换器级、级联H桥（CHB）级和六端有源桥（STAB）级组成。通过采用开关同步混合移相调制（SSHPSM）技术，有效抑制了STAB级的功率波动与损耗。
解读: 该研究提出的级联模块化拓扑与多端口变换技术，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及大型光伏并网系统具有参考价值。其六端有源桥（STAB）结构在多源互联与直流配电领域具有潜力，有助于提升大功率变换器的功率密度和电网适应性。建议研发团队关注其SSHPSM调制策略，以优化现有PCS产品在复杂...
650V p-GaN HEMT单脉冲非钳位电感开关
UIS）失效机理与分析
Siyang Liu · Sheng Li · Chi Zhang · Ningbo Li 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文首次揭示了肖特基栅极p-GaN HEMT在单脉冲非钳位电感开关（UIS）下的耐受物理机制与失效机理。与Si/SiC器件不同，p-GaN HEMT通过将负载电感的能量存储在输出电容中来承受浪涌电流，而非通过雪崩击穿。
解读: GaN器件凭借高开关频率和高效率，是阳光电源未来提升户用光伏逆变器及小型化充电桩功率密度的关键技术方向。本文深入分析了p-GaN HEMT在极端工况下的UIS失效机理，对于优化逆变器功率模块的驱动电路设计、过压保护策略及可靠性评估具有重要指导意义。建议研发团队在后续高频化产品设计中，重点关注GaN器...
多电压等级直流配电系统的阻抗稳定性分析方法
Impedance-Based Stability Analysis Methods for DC Distribution Power System With Multivoltage Levels
Han Mu · Yao Zhang · Xiangqian Tong · Wu Chen 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
本文针对数据中心、全电船舶等应用场景中多电压等级直流配电系统的稳定性分析展开研究。现有研究多集中于单母线直流系统，而针对多级直流配电系统的稳定性分析方法报道较少。本文重点探讨了多电压等级直流配电系统的阻抗比稳定性判据及分析方法。
解读: 该研究对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流微电网解决方案具有重要参考价值。随着数据中心和工商业储能应用中直流母线电压等级的复杂化，基于阻抗的稳定性分析能有效规避多级变换器级联带来的振荡风险。建议研发团队将此阻抗建模方法应用于iSolarCloud智能运维平台的系...
一种用于激光雷达发射器、具有陡峭驱动电流的单片GaN激光二极管驱动器
A Monolithic GaN Laser Diode Driver With Steep-Edge Driving Current for LiDAR Transmitters Using a 3× Self-Circulating Charge Pump
Chun-wang Zhuang · Xin Ming · Yao Qin · Lin-min Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
直接飞行时间（ToF）激光雷达广泛应用于三维传感。为实现高分辨率和长距离探测，需高峰值功率的窄光脉冲，这对激光二极管驱动器（LDD）提出了严苛要求。单片GaN集成技术因能最小化栅极驱动回路寄生参数，成为LDD设计的理想选择。
解读: 该文献探讨了基于GaN工艺的单片集成驱动技术，主要应用于激光雷达（LiDAR）领域。虽然阳光电源目前的核心业务聚焦于光伏逆变器、储能系统及充电桩，与激光雷达直接应用场景重合度较低，但该技术在宽禁带半导体（GaN）的高频驱动与集成化设计方面的研究，对公司未来在功率模块小型化、高频化以及下一代电动汽车充...
迷你LEGO CPU电压调节器
Mini-LEGO CPU Voltage Regulator
Youssef Elasser · Jaeil Baek · Kaladhar Radhakrishnan · Houle Gan 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
本文提出了一种小型化48V转1V、240A的线性可扩展LEGO架构CPU电压调节模块（VRM）。该Mini-LEGO转换器采用垂直供电技术，体积仅为30mm×11.2mm×8.4mm，峰值效率达87.1%，满载效率84.1%，功率密度高达1390 W/in³。
解读: 该文章探讨的超高功率密度垂直供电技术主要应用于数据中心服务器电源领域。虽然阳光电源目前的核心业务聚焦于光伏、储能及充电桩，与该类低压大电流CPU供电技术存在差异，但其高功率密度设计理念和垂直供电架构对阳光电源的iSolarCloud服务器机架电源优化、以及未来储能系统内部BMS与控制单元的微型化设计...
一种基于二进制比较器异步脉宽调制的低EMI降压变换器
A Low-EMI Buck Converter Using a Binary Comparator-Based Asynchronous Pulsewidth Modulator for Wide Adjustable Switching Frequency Application
Lehan Xu · Zhangyong Chen · Yong Chen · Xin Tong 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年10月 · Vol.14
本文提出一种采用二进制比较器异步PWM（BAPWM）控制的低杂散噪声、宽可调开关频率降压变换器。理论分析表明二阶BAPWM具备更宽调频范围，其线性化模型频率响应与传统PWM兼容，且具备固有展频特性，显著抑制EMI。
解读: 该BAPWM技术可提升阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统中DC-DC级（如电池侧双向变换器）的EMI性能与频率灵活性，尤其利于高功率密度设计和CISPR 32等严苛EMC认证。建议在新一代户用/工商业储能PCS的辅助电源或电池接口模块中试点集成，并结合SiC/GaN器件优化开关频率...
基于软开关的串/容并补偿无线轮毂电机驱动系统设计
Soft Switching Based Design of Wireless In-Wheel Motor Drive System with Series/Capacitor-Parallel Compensation
Xin Felix Chen · Chi K. Tse · C. Q. Jiang · Qianhong Chen 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
为降低电源线缆断连风险，采用无线轮毂电机驱动系统。本文提出一种串/容并（S/CP）补偿拓扑，虽结构类似串/串并（S/SP），但设计思想更利于提升电压增益灵活性。设计中首次引入软开关考量，基于推导的软开关边界可快速确定设计点，并引入虚拟参数消除端接效应对软开关的影响。结合电机负载对母线电压波动的高容忍性，提出优化设计方法，可在宽负载与错位范围内实现软开关、满足电压需求并保持高效率。实验搭建600 W样机，最高效率达96.81%，验证了理论分析的正确性。
解读: 该软开关无线电能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。文章提出的S/CP补偿拓扑及软开关设计方法可直接应用于电动汽车无线充电系统和轮毂电机驱动方案。其核心创新点：1）基于软开关边界的快速设计方法可优化阳光电源车载OBC和无线充电桩的功率变换效率，96.81%的系统效率与公司高效率目标一...
一种新型复用臂选择模块化多电平变换器的拓扑与控制
Topology and Control of a Novel Multiplexing Arm Selection Modular Multilevel Converter
Zeyu Hao · Jianxi Lan · Wu Chen · Xin Li 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月
随着海上风电与光伏发电中直流输电技术的快速发展，模块化多电平变换器（MMC）在经济性与轻量化方面的需求日益迫切。本文创新性地提出一种基于级联开关堆与复用臂结构的新型复用臂选择MMC（MAS-MMC）拓扑，并提出一种臂优化调制电压选择策略，可在不同功率因数下实现半工频周期内的能量平衡，且最小化臂电压峰值，相较传统MMC减少子模块数量达59.1%。该拓扑显著降低系统成本并提升功率密度。通过系统仿真与实验样机验证了所提拓扑结构与控制策略的优越性与可行性。
解读: 该复用臂选择MMC拓扑技术对阳光电源的大功率产品线具有重要参考价值。通过级联开关堆与复用臂结构创新,可将子模块数量减少近60%,这与我司ST2000储能变流器及SG3000HV光伏逆变器的成本优化目标高度契合。该技术可优化我司MW级变流器的功率密度与经济性,特别适用于海上风电并网和储能变流等场景。建...
高功率器件封装中含重铸层和粗糙界面的陶瓷通孔互连结构热力学分析
Thermodynamic analysis of TCV interconnect structure with recast layers and rough interfaces for high-power device packaging
Xin Zou · Zhirui Xu · Hao Chen · Yang Peng 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年9月
通孔陶瓷过孔（TCV）互连结构的热机械行为对三维封装可靠性有着显著影响。然而，现有研究在很大程度上忽视了激光钻孔所产生的缺陷——特别是重铸层和粗糙界面——在调节高功率器件热应力方面的关键作用。在本研究中，提出了一种考虑重铸层和粗糙界面的TCV互连结构的新型热力学分析方法。利用魏尔斯特拉斯 - 曼德布罗特（W - M）分形函数建立了具有可调界面粗糙度的陶瓷 - 重铸层 - 铜模型。实验结果与模拟结果吻合良好，最大误差仅为11.1%。热力学模拟结果显示，热应力与界面粗糙度之间存在非单调关系：在所有温...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文针对陶瓷通孔（TCV）互连结构的热力学研究具有显著的应用价值。在光伏逆变器和储能变流器等大功率设备中，功率半导体模块是核心部件，其封装可靠性直接影响系统的长期稳定性和功率密度提升。 该研究的核心贡献在于首次系统性地量化了激光钻孔工艺缺陷（重铸层和粗糙界面）对热应力的...
基于改进型E类谐振拓扑并集成可控可变电感与阶梯磁芯收发耦合器的固定频率单级无线电机驱动器
A Fixed-Frequency Single-Stage Wireless Motor Driver Utilizing a Modified Class-E Resonant Topology With a Controlled Variable Inductor and Stepped-Core Tx/Rx Couplers
Ching-Ming Lai · De-Tai Lin · Hao-En Liu · Tomokazu Mishima 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
本文提出一种基于改进型E类谐振拓扑的单级无线电机驱动器（WMD），用于直流电机控制。通过引入有源钳位电路与高阶谐波抑制电路，提升了开关器件可靠性并优化了功率传输效率。在谐振腔中集成可变电感模块与阶梯磁芯发射/接收耦合器，实现了在线圈失配条件下保持高效率的固定频率运行。文章涵盖系统架构、电路工作模态、稳态分析及磁性元件设计。实验构建了180 W的WMD样机，验证了理论分析，谐振腔效率提升达4.79%，系统最高效率达89.72%。
解读: 该固定频率单级无线电机驱动技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。改进型E类谐振拓扑结合有源钳位电路可直接应用于车载OBC充电机和无线充电桩开发，89.72%的系统效率与4.79%的谐振腔效率提升为ST储能变流器的软开关设计提供参考。可变电感模块实现线圈失配下的固定频率运行，可优化充电桩在不...
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