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拓扑与电路 故障诊断 多电平 功率模块 ★ 4.0

三电平桥式变换器开路故障诊断与容错控制方案

Fault Diagnosis and Fault-Tolerant Control Scheme for Open-Circuit Faults in Three-Stepped Bridge Converters

Cheng Shu · Li Wei · Ding Rong-Jun · Chen Te-Fang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月

本文提出了一种针对牵引整流器开路故障的新型诊断方法与容错控制方案。该方法无需额外传感器即可准确识别故障桥臂,并能通过重构电路维持整流器的额定输出能力,有效提升了系统的可靠性与运行稳定性。

解读: 该研究提出的无传感器故障诊断与容错控制技术,对阳光电源的核心产品线具有重要参考价值。在大型集中式光伏逆变器及PowerTitan系列储能变流器(PCS)中,多电平拓扑应用广泛,功率器件的开路故障直接影响系统可用率。通过引入此类容错控制策略,可在不增加硬件成本的前提下,实现故障后的快速定位与降额/满额...

控制与算法 PWM控制 功率模块 ★ 3.0

一种简单实用的永磁同步电机占空比调制直接转矩控制

A Simple and Practical Duty Cycle Modulated Direct Torque Control for Permanent Magnet Synchronous Motors

Feng Niu · Xiaoyan Huang · Leijiao Ge · Jian Zhang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月

本文提出了一种用于永磁同步电机(PMSM)的简单实用占空比调制直接转矩控制(DDTC)方法。该方法通过占空比发生器根据转矩误差和电机转速直接获取有效矢量占空比,避免了传统DDTC中复杂的计算过程,并详细阐述了占空比发生器的设计细节。

解读: 该技术主要针对永磁同步电机(PMSM)的转矩控制优化,虽然阳光电源核心业务聚焦于光伏逆变器与储能系统,但该控制算法在风电变流器(风机侧电机控制)及电动汽车充电桩(内部冷却系统电机或潜在的电机驱动业务)中具有参考价值。其提出的简化占空比计算方法有助于降低控制器的算力需求,提升变流器在动态响应过程中的稳...

可靠性与测试 可靠性分析 故障诊断 功率模块 ★ 3.0

基于漏电流瞬态特性的变频电机对地绝缘多样化评估

Diversified Assessment of Ground-Wall Insulation in Inverter-Fed Motors by Using Transient Characteristics of Leakage Current

Shaopo Huang · Pengju Zhang · Lei Liu · Feng Niu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

针对变频电机对地绝缘状态监测,现有方法仅能检测整体退化情况,难以实现精细化定位。本文提出一种基于漏电流瞬态特性的多样化评估方法,通过分析高频瞬态信号,实现了对绝缘退化位置的精准识别,为电机驱动系统的可靠运行提供了有效监测手段。

解读: 该研究关注电机驱动系统的绝缘可靠性,虽然阳光电源核心业务为光伏逆变器和储能PCS,但该技术在风电变流器及大型工业驱动应用中具有参考价值。随着阳光电源在风电变流器领域的深耕,电机侧的绝缘监测技术有助于提升系统整体运行寿命。建议研发团队关注该方法中利用漏电流瞬态特征进行故障定位的思路,可将其迁移至逆变器...

系统并网技术 构网型GFM 储能变流器PCS 并网逆变器 ★ 5.0

基于相位补偿直流母线电压同步的构网型STATCOM低频振荡阻尼

Low-Frequency Oscillation Damping of Grid-Forming STATCOMs With Phase-Compensated DC-Link Voltage Synchronization

Xin Jiang · Hao Yi · Yuguo Li · Fang Zhuo 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

直流母线电压同步(DCVS)技术可使构网型STATCOM在实现直流电压调节的同时与电网同步。然而,DCVS可能引发低频振荡(LFO)。本文通过建立构网型STATCOM的小信号模型,深入分析了LFO的产生机理,并提出了相位补偿控制策略以抑制振荡,提升系统并网稳定性。

解读: 该研究直接服务于阳光电源PowerTitan和PowerStack等构网型储能系统。随着高比例可再生能源接入,电网强度降低,构网型技术(GFM)是核心竞争力。DCVS技术在提升系统惯量支撑和黑启动能力方面具有重要价值,但其带来的低频振荡风险是产品稳定性的关键挑战。本文提出的相位补偿策略可直接优化阳光...

拓扑与电路 PWM控制 多电平 ★ 2.0

基于负载信息的3×5矩阵变换器最大输入无功功率范围调制技术

Modulation Technique for a 3 × 5 Matrix Converter Achieving a Maximum Input Reactive Power Range Based on Load Information

Lin Qiu · Yao Li · Xiaoyan Huang · Lijian Wu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月

本文提出了一种基于负载信息的3×5矩阵变换器(MC)调制算法,旨在实现最大输入无功功率范围。通过二维调制图直观展示了其优越性。文章推导了占空比计算框架下的调制矩阵及其固有约束,并进一步讨论了约束条件下的优化控制策略。

解读: 矩阵变换器(MC)作为一种先进的功率变换拓扑,在多端口能量转换领域具有研究价值。虽然阳光电源目前的主流产品(如组串式/集中式逆变器、PowerTitan储能系统)主要基于传统的电压源型逆变器(VSI)拓扑,但该文献提出的基于负载信息的调制策略和占空比优化方法,对于提升复杂多端口变换器(如未来多源微网...

拓扑与电路 充电桩 功率模块 ★ 2.0

利用离散铁氧体环提高米级无线间隙感应电能传输系统效率的分析与设计

Analysis and Design of Discrete Ferrite Rings to Improve the Efficiency of Meter-Range Wireless Gap Inductive Power Transfer System

Peng Gu · Dongsheng Yang · Guangdi Li · Bowen Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月

本文提出了一种应用于圆柱形螺线管耦合器(CSC)的离散铁氧体环(DFRs)结构。通过降低磁路磁阻,该结构有效增强了相邻线圈间的耦合系数并提高了电感值。该基于DFRs的CSC磁结构被探讨应用于支柱绝缘子,旨在优化感应电能传输(IPT)系统的性能。

解读: 该研究聚焦于无线电能传输(WPT)的磁路优化,主要涉及长距离或特殊空间下的感应耦合技术。对于阳光电源而言,目前核心业务集中在有线充电桩及光储系统。该技术在现阶段虽非主流,但可作为未来电动汽车无线充电技术(Wireless Charging)的储备方案。建议关注其磁路设计方法在提升充电效率及降低电磁干...

拓扑与电路 DAB 双向DC-DC 储能变流器PCS ★ 5.0

解耦型三有源桥变换器中通过励磁电流注入实现全ZVS运行的简化QPS控制

Streamlined QPS Control With Magnetizing Current Injection for All-ZVS Operation in Decoupled-Type Triple Active Bridge Converters

Linxiao Gong · Yunfeng Peng · Junzhong Xu · Wenhui Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

解耦型三有源桥(DTAB)变换器通过移除辅助电感提升了功率密度和解耦能力。然而,传统移相调制难以扩展零电压开关(ZVS)范围,限制了效率。本文提出一种简化的四移相(QPS)控制策略,通过注入励磁电流,有效拓宽了DTAB变换器的ZVS工作范围,提升了整体转换效率。

解读: 该技术对阳光电源的储能业务(如PowerTitan、PowerStack系列)具有重要价值。DTAB拓扑在多端口能量管理中具有显著优势,通过优化ZVS范围,可进一步提升储能变流器(PCS)在宽电压范围下的转换效率,降低散热压力,从而提升系统功率密度。建议研发团队关注该QPS控制策略在多端口储能变换器...

拓扑与电路 多电平 故障诊断 储能变流器PCS ★ 4.0

一种增强低比例全桥子模块混合MMC直流故障清除能力的辅助电路

An Auxiliary Circuit Enhancing DC Fault Clearing Capability of Hybrid MMCs With Low Proportion of FB-SMs

Xiongfeng Fang · Gen Li · Canfeng Chen · Jian Xiong 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月

混合模块化多电平变换器(HMMC)通过结合半桥和全桥子模块,在降低损耗和成本的同时具备直流故障清除能力。然而,其反向偏置电压(RBV)限制了故障清除速度。本文提出一种辅助电路,旨在提升低比例全桥子模块配置下的HMMC直流故障清除能力,缩短故障清除时间,优化系统可靠性。

解读: 该研究针对高压直流输电及大型储能系统中的核心拓扑——混合MMC进行了优化。阳光电源的PowerTitan及大型储能PCS系统在追求高效率与低成本的同时,对直流侧故障保护要求极高。该辅助电路方案有助于在减少全桥子模块数量(从而降低成本和损耗)的前提下,维持甚至提升系统的直流故障清除能力。建议研发团队评...

控制与算法 模型预测控制MPC 并网逆变器 储能变流器PCS ★ 5.0

一种用于电力变换器有限控制集模型预测控制的简单无模型解决方案

A Simple Model-Free Solution for Finite Control-Set Predictive Control in Power Converters

Xing Liu · Lin Qiu · Youtong Fang · Kui Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

本文针对电力变换器系统中因动态不确定性导致的有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)精度下降问题,提出了一种简单的无模型解决方案。核心思想是通过构造基于不变流形的未知系统动态估计器,有效补偿模型失配,提升控制鲁棒性。

解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。FCS-MPC在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器中应用广泛,但传统方法高度依赖模型参数,在复杂电网环境下易受参数漂移影响。该“无模型”方案通过动态估计器补偿不确定性,可显著提升逆变器在弱电网下的并网稳定性及动态响应速度。建议研...

拓扑与电路 DAB 储能变流器PCS 双向DC-DC ★ 5.0

具有全负载ZVS范围的开关复用准两级隔离双向Buck-DAB变换器

Switch-Multiplexed Quasi-Two-Stage Isolated Bidirectional Buck-DAB Converter With Full Load ZVS Range

Zhengmei Lu · Mei Su · Guo Xu · Liting Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月

本文提出了一种开关复用的准两级Buck-DAB(SMBDAB)变换器及其调制策略。该架构通过复用原边桥臂,使其同时兼顾Buck电路与DAB电路的功能,有效减少了功率开关管的数量。此外,结合电压匹配调制,实现了全负载范围内的零电压开关(ZVS),提升了变换效率。

解读: 该拓扑通过开关复用技术显著减少了功率器件数量,在提升功率密度的同时降低了成本,与阳光电源PowerTitan和PowerStack系列储能变流器(PCS)的技术演进方向高度契合。全负载范围ZVS特性能够有效降低开关损耗,提升系统在宽电压范围下的转换效率,特别适用于储能系统在电池电压波动较大的工况。建...

拓扑与电路 多电平 功率模块 储能变流器PCS ★ 4.0

一种混合MMC在直流故障闭锁期间避免全桥子模块过压的能量吸收方法

An Energy Absorbing Method for Hybrid MMCs to Avoid Full-Bridge Submodule Overvoltage During DC Fault Blocking

Xiongfeng Fang · Gen Li · Canfeng Chen · Dongyu Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月

针对混合模块化多电平变换器(MMC)在直流故障闭锁期间全桥子模块(FB-SM)易发生严重过压的问题,本文提出了一种由金属氧化物避雷器(MOV)和晶闸管组成的能量吸收支路(EAB)。该方案在正常运行期间无额外功率损耗,有效解决了直流侧及桥臂电感能量释放导致的过压风险。

解读: 该技术对于阳光电源的大功率储能系统(如PowerTitan系列)及高压直流输电应用具有重要参考价值。随着储能系统向更高电压等级发展,MMC拓扑在大型储能电站中的应用潜力增加。该能量吸收方案能有效提升系统在极端故障下的可靠性,降低对全桥子模块耐压等级的冗余要求,从而优化成本。建议研发团队关注该EAB电...

功率器件技术 SiC器件 宽禁带半导体 功率模块 ★ 5.0

中压碳化硅技术赋能的高功率电子应用综述

High-Power Electronic Applications Enabled by Medium Voltage Silicon-Carbide Technology: An Overview

Morten Rahr Nielsen · Shiyue Deng · Abdul Basit Mirza · Benjamin Futtrup Kjærsgaard 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

随着社会电气化与绿色转型,高效大功率电子变换器的需求日益增长。中压碳化硅(SiC)半导体器件凭借优于硅基器件的静态与动态性能,成为关键推动力。本文全面综述了中压SiC技术在电力电子领域的应用潜力与技术挑战。

解读: 中压SiC技术是阳光电源提升产品功率密度与转换效率的核心驱动力。在集中式光伏逆变器及PowerTitan系列大容量储能变流器中,应用中压SiC器件可显著降低开关损耗,减小磁性元件体积,从而实现整机轻量化与高效率。建议研发团队重点关注中压SiC模块的封装散热技术及高频驱动电路设计,以应对未来更高电压等...

拓扑与电路 DC-DC变换器 储能变流器PCS 双向DC-DC ★ 4.0

一种用于宽输入电压范围中压直流应用的高降压比部分功率处理开关电容变换器

A High Step-Down Partial Power Processing Switched-Capacitor Converter for Wide Input Voltage Range Medium Voltage DC Applications

Renfeng Guan · Zhixing He · Qiqi Wei · Lingqing Fang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月

本文提出了一种用于中压直流应用的部分功率处理开关电容变换器(P3SCC)。该拓扑利用工作在串联谐振状态的高频开关电容变换器(HFSCC)传输大部分功率,并通过部分功率处理移相全桥(P4SFB)调节剩余小部分功率。该方案有效提升了宽输入电压范围下的转换效率与功率密度。

解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及中压直流接入场景具有重要参考价值。通过采用部分功率处理(Partial Power Processing)架构,可显著降低变换器在宽电压范围下的损耗,提升系统整体转换效率。建议研发团队关注该拓扑在储能PCS直流侧DC-DC环...

拓扑与电路 三电平 三相逆变器 PWM控制 ★ 4.0

一种用于减少开关数量的准Z源三电平逆变器中同时降低共模电压与平衡中点电压的新型调制方案

A Novel Modulation Scheme for Simultaneous Common-Mode Voltage Reduction and Neutral-Point Voltage Balance in the Reduced Switch Count Quasi-Z-Source Three-Level Inverter

Xiaoyan Li · Changwei Qin · Zhiyuan Chu · Jingyang Fang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月

本文提出了一种针对减少开关数量的准Z源三电平逆变器(RSC-QZS-TLI)的新型调制方案。该拓扑在保持准Z源逆变器输入电流连续性优势的同时,有效降低了开关数量与系统成本。针对该拓扑面临的共模电压(CMV)高及中点电压(NPV)不平衡挑战,该方案通过优化调制策略,实现了系统性能的提升。

解读: 该研究针对的RSC-QZS-TLI拓扑在降低系统成本和提高功率密度方面具有潜力,与阳光电源的组串式逆变器及储能变流器(PCS)产品线高度相关。通过优化调制策略解决CMV和NPV平衡问题,有助于提升逆变器在复杂电网环境下的电磁兼容性(EMC)和输出电能质量。建议研发团队关注该调制方案在PowerTit...

拓扑与电路 DC-DC变换器 功率模块 储能变流器PCS ★ 5.0

一种具有改进死区时间补偿且适用于高压应用的高速同步整流器

A High-Speed Synchronous Rectifier With Improved Dead Time Compensation and Suitable for High-Voltage Applications

Minggang Chen · Yongjia Li · Jiawei Shi · Song Ding 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月

基于漏源电压(VDS)检测的同步整流器因其结构简单和低成本被广泛应用。然而,在高频应用中存在寄生电感导致的过早关断、数十纳秒的导通延迟以及商用芯片耐压通常限制在200V以下等问题。本文提出了一种新型高速同步整流方案,旨在解决上述局限性,提升高压功率变换系统的效率与可靠性。

解读: 该技术对阳光电源的组串式光伏逆变器及储能变流器(如PowerTitan、PowerStack系列)具有重要价值。在光储系统中,DC-DC变换级的高效同步整流是提升整机效率的关键。该方案解决的高压同步整流问题,能够直接优化高压直流母线下的变换效率,减少开关损耗,并提升在高频化趋势下的系统可靠性。建议研...

可靠性与测试 光伏逆变器 故障诊断 可靠性分析 ★ 5.0

一种通过线电压幅值分析的电压源逆变器多路开路故障快速鲁棒诊断方法

A Fast and Robust Diagnostic Method for Multiple Open-Circuit Faults of Voltage-Source Inverters Through Line Voltage Magnitudes Analysis

Xun Wu · Chun-Yang Chen · Te-Fang Chen · Shu Cheng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月

本文提出了一种针对电压源逆变器多路开路故障的快速鲁棒诊断方法。该方法仅利用两个线电压作为诊断变量,具有经济、简单且能降低信息源故障率影响的优点。文中详细表征了正常及故障状态下线电压矢量的幅值特征。

解读: 该研究对于提升阳光电源组串式及集中式光伏逆变器、储能变流器(PCS)的运维可靠性具有重要价值。在逆变器发生多路功率器件开路故障时,传统的诊断方法往往依赖复杂的传感器网络,而该方法仅需两个线电压信号,能够显著降低硬件成本并提升诊断速度。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能运维平台,通过算法...

拓扑与电路 储能系统 功率模块 可靠性分析 ★ 3.0

EDISON混合式断路器的控制开发与故障电流换流测试

Control Development and Fault Current Commutation Test for the EDISON Hybrid Circuit Breaker

Yuchen He · Qichen Yang · Yuan Li · Sanghun Kim 等13人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月

直流断路器是直流网络系统的核心组件。EDISON混合式断路器结合了机械开关与固态开关的优势,在降低导通损耗的同时实现了快速切断。本文重点研究了该断路器的控制策略开发及故障电流换流测试,验证了其在直流配电网中的应用潜力与可靠性。

解读: 该技术主要应用于高压直流输电及大型直流微电网场景。对于阳光电源而言,随着PowerTitan等大型储能系统及直流耦合微电网项目的规模化应用,直流侧的故障保护与隔离至关重要。EDISON混合式断路器的高效低损耗特性,可作为未来大容量储能电站直流侧保护方案的参考,有助于提升系统安全性。建议研发团队关注其...

储能系统技术 储能系统 DC-DC变换器 GaN器件 ★ 5.0

面向功率电子生态设计的参数化生命周期评价模型:解决MOSFET-Si与HEMT-GaN技术问题

Parametric LCA model for power electronic ecodesign process: Addressing MOSFET-Si and HEMT-GaN technological issues

Li Fang · Yannis Rosset · Benoît Sarrazin · Pierre Lefranc 等5人 · IET Power Electronics · 2025年1月 · Vol.18

本研究提出一种面向功率电子生态设计的参数化生命周期评价模型,建立设计参数与环境影响之间的动态关联,支持产品全生命周期的优化。模型融合循环经济理念,可评估并实施维修、再利用和回收策略,提升功率电子产品的可持续性。通过DC-DC降压变换器的案例分析验证了模型的有效性,表明其在推动产品开发符合环保法规与可持续发展目标方面具有实用价值。

解读: 该参数化LCA生态设计模型对阳光电源功率电子产品线具有重要应用价值。在**ST储能变流器**和**SG光伏逆变器**开发中,可通过建立MOSFET-Si与HEMT-GaN器件选型的环境影响量化评估体系,优化功率模块设计决策。模型融合的循环经济理念可指导**PowerTitan储能系统**制定维修、模...

电动汽车驱动 模型预测控制MPC ★ 5.0

功率变换器的FCS-MPC:一种事件驱动的脑情绪学习方法

FCS-MPC of Power Converters: An Event-Driven Brain Emotional Learning Approach

Xing Liu · Lin Qiu · Youtong Fang · Kui Wang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月

针对系统不确定性与低开关频率(SF)下的有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)框架,本文提出一种事件驱动的脑情绪在线学习方法。该方法包含三个关键特征:采用双向模糊脑情绪在线学习机制并结合鲁棒控制项以逼近理想控制器;引入基于事件驱动的管状模型预测控制机制实现低SF运行;加入积分误差项以提升低SF下的跟踪性能。所提方法无需权重因子即可有效抑制不确定性、降低开关频率并减小跟踪误差,并给出了闭环系统的收敛性分析。通过多个文献中的基准实例验证了其有效性。

解读: 该事件驱动FCS-MPC技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST储能变流器中,低开关频率运行可直接降低SiC/GaN功率器件的开关损耗,提升系统效率;无权重因子设计简化了多目标控制参数整定难度。在SG光伏逆变器的MPPT控制中,脑情绪学习机制可增强参数摄动与电网扰动下的鲁棒性。在电动汽车驱动...

电动汽车驱动 宽禁带半导体 SiC器件 ★ 5.0

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...

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