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固态断路器综述
A Review of Solid-State Circuit Breakers
Rostan Rodrigues · Yu Du · Antonello Antoniazzi · Pietro Cairoli · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
尽管传统机电断路器可靠性高，但直流微电网等新兴架构对故障切断速度提出了更高要求。本文综述了固态断路器（SSCB）的最新发展，重点探讨了其在快速开关操作及功率半导体应用方面的技术演进。
解读: 固态断路器技术对于阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流微电网解决方案至关重要。随着储能系统向高压化、大容量化发展，传统的机械式保护装置在响应速度上已成为瓶颈。引入基于SiC等宽禁带半导体的固态断路器，能显著提升PCS在直流侧短路故障下的保护速度，降低对功率模块的冲...
一种用于低压直流保护的多端口固态断路器：迈向无损设计
A Multi-Port Solid State Circuit Breaker for LVDC Protection: Towards A Lossless Design
Yannal Nawafleh · Mohammad Dehan Rahman · Xiaoqing Song · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
固态断路器（SSCB）凭借其超快的故障切断速度（比机械断路器快100倍）成为直流系统保护的理想方案。SSCB不仅实现了无弧电流切断，还具备状态监测和通信等智能化功能。本文探讨了如何通过优化设计实现低损耗的SSCB，以提升直流配电系统的安全性和效率。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及电动汽车充电桩业务具有重要意义。随着直流微网和高压直流母线架构的普及，SSCB的无弧切断和快速响应能力可显著提升系统安全性，并降低长期运行损耗。建议研发团队关注该无损拓扑，将其集成至储能PCS的直流侧保护单元或大功率充电桩的...
基于故障电流旁路的低压直流固态断路器
Fault Current Bypass-Based LVDC Solid-State Circuit Breakers
Reza Kheirollahi · Shuyan Zhao · Fei Lu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年1月
本文提出了一种基于碳化硅（SiC）MOSFET的新型低压直流（LVDC）固态断路器（SSCB）。该方案通过故障电流旁路技术，使得金属氧化物压敏电阻（MOV）的钳位电压能够接近直流系统额定电压，从而有效降低了主开关和缓冲电路上的电压过冲，并提升了系统的最大断流能力。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。随着直流微网和高压储能系统的普及，直流侧故障保护是提升系统安全性的核心。该方案利用SiC器件的高频特性实现更精准的故障电流旁路，有助于减小断路器体积并降低损耗。建议研发团队关注该拓扑在储能...
基于知识蒸馏轻量化卷积神经网络与SSCB集成的光伏电弧故障断路器
PV Arc Fault Circuit Interrupter with Knowledge Distillation-Based Lightweight Convolutional Neural Network and SSCB Integration
Kamal Chandra Paul · Jiale Zhou · Shen-En Chen · Tiefu Zhao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年12月
光伏系统中的直流电弧故障易引发火灾及电力中断，精准检测至关重要。本文提出PArcNet，一种通过知识蒸馏优化的轻量化卷积神经网络，专为资源受限环境下的高效电弧故障检测而设计，显著提升了检测的实时性与准确性。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。电弧故障检测是组串式逆变器及户用逆变器安全合规的关键功能（如AFCI认证）。PArcNet的轻量化设计使其能直接嵌入逆变器现有的DSP或MCU中，无需额外昂贵的计算硬件，即可实现边缘侧的高精度故障诊断。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能运维平台及...
一种基于混合器件的双向中压直流固态断路器
A Bidirectional MVDC Solid-State Circuit Breaker Based on Mixture Device
Jin Zhu · Qingpeng Zeng · Xu Yang · Mi Zhou 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
本文提出了一种基于晶体管（IGBT）与晶闸管混合结构的双向固态断路器（SSCB）。针对传统双向拓扑中IGBT数量倍增导致的导通损耗增加及成本上升问题，该方案通过混合拓扑优化了器件配置，在保证快速切断能力的同时，有效降低了系统损耗与成本。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及中压直流并网应用具有重要参考价值。随着储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）发展，直流侧故障保护至关重要。该混合型SSCB方案通过优化IGBT与晶闸管的组合，能在降低PCS直流侧保护成本的同时提升效率，有助于优化大功率...
基于双向器件的多端口固态断路器拓扑
Multiport Solid-State Circuit Breaker Topology Based on Bidirectional Devices
Jin Zhu · Hao Yang · Xu Yang · Songming He 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
固态断路器（SSCB）具备响应快、无电弧、寿命长等优势，适用于直流配电系统保护。然而，在多端口场景下，传统SSCB拓扑存在器件数量多、体积大、导通损耗高及成本增加等问题。本文提出了一种基于双向器件的多端口SSCB拓扑，旨在优化系统集成度与效率。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流微电网解决方案具有重要参考价值。随着储能系统向高压直流化发展，多端口直流保护的需求日益增长。该拓扑通过减少器件数量降低损耗，有助于提升阳光电源储能PCS的功率密度和系统可靠性。建议研发团队关注该拓扑在直流汇流排保护中的应...
直流微电网可靠双向固态断路器设计
Design of a Reliable Bidirectional Solid-State Circuit Breaker for DC Microgrids
Xiaohui Xu · Jiamin Ye · Yu Wang · Xiaorui Xu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
直流微电网在工业应用中日益受到关注，但高效可靠的故障切断仍是挑战。本文提出了一种用于直流微电网保护的可靠双向固态断路器（RB-SSCB），该装置能够实现双向故障电流的切断与重合，且无故障电流浪涌。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流微电网解决方案具有重要参考价值。直流侧故障保护是提升储能系统安全性的核心，RB-SSCB的无浪涌切断技术可优化系统保护策略，降低对功率器件的冲击，提升系统可靠性。建议研发团队关注该拓扑在储能PCS直流侧保护中的应用，以替...
固态断路器应用中SiC功率模块并联芯片的不稳定性问题
Instability Issue of Paralleled Dies in an SiC Power Module in Solid-State Circuit Breaker Applications
Zhou Dong · Ren Ren · Wen Zhang · Fei Fred Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
功率模块中并联芯片在高电流开关瞬态下可能出现不稳定性，这源于并联MOSFET间的差模振荡。传统的稳定性分析通常局限于单一工作点，忽略了开关轨迹和非线性器件参数对稳定性的影响。
解读: 该研究直接关联阳光电源在光伏逆变器及储能系统（如PowerTitan、ST系列PCS）中对SiC功率模块的应用。随着高功率密度需求增加，多芯片并联成为主流，但由此引发的振荡问题直接影响系统可靠性。建议研发团队在设计组串式逆变器及储能变流器时，引入该文提出的动态稳定性分析方法，优化驱动电路布局与寄生参...
一种基于三绕组耦合电感的晶闸管固态直流断路器
A Thyristor-Based Solid-State DC Circuit Breaker With a Three-Winding Coupled Inductor
Shunliang Wang · Ming Li · Kejun Qin · Qinming Xin 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文提出了一种基于三绕组耦合电感的晶闸管固态直流断路器（TCB），旨在解决传统TCB在直流微电网应用中存在的控制性差、可靠性低、故障隔离慢及导通损耗高等问题。该拓扑通过优化耦合电感设计，提升了电流中断的可靠性与重合闸保护能力，为直流配电系统提供了高效的保护方案。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流微电网解决方案具有重要参考价值。随着储能系统直流侧电压等级的提升，直流侧故障保护成为系统安全的核心。该基于晶闸管的固态断路器方案相比传统机械断路器，具有更快的响应速度和更长的使用寿命，有助于提升阳光电源储能产品的故障穿越...
一种基于混合器件的高效可靠固态断路器
An Efficient and Reliable Solid-State Circuit Breaker Based on Mixture Device
Xiaorui Xu · Wanjun Chen · Chao Liu · Ruize Sun 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月
本文提出了一种用于直流配电系统的新型混合器件固态断路器（MD-SSCB）。该方案无需额外的晶闸管、充电电源及复杂的充电策略即可主动切断故障电流。此外，其断路能力不受外部电路参数影响，具有极高的可靠性与响应速度。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流微电网解决方案具有重要意义。在大型储能电站中，直流侧故障保护是系统安全的核心。该MD-SSCB拓扑通过简化电路结构提升了可靠性，有助于降低储能变流器（PCS）在直流侧发生短路时的保护成本与响应延迟。建议研发团队评估该混合...
基于电容耦合的固态断路器瞬态电流换流技术
Capacitive Couple-Based Transient Current Commutation in Solid-State Circuit Breakers
Reza Kheirollahi · Xin Zan · Shuyan Zhao · Hua Zhang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
本文提出了一种用于直流固态断路器（SSCB）实现瞬态电流换流（TCC）的新型辅助电路。该电路包含主动注入电路（AIC）和电容耦合器两部分。核心贡献在于通过在辅助支路与主支路间引入耦合电容，有效防止了辅助支路的短路故障，提升了断路器的可靠性与换流效率。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流微电网解决方案具有重要参考价值。随着储能系统直流侧电压等级不断提升，直流侧故障保护成为系统安全的关键。该电容耦合辅助电路方案能有效提升固态断路器的响应速度与可靠性，有助于优化PCS内部直流侧保护逻辑，降低功率器件在故障切...
用于保护直流微电网的低损耗双向固态断路器
Low-Loss Bidirectional Solid-State Circuit Breakers With Reliable Breaking Capability for Protecting DC Microgrids
Yufeng Wang · Sheng Wang · Carlos E. Ugalde-Loo · Wenlong Ming 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
基于可控硅（SCR）的直流固态断路器（SSCB）因控制简单和高效率备受关注，但其高导通损耗是主要瓶颈。本文提出了一种新型双向SCR-SSCB拓扑，通过消除电感元件，将导通损耗降低了约50%，同时保持了可靠的故障切断能力。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流微电网解决方案具有重要参考价值。直流侧故障保护是高压储能系统的核心安全挑战，传统的机械断路器响应速度慢，而该低损耗双向SSCB拓扑能显著提升系统效率并降低热管理压力。建议研发团队评估该拓扑在PCS直流侧保护中的应用潜力，...
一种基于单门极驱动器的串联SiC MOSFET固态断路器
A Single Gate Driver Based Solid-State Circuit Breaker Using Series Connected SiC MOSFETs
Yu Ren · Xu Yang · Fan Zhang · Fred Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
本文提出了一种基于串联碳化硅（SiC）MOSFET的固态断路器（SSCB）拓扑结构。该方案仅需单个隔离门极驱动器，有效降低了直流配电系统中保护装置的成本与复杂性，并保持了半导体器件超短动作时间的优势。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流配电应用具有重要价值。在兆瓦级储能系统中，直流侧保护是提升系统安全性的关键，串联SiC方案能有效解决高压直流分断难题，同时通过简化驱动电路降低成本。建议研发团队关注该拓扑在直流汇流排保护中的应用，以提升系统响应速度和可靠...
一种具有自适应故障限流能力的低压直流配电网新型固态断路器
A Novel Solid-State Circuit Breaker With Self-Adapt Fault Current Limiting Capability for LVDC Distribution Network
Bin Li · Jiawei He · Ye Li · Ruisheng Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年4月
针对低压直流配电网中现有保护动作速度不足的问题，本文提出了一种新型固态断路器。该装置具备自适应故障限流能力，解决了传统直流电抗器在正常运行中产生负面影响及阻碍断路器快速隔离的矛盾，提升了直流系统的保护性能与可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流微网解决方案具有重要参考价值。直流侧故障保护是高压大容量储能系统安全运行的核心挑战，该固态断路器方案能有效解决故障电流冲击问题，提升PCS在直流侧短路情况下的生存能力。建议研发团队关注该拓扑在储能变流器直流侧保护中的应用...
一种具有可控电流切断能力的新型晶闸管双向固态断路器
A Novel Thyristor-Based Bidirectional SSCB With Controllable Current Breaking Capability
Xiaorui Xu · Wanjun Chen · Chao Liu · Ruize Sun 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
针对晶闸管导通损耗低、成本低的优势，本文提出了一种新型双向固态断路器（SSCB）。针对晶闸管半控特性导致的电流切断难题，该拓扑实现了电流的完全可控切断，为电力电子系统提供了一种高效、低成本的保护方案。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大功率光伏逆变器具有重要参考价值。目前储能系统直流侧保护多依赖熔断器或机械断路器，存在响应速度慢、寿命有限等问题。采用基于晶闸管的固态断路器（SSCB）方案，可显著降低系统导通损耗，提升大电流工况下的故障切断速度与可靠性。建...
一种具有鲁棒分断能力和高效率的新型固态断路器
A Novel Solid-State Circuit Breaker With Robust Breaking Capability and High Efficiency
Chao Liu · Yuxiao Yang · Wanjun Chen · Xiaorui Xu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
本文提出了一种用于低压直流微电网保护的新型固态断路器（SSCB）。该设计通过在断路器内部实现换流电流回路，在切断故障时不会向电源或负载反射电流浪涌，从而有效保护系统。此外，通过引入电压钳位技术，进一步提升了断路器的分断能力与效率。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流微电网解决方案具有重要参考价值。在直流侧保护中，传统的机械断路器响应速度慢，而该新型SSCB能有效抑制故障电流浪涌，提升系统安全性。建议研发团队关注其换流拓扑，将其集成至储能变流器（PCS）的直流侧保护单元中，以增强系统...
自供电380V直流碳化硅固态断路器及故障限流器
Self-Powered 380 V DC SiC Solid-State Circuit Breaker and Fault Current Limiter
David Marroqui · Jose Manuel Blanes · Ausias Garrigos · Roberto Gutierrez · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
本文提出了一种新型超快直流固态断路器（SSCB），采用碳化硅（SiC）共源共栅结构作为核心开关与限流器件，并配备隔离式光伏驱动器。该拓扑结构具备自供电能力，且完全由分立元件实现。SSCB的共源共栅结构可在额定运行、线性限流及关断三种状态下工作，有效提升了直流系统的保护速度与可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的直流侧保护具有重要参考价值。在PowerTitan及PowerStack等储能系统，以及工商业光伏直流汇流箱中，直流侧故障保护是提升系统安全性的关键。SiC器件的应用能显著提升断路器的响应速度并减小体积，符合阳光电源产品高功率密度和高可靠性的发展趋势。建议研发团队关注该自供电拓扑在...
具有软关断和自充电功能的低压直流固态断路器
Low Voltage DC Solid-State Circuit Breaker With Soft Turn-Off and Self-Charging Operation
Xin Wu · Yifei Wu · Yi Wu · Mingzhe Rong 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本文提出了一种基于碳化硅（SiC）MOSFET和有源电流注入电路的新型直流固态断路器（SSCB）。该方案通过软关断技术和自充电操作，实现了直流电网故障保护的超快响应，并显著提升了电气寿命，为直流配电及储能系统提供了高效的保护方案。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流微网业务具有重要意义。储能系统内部直流侧故障保护是提升系统安全性的核心，SiC基固态断路器相比传统机械断路器具有更快的切断速度和更长的寿命，能有效降低直流侧短路风险。建议研发团队关注该拓扑在储能变流器（PCS）直流侧保护...
一种基于耦合电感的组件精简型直流微电网固态断路器
A Coupled Inductor-Based SSCB With Reduced Components for DC Microgrid Protection
Prasanth Pithanisetty · Daniel Dsa · Satish Naik Banavath · Edivan Laercio Carvalho 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
直流微电网因其高效率和高电能质量备受关注，但快速可靠的过流与短路故障保护仍是技术难点。本文提出一种基于耦合电感的固态断路器（SSCB），通过减少组件数量，实现了快速、无电弧的故障清除，为直流配电系统的保护提供了高效解决方案。
解读: 该技术对阳光电源的直流微电网及储能系统业务具有重要参考价值。随着PowerTitan和PowerStack等储能系统在直流侧应用场景的增加，直流侧故障保护的响应速度与可靠性至关重要。该文提出的低组件SSCB方案有助于优化阳光电源储能变流器（PCS）内部及直流汇流侧的保护电路设计，在降低成本的同时提升...
一种用于低压直流电网应用的低成本固态断路器设计
A Design of Cost-Efficient Solid-State Circuit Breaker for LVDC Grid Applications
Simon Shek-Mong Wong · Xin Li · Terence Chung-Yin Lau · River Tin-Ho Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
本文提出了一种用于住宅和商业直流建筑的自然冷却直流固态断路器（SSCB）。该设计通过矩阵式连接低压MOSFET处理主电流，在25%负载下实现了99.90%以上的效率，并保持了超快断路能力，解决了成本、噪声和能效方面的关键挑战。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏、储能系统（如PowerStack）及电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。随着直流微电网和户用直流配电系统的发展，高效、静音且低成本的固态断路器是提升系统安全性和可靠性的关键组件。建议研发团队关注矩阵式MOSFET拓扑在直流侧保护中的应用，这不仅能优化现有储能PCS的直流侧...
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