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用于Micro-LED显示器的5μs响应时间及92.9%效率的混合反相Buck变换器设计与分析
Design and Analysis of a Hybrid Inverting Buck Converter With 5 μs Response Time and 92.9% Efficiency for Micro-LED Displays
Xingfa Yan · Gang Liu · Chen Hu · Kaisong Zhu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
本文设计了一种适用于Micro-LED显示应用的混合反相Buck（HIB）DC-DC变换器，可实现可调负输出电压。该变换器仅需三个功率开关、一个飞跨电容和一个电感，实现了-D的电压转换比。相比现有方案，其具备类Buck的PWM控制简单及体积紧凑的优势。
解读: 该文献探讨的混合反相Buck拓扑主要针对Micro-LED显示驱动领域，与阳光电源核心的光伏逆变器、储能系统及充电桩业务在应用场景上存在较大差异。然而，其强调的“高响应速度”与“高功率密度”设计思路对阳光电源的辅助电源模块（Auxiliary Power Supply）设计具有一定参考价值。在户用光...
基于多米诺谐振器WPT且具有恒流或恒压输出的高压输电线路监测设备充电系统
A Monitoring Equipment Charging System for HVTL Based on Domino-Resonator WPT With Constant Current or Constant Voltage Output
Zhaotian Yan · Huaqiang Xie · Yong Li · Zhengyou He 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月
本文设计了一种多米诺谐振器无线电能传输系统，用于从110kV高压输电线路周围的磁场中获取能量，并为在线监测设备提供超过1.1米绝缘距离的持续供电。理论分析表明，该系统可实现恒流或恒压输出，为高压环境下设备的自供电提供了高效解决方案。
解读: 该技术属于无线电能传输（WPT）领域，主要解决高压环境下的设备自供电问题。对于阳光电源而言，该技术目前与核心产品线（光伏逆变器、储能系统、充电桩）的直接关联度较低。但从技术储备角度看，其磁耦合谐振与能量获取技术可为iSolarCloud智能运维平台中传感器节点的无线供电提供参考，减少复杂环境下的布线...
面向脉冲负载的1-kV碳化硅LLC变换器线性-非线性最优步进控制
Linear–Nonlinear Optimal Step Control for 1-kV SiC LLC Converters With Pulse Loads
Kaiqi Yao · Zhiliang Zhang · Jiacheng Tang · Zhesi Gao 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
针对脉冲负载需求，本文提出了一种线性-非线性步进负载控制策略。该方法通过计算初始开关频率和占空比，使变换器在从空载到满载的瞬态过程中，以最小的输出电压跌落和最短的调节时间达到满载稳态运行点。
解读: 该研究针对高压SiC LLC变换器的瞬态响应优化，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大功率光伏逆变器的DC-DC级具有重要参考价值。随着储能系统在调频等脉冲式负载场景下的应用增加，该控制策略能显著提升系统在负载突变时的电压稳定性，减少输出电压跌落。建议研发团队关注...
基于SiC MOSFET的高效率能量回馈型宽输入电压直流电子负载架构
Wide Input Voltage DC Electronic Load Architecture With SiC MOSFETs for High Efficiency Energy Recycling
Qi Yang · Mingxie He · Jia-hua Xu · Xiang Li 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
本文提出了一种基于SiC器件的三级能量回馈型直流电子负载架构。通过交错Boost变换器与LLC-DCX级联，利用1200V SiC MOSFET实现高频隔离与预调节，使系统在150-750V宽输入电压范围内保持高效率。该架构在780V母线电压下采用T型三电平逆变器实现电能回馈。
解读: 该技术在测试设备领域具有重要应用价值，直接关联阳光电源的研发测试平台及产线老化测试系统。其采用的SiC MOSFET与LLC-DCX拓扑可显著提升能量回馈效率，降低测试过程中的电能损耗。建议将其应用于阳光电源组串式逆变器及PowerTitan储能系统的出厂老化测试环节，通过引入高效率能量回馈电子负载...
基于热力学有限差分数值建模与原位数字图像相关验证的SiC MOSFET多芯片扇出型面板级封装翘曲优化
Warpage Optimization for SiC MOSFET Multichip Fan-Out Panel-Level Packaging With Thermal–Mechanical Finite-Difference Numerical Modeling and In Situ Digital Image Correlation Validation
Wenyu Li · Wei Chen · Jing Jiang · Wenbo Wang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
扇出型面板级封装（FOPLP）因其卓越的电热性能和成本效益，成为碳化硅（SiC）MOSFET封装的新趋势。然而，大尺寸多芯片嵌入式FOPLP在样品制备和热机械应力方面面临严峻挑战。本文针对20mm×20mm×0.78mm的大尺寸FOPLP，通过热力学有限差分建模与原位数字图像相关（DIC）技术，研究并优化了其翘曲问题，为提升功率模块的可靠性提供了理论与实验支撑。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心功率模块技术。随着公司在组串式逆变器和PowerTitan等储能系统中对高功率密度和高效率的需求不断提升，SiC器件的应用已成为主流。FOPLP封装技术能有效提升SiC模块的散热能力与集成度，但其带来的翘曲与热机械应力问题是影响产品长期可靠性的关键。建议研发团队参考该文的...
一种用于1kV输入1MHz GaN LLC变换器同步整流的无传感器模型驱动方案
A Sensorless Model-Based Digital Driving Scheme for Synchronous Rectification in 1-kV Input 1-MHz GaN LLC Converters
Xinyi Zhu · Haoran Li · Zhiliang Zhang · Zhibin Li 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
针对1kV高压输入、1MHz高频工作的GaN LLC变换器，eGaN HEMT极快的开关速度导致dv/dt高达200kV/μs，给同步整流（SR）带来严峻挑战。本文提出一种基于模型的无传感器SR驱动方案，旨在优化稳态效率及互补控制性能。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及储能系统（如PowerTitan/PowerStack）的DC-DC变换环节具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向高压化（1500V系统）、高功率密度方向发展，LLC变换器的高频化是提升效率的关键。GaN器件在高压高频下的同步整流驱动挑战，直接影响变换器的损耗控制。建...
基于频率跟踪的海底无线供电系统恒压恒流控制方法
Constant Voltage and Constant Current Control Method of Undersea Wireless Power Supply System Based on Frequency Tracking Method
Lei Yang · Xinze Chen · Liye Tian · Yuanqi Zhang 等15人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文提出了一种结合谐振频率跟踪与恒压/恒流充电模式的控制方法，用于海底无线电能传输（UWPT）系统。该方法能快速响应系统谐振频率的变化，利用数字相位控制有效解决复杂海洋环境下系统失配的问题。
解读: 该技术主要针对无线电能传输（WPT）领域，虽然目前阳光电源的核心业务集中在有线光伏逆变器和储能系统，但无线充电技术在未来电动汽车充电桩（EV Charger）及特定工业场景（如水下机器人供电）具有潜在的拓展价值。其提出的频率跟踪与恒压恒流控制策略，对于提升电力电子变换器在复杂工况下的鲁棒性有参考意义...
开关电容电路的拓扑、应用领域、建模与控制方法综述
Review of Topologies, Application Areas, Modeling, and Control Methods for Switched Capacitor Circuits
Ting Yang · Lei Yang · Bin Wu · Liangzong He 等16人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年4月
本文综述了开关电容（SC）电路在低功率至高功率领域的广泛应用，涵盖集成电路电源、可穿戴设备、数据中心及电动汽车等场景。文章详细探讨了SC拓扑在DC-DC转换、DC-AC逆变、AC-DC整流及AC-AC转换中的应用、建模方法及控制策略。
解读: 开关电容（SC）技术在提升功率密度和效率方面具有显著潜力，对阳光电源的产品线具有重要参考价值。在电动汽车充电桩领域，SC拓扑可优化DC-DC模块的体积与效率；在储能系统（如PowerTitan系列）及户用逆变器中，该技术可作为辅助电路提升变换效率或实现更紧凑的功率模块设计。建议研发团队关注SC电路在...
基于质量-多样性学习的多替代方案机组组合优化
Quality-Diversity Learning Enabled Multi-Alternative Unit Commitment Optimization
Yixi Chen · Jizhong Zhu · Cong Zeng · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年11月 · Vol.41
本文提出一种新型质量-多样性学习（QDL）方法，用于求解多替代方案的机组组合（UC）优化问题。该方法同步优化解的质量与行为多样性，生成多个高性能、差异化调度策略，提升系统运行鲁棒性与应急响应能力。
解读: 该QDL方法可增强阳光电源iSolarCloud智能运维平台在光储协同调度中的多场景决策能力，尤其适用于PowerTitan和ST系列PCS参与的电网侧/用户侧储能联合调峰调频场景。通过生成多样化可行UC方案，可提升对光伏出力波动、电价机制变化及电网约束突变的适应性。建议将QDL嵌入iSolarCl...
具有纳秒级开关特性和鲁棒过压能力的1.2 kV/25 A增强型P-N结/AlGaN/GaN HEMT
1.2 kV/25 A Normally off P-N Junction/AlGaN/GaN HEMTs With Nanosecond Switching Characteristics and Robust Overvoltage Capability
Feng Zhou · Weizong Xu · Fangfang Ren · Yuanyang Xia 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年1月
本文提出了一种基于P-N结栅极结构的1.2 kV/25 A增强型GaN HEMT。该器件具备18.2 V的栅极击穿电压和1.7 V的正阈值电压，提供了宽广的栅极偏置窗口。实验表明，该器件在10 V栅极驱动电压下表现出优异的纳秒级开关特性和极强的过压耐受能力，为高压功率转换应用提供了新方案。
解读: 该技术对阳光电源的功率电子产品线具有重要意义。1.2 kV/25 A的增强型GaN器件在高频化、小型化方面优势显著，特别适用于户用光伏逆变器及小型化储能变流器（PCS）的功率级设计。其高栅极击穿电压提升了驱动电路的可靠性，有助于降低系统损耗并提高功率密度。建议研发团队关注该器件在高频DC-DC变换器...
纳米离子学驱动的可重构异质结用于先进信息器件
Nanoionics driven reconfigurable heterojunctions for advanced information devices
Xiaoyu Ye · Kang Chen · Cong Hu · Xiaojian Zhu · Applied Physics Letters · 2025年6月 · Vol.126
自动驾驶、智能制造和人工智能等新兴领域对电子信息技术在多功能性、功耗和集成密度方面提出了更高要求。多场调控下的离子迁移效应使得具有丰富物性调控能力的可重构异质结器件成为下一代信息器件的候选方案。本文综述了异质结中由多场诱导的离子与电子过程，包括离子迁移、电荷俘获和自旋极化等输运机制，并总结了其在超高密度存储、存算一体、加密技术、神经形态计算及感知器件中的应用，最后展望了该领域面临的挑战与发展方向。
解读: 该纳米离子学可重构异质结技术对阳光电源储能系统和功率器件具有前瞻性应用价值。在PowerTitan储能系统中，可重构异质结的多场调控机制可启发BMS电池管理芯片的存算一体架构设计，降低状态估算功耗；其离子迁移与电荷俘获机制可优化SiC器件栅极氧化层界面特性，提升ST系列储能变流器的开关性能与可靠性。...
基于4H-SiC衬底上异质外延ε-Ga₂O₃的高电流增强型MOSFET演示
Demonstration of High-Current E-Mode MOSFETs Using Heteroepitaxial ε-Ga₂O₃ on 4H-SiC Substrates
Shengheng Zhu · Linxuan Li · Tiecheng Luo · Weiqu Chen 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年5月
本文展示了在 4H - SiC 衬底上采用异质外延 ε - Ga₂O₃ 制备的高电流增强型（E 型）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）。这些器件具有非故意掺杂（UID）沟道和超高导电性的引出区，引出区通过选择性区域氟等离子体表面掺杂工艺实现。在引出区，实现了超过 3×10¹⁴ cm⁻² 的高面载流子浓度（ns），且迁移率达到 47.1 cm²/V·s，显著降低了寄生电阻。所制备的沟道长度（LCH）为 2 μm 的 E 型 MOSFET 表现出 209 mA/mm 的高最大漏...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于4H-SiC衬底的ε-Ga₂O₃异质外延MOSFET技术展现出显著的战略价值。该技术通过氟等离子体选区掺杂工艺，实现了超高导电性的接入区，有效降低了寄生电阻，使器件在2μm沟道长度下获得了209 mA/mm的高漏极电流密度和42 mS/mm的峰值跨导，这些参数对我司...
中压中频变压器绕组内部电压振荡的起因分析与抑制方法
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6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
中压中频变压器是大功率直流变换器的关键部件。然而，宽禁带半导体的超快开关速度会在中频变压器中引发电压振荡，增加一次绝缘局部放电的风险，并导致永久性击穿。现有研究主要关注端口处发生的电压振荡，但对绕组内部发生的电压振荡了解不足。本文提出了一种计算内部电压振荡的模型。与传统模型相比，该模型简单且首次考虑了铁芯的电能。据此，推导了基于物理原理的解析公式来计算电压振荡。基于该模型，分析了电压振荡、端口电压和变压器结构之间的关系。提出了振荡抑制方法并通过实验进行了验证。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文针对中压中频变压器内部电压振荡问题的研究具有重要的战略价值。作为光伏逆变器和储能系统的核心部件，中压中频变压器在阳光电源的大功率直流变换器产品中扮演关键角色，特别是在1500V光伏系统、集中式储能变流器以及新能源并网解决方案中应用广泛。 该研究的核心价值在于解决了宽...
变压器短路耐受能力的理论评估及绕组累积变形识别方法
Theoretical Evaluation of Transformer Short-Circuit Withstand Capability and Identification Method of Winding Cumulative Deformation
Jun Liu · She Chen · Feng Wang · Dengfeng Zhu 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年6月
随着电力系统容量增大，电力变压器常承受多次不同强度的短路冲击，现有评估方法难以准确预测其累积效应，影响运维决策。本文构建双柱三绕组模型变压器，采用WELDINST软件及中日变压器技术委员会推荐方法进行短路耐受能力理论评估，并开展不同电流比的短路冲击实验，研究径向与轴向失稳下的累积效应。结果表明，不同方法在不同失稳模式下预测精度差异显著，中国技术委员会方法在轴向失稳下表现更优，WELDINST在径向失稳下更佳，实验平均偏差分别为19.75%和8.92%。当电流比超过70%时，累积效应显著。建立了阻...
解读: 该研究对阳光电源的大功率变压器应用具有重要参考价值。研究成果可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的变压器设计与运维。通过短路耐受能力评估方法和累积变形识别技术，可提升产品的以下方面：1)优化变压器设计裕度，提高产品可靠性；2)通过振动特征实时监测变压器健康状态，完善iSolarCloud平...
基于二极管整流单元高压直流输电的构网型风力发电机大信号稳定性分析
Large-Signal Stability Analysis of Grid-Forming Wind Turbine Connected to DRU-HVDC
Lujie Yu · Ziyu Fu · Jiebei Zhu · Yin Chen 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年8月
本文研究了接入基于二极管整流单元的高压直流输电系统的构网型风力发电机的大信号稳定性。建立了包含电流限幅动态特性的系统非线性微分方程模型，并基于该模型在对称电压跌落下证明了平衡点的存在性与唯一性，揭示了q轴优先电流限幅与锁相环频率控制的优越性。采用Takagi-Sugeno方法估计吸引域，定义并构建了大信号稳定域，直观给出了保证系统稳定性的控制参数范围。PSCAD/EMTDC仿真验证了理论分析的有效性。
解读: 该研究对阳光电源的储能与风电产品线具有重要参考价值。研究的大信号稳定性分析方法可直接应用于ST系列储能变流器和风电变流器的GFM控制设计，特别是电流限幅与锁相环频率控制的优化。文中提出的Takagi-Sugeno稳定域估计方法，有助于提升PowerTitan等大型储能系统在弱电网条件下的稳定性。q轴...
绕组嵌入式水冷用于集中绕组轴向磁通永磁轮毂电机
Winding Embedded Water Cooling for Axial Flux PM In-Wheel Motor with Concentrated Windings
Chen Wang · Hailu Zhu · Zhuoran Zhang · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年6月
本文提出了一种新型绕组嵌入式水冷方法，以改善集中绕组无轭分段电枢（YASA）轴向磁通永磁（AFPM）轮毂电机的热管理和定子刚度。首先，阐述了结构冷却设计的考虑因素，并分析了电机在不同工况下的损耗分布。然后，考虑AFPM轮毂电机的损耗分布和温度传递特性，构建了三维集总参数热网络（3D LPTN）模型。此外，建立了计算流体动力学（CFD）模型并进行对比，以验证所提模型的准确性。另外，获取了优化的关键参数以提高效率和转矩密度。最后，制造并测试了一台30kW的AFPM轮毂电机样机，并根据定子绕组和转子在...
解读: 从阳光电源业务视角来看，这项轮毂电机绕组嵌入式水冷技术虽然直接应用于电动汽车领域，但其核心热管理理念与我们在光伏逆变器和储能系统中面临的散热挑战高度契合。该技术针对轴向磁通永磁电机提出的集中绕组水冷方案，通过三维集总参数热网络模型和CFD仿真优化散热路径，这种多物理场耦合分析方法可直接借鉴到我们大功...
基于强化学习与多目标模型预测控制的热电联产机组灵活经济运行双层优化策略
A bi-level optimization strategy for flexible and economic operation of the CHP units based on reinforcement learning and multi-objective MPC
Keyan Zhu · Guangming Zhang · Chen Zhu · Yuguang Niu 等5人 · Applied Energy · 2025年8月 · Vol.391
摘要 提升热电联产（CHP）机组的综合性能对于消纳可再生能源和实现节能减排具有重要意义。为此，本文提出一种基于强化学习（RL）与多目标模型预测控制（MOMPC）的双层优化策略，以提升CHP机组的灵活性与经济运行性能。首先，构建了CHP机组模型，并将其各类参数纳入MOMPC的滚动优化过程中，作为下层跟随者以求解基础控制问题。其次，提出了一种融合双延迟深度确定性策略梯度（TD3）算法与MOMPC的双层优化策略（TD3-MOMPC），将TD3智能体设定为上层领导者；通过分解复杂的灵活性需求与CHP机组...
解读: 该双层优化策略对阳光电源储能系统(ST系列PCS/PowerTitan)具有重要应用价值。TD3强化学习与多目标MPC结合的架构可借鉴至储能参与调频调峰场景:上层TD3智能体动态调整MPC权重和预测时域,下层MPC执行功率控制,实现灵活性与经济性平衡。该方法可优化储能系统在新能源消纳中的充放电策略,...
基于具有局部可变先验矩阵的变分贝叶斯自适应卡尔曼滤波算法的直流母线电容状态监测新方法
A Novel DC-Link Capacitor Condition Monitoring Method Based on VBAKF Algorithm With Locally Variable Prior Matrix
Xun Wu · Dandan Wang · Youqiang Wu · Wenlong Zhu 等7人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年10月 · Vol.73
针对轨道交通中直流母线电容在严苛工况下易失效的问题，提出一种基于变分贝叶斯自适应卡尔曼滤波（VBAKF）的电容值在线估计方法，引入局部可变先验矩阵提升抗噪性与精度。实测平均误差仅0.74%，在信噪比、电压偏移及电阻漂移范围内具备鲁棒性。
解读: 该VBAKF电容状态监测算法可直接迁移至阳光电源ST系列PCS、PowerTitan储能系统及组串式逆变器的直流母线电容健康评估模块，提升长期运行可靠性预警能力。建议在iSolarCloud平台中集成该算法，实现对PCS/逆变器中薄膜电容的老化趋势智能诊断，降低现场运维成本；尤其适用于高湿、高温等恶...
基于TPMS结构的电子设备散热冷板数值与实验研究
Numerical and experimental investigation of TPMS-structured cold plates for electronic device cooling
Junyu Chen · Xianhao Liu · Yuting Li · Xiangyou Feng 等7人 · Applied Energy · 2025年12月 · Vol.401
摘要 随着电子芯片功率的不断提升，冷板已成为冷却高热负荷电子器件的一种有前景的解决方案。增材制造技术的发展促进了复杂结构的加工成型，为先进结构设计提供了更广阔的可能性。三重周期性极小曲面（Triply Periodic Minimal Surface, TPMS）结构具有优异的热物理性能，因而成为传热应用中的重要候选结构。本研究通过数值方法系统分析了蛇形流道以及三种TPMS结构（Diamond、Gyroid和I-WP）冷板的传热能力与流动特性。基于数值模拟结果，从流动模式及导热与对流耦合传热的角...
解读: 该TPMS结构冷板技术对阳光电源SiC功率器件散热具有重要应用价值。Diamond结构可应用于ST系列PCS和电动汽车驱动系统的高功率密度模块,其256.9 W/cm²散热能力可支撑SiC器件高频开关损耗。梯度单元尺寸设计可优化三电平拓扑中不均匀热分布,提升PowerTitan储能系统功率密度3-6...
一种用于光伏系统接入中压直流电网的新型容错拓扑结构
A Novel Fault-Tolerant Topology for MVDC Grids Interface of Photovoltaic Generation Systems
Yizhan Zhuang · Yiming Zhang · Xiaoying Chen · Hongxi Zhu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
独立输入、输出串联型直流 - 直流变换器能够在不借助低压直流（LVDC）母线的情况下，将光伏（PV）能源汇集到中压直流（MVDC）电网中，从而降低一次功率损耗和硬件成本。然而，在这种串联结构中，部分低压端口发生短路故障会导致整个系统失效，而中压端口发生短路故障则容易损坏设备。本文提出一种新的容错结构，可有效解决上述问题。在低压故障期间，连接在相邻子模块（SM）之间的 LC 支路能够传输能量并维持故障模块的电容电压，以确保系统持续稳定运行。当中压故障发生时，容错结构被闭锁，子模块电容反向接入故障电...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对中压直流（MVDC）光伏并网系统的容错拓扑技术具有重要的战略价值。该技术通过输入独立、输出串联的DC-DC变换器直接将光伏能量汇集到MVDC电网，省去了传统低压直流母线环节，这与我们在大型光伏电站和工商业储能系统中追求的高效率、低成本目标高度契合。 该技术的核心创...
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