郭珂刘朋超莫智荣禄子昂杨小林李淞轩 · 中国电机工程学报 · 2025年17月 · Vol.45

独立输入串联输出（IIOS）型光伏直流升压汇集系统易受直流侧短路故障影响，威胁系统稳定运行并可能导致开关器件损毁。为此，提出一种新型短路故障容错拓扑，可在低压侧故障时维持系统正常运行，在中压侧故障时快速抑制故障电流。相比现有方案，该拓扑显著减少开关器件数量，降低器件应力，提升低压侧容错能力，并实现部分半导体器件的软开关，从而提高系统效率与可靠性。通过原理分析、控制策略研究及仿真与实验验证了所提拓扑的有效性。

解读: 该IIOS型光伏直流汇集系统的短路容错拓扑对阳光电源SG系列大功率光伏逆变器及1500V高压系统具有重要应用价值。该拓扑通过减少开关器件数量、降低器件应力并实现部分软开关，可直接提升SG系列组串式逆变器的直流侧故障穿越能力，增强系统可靠性。其低压侧容错设计与阳光电源PowerTitan大型储能系统的...

贾锋 · 章旭 · 陈雷 · 符杨 等7人 · 中国电机工程学报 · 2025年16月 · Vol.45

无通信动态低频风电系统融合柔性低频输电与风电场集中变频技术，在中远海风电应用中具备成本低、可靠性高及易于提供频率支撑等优势。针对远距离控制受线路压降与有功损耗影响的问题，提出基于同步旋转相量的在线计算方法以修正就地控制架构；结合多机直接电气耦合特性，分析多种发电机适用性。研究表明鼠笼感应发电机在工作原理、场内交互和动态无功需求方面具有优势；采用同步发电机时，差异风速下易引发严重有功交互，增设q轴阻尼绕组可有效抑制。实验平台验证了基于鼠笼机的技术方案可行性与优越性。

解读: 该研究的无通信动态低频控制技术对阳光电源的海上风电并网产品具有重要参考价值。首先，其提出的基于同步旋转相量的在线计算方法可优化ST系列储能变流器的并网控制策略，提升远距离输电场景下的控制精度。其次，研究对不同发电机型的适用性分析，特别是鼠笼感应发电机的优势发现，可用于完善阳光电源风电变流器的控制架构...

刘旭范世岩何青李红 · 中国电机工程学报 · 2025年14月 · Vol.45

压缩二氧化碳储能作为一种适用于大规模应用的物理储能技术，可有效提升新型电力系统的稳定性与可靠性。为提高跨临界系统低压侧储气密度并降低对天然洞穴或大型储气库的依赖，本文提出一种基于硫酸胍（Gua2SO4）溶液吸附低压二氧化碳的吸附式储能系统。建立热力学模型，结合能量与㶲分析方法开展性能研究。结果表明：系统在基准工况下循环效率达69.43%，能量密度为9.80 kW·h/m³；提升涡轮机械效率、降低冷却温度与换热器夹点温差、提高释能压力均有助于性能提升；吸附压力需合理设定以平衡效率与能量密度，当吸附...

解读: 该吸附式CO2储能技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。其69.43%循环效率和14.45 kW·h/m³能量密度，可作为ST系列储能变流器的配套物理储能方案，突破电化学储能的容量限制。压缩气体储能技术可与现有ESS集成方案形成互补，提升电网侧储能系统的长时储能能力（8小时...

王若隐郑宏 · 中国电机工程学报 · 2025年12月 · Vol.45

非平稳工况下的结温波动是影响碳化硅（SiC）MOSFET可靠性的关键因素。本文提出一种等效栅极电阻控制方法，克服了在线连续调节驱动电阻的难题，并在此基础上设计了一种通过调节开关损耗来抑制结温波动的主动热管理策略，推导了结温调节范围。通过搭建逆变器实验平台验证了理论分析的正确性。实验结果表明，该方法可显著降低SiC MOSFET在不同功率波动阶段的结温波动，最大波动由18.83℃降至9.85℃，器件寿命提升约2.18倍。同时，考虑系统效率，引入温控操作区间与结温控制系数概念，并通过实验验证了方法的...

解读: 该等效栅极电阻控制方法对阳光电源SiC器件应用产品线具有重要价值。首先可应用于SG350HX等大功率光伏逆变器，通过主动热管理提升SiC MOSFET可靠性,延长产品寿命。其次可优化ST2752KWH等储能变流器的温度控制策略,在大功率波动工况下保障器件安全。此外,该方法也适用于DC充电桩等快充场景...

靳浩源裴云庆王来利董晓博王淦李汕哲 · 中国电机工程学报 · 2025年10月 · Vol.45

双有源桥（DAB）变换器在电力电子变压器中应用广泛，其磁性元件直接影响效率、功率密度与可靠性。现有研究较少结合DAB运行机理，且常忽略电感优化，求解复杂。本文针对单移相调制下的DAB变换器，融合其工作原理与磁性元件多物理场设计理论，以磁芯形状、电感值和变压器匝数为决策变量，构建电路与器件层面的约束条件，开展以效率和功率密度为目标的多目标优化。通过理论推导揭示电感与匝数对约束及目标的影响规律，降低变量维度并提升通用性，给出优化流程，并通过实验验证方法有效性。

解读: 该DAB变换器磁性元件多目标优化技术对阳光电源多条产品线具有直接应用价值。在ST系列储能变流器中，DAB作为核心DC-DC隔离变换环节，该优化方法可同步提升效率与功率密度，降低磁性元件损耗和体积；在PowerTitan大型储能系统中，可优化电池簇间能量管理的隔离变换器设计；在车载OBC充电机中，DA...

Yang Li · Shiyue Deng · Yuxuan Wu · Mustafeez-ul-Hassan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月

提出一种高功率高压宽禁带WBG功率模块封装协同设计框架，可泛化以反映器件技术、封装配置和电压等级的多样化设计需求。除常见的热、电、机械多学科协同优化外，所提框架特别强调中高压MV/HV设计考虑，引入封装与装配工艺开发工具包PA-PDK概念，并在功率模块封装开发过程中集成可靠性设计DfR。通过3.3kV/200A线键合低电感碳化硅SiC半桥模块案例研究验证协同设计框架有效性，为此类协同设计框架实施提供参考。

解读: 该WBG功率模块协同设计框架研究对阳光电源SiC功率模块开发有全面指导价值。中高压设计考虑、PA-PDK概念和DfR集成的系统化方法与阳光电源在1500V及以上光伏系统和中压储能系统中应用SiC器件的技术路线高度契合。3.3kV/200A低电感SiC半桥模块案例为阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏...

Seyed Amir Assadi · Daniela Galatro · Davis Ngresi · Seif Sarofim 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月

电池辅助型直流快充站（BA-DCFC）通过固定式电池储能系统（BESS）降低电网需求费用及运营成本。BESS的寿命受单体容量与阻抗差异影响显著。相比固定结构BESS，可重构BESS（rBESS）架构虽能提升效率与功率密度，但易导致不均匀老化。本文提出一种rBESS控制算法，在提高系统效率的同时抑制非均匀老化。通过硬件在环实验验证了37kW充电工况下rBESS存在利用不均问题。结合实验数据与老化模型的长期仿真表明，相较于固定结构系统，所提算法可延长服役寿命6.9%-7.7%，并提升充电服务能力最高...

解读: 该可重构电池控制技术对阳光电源充电桩及储能产品线具有重要应用价值。针对BA-DCFC场景，可直接应用于阳光电源直流快充桩配套的储能系统，通过动态重构拓扑结构优化单体利用率，延长BESS寿命6.9%-7.7%并提升充电服务能力15.2%。该健康状态感知算法可融入ST系列储能变流器的BMS策略，结合iS...

Bi Liu · Qi Huang · Lijia Xu · Weihao Hu · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年9月

针对风电机组（WTG）并网运行中传动系统扭振在非线性和不确定性影响下引发的稳定性问题，尤其在大扰动及测量噪声条件下的挑战，本文提出一种基于自抗扰控制（ADRC）框架的非线性传动系统扭振阻尼器（DTOD）。通过微分同胚坐标变换，将非线性传动系统模型精确转化为二阶Brunovsky标准型，并采用归一化多目标频域优化方法对扩展状态观测器（ESO）和非线性状态误差反馈（NLSEF）参数进行Pareto最优整定，在增强大扰动抑制能力的同时兼顾噪声鲁棒性。该DTOD仅依赖本地测量信号，具备完全去中心化与可扩...

解读: 该非线性传动系统扭振阻尼技术对阳光电源储能和风电产品线具有重要应用价值。基于ADRC的扭振抑制方法可优化ST系列储能变流器和PowerTitan系统中的机电耦合控制,提升大容量储能系统的稳定性。其抗扰性和噪声免疫特性可应用于风电变流器的传动系统控制,增强风机并网运行可靠性。该技术的去中心化特点契合阳...

Mustafa Murat Sezer · Akshay Vijayrao Deshmukh · Ahmet M. Hava · Bilal Akin · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月

在关机、紧急工况和动态制动期间,工业系统直流母线电容完全放电或直流母线电压钳位通常使用功率电阻和额外开关管理。传统方法增加系统成本、尺寸和复杂度。提出小型低成本无电阻方法用于低功率工业系统两个功能:(a)主动放电和(b)动态制动。该技术在低栅射电压(VGE)下使IGBT工作于有源区,在放电路径产生高阻抗限制电流。主动放电采用脉冲频率调制(PFM)恒功率策略,每个脉冲导通时间(ton)固定,脉冲频率上升加速能量耗散。该方法实现600V直流母线1秒内完全放电,完全由单个IGBT处理。在三个不同IGB...

解读: 该无电阻IGBT主动放电和动态制动技术对阳光电源逆变器和变换器产品有重要优化价值。IGBT有源区运行方案可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的直流母线放电电路,消除泄放电阻并降低成本50%。PFM恒功率放电策略对阳光电源产品的安全关机和紧急放电有实用价值。20万次循环无退化可靠性对工商业储能系统的...

Panxiao Yong · Yubin Jia · Changyin Sun · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年9月

随着舰船电力系统对可再生能源依赖性的增加，其出力间歇性易引发微网频率波动。为此，集成混合储能系统（HESS）对提升频率稳定性至关重要。本文提出一种经济模型预测控制（EMPC）策略，兼顾频率电压调节与系统经济性优化目标，实现负载频率与电压的协同控制。通过理论分析证明，该方法的平均性能不低于稳态性能。仿真结果验证了所提EMPC策略的有效性与可靠性。

解读: 该EMPC策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文章提出的频率电压协同控制与经济优化方法，可直接应用于阳光电源构网型GFM控制技术的升级，特别是在微电网和海岛独立供电场景。混合储能系统的功率分配策略可优化ST储能系统中超级电容与锂电池的协同控制，延长电池...

Haobin Chen · Haidong Yan · Chaohui Liu · Shuai Shi 等5人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年9月

由于纳米铜烧结膏成本低、具有优异的电学和热学性能、高可靠性以及抗电迁移能力，它被视为用于宽带隙半导体应用的下一代芯片互连材料。然而，目前尚无关于纳米铜烧结在高功率双面冷却（DSC）碳化硅（SiC）功率模块中应用的实验报告。本研究通过展示一种基于纳米铜烧结的新型高功率DSC碳化硅金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）模块的设计、制造和性能，填补了这一空白。利用自制的铜膏和甲酸辅助低温无压铜烧结工艺，制造出了一款1200 V/600 A的DSC功率模块。在250°C的甲酸气氛中烧结...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该纳米铜烧结技术在高功率双面冷却SiC功率模块上的应用具有重要战略价值。当前光伏逆变器和储能变流器正朝着高功率密度、高效率、高可靠性方向发展，SiC器件已成为我们新一代产品的核心器件，而封装技术的突破将直接影响系统级性能提升。 该技术的核心价值体现在三个维度：首先，功率密...

Shuaiqing Zhi · Mingcheng Ma · Yanchen Pan · Yishun Yan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月

沟槽栅功率硅MOSFET（U-MOSFET）在低压低频应用中因高电流密度、低导通电阻、成本效益和可靠性而相对宽禁带器件具有显著优势。然而在逆变器半桥中，U-MOSFET体二极管BD的反向恢复特性和结电容非线性影响反向恢复阶段RRS的漏源电流和电压轨迹，导致高di/dt变化和损耗。RRS中电流和电压轨迹的准确性对评估U-MOSFET开通瞬态至关重要。SPICE模型描述的RRS电流和电压轨迹因对结电容非线性特性关注不足而与实际结果偏离。为解决该问题，提出使用结电容Coss的电容-电压C-V特性描述R...

解读: 该U-MOSFET反向恢复模型研究对阳光电源功率器件选型和建模有重要参考价值。虽然阳光电源主推SiC/GaN宽禁带器件，但在低压大电流应用（如12V/48V储能系统、车载DC-DC变换器）中硅MOSFET仍有成本优势。优化模型通过结电容C-V特性精确描述反向恢复过程，di/dt误差和损耗误差相比SP...

Liuyu Tu · Lin Liang · Ziyang Zhang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月

针对柔性直流换流阀可靠性评估中压接型IGBT(PP IGBT)在线结温估计的重要性,以及传统热网络模型因双向传热特性难以估计PP IGBT结温的问题,提出基于多热流路径热网络模型的在线结温估计方法。基于瞬态双界面法(TDIM)测量双面结壳热阻。通过分析双面热阻物理意义,基于两侧热流比推导单面热阻。考虑水冷系统热阻建立三个水冷散热器夹两个IGBT模块的热网络模型。分析PP IGBT模块双向传热特性和热耦合效应提出结温估计方法。半桥逆变器实验验证了在线结温估计方法的可行性和精度,绝对误差在2.1°C...

解读: 该压接型IGBT在线结温估计技术对阳光电源高压大功率变流器可靠性管理有重要应用价值。多热流路径热网络模型可应用于ST储能变流器和柔性直流产品的IGBT热管理,提高结温估计精度。双向传热特性和热耦合效应分析对阳光电源功率模块设计和寿命预测有指导意义。2.1°C绝对误差的高精度估计对PowerTitan...

Weiyu Yuan · Shu Cheng · Chang Liu · Chaoqun Xiang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月

绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的可靠故障检测对提升电力电子系统可靠性与性能至关重要。本文提出一种改进的序列/扩频时域反射法（STDR/SSTDR），通过交叉相关分析与多元线性回归提取反映器件状态的阻抗特征，并实现空间位置与阻抗响应的同步识别。引入信号频率与直流偏置的双调节机制，利用高频扩频信号增强主反射峰可辨性以精确定位，结合低频正偏激励抑制寄生效应，有效获取导通状态下IGBT芯片的阻抗特征。实验结果表明，该方法在多种IGBT开路故障检测中具有高精度与强鲁棒性，尤其在信号严重重叠与结构复杂条件下...

解读: 该STDR/SSTDR阻抗特征诊断技术对阳光电源功率器件可靠性提升具有重要价值。可直接应用于ST系列储能变流器、SG系列光伏逆变器及车载OBC的IGBT模块在线监测，通过双调节机制（高频定位+低频偏置）实现导通状态下芯片级故障精准识别，突破传统方法在复杂拓扑中的局限。该技术可集成至iSolarClo...

Peng Pan · Zujun Peng · Ke Li · Wei Wang · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年9月

本研究分析了以金刚石为散热基板的功率芯片封装结构的热-力特性，显著提升了GaN HEMT的性能。通过优化纳米银焊膏焊接工艺，实现了芯片与金刚石散热体间的可靠集成，有效增强了热点区域的散热能力。理论模拟表明，相较于传统MoCu散热器，金刚石散热器具有更优的散热性能和更低的热应力。实验结果表明，在27.3 W功耗下，结到壳的热阻降低53.4%，芯片表面最高温度下降45.3%，直流输出电流提升9.2%，且功率循环寿命超过33万次无失效，验证了金刚石散热封装在提升高功率器件热电性能与可靠性方面的有效性。

解读: 该金刚石散热封装技术对阳光电源功率器件热管理具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，GaN HEMT器件的高功率密度应用面临严峻散热挑战。研究展示的金刚石散热方案可使结壳热阻降低53.4%、芯片温度下降45.3%，直接提升器件电流输出能力9.2%，这对提高PowerTitan储...

Wenhui Huang · Zheng Wang · Yang Xu · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月

共模电压（CMV）是电力电子变换器的关键性能指标，过高的CMV会损害电机系统绝缘、引发行电流和电磁干扰（EMI），影响系统可靠性与寿命。本文提出一种基于矢量空间解耦（VSD）的调制策略，用于级联双三相电流源逆变器（DTP-CSI）驱动系统，以抑制共模电流与EMI。该策略通过全面比较所有可行电流矢量状态下的CMV幅值，离线选取最小CMV对应的矢量组合，无需实时电容电压比较，提升系统鲁棒性与可靠性。同时，所提方法保持了较低的电压变化率（dv/dt）、高短路耐受能力、良好的总谐波畸变（THD）及直流母...

解读: 该级联双三相电流源逆变器共模电压抑制技术对阳光电源储能与电驱产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，所提VSD调制策略可有效降低共模电流和EMI，提升系统电磁兼容性与长期可靠性，特别适用于大型PowerTitan储能系统的多模块级联场景。对于新能源汽车电机驱动系统，该技术可减少轴承电流损伤，...

Qingxin Tian · Guohua Zhou · Jianping Xu · Xin Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月

针对双极直流微电网因两极负荷和发电机分布不均导致母线电压不对称限制稳定运行的问题,提出严格对称双极输出电压的多端口变换器。结合半桥整流器和Cuk电压平衡器实现单级功率变换,大幅提高成本和效率。通过耦合电感集成正负极端口进一步抑制输出电流纹波,大幅减小磁性元件和滤波电容尺寸,提高功率密度。宽范围软开关运行、双向功率流能力和简单控制使该变换器成为双极直流微电网应用的优秀候选。2kW样机设计实现160V输入到±200V输出,实验结果与理论分析吻合良好。

解读: 该双极多端口变换器技术对阳光电源直流微电网和储能系统有重要应用价值。单级Cuk电压平衡器方案可应用于ST储能系统的双极直流母线接口,简化拓扑并提高效率。耦合电感集成技术对阳光电源高功率密度变换器设计有借鉴意义,可减小体积和成本。双向功率流和宽范围软开关特性对PowerTitan储能系统的多端口能量管...

Yifei Zheng · Haoran Wang · Boyu Li · Weimin Yuan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月

本文提出了一种提升单片氮化镓（GaN）半桥功率集成电路在高速开关瞬态电应力下可靠性的方法。通过片上地线分离设计抑制地弹，避免输入级击穿和误触发；采用双共栅差分对结构的鲁棒电平转换器，有效阻断dVSW/dt噪声传播，同时支持负VSW工作并保持低传输延迟；可调驱动强度的栅极驱动电路抑制振铃与过冲，且不引入寄生元件。基于1 μm硅基GaN工艺实现的100 V单片集成芯片实验验证了其对130 V/ns dVSW/dt的免疫能力、低于10.4 ns的延迟，以及-15 V负压耐受性和输出强度可调性。

解读: 该单片GaN功率IC技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG光伏逆变器的功率密度提升具有重要价值。其130V/ns的dVSW/dt噪声免疫性和10.4ns超低延迟可直接应用于PowerTitan大型储能系统的高频开关电路，提升系统动态响应速度。双共栅差分对电平转换器的-15V负压耐受设计，可增强阳光电...

Haoji Qian · Rongzong Shen · Minglei Ma · Miaomiao Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年9月

在电循环过程中，反铁电（AFE）到铁电（FE）的相变（PT）会降低氧化锆（ZrO₂）基反铁电器件的储能性能和存储可靠性，限制了它们在微电子领域的应用。在这项工作中，我们研究了20%铪（Hf）掺杂的ZrO₂（Hf₀.₂Zr₀.₈O₂）反铁电薄膜在电循环过程中极化特性随厚度的演变。厚度缩放能有效抑制反铁电到铁电的相变，经过10⁸次电循环后，10纳米、8纳米和6纳米的Hf₀.₂Zr₀.₈O₂薄膜的相变程度分别为86.2%、27.9%和8.0%。结构分析表明，从10纳米到6纳米，微晶尺寸减小了43.58...

解读: 从阳光电源储能系统和功率电子产品的技术演进角度看，这项关于反铁电氧化铪锆薄膜的研究具有重要的前瞻价值。该研究通过厚度调控有效抑制了反铁电到铁电的相变退化，为高可靠性储能器件和嵌入式存储器提供了新的材料解决方案。 对于阳光电源的储能业务，这项技术的潜在价值体现在两个层面。首先，反铁电材料具有优异的能...

MohammadHosein Saeedinia · Shamsodin Taheri · Ana-Maria Cretu · IEEE Journal of Photovoltaics · 2025年9月

太阳能无人机通过利用太阳能延长续航能力并降低维护成本，但飞行中结冰会显著影响其气动性能及光伏系统的运行可靠性。机翼结冰削弱机械性能，而光伏表面结冰则阻碍光照，导致输出参数下降，尤其是非均匀遮挡危害更大。本文提出一种新型建模方法，将非均匀结冰影响纳入辐照度计算，通过分析冰层对光伏方程的影响，将光伏工作曲线划分为结冰与正常两个区域，并采用先进计算智能方法确定参数。结合最小冗余最大相关性技术，利用训练的机器学习模型预测动态恶劣条件下光伏性能，实验验证了该方法的有效性与可靠性。

解读: 该研究针对极端结冰环境下光伏组件性能建模，对阳光电源高纬度及高海拔地区部署的SG系列光伏逆变器具有重要参考价值。非均匀结冰导致的局部遮挡与热斑效应，可直接应用于优化MPPT算法，提升极端工况下的功率跟踪精度。基于机器学习的动态性能预测方法，可集成至iSolarCloud智能运维平台，实现结冰风险预警...