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基于改进型GaN HEMT模型的GaN基TCM变换器死区时间能量损耗分析
Analysis of Dead-Time Energy Loss in GaN-Based TCM Converters With an Improved GaN HEMT Model
Yi Zhang · Wenzhe Xu · Yue Xie · Teng Liu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
针对GaN基三角电流模式（TCM）应用，死区时间对开关损耗影响显著。现有GaN HEMT模型多关注开关过程，缺乏对死区效应的充分考虑。本文分析了死区时间过长或不足下的开关瞬态特性，并提出改进模型以准确评估能量损耗。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型储能PCS中对高功率密度和高效率的追求，GaN器件的应用日益广泛。TCM（三角电流模式）是实现高频软开关的关键技术，但死区时间控制直接影响效率上限。本文提出的改进型GaN模型有助于研发团队在设计高频DC-DC变换器时，更精确地优化死区参数，从而降低开关损耗，提升整机...
单级隔离式DCM Boost AC-DC变换器的改进谐波电流控制与负载范围扩展方法
Modified Harmonic Current Control and Load Range Extension Method for Single-Stage Isolated DCM Boost AC–DC Converter
Yuxuan Bi · Wenhao Wu · Junzhong Xu · Jie Chen 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
单级DCM Boost AC-DC变换器因低成本、高效率和低母线电压优势备受关注。然而，传统方案在输入电流谐波控制方面仍有提升空间。此外，由于电感电流的DCM运行特性，其负载调节范围受限。本文提出了一种改进的控制策略，旨在优化谐波性能并扩展变换器的负载工作范围。
解读: 该研究聚焦于单级隔离式AC-DC变换器的拓扑优化与控制，与阳光电源的户用光伏逆变器及小型储能PCS产品线具有一定的技术关联。单级变换架构在降低系统成本和减小体积方面具有天然优势，符合户用产品追求高功率密度和低成本的趋势。该文提出的谐波抑制与负载扩展方法，可为阳光电源优化户用逆变器的电能质量控制策略提...
一种利用低压直流源的模块化多电平变换器预充电方法
A Simple and Cost-effective Precharge Method for Modular Multilevel Converters by Using a Low-Voltage DC Source
Kai Tian · Bin Wu · Sixing Du · Dewei Xu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年7月
本文提出了一种利用低压直流源对模块化多电平变换器（MMC）进行预充电的简单且经济的方法。MMC在启动时需将子模块电容预充至额定电压以确保正常运行。传统方法通常依赖电网侧或直流侧，且成本较高，本文方法有效降低了预充电环节的复杂性与硬件成本。
解读: 该研究针对MMC拓扑的预充电技术，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。在大功率储能变流器（PCS）中，MMC拓扑常用于高压直流接入场景，预充电环节的可靠性与成本直接影响系统启动效率。该低成本方案有助于优化PCS的硬件设计，简化启动逻辑，提升系统集成竞...
混合交直流微电网全局经济运行与韧性增强的分布式统一控制
Distributed Unified Control for Global Economic Operation and Resilience Reinforcement of Hybrid AC–DC Microgrids
Xiangke Li · Minghao Wang · Chaoyu Dong · Wentao Jiang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
本文针对混合交直流微电网（HMG），提出了一种双向互联变换器（BILC）的分布式统一控制策略。该方法通过在交流和直流子网间实现灵活的功率交互，在保障系统韧性的同时，优化了全局经济运行。通过引入经济下垂控制，实现了交直流分布式电源（DG）的协同调度。
解读: 该研究直接契合阳光电源PowerTitan和PowerStack储能系统在微电网场景下的应用。分布式统一控制策略可提升阳光电源PCS在复杂交直流混合环境下的功率调度灵活性，增强系统在弱电网或离网状态下的韧性。建议研发团队将该经济下垂控制算法集成至iSolarCloud智能运维平台及PCS控制器中，以...
通过嵌入式封装结构降低大功率LED芯片键合界面热阻
Reduction of Die-Bonding Interface Thermal Resistance for High-Power LEDs Through Embedding Packaging Structure
Xiang Lei · Huai Zheng · Xing Guo · Zefeng Zhang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年7月
热管理是大功率LED的关键问题。本研究提出了一种新型封装结构，通过将LED芯片嵌入引线框架基板的方形凹槽中，并利用氮化硼填充间隙，有效降低了芯片键合界面的热阻，为电子器件散热提供了新思路。
解读: 该文献提出的嵌入式封装与界面热阻优化技术，在功率电子领域具有通用参考价值。对于阳光电源而言，虽然研究对象是LED，但其核心的散热路径优化和界面热阻降低方法，可直接迁移至组串式逆变器（如SG系列）及储能变流器（PowerTitan/PowerStack）中功率模块（IGBT/SiC）的封装设计。建议研...
基于占空比调制的共直流母线三相开口绕组永磁同步电机直接转矩控制
Direct Torque Control for Three-Phase Open-End Winding PMSM With Common DC Bus Based on Duty Ratio Modulation
Xiaogang Lin · Wenxin Huang · Wen Jiang · Yong Zhao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年4月
本文首次将经典直接转矩控制（DTC）应用于共直流母线的三相开口绕组永磁同步电机。针对传统DTC中零序电流无法抑制及转矩与磁链脉动大的问题，提出了一种基于占空比调制的改进控制策略，有效提升了电机控制性能。
解读: 该研究涉及电机驱动的核心控制算法，对阳光电源的风电变流器及电动汽车充电桩业务具有参考价值。虽然阳光电源目前主营光伏与储能，但开口绕组电机驱动技术在高性能工业传动及未来高功率密度充电设备中具有潜在应用空间。建议研发团队关注其占空比调制技术，以优化变流器输出波形质量，降低系统损耗，并提升电机驱动系统的动...
一种用于PCB平面电感的新型金字塔绕组，具有更少的铜层和更低的交流铜损
A Novel Pyramid Winding for PCB Planar Inductors With Fewer Copper Layers and Lower AC Copper Loss
Zheyuan Yu · Xu Yang · Gaohao Wei · Yongxing Zhou 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
PCB电感因其体积小、可控性好及一致性高等优势被广泛应用，但降低铜损仍是关键挑战。本文针对现有研究对邻近效应关注不足的问题，提出了一种新型金字塔绕组结构，旨在通过优化绕组布局，在减少PCB层数的同时有效降低交流铜损，提升功率密度与效率。
解读: 该技术对阳光电源的功率变换产品具有显著的工程价值。在组串式逆变器、PowerStack储能系统及充电桩模块中，磁性元件的体积与损耗直接决定了整机的功率密度与散热设计。采用金字塔绕组结构可有效降低高频下的邻近效应损耗，减少PCB层数，从而降低制造成本并缩小磁性元件体积。建议研发团队在下一代高功率密度P...
一种用于单/三相电动汽车充电系统单相运行模式的改进型组合电流控制及电压纹波抑制
An Improved Combined Current Control for Single-Phase Operation Mode of Single-/Three-Phase EV Charging System With Voltage Ripple Suppression
Yuxuan Bi · Tong Zhao · Junzhong Xu · Guohua Shu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
本文详细研究了一种多功能单/三相电动汽车（EV）充电系统的控制策略。通过重构三相两电平电压源整流器，使其在单相模式下运行，利用两相腿交错PWM调制技术，并将电网中性线连接至直流侧中点，有效抑制了单相运行时的电压纹波，提升了充电系统的灵活性与性能。
解读: 该研究直接契合阳光电源充电桩业务线。随着全球充电市场对兼容性要求的提高，单/三相自动切换技术是提升用户体验的关键。文中提出的交错PWM调制与电压纹波抑制策略，可直接应用于阳光电源的交流充电桩及车载充电机（OBC）研发中，有助于减小输出滤波电容体积，提升功率密度。建议研发团队关注该拓扑在不同电网环境下...
一种低输出频率下嵌套中点钳位变换器的电压平衡空间虚拟矢量调制方法
A Space Virtual-Vector Modulation With Voltage Balance Control for Nested Neutral-Point Clamped Converter Under Low Output Frequency Conditions
Longcheng Tan · Bin Wu · Mehdi Narimani · Dewei Xu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年5月
嵌套中点钳位（NNPC）变换器作为一种四电平拓扑，适用于中压大功率场景。其优势在于无需器件串联即可实现宽电压范围运行，且相比传统四电平拓扑减少了二极管和电容数量。然而，该拓扑在低输出频率下存在严重的电容电压平衡问题。本文提出了一种空间虚拟矢量调制策略，有效解决了该问题。
解读: 该研究针对NNPC四电平拓扑的电压平衡控制，对阳光电源的中压大功率逆变器及大型储能变流器（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着光伏和储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）演进，多电平拓扑能有效降低开关损耗并提升电能质量。该虚拟矢量调制技术可优化阳光电源在大功率变流器低频运行（如电...
一种用于三相准两级Buck型整流器的带零序电压注入的载波基两相钳位DPWM策略
A Carrier-Based Two-Phase-Clamped DPWM Strategy With Zero-Sequence Voltage Injection for Three-Phase Quasi-Two-Stage Buck-Type Rectifiers
Junzhong Xu · Thiago Batista Soeiro · Yang Wu · Fei Gao 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
三相Buck型整流器具备降压AC-DC转换功能，是380V以上电网接入的电动汽车充电桩及通信系统的理想方案。传统级联式Boost+Buck架构存在效率瓶颈，本文提出一种新型载波基两相钳位DPWM策略，通过注入零序电压优化开关损耗，提升系统效率与功率密度。
解读: 该技术主要应用于电动汽车充电桩领域，通过优化Buck型整流器的调制策略，可显著降低开关损耗并提升功率密度。阳光电源的充电桩产品线（如直流快充桩）正向高效率、小型化方向发展，该拓扑及控制策略能有效提升整机转换效率，降低散热成本。建议研发团队评估该两相钳位DPWM策略在现有充电模块中的可行性，以进一步增...
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...
用于提升暂态稳定性的构网型换流器直流电压控制
DC Voltage Control of Grid-Forming Converter for Transient Stability Enhancement
Chenhang Xu · Zhixiang Zou · Xiangjun Quan · Zheng Wang 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年3月
由于具备诸多优势特性，构网型变流器正越来越多地用作分布式能源与电网之间的接口。然而，在电网故障期间，它们可能会遇到暂态稳定性问题，尤其是在考虑直流母线影响时。在相关文献中，虽已探讨了直流母线电压控制对稳定性的影响，但尚未进行全面研究。更重要的是，针对增强暂态稳定性的直流母线电压控制研究甚少。本文提出了一种专门用于增强构网型变流器暂态稳定性的稳定直流母线电压控制方法。通过理论分析和验证证实了该方法的有效性。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于构网型变流器直流电压控制的研究具有重要的战略意义。随着公司在光伏逆变器和储能系统领域的深入布局，构网型控制技术已成为应对高比例新能源接入电网的核心解决方案。该论文针对构网型变流器在电网故障期间可能出现的暂态稳定性问题，特别是直流母线效应引发的失稳风险，提出了专门的稳...
一种基于电感电流前馈与耦合增强控制的构网型逆变器稳定性提升方法
A Stability Enhancement Method for Grid‐Forming Inverters With Inductor Current Feedforward and Coupling‐Enhancing Control
Xu Wu · Huafeng Xiao · Mingming Shi · Cunwen Tang 等6人 · IET Power Electronics · 2026年1月 · Vol.19
针对构网型逆变器（GFMIs）在强电网下多环控制引发振荡的问题，本文建立序阻抗模型，指出电感电流闭环反馈是主因，提出电感电流前馈与耦合增强协同控制策略，并通过2kW实验平台验证。
解读: 该研究直接支撑阳光电源ST系列PCS、PowerTitan及新一代构网型光储一体机在强电网场景下的稳定运行。当前阳光电源已在沙特、智利等强网地区部署大量GFM储能系统，但多环控制振荡风险影响黑启动与调频响应。建议将电感电流前馈与耦合增强算法集成至iSolarCloud智能控制层，并适配于PowerT...
SnO/β-Ga2O3异质结的能带对齐及其在功率器件应用中的电学特性
Band alignment of SnO/β-Ga2O3 heterojunction and its electrical properties for power device application
Xia Wu1Chenyang Huang1Xiuxing Xu1Jun Wang1Xinwang Yao1Yanfang Liu2Xiujuan Wang1Chunyan Wu1Linbao Luo1 · 半导体学报 · 2025年8月 · Vol.46
本研究通过射频反应磁控溅射法制备了垂直结构SnO/β-Ga2O3异质结二极管（HJD）。利用X射线光电子能谱测得β-Ga2O3与SnO的价带和导带偏移分别为2.65 eV和0.75 eV，呈现Ⅱ型能带对齐。相较于肖特基势垒二极管（SBD），HJD表现出相当的比导通电阻（2.8 mΩ·cm²）和更低的反向漏电流，实现1675 V的击穿电压和1.0 GW/cm²的功率优值，展现出优异的反向阻断特性及高质量异质界面。Silvaco TCAD模拟表明，SnO层有效缓解了阳极边缘电场集中，揭示其在β-Ga...
解读: 该SnO/β-Ga2O3异质结功率器件技术对阳光电源功率半导体应用具有前瞻价值。其1675V击穿电压、2.8mΩ·cm²低导通电阻和1.0GW/cm²功率优值，可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高压功率模块设计。相比传统SiC器件，β-Ga2O3超宽禁带特性（~4.8eV）可支撑更高耐...
基于滑模控制与扩展状态观测器的SMES-DVR电压响应增强
Enhanced Voltage Response of SMES-DVR via Sliding Mode Control With Extended State Observer
Pengfei Wang · Yanan Wu · Jing Lu · Liuwei Xu 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月
基于超导磁储能的动态电压恢复器（SMES - DVR）能够在数毫秒内提供更高的功率，以补偿电压扰动。然而，SMES - DVR的非线性特性和负载扰动通常会导致直流母线电压波动，从而降低了控制精度和响应性能。为解决SMES - DVR中直流母线电压波动这一关键难题，本文提出了一种基于扩展状态观测器的高阶滑模控制（ESO - HOSMC）的新型复合控制策略。ESO - HOSMC控制方法将基于扩展状态观测器的扰动估计与超螺旋高阶滑模控制相结合，有效平衡了超导磁体充放电过程中快速响应与运行稳定性之间的...
解读: 该滑模控制与ESO复合策略对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统的电压暂态响应优化具有直接应用价值。SMES-DVR的毫秒级高功率补偿特性与储能PCS的电压支撑需求高度契合，ESO实时扰动估计技术可增强ST储能系统在电网电压跌落时的快速响应能力，提升构网型GFM控制模式下的电压稳定性...
构网型变流器在考虑直流链路效应下的稳定性分析与控制设计
Stability Analysis and Control Design of Grid-Forming Converters With DC-Link Effect
Chenhang Xu · Zhixiang Zou · Xinlei Liu · Meng Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
由于具备诸多优势特性，构网型变流器正越来越多地被用作分布式能源与电网之间的接口。然而，在电网故障期间，它们可能会遇到暂态稳定性问题，尤其是在考虑直流母线影响时。本文建立了一个暂态能量函数，基于李雅普诺夫直接法实现了考虑直流母线影响的构网型变流器的稳定性分析，揭示了暂态失稳主要由功率不平衡和负阻尼效应引起。为解决这一问题，本文提出了一种改进的直流母线电压控制方法，以实现临时的能量存储和惯量调节，从而提高构网型变流器的暂态稳定性并避免可能出现的过电压。本文还提供了理论分析和验证，以证实该方法的有效性...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于构网型变流器暂态稳定性分析与控制设计的研究具有重要的战略价值。随着新型电力系统建设的推进，构网型逆变器正成为我司光伏逆变器和储能系统的核心技术方向，其能够主动支撑电网电压和频率，这对提升分布式能源的并网友好性至关重要。 该研究通过李雅普诺夫直接法建立的暂态能量函数...
高压无变压器电池储能系统的自适应最优SOC平衡控制
Self-Adaptive and Optimal SOC Balancing Control for High Voltage Transformerless Battery Energy Storage System
Xiqi Wu · Rui Li · Chao Huang · Hui Li 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年4月
荷电状态（SOC）均衡对于高压无变压器（HVT）电池储能系统（BESS）充分利用其全部能量容量具有重要意义。然而，传统方法在选择合适的均衡系数时面临挑战，保守的参数会导致均衡速度不足，而取值过大则会导致电池过流和子模块过调制。为克服这一挑战，本文通过理论分析揭示了过流和过调制的机理，并推导了对应四种临界边界条件的四个最大系数。因此，本文提出了一种具有自适应均衡系数的最优SOC均衡控制方法，该方法具有自适应性。35kV/25MW/50MWh的实验结果验证了所提控制方法的有效性，并将其性能与保守方法...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，该论文提出的自适应SOC平衡控制技术具有重要的工程应用价值。当前公司在高压级联储能系统（如PowerTitan系列）中，SOC均衡一直是影响系统容量利用率和循环寿命的核心技术难点。 该技术的创新在于突破了传统均衡控制中平衡系数选择的两难困境。过去我们的工程实践中，保...
圆柱形锂离子电池串联电弧的演化规律及诱发失效研究
Study on the evolution laws and induced failure of series arcs in cylindrical lithium-ion batteries
Wenqiang Xu · Kai Zhou · Yalun Li · Bin Gao 等10人 · Applied Energy · 2025年3月 · Vol.377
摘要 随着储能与动力电池系统电压等级的提升，电池系统的电气安全问题受到广泛关注。电池系统中因连接松动等电气故障引发的串联电弧问题日益严重。然而，目前针对电池系统中串联电弧的研究仍处于初级阶段。因此，为探究电池相关的电弧灾害问题，本研究搭建了模拟串联电弧故障的实验平台。以正极接线端电弧为重点研究对象，探讨了不同条件下电池相关电弧的演化规律，并分析了其对电池造成的危害效应。结果表明，当系统电压为200 V、电路电流为2C时，不同荷电状态（SOC）的电池均可产生稳定的电弧。同时，电弧可熔穿电池外壳形成...
解读: 该研究揭示的200V系统串联电弧演化规律对阳光电源储能系统安全设计具有重要参考价值。针对ST系列PCS及PowerTitan储能系统,建议在电池簇连接处集成电弧检测算法,通过监测电流波动特征实现早期预警。研究中电弧导致的电池壳体熔穿、电解液泄漏等失效模式,可指导iSolarCloud平台开发基于温升...
高精度有限控制集模型预测控制在三相三电平NPC逆变器中的应用
Enhanced Accuracy Finite-Control-Set Model-Predictive Control for Three-Phase Three-Level NPC Inverter
Xu Zhang · Zhixun Ma · Xinbo Cai · Xiang Wu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
本文提出了一种提高精度的有限控制集模型预测控制（FCS - MPC）方法。传统 FCS - MPC 的主要优点是通过统一的代价函数易于实现多目标优化。然而，这种方法存在明显的缺点：开关动作只能在固定位置发生，且可能的开关位置完全由初始开关位置决定。这一方案降低了控制精度。本文提出了一种能够灵活改变开关状态切换位置的 FCS - MPC 方法。该方法不仅提高了逆变器的开关精度，还保留了每个控制周期开关动作不超过一次的特点，因而具备 FCS - MPC 的所有优点。实验验证了所提方法的可行性和优越性...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的增强精度有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）技术对我司三电平NPC逆变器产品线具有重要应用价值。作为光伏逆变器和储能变流器的核心控制算法，该技术直接关系到产品的电能质量、效率和可靠性。 传统FCS-MPC虽然能通过统一代价函数实现多目标优化，但其开关动作只...
基于平衡点存在性分析的级联变换器系统去中心化自同步方法
A Decentralized Self-Synchronizing Method for Cascaded Converter System Based on Analysis of the Existence of Equilibrium Points
Guangze Shi · Junlan Ou · Zhenxi Wu · Junhao Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
对于级联变流器系统，现有的并网自同步控制方法对电网波动较为敏感，这会影响系统稳定性，还可能导致系统平衡点存在性的问题。为解决这些问题，本文分析了电网电压波动对系统平衡点存在性的影响。提出了一种鲁棒分散自同步控制方法，其中设计了电压校正机制以确保系统平衡点的存在。该方法除保证频率自同步外，还大幅提高了输出功率和功率因数的灵活调节能力。基于控制硬件在环和 RTU 箱的实验结果表明，在电网电压波动和负载变化的情况下，系统具有良好的抗干扰能力和鲁棒性能。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项去中心化自同步技术对级联变流器系统具有重要的应用价值。在大规模光伏电站和储能系统中，级联变流器架构被广泛采用以提升功率等级和系统灵活性，但电网电压波动一直是影响系统稳定性的核心挑战。 该论文通过平衡点存在性分析，提出的鲁棒性自同步控制方法直接切中当前产品的痛点。传统并...
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