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基于全桥子模块和电路分段线性化的振荡波发生方法
Oscillating Wave Generation Method Based on Full-Bridge Submodule and Piecewise Linearization of Circuit
朱孟鑫 · 何维晟 · 赵坤 · 颜源 等5人 · 高电压技术 · 2025年5月 · Vol.51
振荡波技术因装置轻便、低噪等优势，广泛用于高压电缆局部放电检测，但存在标称电压维持时间短、空间电荷累积及带载能力不足等问题。为此，提出一种基于全桥子模块级联结构的新型振荡波生成方法，通过逆变储能电容电压为方波，作为LC谐振电源，并结合状态方程分段线性化与占空比优化控制策略，实现多样化高压交流波形输出。实验验证了该方法在实验室及110kV现场电缆缺陷测试中的有效性，显著提升带载能力与电压维持时间，适用于电缆绝缘状态检测。
解读: 该全桥级联拓扑与分段线性化控制技术对阳光电源储能与电网设备检测领域具有重要价值。其核心的全桥子模块级联架构与ST系列储能变流器的模块化设计理念高度契合，可优化PowerTitan系统的电压等级扩展能力。分段线性化状态方程与占空比优化策略可借鉴至SG逆变器的MPPT算法，提升复杂工况下的动态响应精度。...
用于电力电子模块局部放电检测的高频电流互感器设计与分析
High-Frequency Current Transformer Design and Analysis for Partial Discharge Detection of Power Electronic Modules
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
在中压应用中，碳化硅因其更高的开关速度、更高的热导率和更高的电压等级而具有广阔的应用前景。与此同时，更高的电压等级和更高的功率密度给绝缘结构带来了巨大的压力。局部放电（PD）是衡量绝缘结构性能的一个重要指标。然而，针对局部放电电流传感系统的专门设计研究有限，且缺乏对局部放电和系统噪声频域特性的分析。鉴于这种情况，首先，提出了高频电流互感器（HFCT）系统，并建立电路模型来分析参数对频率响应和增益的影响。其次，基于上述分析，针对电力电子功率模块局部放电的特性设计了一种专用的高频电流互感器系统，包括...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项高频电流互感器（HFCT）局部放电检测技术具有重要的战略价值。随着公司在中压光伏逆变器、储能变流器及电动汽车充电设备领域的持续深耕，碳化硅（SiC）功率器件的应用已成为提升产品竞争力的关键路径。该技术针对SiC器件在高电压、高功率密度工况下的绝缘可靠性监测需求，提供了精...
一种用于电力电缆离线局部放电检测的新型阻尼交流发电机
A Novel Damped AC Generator Used for Off-Line Partial Discharge Testing of Power Cables
Jia Peng · Ruisong Zhang · Shurong Li · Daning Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年5月
阻尼交流（DAC）测试广泛用于电力电缆局部放电（PD）检测，但传统方法在直流充电过程中易产生空间电荷累积，损害电缆绝缘。为此，本文提出一种新型DAC发电机拓扑结构，在原有基础上增加储能电容和开关器件。通过在不同时刻控制开关动作，使电缆电压从接近零开始振荡，避免了高直流电压起始导致的空间电荷注入。实验平台验证结果表明，该发电机运行正常，可有效激发电缆缺陷处的局部放电信号。对比实验显示，针对两类缺陷，新型DAC电压下的总放电量低于传统方式，证明其有效抑制了空间电荷注入。
解读: 该新型阻尼交流发电机技术对阳光电源储能系统和电网侧设备的电缆检测维护具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统和ST系列储能变流器中，高压电力电缆是关键连接部件，其绝缘状态直接影响系统安全。传统局放检测方法的空间电荷累积问题可能加速电缆老化，而该技术通过储能电容与开关器件的协同控制，实现从...
用于电动汽车应用中电机绕组可靠性评估的改进老化增强因子
Improved Aging Enhancement Factor for Reliability Assessment of Motor Windings in Electric Vehicle Applications
Yatai Ji · Paolo Giangrande · Weiduo Zhao · Jing Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年2月
电动汽车应用中使用的逆变器供电电机越来越容易出现局部放电（PD）现象，尤其是在 800 V 动力系统中。因此，准确评估局部放电风险对于确保无局部放电设计和保证可靠性至关重要。IEC 60034 - 18 - 41 中引入了多个增强因子，以考虑影响因素对局部放电活动的影响。然而，准确确定热老化增强因子仍然是一个具有挑战性的问题。本文在三个加速老化温度水平下进行了超过 10 个老化子周期的局部放电起始电压（PDIV）变化测量。然后利用这些数据推导出一般温度条件下局部放电起始电压的变化率，最后基于速率...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对电动汽车电机绕组局部放电（PD）风险评估的研究具有重要的跨领域应用价值。虽然论文聚焦于800V电动汽车动力系统，但其核心技术原理与阳光电源的高压光伏逆变器、储能变流器等产品面临的绝缘可靠性挑战高度相关。 该研究的核心价值在于建立了基于阿伦尼乌斯定律的热老化增强因子...
用于电力变压器局部放电检测的高灵敏度微光纤探头
Highly Sensitive Micro-Optical Fiber Probe for Power Transformer Partial Discharge Detection
Ruizhi Wang · Jun Jiang · Chaoyue Zhang · Xiaohan Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年4月
局部放电（PD）检测对保障电力变压器安全运行至关重要。光纤传感器（OFS）因其抗电磁干扰、本质安全及适合嵌入式安装等优势，在PD检测中展现出良好应用前景。本文提出一种微型光纤探头（MOFP），尺寸紧凑（直径10 mm，高度4.9 mm），在保证高灵敏度的同时便于嵌入安装。采用外差干涉解调结构提升系统稳定性，优化系统参数组合使信噪比（SNR）提高24.7 dB。实验表明，该OFS在固体和油中传播的超声信号检测信噪比较传统PZT（R15α）分别提升62%和223.3%。现场应用中，OFS成功嵌入变压...
解读: 该微光纤局部放电检测技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。PowerTitan大型储能系统中的隔离变压器和升压变压器是关键设备，局部放电会导致绝缘劣化甚至故障。该技术的抗电磁干扰特性可克服储能变流器高频开关（尤其是SiC器件应用）产生的强电磁环境干扰，微型探头（直径10mm）便于嵌入ST系列储能变...
基于喷射点胶的电力电子模块电场自适应可控结构组装
Jet-Dispensing-Based Assembly of Electric Field Adaptively Controlled Structure in Power Electronic Modules
Ya Sun · Zhikang Yuan · Zhiwen Huang · Jun Hu 等5人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年6月
在功率模块中，“铜 - 陶瓷 - 硅胶”三相点处的局部放电对更高电压和功率密度的发展构成了重大挑战。本文采用一种可靠且可控的方法——喷射点胶，在电力电子模块中组装电场自适应控制结构，以优化电场分布。该结构由氧化锌/环氧树脂非线性导电复合材料构成，厚度控制在<inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notat...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的电场自适应控制结构技术对我们在高压大功率产品领域的突破具有重要战略价值。 当前，阳光电源的光伏逆变器和储能变流器正朝着更高电压等级（1500V及以上）和更高功率密度方向发展。功率模块中"铜-陶瓷-硅凝胶"三相点的局部放电问题一直是制约产品电压等级提升和可靠性的...
SF6/N2混合气体中金属缺陷环氧绝缘表面在交流与操作冲击叠加电压下的放电特性
Epoxy insulation surface discharge characteristics of metal defect in SF6/N2 gas mixtures under AC/SI superimposed voltages
Yang Zhou · Lin Niu · Na Wang · Xutao Han 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年9月
IEC 60060-1推荐采用复合电压试验方法，本文研究交流与操作冲击（AC/SI）叠加电压下SF6/N2混合气体中金属缺陷环氧绝缘表面的放电特性。分析了叠加电压中操作冲击和交流分量下的局部放电行为。结果表明：叠加相位和操作冲击极性显著影响局部放电起始特性；正极性操作冲击叠加时，后续交流放电激发相位范围为0°∼180°，负极性时为180°∼360°，且后者放电现象更明显。在操作冲击波尾阶段存在反向放电现象，其发生与叠加相位相关。此外，在操作冲击波前或交流电压阶段发生击穿放电后，后续交流周期内局部...
解读: 该研究对阳光电源高压电气设备的绝缘设计具有重要参考价值。在PowerTitan大型储能系统和1500V光伏逆变器中，环氧绝缘材料广泛应用于母排、变压器等高压部件，金属缺陷导致的表面放电是潜在失效模式。研究揭示的AC/SI叠加电压下放电特性，可指导ST系列储能变流器在电网暂态冲击与工频电压叠加工况下的...
缓解高功率密度
U）WBG功率模块封装中绝缘问题的应对策略：侧重于替代封装材料的综合评述
Pujan Adhikari · Mona Ghassemi · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年12月
功率模块封装的未来取决于碳化硅（SiC）、氮化铝（AlN）和金刚石等（超）宽带隙[（U）WBG]材料的发展。然而，突破这些材料的应用界限在绝缘系统方面面临重大挑战，绝缘系统必须承受相关的严苛参数。这些挑战带来的后果包括高电场、空间电荷积累、电树枝化和局部放电（PD），所有这些都可能导致功率模块故障。本文深入探讨了（U）WBG功率模块绝缘材料面临的这些挑战，以及近期旨在缓解三相点（TPs）电场应力和解决局部放电问题的研究。文章首先探讨了三相点的高电场问题，接着研究了在高频、高温等实际运行条件下，封...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于超宽禁带功率模块封装绝缘技术的综述具有重要战略意义。随着公司在光伏逆变器和储能系统领域持续推进高功率密度、高效率产品开发，SiC等宽禁带半导体器件的应用已成为核心技术方向。然而，论文揭示的绝缘系统挑战——高电场应力、空间电荷积累、电树枝和局部放电问题——正是制约我们...
高dv/dt方波电压与高温下局部放电导致的功率模块封装绝缘老化与寿命研究
Aging and Lifetime of Power Module Packaging Insulation Due to Partial Discharge Under High dV/dt Square Wave Voltage and High Temperature
Yi Ding · Yalin Wang · Meng Chen · Lu Fan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
宽带隙半导体的应用给功率模块在高d<italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">V</i>/d<italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">t</i>方波电压和高温条件下的封装可靠性带来了挑战。灌封材...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于宽禁带半导体功率模块封装绝缘老化的研究具有重要的战略价值。随着公司在光伏逆变器和储能系统中大规模采用SiC、GaN等宽禁带器件以提升功率密度和转换效率，高dV/dt应力下的局部放电问题已成为制约产品可靠性的关键瓶颈。 该研究揭示的局部放电演化规律对阳光电源的产品设...