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逆变器连接的PMSM系统中的三相PFC畅通电力变换器：基本原理与实现
Three-Phase PFC Talkative Power Converter in an Inverter-Tied PMSM System: Basic Principle and Implementation
Sideng Hu · Qichou Yang · Weitao Zhao · Xiangning He · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
本文介绍了交流系统中畅通电力变换/转换（TPC）的基本原理，并以变速驱动（VSD）系统中三相功率因数校正（PFC）的应用为例进行说明。阐述了由电力电子逆变器构成的交流系统中信道频谱迁移机制，拓展了TPC在交流系统的适用性。针对波特率受限和误码率高的问题，从拓扑结构与通信侧提出改进方法以提升数据传输性能。仿真与实验验证了该TPC方案在VSD矢量控制中实现10 kb/s反馈通信速率的可行性与高效性，具有简化交流系统通信架构的潜力，推动电力系统与VSD技术的发展。
解读: 该TPC技术通过电力线载波实现PMSM系统的反馈通信，对阳光电源多条产品线具有重要价值。在**ST储能变流器**中，可简化PCS与BMS间通信架构，降低线束成本；在**新能源汽车驱动系统**中，可实现OBC与电机控制器的集成通信，减少车载布线复杂度；在**充电桩产品**中，三相PFC整流级可同步承载...
基于LCL型升压变换器的光伏应用中利用频谱分析检测直流串联电弧故障能力
DC Series Arc Fault Detection Capability With Frequency Spectrum Analysis Using LCL-Type Boost Converter for PV Applications
Byungki Kim · Mina Kim · Wan Kim · Hwa-Pyeong Park · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年2月
模块级电力电子技术可实现每个光伏（PV）面板的最大发电量。然而，这增加了光伏面板与直流/直流转换器之间发生电弧故障的可能性。损坏和松动的连接器可能引发直流串联电弧故障。此前，基于光伏电流的频域分析，如傅里叶变换和小波变换，被广泛用于串联电弧故障检测。然而，根据系统配置的不同，电弧故障检测性能并不稳定。本文基于功率转换器的阻抗，通过频谱分析来研究直流串联电弧故障检测能力。从电弧故障状态的特性来看，包含LCL型滤波器的升压转换器可在频域分析中明确电弧故障状态。在考虑串联电弧故障检测和功率转换的同时，...
解读: 从阳光电源组件级电力电子产品和光伏系统安全角度分析，该论文提出的基于LCL型升压变换器的直流串联电弧故障检测技术具有重要的工程应用价值。 在组件级功率优化器（Module-Level Power Electronics）场景中，每块光伏组件配备独立DC/DC变换器虽能实现最大功率点跟踪，但确实增加...
研究GaN-HEMT在短时和长时栅极与漏极偏压下阈值电压漂移的测试装置
Test Setup to Study Threshold Voltage Shift of GaN-HEMTs Under Short- and Long-Term Gate and Drain Bias
Benedikt Kohlhepp · Daniel Breidenstein · Thomas Dürbaum · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月
氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN-HEMT）具有低导通电阻和快速开关特性，适用于高效率、高功率密度的电力电子变换器。然而，电荷捕获效应会导致导通电阻退化并引起阈值电压漂移，进而增加开关损耗，甚至因米勒电流引发误开通。由于器件手册通常缺乏阈值电压不稳定性的详细信息，工程师需自行开展测试。鉴于电荷捕获过程的时间常数从微秒至小时不等，且受温度、漏极和栅极偏压等多种因素影响，必须在接近实际应用条件下进行短时与长时测试。本文提出一种仅使用电力电子实验室常规设备的测试方案，通过交替施加应力/弛豫阶段与短时测...
解读: 该GaN-HEMT阈值电压漂移测试技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，GaN器件的阈值电压不稳定性直接影响开关损耗和系统效率，电荷捕获导致的Vth漂移可能引发米勒电流误开通，威胁系统可靠性。该测试方案可用于：1）优化GaN功率模块的栅极驱动设计，设置合...
面向应用的氮化镓高电子迁移率晶体管阈值电压偏移——测试平台与实验结果
Application-Oriented Threshold Voltage Shift of GaN-HEMTs – Test Bench and Results
Benedikt Kohlhepp · Daniel Breidenstein · Niklas Stöcklein · Thomas Dürbaum 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
由于低导通电阻和快速开关特性，GaN-HEMT在高效功率变换器中具有广阔前景。然而，半导体结构中的电荷捕获效应会导致器件参数退化，除导通电阻恶化外，还引发阈值电压漂移，进而影响开关行为、增加损耗，并可能导致米勒自开启。数据手册通常未提供该效应的详细信息，设计者需自行测量。温度、漏极与栅极偏置及开关条件等多种因素影响电荷捕获，其时间常数从微秒至小时量级不等。为此，本文基于常规电力电子实验室设备，提出一种低成本、贴近实际应用工况的阈值电压测试方案。器件工作于硬开关或软开关模式，通过短时中断运行进行阈...
解读: 该GaN-HEMT阈值电压漂移测试技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。研究揭示硬开关下阈值电压漂移达1V（初始1.1V），直接影响ST储能变流器和SG光伏逆变器的开关损耗与可靠性。测试方法可应用于：1）ST系列储能PCS的GaN器件选型与驱动参数优化，避免米勒自开启风险；2）1500V光伏系统中...
采用可选有源电流均衡的并联SiC MOSFET模块中降低过冲、振荡及dV/dt产生
Reduced Overshoots, Oscillations, and $dV/dt$ Generation in Parallel Connected SiC MOSFET Modules With Optional Active Current Balancing
Mason Parker · Sebastián Neira · Edward L. Horsley · Stephen Finney 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
与功率转换器中的硅绝缘栅双极型晶体管（IGBT）相比，碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）具有更高的开关速度、更小的滤波元件尺寸和更低的开关损耗。然而，可用的模块电流额定值、加剧的振荡开关行为、较大的漏源电压过冲以及较高的输出电压 $dV/dt$ 水平，都是其在中高功率应用中推广的限制因素。此前已证明，采用具有开关沿偏斜特性的器件间电感是一种在模块并联时限制电流不平衡的方法。本文表明，通过精确控制此类配置中各模块之间施加的时序偏斜，可以显著降低过冲、振荡以及输...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于并联SiC MOSFET模块的优化控制技术具有重要的应用价值。当前我们在大功率光伏逆变器和储能变流器产品中正面临功率等级提升与开关性能优化的双重挑战，该技术提供了一个切实可行的解决方案。 该研究通过精确控制并联模块间的时序偏移和器件间电感，在实现1600A大电流应...