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级联纳秒上升时间高压正极性方波电源拓扑设计与验证
Design and verification of a cascaded nanosecond rise time high-voltage positive-polarity square wave power supply topology
Hao Yan · Xuebao Li · Yan Pan · Rui Jin 等5人 · IET Power Electronics · 2025年1月 · Vol.18
本文提出一种级联型纳秒上升时间高压正极性方波电源拓扑,以满足碳化硅器件在高压方波条件下的绝缘评估需求。该拓扑可灵活调节频率、上升时间和占空比等参数,并在单个或多个开关故障情况下仍保持功能完整性。实验样机实现4 kV输出电压,重复频率0–5 kHz,占空比0–100%,上升时间80–300 ns,验证了所提拓扑的可行性与可靠性。
解读: 该纳秒级高压方波电源技术对阳光电源SiC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,SiC器件工作在高压高频环境下,其绝缘可靠性直接影响系统寿命。该拓扑提供的4kV/80-300ns上升时间方波测试能力,可用于阳光电源功率模块设计阶段的绝缘评估和加速老化试验。级联容错设计理...
具有增强输出电流调节和效率的新型开关电感功率变换器开发与分析
Development and Analysis of a Novel Switched-Inductor Power Converter with Enhanced Output Current Regulation and Efficiency
Teke Hua · Xiaolin Wang · Ka-wing Kevin Chan · K. W. Cheng · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
基于开关电感SI单元开发了一种具有连续可调能力的新型开关电感功率变换器SIPC。与先前具有固定电流转换比的SIPC相比,所提变换器不仅可通过改变SI单元数量调节输出电流,还可实现输出电流的连续调节。该能力显著增强了输出电流调节的自由度,使所提SIPC更有利于电流转换应用。此外元件的寄生电容可与开关电感一起利用形成谐振槽以实现高电压应力开关的ZVS功能,促进紧凑性和效率。详细分析了工作原理、扩展和设计。通过仿真和实验结果验证了所提SIPC的可行性和性能。
解读: 该开关电感变换器研究对阳光电源DC-DC变换器技术创新有重要参考价值。连续可调输出电流和增强调节自由度的特性可应用于阳光PowerTitan储能系统的模块化双向DC-DC变换器,实现灵活的功率分配。利用寄生电容形成谐振槽实现ZVS的设计思路为阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的软开关技术提供...
低成本电感式电压均衡器及其自由轮网络设计
Cost-Reduced Inductor-Based Voltage Equalizers With Design of Free-Wheeling Networks for Li-Ion Battery Pack
Lei Wan · Longyun Kang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
电感式均衡器具有高功率特点,但现有方案常忽略开关驱动隔离电源的成本及电感电流续流网络的设计。本文提出两种新型电感式电压均衡器:一方面,通过二极管与MOSFET构成开关阵列,实现同侧MOSFET共源极连接,减少隔离电源数量与电路成本;另一方面,引入死区期间电感电流下降更小的续流网络,提升均衡速度与效率。文中详细阐述拓扑结构、工作原理与数学建模,基于仿真结果选定电路参数,并在均衡性能、成本与体积方面与现有方法对比。实验平台验证了所提均衡器的可行性与高性能。
解读: 该低成本电感式均衡技术对阳光电源ST系列储能系统和PowerTitan大型储能产品具有直接应用价值。通过共源极MOSFET阵列设计减少隔离电源数量,可显著降低BMS均衡模块成本,这对大规模储能系统的经济性至关重要。优化的续流网络设计提升均衡效率和速度,能够改善电池组一致性维护能力,延长储能系统寿命。...
高功率密度矩阵谐振开关电容LED驱动器
High Power Density Matrix Resonant Switched-Capacitor LED Driver
Yijie Wang · Jingyang Tan · Wei Lu · Shouheng Han 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
随着 LED 光源技术的发展,其输出功率逐渐提高。更高功率的 LED 光源需要更大的散热元件,这对其他组件的效率和尺寸提出了更高要求。LED 驱动电路是照明系统的关键组成部分。为提高效率和工作频率,可采用谐振型变换器电路实现软开关操作,从而减小整体尺寸。本文提出一种矩阵谐振开关电容拓扑结构,以提高 LED 驱动器的功率密度。该设计采用模块化设计方式,可通过快速扩展模块灵活调整输出需求。除了通过扩展模块单元实现输出调节外,本文还基于所提出的拓扑结构提出了一种小范围调节输出电压的方法。无需扩展模块,...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这篇论文提出的矩阵谐振开关电容LED驱动技术展现了显著的跨领域应用价值。虽然该技术直接针对LED驱动场景,但其核心设计理念与我们在光伏逆变器和储能系统中追求的技术方向高度契合。 该拓扑的核心优势在于通过谐振软开关技术实现高功率密度和高效率,这与阳光电源在逆变器小型化、轻量...
一种面向功率半导体器件的在线换流器级老化故障模式分离方法
An Online Converter-Level Wear-Out Failure Mode Separation Method for Power Semiconductor Devices
Yingzhou Peng · Kaichun Wang · Xing Wei · Zhikang Shuai 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月
引线键合功率半导体器件有两种主要的与封装相关的老化模式:键合线脱落和焊点退化。在运行的功率变换器中区分这两种老化模式非常重要,这样可以定位退化点,并分别监测老化过程。因此,这有助于实现功率半导体器件封装的优化设计以及开发更精确的寿命模型。本文重点研究功率器件运行时主要老化模式的分离问题。通过变换器级导通电压测量电路,获取功率器件输出电流 - 电压(I - V)特性曲线上的两个点,从而实现功率变换器中所有功率器件老化模式的分离。与传统方法相比,该方法是一种在线解决方案,从变换器层面来看适用于不同类...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项功率半导体器件在线失效模式分离技术具有重要的战略价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中,IGBT、MOSFET等功率器件是决定系统可靠性和寿命的关键部件。该技术能够在设备运行状态下区分键合线脱落和焊层退化两种主要失效模式,这为我们实现预测性维护和精准故障定位提供了新...