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输入串联-输出并联模块化DC-DC变换器的输出电流差分控制方案
Output Current-Differential Control Scheme for Input-Series–Output-Parallel-Connected Modular DC–DC Converters
Lu Qu · Donglai Zhang · Zhiyun Bao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年7月
本文提出了一种用于输入串联-输出并联（ISOP）DC-DC变换器的输出电流差分（OCD）主从控制方案。该方案的所有控制与采样电路均位于输出侧，无需额外的控制环路隔离，简化了系统设计并提高了模块化变换器的均流性能与可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大功率光伏逆变器中的DC-DC变换环节具有重要参考价值。在多模块并联的储能PCS设计中，ISOP拓扑常用于处理高压输入与大电流输出的匹配问题。该OCD控制方案通过简化控制环路隔离，有助于降低系统硬件复杂度与成本，同时提升多模...
用于大功率风力发电机组的模块化多电平中压变流器及分布式储能集成方案
Medium-Voltage Converter Solution With Modular Multilevel Structure and Decentralized Energy Storage Integration for High-Power Wind Turbines
Gustavo F. Gontijo · Tamas Kerekes · Dezso Sera · Mattia Ricco 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
随着可再生能源渗透率提升，储能系统对电网稳定性的贡献日益凸显。风电场通过集成储能可增加收益。针对大功率风电机组，本文提出了一种基于模块化多电平结构的中压变流器方案，通过分布式储能集成，有效提升了系统功率等级与电网支撑能力。
解读: 该研究提出的模块化多电平（MMC）中压变流器与分布式储能集成技术，与阳光电源的风电变流器及PowerTitan/PowerStack储能产品线高度契合。随着风电机组向大功率化发展，中压变流技术是提升效率与降低损耗的关键。建议研发团队关注MMC拓扑在风电变流器中的应用，并探索将储能单元直接集成于变流器...
基于三电平Boost变换器的光伏发电系统电压不平衡抑制系统研究
Proposed System Based on a Three-Level Boost Converter to Mitigate Voltage Imbalance in Photovoltaic Power Generation Systems
Mohammad Afkar · Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani · Matheepot Phattanasak · Jean-Philippe Martin 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
针对光伏发电系统中的电压不平衡问题，本文提出了一种基于三电平Boost变换器的模块化结构。该拓扑相比传统Boost变换器，具有更低的电流纹波和电压应力，能够有效补偿额外增加的电路元件成本，适用于提升光伏系统的整体效率与稳定性。
解读: 该研究提出的三电平Boost拓扑与阳光电源的核心产品线高度契合。在组串式逆变器（String Inverters）中，随着光伏组件电压等级的提升，采用三电平技术能显著降低功率器件的电压应力，从而选用更具性价比的器件，并减小电感体积。此外，该方案对解决多路MPPT输入下的电压不平衡问题具有参考价值，可...
模块化多电平变换器不同模式下子模块IGBT开路故障的监测与确认方法
Monitoring and Confirmation Method for Submodule IGBT Open-Circuit Faults in MMCs Under Different Modes
Zhengkui Zhao · Minxiao Han · IET Power Electronics · 2025年8月 · Vol.18
本文提出了一种针对在逆变和整流模式下运行的模块化多电平变换器（MMC）中绝缘栅双极型晶体管（IGBT）开路故障的有效检测方法。该方法采用分段式结构，包含故障监测与故障确认两个功能环节，通过缩小故障范围显著降低计算负担，并能在不受运行扰动和故障场景影响的情况下精确定位故障桥臂。
解读: 该MMC子模块IGBT开路故障诊断技术对阳光电源PowerTitan储能系统和大功率光伏逆变器具有重要应用价值。文章提出的分段式监测与确认方法可直接应用于ST系列储能变流器的IGBT功率模块保护，通过缩小故障范围降低计算负担，提升系统可靠性。该方法适用于逆变和整流双向运行模式，契合储能系统充放电场景...
基于IGCT的MMC直通故障综合分析、设计与实验
Comprehensive Analysis, Design, and Experiment of Shoot-Through Faults in MMC Based on IGCT for VSC-HVDC
Wenpeng Zhou · Biao Zhao · Jiapeng Liu · Zhengyu Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
本文针对基于集成门极换流晶闸管（IGCT）的模块化多电平换流器（MMC），对其直通故障进行了全面分析、设计与实验验证。IGCT因其高可靠性、低成本及低电压降特性，成为高压直流输电（VSC-HVDC）的理想选择。研究重点探讨了子模块的故障机理及保护策略。
解读: 该研究聚焦于高压大功率电力电子领域，虽然阳光电源目前的核心产品线（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统）主要采用IGBT或SiC器件，但随着公司在大型地面电站及高压直流输电领域业务的拓展，对IGCT等高压功率器件的应用研究具有前瞻性参考价值。文章中关于MMC直通故障的分析方法和保护设计逻辑，...
一种15kW、kHz至MHz级变频临界软开关非隔离并网逆变器的模块化模型预测控制
Modular Model Predictive Control of a 15-kW, Kilo-to-Mega-Hertz Variable-Frequency Critical-Soft-Switching Nonisolated Grid-Tied Inverter With High Efficiency
Liwei Zhou · Matthew Jahnes · Matthias Preindl · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
本文提出了一种变频临界软开关（VF-CSS）模型预测控制方法，并结合改进型非隔离逆变器以提升效率。控制架构分为两层：中央层负责电网侧电感电流及零序电压控制；局部层负责各相功率模块的VF-CSS模型预测控制，有效提升了系统整体转换效率。
解读: 该研究提出的高频、高效率软开关拓扑及模块化模型预测控制技术，对阳光电源的组串式逆变器（如SG系列）及户用逆变器产品线具有重要参考价值。随着功率密度要求的不断提高，kHz至MHz级的开关频率是未来提升逆变器功率密度的关键路径。该控制策略通过中央与局部两级架构，能有效解决高频化带来的复杂控制难题。建议研...
用于数据中心大电流供电的垂直堆叠双总线DC-DC变换器
Vertically Stacked Dual-Bus DC–DC Converter for Data Center High-Current Power Delivery
Jiayi Geng · Riccardo Mandrioli · C. Q. Jiang · Mattia Ricco · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
随着数据中心功耗增加，对直流配电系统的高效率、高功率密度及冗余性提出了更高要求。本文提出了一种用于数据中心大电流供电的48V转12/4V双总线背靠背变换器，采用垂直组装结构，通过模块化设计实现了高功率密度与低成本目标。
解读: 该文献提出的垂直堆叠结构与高功率密度DC-DC变换技术，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及数据中心备用电源解决方案具有参考价值。随着储能系统向高压化、高功率密度化发展，模块化垂直组装技术可有效优化系统内部空间布局，提升散热效率。建议研发团队关注该拓扑在储能PCS功率模块小型化中的应...
解决模块化中压直流变换器光伏功率失配问题的环形功率平衡拓扑与潮流优化策略
Circular Power Balancing Topology and Power Flow Optimization Strategy for Solving PV Power Mismatch Problem of Modular MVDC Converters
Yizhan Zhuang · Fei Liu · Hongxi Zhu · Xiaoguang Diao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
针对中压直流系统中光伏功率失配问题，本文提出了一种环形功率平衡拓扑。相比传统的链式结构，该拓扑避免了失配功率在多个功率平衡单元（PBU）间的累积传输，有效降低了极端失配情况下的功率处理压力，并给出了相应的潮流优化策略。
解读: 该研究针对中压直流（MVDC）场景下的功率失配问题，提出的环形拓扑对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型光伏电站解决方案具有参考价值。随着光伏电站规模扩大，组件间失配导致的发电效率损失日益显著。该拓扑优化了功率平衡路径，有助于提升阳光电源大型组串式及集中式逆变器在复杂地形或阴影遮挡环境下的系统效率。建议...
一种基于滞环控制策略的混合直流斩波器功率损耗与热能优化方法
A Power Losses and Thermal Energy Optimization Method for Hybrid DC Chopper Based on Hysteresis Control Strategy
Yunfeng Li · Jiefeng Xu · Bin Xu · Chong Gao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
针对海上风电场通过MMC-HVDC系统并网时，直流斩波器需吸收多余功率以防止直流过压的问题，本文提出了一种由级联子模块和集中电阻组成的混合直流斩波器结构。该结构通过在每个子模块内配置分布式电阻，实现了功率损耗的优化与热能的有效管理。
解读: 该研究针对海上风电高压直流输电场景，对直流斩波器的拓扑优化与热管理具有重要参考价值。阳光电源在风电变流器及大型储能系统（如PowerTitan系列）中，对于高压直流侧的过压保护和功率耗散控制有类似需求。该混合拓扑结构有助于提升大功率变流设备的可靠性与热设计水平，建议研发团队关注其在海上风电变流器及高...
中压直流与低压直流配电网中双向模块化多电平谐振变换器的功率流控制
Power Flow Control of Bidirectional Modular Multilevel Resonant Converters in MVDC and LVDC Distribution Networks
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
本文提出了一种用于中压直流到低压直流配电网的双向模块化多电平谐振直流变换器（BMMRDC）及其功率流控制策略。首先，简要介绍了BMMRDC的拓扑结构，随后详细研究了其在不同运行模式下的工作原理。然后，对电压增益模型进行了研究，并精确建立了传输功率与运行频率之间的关系。在此基础上，提出了一种双向功率控制策略，通过调节开关频率来灵活调节功率。此外，分析了中压侧和低压侧器件的软开关行为，以指导变换器的参数设计，使其能够在较宽的运行条件下实现软开关运行。最后，搭建了一台缩小比例的BMMRDC样机，以验证...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的双向模块化多电平谐振直流变换器（BMMRDC）技术具有重要的战略价值。该技术针对中压直流到低压直流配电网络的功率流控制，与我司在光伏发电、储能系统及综合能源解决方案的核心业务高度契合。 在技术价值层面，BMMRDC拓扑结构的模块化设计与我司成熟的模块化逆变器...
一种用于雷击期间电场模拟的模块化推挽-反激式高压脉冲发生器
A Modular Push–Pull–Flyback High-Voltage Pulse Generator for Electric Field Emulation During a Lightning Strike
Zhiyuan Zhang · Hengxin He · Hui Yu · Kejie Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
为模拟雷击时的电场环境，本文提出了一种基于推挽式DC-DC变换器与反激式变换器结合的新型脉冲发生器结构。该装置能够产生符合雷击电场特性的高压脉冲，为电力电子设备的抗雷击浪涌测试提供了有效的仿真手段。
解读: 该文献提出的高压脉冲发生器主要应用于电力电子设备的电磁兼容性（EMC）及抗雷击浪涌测试。对于阳光电源而言，该技术属于研发测试环节的辅助手段，而非核心产品拓扑。在光伏逆变器、储能PCS及充电桩等产品的研发过程中，利用此类高压脉冲发生器进行严苛的浪涌抗扰度测试，有助于提升产品在复杂电网环境下的可靠性与安...
用于纳秒脉冲的紧凑型快速开关固态Marx调制器
Compact Solid-State Marx Modulator With Fast Switching for Nanosecond Pulse
Jung-Soo Bae · Tae-Hyun Kim · Seong-Ho Son · Chang-Hyun Gwon 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
本文介绍了一种基于模块化结构的紧凑型固态Marx调制器（SSMM），具有快速上升时间和短脉宽特性。通过堆叠具有高压和快速开关能力的TO-263-7封装碳化硅（SiC）MOSFET，该电路设计包含Marx电容、负载脉冲导通开关及关断开关等组件。
解读: 该文献探讨的固态Marx调制器及高压SiC MOSFET堆叠技术，主要应用于高压脉冲功率领域，与阳光电源现有的光伏逆变器、储能PCS及充电桩产品线在应用场景上差异较大。然而，其核心技术点——SiC器件的高压快速开关特性及模块化堆叠设计，对阳光电源未来探索更高功率密度、更高电压等级的功率变换器（如更高...
用于无变压器异步微电网不平衡负载支撑的四线制MMC功率调节系统设计与控制
Design and Control of a Four-Wire MMC-Based Power Conditioning System for the Unbalanced Load Support in a Transformer-Less Asynchronous Microgrid
Dingrui Li · Xingxuan Huang · Cheng Nie · Ruirui Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
本文提出了一种基于分裂直流母线电容拓扑的四线制模块化多电平变换器（MMC），作为异步微电网（ASMG）功率调节系统（PCS）的解决方案。该方案旨在解决无变压器结构下微电网并网的复杂设计与控制挑战，特别是在处理不平衡负载支撑方面的应用。
解读: 该研究涉及的MMC拓扑及四线制设计，对阳光电源的PowerTitan系列大型储能系统及高压大功率PCS产品具有重要的技术参考价值。随着微电网应用场景的复杂化，尤其是针对无变压器并网的抗不平衡负载能力，是提升系统电能质量的关键。建议研发团队关注该拓扑在提升系统效率与降低谐波方面的潜力，并将其作为未来构...
基于GaN-on-Si技术的自兼容高压级联晶体管
Self-Compatible Transistors in GaN-on-Si Technology for High-Voltage Cascodes
Richard Reiner · Patrick Waltereit · Michael Basler · Daniel Grieshaber 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年11月
本研究介绍了基于硅基氮化铝镓/氮化镓（AlGaN/GaN-on-Si）技术的自兼容多级级联功率晶体管“模块”的设计与特性表征，该模块可实现模块化堆叠，适用于高压应用。与传统方法（如超级级联或多电平拓扑）不同，所提出的解决方案由堆叠的晶体管分段直接驱动，无需额外组件，如栅极控制网络或带电平转换的多个驱动器。这使得配置更加简单且成本更低。利用自兼容构建模块的概念，我们展示了直接驱动的多级级联器件，其中所有分段均采用相同结构。通过栅极绝缘层工程实现了对高度负阈值电压的关键要求，同时器件仿真证实了分段电...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于GaN-on-Si技术的自兼容级联功率晶体管方案具有重要的战略价值。该技术通过模块化"积木式"设计实现高压应用，与我们在光伏逆变器和储能变流器领域对高效率、高功率密度的持续追求高度契合。 技术的核心创新在于消除了传统级联拓扑中复杂的门极控制网络和多驱动器电平转换电...
交错式与传统模块化多电平变换器在电力传输与分配中的比较分析与优化设计
Comparative Analysis and Optimal Design of Interleaved Versus Classical Modular Multilevel Converters in Power Transmission and Distribution
Hui Hwang Goh · Hengfu Zhu · Wei Dai · Hui Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年5月
具有交错半桥子模块的模块化多电平变换器（ISM-MMC）因具备扩展电流能力与提升电能质量的优势，有望成为新型电力传输与分配装置。然而，其应用受成本、效率与可靠性等多重因素制约，当前尚缺乏对ISM-MMC经济性与可靠性的量化评估方法，且与传统MMC的拓扑选型及参数设计仍具挑战。本文提出一种融合成本、效率与可靠性的ISM-MMC综合设计方法，并建立参数优化模型，实现两类拓扑间的选型指导。通过合理配置器件额定值与交错模组数，可在性能与经济性间取得平衡。仿真表明，ISM-MMC适用于大电流场景，最优交错...
解读: 该ISM-MMC综合设计方法对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的成本-效率-可靠性量化评估模型可直接指导大电流储能场景下的拓扑选型，特别是在MW级储能系统中，通过2-3组交错模组配置可有效降低电流应力并提升电能质量。该方法与阳光电源现有SiC器件...
基于混合桥臂的海上风电汇集与高压直流输电枢纽站：支持启动的实现与运行
Hybrid-Arm-Based Offshore Station for Wind Power Collection and HVDC Transmission: Implementation and Operation Supporting Startup
Zhankui ZHANG · Baichuan TENG · Jianjun MA · Miao ZHU · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年9月
启动问题是海上风电汇集与传输系统的关键挑战。本文提出一种具备非对称双向功率传输能力的新型海上换流站设计。通过在桥臂不同相中集成模块化多电平单元与二极管组件，采用特殊混合桥臂结构，减小了设备占地并降低了成本。正常运行时，该站实现电压提升及风电场至陆上站的功率输送；启动阶段则反向传输启动功率。文中提出了相应的控制策略，并通过仿真与硬件在环实验验证了其在典型工况下的运行性能。
解读: 该混合桥臂换流站技术对阳光电源的大功率变流产品线具有重要参考价值。其创新的非对称桥臂结构可启发ST系列储能变流器和SG系列集中式逆变器的拓扑优化,特别是在降低器件数量和系统成本方面。文中提出的启动控制策略对构建大型储能电站的黑启动能力具有借鉴意义。此外,该技术的双向功率传输特性也可应用于PowerT...
用于数据中心大电流供电的垂直堆叠双总线DC-DC转换器
Vertically Stacked Dual-Bus DC–DC Converter for Data Center High-Current Power Delivery
Jiayi Geng · Riccardo Mandrioli · C. Q. Jiang · Mattia Ricco · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
数据中心不断增加的功耗促使直流配电网络系统朝着高效率、高功率密度、具备冗余性和低成本设计的方向发展。为顺应这一趋势，本文提出一种用于数据中心大电流供电的双母线48 V转12/4 V背靠背转换器，采用垂直组装结构设计。该转换器采用模块化方法实现，由一个四相交错降压转换器与一个开关电容电压选择器级联组成。四个降压转换器并联，并采用交错控制调制来分配电流，为第二级的开关电容转换器提供稳定的电压。开关电容转换器的每个桥臂中并联了四个金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET），以承受高输出电...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的垂直堆叠双总线DC-DC变换器技术具有重要的借鉴价值，特别是在储能系统和数据中心供电领域的应用拓展方面。 该技术采用四相交错并联Buck变换器级联开关电容变换器的拓扑结构，实现48V到12V/4V的高效率转换，输出电流达200A。其核心优势在于：0.34mΩ...
基于双两电平九开关变换器的多电平逆变器用于双三相或六相电机驱动系统
Multilevel Inverter Based on a Dual Two-Level Nine-Switch Converter for a Dual Three-Phase or Six-Phase Motor Drive System
V. Fernão Pires · Armando Cordeiro · Daniel Foito · A. J. Pires 等6人 · IEEE Access · 2025年2月
九开关逆变器因其功率半导体器件数量少，在双三相或六相电机驱动等双输出应用中具有显著优势，但其交流输出电压仅限于两电平。本文提出一种具有多电平输出特性的新型逆变器拓扑结构，适用于双三相或六相电机驱动系统。该拓扑由两个隔离的逆变器构成，桥臂数量由六个减少至三个，形成模块化多电平结构，在减少器件数量的同时实现更多电压电平。结合所提出的调制策略，确保系统实现多电平运行。通过Matlab/Simulink仿真及实验样机测试验证了该拓扑与调制策略的有效性，仿真与实验结果一致，验证了理论分析的正确性。
解读: 该九开关多电平逆变器技术对阳光电源新能源汽车驱动产品线具有重要应用价值。核心优势在于：1）通过双九开关拓扑将桥臂从六个减至三个，器件数量减少33%，可直接降低电机驱动系统成本和体积；2）多电平输出特性可改善电机侧电压波形质量，降低dv/dt应力和共模电压，提升SiC器件在高频开关下的可靠性；3）模块...
关于微能源控制单元
MECU）集成电网的未来
Baihe Su · Yu-Chuan Li · Zhijie Liu · Ke-Jun Li 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月
随着可再生能源应用的推广，分布式光伏发电已成为一种重要的电源形式。越来越多的分布式光伏通过传统变流器接入配电系统。随着光伏渗透率的不断提高，由于光伏电源固有的随机性和波动性，电网面临着诸多挑战。微能源控制单元（MECU）作为一种安全、经济、高效利用光伏电源的替代方案被提出。基于多端口结构，MECU连接光伏、储能、电网和需求侧负载。MECU具有能量自平衡、暂态稳定支撑、灵活的需求侧整合以及电能质量改善等优势。针对不同应用场景开发了两款MECU样机。轻型MECU专为空间受限的小容量光伏系统设计；模块...
解读: 该MECU集成电网技术与阳光电源多能协同战略高度契合。在产品应用层面：ST储能系统可作为MECU核心单元，通过能量管理算法实现源-荷-储协同优化；SG系列逆变器的GFM构网型控制技术可增强MECU自主调控能力，提升分布式光伏并网稳定性；iSolarCloud平台可延伸为MECU集群管理系统，实现多站...
考虑最大功率点跟踪与剩余功率分配的全直流海上风电系统串并联直流汇集拓扑及控制
Series-Parallel DC Collection Topology and Control for All-DC Offshore Wind Power System Considering MPPT and Surplus Power Distribution
Peiqi Zhao · Yongqing Meng · Mengwei Ge · Shuhao Yan 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年6月
全直流海上风电系统是远距离大功率输电的可行方案。本文提出一种适用于该系统的串并联直流汇集拓扑。针对中压大功率风电机组，设计了一种新型串并联模块化多电平变换器，通过串并联结构提升机组电压等级，并利用多绕组变压器消除二次功率波动，降低直流侧电容需求。同时，为解决串联机组间的风功率差异问题，配置功率平衡系统以实现各机组的最大功率点跟踪。相比传统系统，该拓扑省去昂贵的海上平台，缓解弃风问题。通过数字仿真与实时硬件在环实验验证了所提拓扑及其控制策略的有效性与优越性。
解读: 该串并联直流汇集拓扑技术对阳光电源储能与风电产品线具有重要参考价值。其模块化多电平变换器设计思路可用于优化ST系列储能变流器的高压直流架构,提升PowerTitan储能系统的功率密度。文中的功率平衡控制策略与MPPT算法对风光储一体化系统的协调控制具有启发意义。特别是多绕组变压器消除二次功率波动的方...
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