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基于高斯曲线拟合的宽禁带半导体开关损耗评估改进方法
Improved Methodology for Estimating Switching Losses of Wide-Bandgap Semiconductors Using Gaussian Curve Fitting
Briana M. Bryant · Andrew N. Lemmon · Brian T. DeBoi · Christopher D. New 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
准确评估开关损耗对宽禁带半导体硬开关应用至关重要。传统方法通过积分瞬时功率波形计算开关能量损耗，但存在测量误差等问题。本文提出一种基于高斯曲线拟合的改进方法，旨在更精确地评估半导体器件的开关损耗，提升电力电子系统的性能评估精度。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心竞争力。随着公司在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC等宽禁带器件，开关损耗的精准评估对于提升系统效率、优化散热设计及降低成本至关重要。该高斯拟合方法可集成至研发测试流程中，帮助工程师更准确地量化损耗，从而优化PWM控制...
基于CNN的模块化多电平变换器开路故障检测与定位的鲁棒谐波特征提取
CNN-Based Robust Harmonic Feature Extraction for Open-Circuit Fault Detection and Localization in Modular Multilevel Converters
Dihong Huang · Zhipeng Zhou · Ningyi Dai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年12月
本文提出了一种基于卷积神经网络（CNN）的模块化多电平变换器（MMC）开路故障检测与定位方法。该方法不采用端到端分类，而是将CNN作为物理信息特征提取器，通过鲁棒估计开关频率来增强基础理论模型，从而实现对子模块（SM）故障的精确识别。
解读: 该技术对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着大功率变换器拓扑向多电平化发展，子模块的可靠性直接影响系统可用性。本文提出的基于CNN的物理信息特征提取方法，能够有效提升故障诊断的鲁棒性，减少误报。建议研发团队将其应用于iSolarCloud智能运维平...
通过电容比优化提升堆叠开关电容能量缓冲器的能量密度
Energy Density Enhancement of Stacked Switched Capacitor Energy Buffers Through Capacitance Ratio Optimization
Yu Ni · Saad Pervaiz · Minjie Chen · Khurram K. Afridi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年8月
本文提出了一种优化堆叠开关电容（SSC）能量缓冲器电容比的方法。该架构通过使用薄膜或陶瓷电容替代电解电容，在保持有效能量密度的同时，显著延长了单相AC-DC转换器的使用寿命。该研究旨在进一步提升其有效能量密度，优化系统设计。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及小型储能系统（如PowerStack系列）具有重要参考价值。单相逆变器中电解电容通常是寿命瓶颈，通过SSC架构引入薄膜或陶瓷电容，可显著提升系统可靠性并延长使用寿命，符合公司追求长寿命、高可靠性产品的战略。建议研发团队关注该电容比优化方法，在户用逆变器设计中探索替代...
基于结构函数的变流器功率模块预测系统
Prognostic System for Power Modules in Converter Systems Using Structure Function
Attahir Murtala Aliyu · Alberto Castellazzi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年1月
本文提出了一种用于驱动系统中功率模块的在轨健康监测方法。通过矢量控制加热与结构函数分析，在设备空闲期间测量冷却曲线并推导结构函数，从而实现对功率模块退化状态的监测与维护，为电力电子系统的可靠性评估提供了有效工具。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能系统）具有极高的应用价值。功率模块（IGBT/SiC）是逆变器与PCS中最易老化的核心部件，引入结构函数进行在线健康监测，可实现从“事后维修”向“预测性维护”的转型，显著提升iSolarCloud智能运维平台的故障预警...
功率电子模块三维温度分布与器件损耗监测
Monitoring 3-D Temperature Distributions and Device Losses in Power Electronic Modules
Christoph H. van der Broeck · Robert D. Lorenz · Rik W. De Doncker · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月
本文提出了一种实时监测功率电子模块内部三维温度分布及器件损耗的方法。通过结合热三维有限差分建模、参数化损耗模型及模型截断技术，该方法实现了精确的热管理、经验寿命预测以及功率模块关键退化状态的检测。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统）具有极高价值。在功率密度不断提升的背景下，模块内部热应力是影响IGBT/SiC器件寿命的关键因素。通过引入该三维热监测与损耗模型，阳光电源可在iSolarCloud平台中集成更精准的健康状态...
具有参数和模型形式不确定性量化的模块化多电平变换器建模与设计
On the Modeling and Design of Modular Multilevel Converters With Parametric and Model-Form Uncertainty Quantification
Niloofar Rashidi · Rolando Burgos · Chris Roy · Dushan Boroyevich · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
本文提出了一种结合参数和模型形式不确定性量化的模块化多电平变换器（MMC）建模与设计方法。该方法旨在改进现有建模实践，通过量化不确定性来验证变换器设计模型，从而克服MMC在复杂工况下建模与设计面临的挑战，提升系统设计的鲁棒性。
解读: MMC拓扑在阳光电源的大型集中式光伏逆变器及高压大功率储能系统（如PowerTitan系列）中具有重要应用潜力。该文章提出的不确定性量化建模方法，能够有效提升高压大功率变换器在复杂电网环境下的设计精度与可靠性。建议研发团队关注该方法在MMC控制策略优化及参数敏感性分析中的应用，以降低大规模储能系统在...
三相差模整流器的集成磁设计
Integrated Magnetics Design for a Three-Phase Differential-Mode Rectifier
Moien Mohamadi · Sudip Kumar Mazumder · Nikhil Kumar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月
本文概述了三相差模Ĉuk整流器（DMCR）的集成磁（IM）设计方法。通过对集成磁的优化设计，在不影响DMCR稳定性的前提下，有效降低了电感电流纹波、输入电流总谐波失真（THD）及磁性元件损耗，实现了系统性能的综合提升。
解读: 该集成磁设计技术对阳光电源的组串式逆变器及储能变流器（PCS）具有重要参考价值。通过集成磁技术，可以显著减小功率变换器的体积与重量，提升功率密度，这对于追求高功率密度的PowerTitan及PowerStack系列储能系统至关重要。此外，该方法在优化电流纹波和THD方面的研究，有助于提升阳光电源逆变...
功率模块架构设计与系统兼容性及其对电力电子系统影响综述
A Review of Architectural Design and System Compatibility of Power Modules and Their Impacts on Power Electronics Systems
Rayna Alizadeh · H. Alan Mantooth · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
本文综述了功率模块的架构设计及其对系统性能的影响。重点分析了模块布局如何通过辅助低感母线设计优化系统表现，并探讨了系统级应用对架构设计方法的影响，提出了一种协同设计方法论。
解读: 功率模块是阳光电源组串式/集中式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统的核心部件。文章强调的低感母线设计与模块架构协同，直接关系到高功率密度产品的电磁兼容性与开关损耗优化。对于阳光电源而言，在SiC等宽禁带半导体应用日益广泛的背景下，该研究提出的协同设计方法论有助于提升逆变器与P...
宽禁带功率电子模块的3D棱柱封装方法
3-D Prismatic Packaging Methodologies for Wide Band Gap Power Electronics Modules
Haotao Ke · Utkarsh Mehrotra · Douglas C. Hopkins · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
功率模块中的寄生电感限制了高频动态性能，而散热面积限制了功率密度。本文提出了一种基于互感抵消和多面散热概念的3D电力电子设计方法，并针对宽禁带半导体器件提出了新型3D棱柱封装方案，以提升模块的电热性能。
解读: 该研究直接服务于阳光电源核心产品线的技术迭代。随着组串式逆变器和PowerTitan储能系统向更高功率密度和更高开关频率演进，SiC等宽禁带器件的应用已成为主流。该3D封装技术通过降低寄生电感和优化散热，能有效提升逆变器及PCS的效率与功率密度，减少开关损耗。建议研发团队关注该封装结构在下一代高压储...
氮化镓场效应管功率变换器开关损耗的时频域表征
Time- and Frequency-Domain Characterization of Switching Losses in GaN FETs Power Converters
Marco A. Azpurua · Marc Pous · Ferran Silva · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月
本文提出了一种用于表征氮化镓（GaN）场效应管在电力电子应用（特别是DC-DC变换器）中开关损耗的时频域分析方法。传统方法主要通过时域内瞬时电压电流乘积的积分来测量开关损耗，而本文通过引入时频分析技术，更精确地评估了高频开关条件下的损耗特性。
解读: GaN作为宽禁带半导体，是实现高功率密度和高效率的关键。阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能PCS中，正逐步探索GaN器件的应用以提升转换效率并减小体积。该研究提出的时频域表征方法，有助于研发团队更精准地评估GaN器件在复杂工况下的损耗，优化高频驱动电路设计，从而提升产品在轻载效率和热管理方面的竞争...
基于角点判断与贪婪算法的LLC变换器两步鲁棒设计
Two-Step Robust Design of LLC Converter With Corner Judgment and Greedy Algorithm
Xueyi Wang · Guiping Du · Mingtao Wu · Qingliang Song 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
针对谐振元件参数波动（PF）对LLC变换器造成的性能限制与优化退化问题，本文提出了一种新型两步鲁棒设计方法。该方法通过角点判断有效界定参数波动范围，并结合贪婪算法实现最优设计，显著提升了变换器在参数偏差下的运行鲁棒性与设计效率。
解读: LLC变换器是阳光电源户用光伏逆变器及储能系统（如PowerStack、ST系列PCS）中DC-DC级核心拓扑。谐振元件（电感、电容）的参数波动直接影响变换器的增益特性与效率，进而影响产品的功率密度与可靠性。该鲁棒设计方法可直接应用于阳光电源的研发流程，通过在设计阶段引入角点判断与贪婪算法，优化谐振...
双有源桥功率变换器变压器的热管理设计
Thermal Management Design of Transformers for Dual Active Bridge Power Converters
Gerard Delette · Ulrich Soupremanien · Serge Loudot · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
本文提出了一种高频紧凑型变压器设计方法，重点研究了磁芯和绕组的热管理。针对7kW双有源桥（DAB）DC-DC变换器，旨在实现磁芯体积大幅缩减（99%）并集成串联电感（8.7 μH）。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心产品线，特别是储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及光储一体化系统中的DC-DC变换环节。DAB拓扑是实现高效双向能量转换的关键，通过优化高频变压器的热管理与集成设计，可显著提升功率密度，降低系统体积与成本。建议研发团队借鉴文中磁芯与绕组热耦合分析方...
一种采用简化工作模式模型的CLLC充电器直观非迭代设计方法
An Intuitive and Noniterative Design Methodology for CLLC Chargers Employing Simplified Operation Modes Model
Ruizhi Wei · Li Ding · Rui Liu · Yunwei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
本文针对CLLC充电器，提出了一种简化工作模式（SOM）模型及谐振参数设计方法。通过数学建模与波形假设，直接计算电压增益模型及工作模式边界，从而提升CLLC变换器的效率与可靠性。该方法相比传统模型更具准确性与设计便捷性。
解读: CLLC拓扑是阳光电源电动汽车充电桩及储能系统（如PowerStack、PowerTitan）中双向DC-DC变换环节的核心技术。该文提出的非迭代设计方法能显著缩短研发周期，优化谐振参数匹配，从而提升变换器在宽电压范围下的效率。对于阳光电源而言，该方法可直接应用于充电桩模块的功率密度提升，并为储能P...
物理启发的多模态特征融合级联网络：数据驱动的磁芯损耗建模
Physics-Inspired Multimodal Feature Fusion Cascaded Networks for Data-Driven Magnetic Core Loss Modeling
Youkang Hu · Jing Xu · Jiyao Wang · Wei Xu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
本文提出了一种物理启发的多模态特征融合级联网络（PI-MFF-CN），用于基于MagNet数据库的数据驱动磁芯损耗建模。该方法由物理启发网络和多模态特征融合网络两个级联子模型组成，结合微磁学物理机制与深度学习，显著提升了磁芯损耗预测的精度与泛化能力。
解读: 磁性元件（电感、变压器）是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器及储能变流器（PCS）的核心部件，其损耗直接影响整机效率与热设计。该研究提出的物理启发深度学习模型，相比传统经验公式或单纯的数据驱动方法，能更精准地预测复杂工况下的磁芯损耗。建议研发团队将其应用于PowerTitan等储能系统及高功率密度逆变...
基于电容-二极管钳位限流的LLC谐振变换器分析与设计
Analysis and Design of LLC Resonant Converters With Capacitor–Diode Clamp Current Limiting
Chi Wa Tsang · Martin P. Foster · David A. Stone · Daniel T. Gladwin · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年3月
本文提出了一种针对过载条件下LLC谐振变换器的电容-二极管钳位限流设计方法。通过描述函数技术分析电容-二极管钳位的基波行为，建立了一种新的基于基波谐波近似（FHA）的等效电路模型，并给出了确定导通特性的迭代计算流程。
解读: 该技术对阳光电源的储能变流器（如PowerTitan、ST系列PCS）及电动汽车充电桩产品线具有极高的应用价值。LLC拓扑在高效DC-DC变换中广泛应用，但过载保护一直是设计难点。引入电容-二极管钳位技术，能有效提升变换器在极端工况下的可靠性与短路保护能力，降低对功率器件的过流应力要求。建议研发团队...
恒频V²控制的小信号分析与优化设计
Small-Signal Analysis and Optimal Design of Constant Frequency V² Control
Shuilin Tian · Fred C. Lee · Paolo Mattavelli · Yingyi Yan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年3月
本文针对恒频V²控制（一种纹波基控制技术）缺乏明确设计方法的问题，深入研究了其小信号模型，并提出了相应的优化设计策略，旨在提升电力电子变换器的控制性能与稳定性。
解读: V²控制及其变体在电力电子变换器中具有响应速度快、无需复杂补偿网络的优势，广泛应用于阳光电源的组串式光伏逆变器及户用储能PCS中。该研究通过建立精确的小信号模型，解决了恒频V²控制在工程设计中的盲目性，有助于优化逆变器在动态负载下的瞬态响应与稳定性。建议研发团队将其应用于新一代高功率密度逆变器及微型...
一种使用多并联串联电压补偿器的模块化可扩展供电电压调节结构
A Modular and Scalable Structure Using Multiparallel-Connected Series-Voltage Compensators for Supply Voltage Regulation
Victor Sui-Pung Cheung · Henry Shu-hung Chung · Alan Wai-Lun Lo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年6月
本文提出了一种模块化、可扩展的电压调节结构，旨在增强供电连续性并灵活调整系统功率等级。该方法通过并联多个串联电压补偿器（MSVC）来调节负载电压，每个补偿器的输出电压通过本地相位调节进行控制。
解读: 该研究提出的模块化多并联补偿技术，对阳光电源的PowerTitan系列储能系统及大型组串式逆变器具有重要参考价值。在电网电压波动或弱电网环境下，采用此类模块化补偿拓扑可显著提升系统并网的稳定性和功率扩展灵活性。建议研发团队关注该拓扑在构网型（GFM）储能变流器中的应用，通过模块化冗余设计提升系统可靠...
具有显著交流磁通的电感设计
Design of Inductors With Significant AC Flux
Zhemin Zhang · Khai D. T. Ngo · Jeff L. Nilles · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年1月
本文提出了一种针对存在显著磁芯损耗的电感或耦合电感的设计方法，旨在实现最小磁芯体积。研究发现，商业化环形、ER及PQ磁芯的几何常数（Kgac）与磁芯体积呈幂函数关系，从而将总损耗直接表达为磁芯体积的函数，为高效率电感设计提供了优化路径。
解读: 电感是阳光电源光伏逆变器（如组串式SG系列）和储能变流器（如PowerTitan系列PCS）中核心的磁性元件。该文献提出的Kgac设计方法能够有效优化高频磁性元件的体积与损耗，对于提升逆变器功率密度、降低整机温升具有直接指导意义。建议研发团队在设计高频DC-DC变换器及储能PCS时，引入该方法进行磁...
一种结合FPE和附加测试向量的IPMSM无传感器控制混合策略
A Combining FPE and Additional Test Vectors Hybrid Strategy for IPMSM Sensorless Control
Xin Luo · Qipeng Tang · Anwen Shen · Hanlin Shen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年7月
本文提出了一种结合基波脉宽调制激励（FPE）和附加测试向量的混合策略，用于内置式永磁同步电机（IPMSM）的无传感器控制。该方法改进了传统的在线电抗测量间接磁链检测技术，通过优化转子位置计算与更新机制，提高了电机在全速范围内的控制精度与稳定性。
解读: 该技术主要应用于电机驱动控制领域，与阳光电源的电动汽车充电桩（内部功率模块控制）及风电变流器业务具有技术关联性。虽然阳光电源的核心业务侧重于电力电子变换，但电机控制算法的优化对于提升充电桩内部冷却系统电机效率或风电变流器中的电机侧控制具有参考价值。建议研发团队关注该混合策略在低速及零速下的位置观测精...
一种用于PWM开关电源高效仿真的混合建模方法
A Mixed Modeling Approach for Efficient Simulation of PWM Switching Mode Power Supplies
Gustavo Migoni · Monica E. Romero · Federico Bergero · Ernesto Kofman · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
本文提出了一种新型建模方法，旨在实现PWM DC-DC开关电源的高效仿真。该方法结合了瞬态过程中的精确开关模型与稳态或缓慢变化条件下的平均模型，通过混合建模策略，在保证仿真精度的同时显著提升了计算效率。
解读: 该研究提出的混合建模方法对阳光电源的研发具有极高价值。在光伏组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）的开发中，DC-DC变换级是核心环节。传统的开关级仿真在处理复杂系统时计算量巨大，而平均模型又难以捕捉高频开关瞬态特性。采用该混合建模方法，研发团队可在iSolar...
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