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基于SiC导通比例与开关频率协同调控的Si/SiC混合器件综合热管理方法
A Comprehensive Thermal Management Method for Si/SiC Hybrid Devices Based on Coordinated Regulation of SiC Conduction Ratio and Switching Frequency
韩硕涂春鸣龙柳肖凡肖标郭祺 · 中国电机工程学报 · 2025年13月 · Vol.45
Si/SiC混合器件结合了Si IGBT载流能力强、成本低与SiC MOSFET高频、低开关损耗的优点，但在非平稳工况下存在结温波动不均及SiC MOSFET老化过快问题。现有热管理策略难以有效调节其内部温差。本文提出一种基于SiC导通比例DSiC与开关频率f协同调控的综合热管理方法，通过构建f-DSiC参数域并规划最短调节路径，实现双器件结温波动同步平滑。实验结果表明，相较变频控制，该方法使最大结温波动降低24.31%，显著提升器件寿命与热稳定性。
解读: 该Si/SiC混合器件热管理技术对阳光电源的储能变流器和大功率光伏逆变器产品线具有重要应用价值。通过SiC导通比例与开关频率的协同调控，可显著优化ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中的功率模块温控性能。这一方法能有效降低器件结温波动，提升PowerTitan等大型储能系统的可靠性和使用寿命。对于...
双模式控制DC/DC-DC/AC变换器系统DC/AC级参数设计方法
DC/AC Stage Parameters Design Method for Dual-Mode Control DC/DC-DC/AC Converter System
Di Kang · Hongliang Wang · Yang Jiang · Yibo Si 等7人 · IET Power Electronics · 2025年5月 · Vol.18
本文提出一种针对双模式控制DC/DC-DC/AC变换器系统的DC/AC级参数设计方法，综合优化开关频率、电感与电容参数。分析了开关频率、LC元件取值、结温、总损耗及效率之间的关系。为充分发挥DC/AC级开关器件性能，将开关频率提升至100 kHz，同时保持总损耗与效率基本不变。在1 kW应用中，LC滤波器体积减小超过50%，显著降低系统重量、体积与成本，且无需额外宽禁带器件或辅助电路。
解读: 该双模式DC/DC-DC/AC参数优化设计方法对阳光电源储能与车载产品线具有直接应用价值。在ST储能变流器中，100kHz高频开关设计可显著减小LC滤波器体积50%以上，提升功率密度，契合PowerTitan大型储能系统的集成化需求。对车载OBC充电机，该方法在不增加SiC等宽禁带器件成本前提下，通...
基于事件驱动的强化学习预测控制器设计——用于三相NPC变流器的在线逼近器方法
Event-Driven Based Reinforcement Learning Predictive Controller Design for Three-Phase NPC Converters Using Online Approximators
Xing Liu · Lin Qiu · Youtong Fang · Kui Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
本文针对电力变换器系统，研究了一种利用在线逼近器的无模型强化学习预测控制问题的两步事件驱动方法，解决了系统不确定性和不必要的开关损耗等问题。具体而言，本技术报告的关键特点如下：1) 采用一个评判神经网络实时学习性能函数；2) 采用一个执行神经网络在线逼近预测控制器，并使从评判网络获得的学习性能函数最小化；3) 采用两步事件驱动控制协议降低开关频率（SF）。此外，我们进一步探讨了该方案对参数不确定性的敏感性，并量化了其在低开关频率运行和未知干扰条件下的性能。此外，还对网络权重估计误差进行了收敛性分...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于事件驱动的强化学习预测控制技术对三相NPC变流器的应用具有重要战略价值。NPC（中点钳位）拓扑是我司大功率光伏逆变器和储能变流器的核心架构，该技术在提升系统性能和降低运维成本方面展现出显著潜力。 该论文提出的双步事件驱动控制策略直接针对变流器的两大痛点：一是通过在...
高频压电谐振器型DC-DC变换器的电流模式控制
Current Mode Control for High Frequency Piezoelectric Resonator-Based DC–DC Converters
Eric Stolt · Martin Affolter · Zhechi Ye · Juan Rivas-Davila · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
理论上，提高直流 - 直流转换器的开关频率能够减小无源元件的尺寸并提高系统功率密度，这是许多应用所要求的。然而，电感器和变压器在高频和小体积条件下的性能本质上难以提升，这成为实现高频、高功率密度直流 - 直流转换器的瓶颈。设计无电感的直流 - 直流转换器，转而使用压电谐振器进行无源储能，可绕过这一瓶颈。虽然基于压电谐振器的直流 - 直流转换器原型已在兆赫兹开关频率下展现出高功率密度和高效率，但这些转换器依赖开环控制。实际应用需要对这些转换器进行闭环控制，但现有的闭环控制方法无法适用于兆赫兹频率。...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于压电谐振器的高频DC-DC变换技术具有显著的战略参考价值，但距离规模化应用仍有距离。 该技术的核心创新在于用压电谐振器替代传统电感和变压器，突破了磁性元件在高频小型化方面的固有瓶颈。对于阳光电源的光伏逆变器和储能变流器产品线，这一技术路径理论上可实现功率密度的大幅...
带LCL滤波器并网逆变器的减传感器最优开关序列模型预测电流控制
Reduced-Sensor-Based Optimal Switching Sequence Model Predictive Current Control
Mohammad Anas Anees · Saad Mekhilef · Marizan Mubin · Mostefa Kermadi 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
提出带LCL滤波器并网逆变器的改进减传感器最优开关序列模型预测电流控制(OSS-MPCC)算法,仅需并网电流测量。OSS-MPCC算法利用四类信号:虚拟磁链观测器获得的估计电网电压对称分量、全状态Luenberger观测器获得的状态估计、基于SOGI-QSG对称电压估计获得的正序并网电流参考、逆变器开关状态,实现并网运行预测电流跟踪。该算法同时提供多项优势:成功限制逆变器电压开关频率频谱、传感器数量从9个减至3个、即使电压不平衡情况下电网电流总谐波畸变(THD)仍低于2.5%、对滤波器参数失配展...
解读: 该减传感器最优开关序列MPC技术对阳光电源并网逆变器控制优化有重要应用价值。传感器数量减少67%可应用于SG光伏逆变器和ST储能变流器,降低成本并提高可靠性。虚拟磁链和全状态观测器技术对阳光电源并网控制算法的无传感器化有借鉴意义。2.5%低THD和参数鲁棒性对户用和工商业并网系统的电能质量和适应性有...
基于扩展ISMO的两步预测时域无模型预测控制在功率变换器中的应用
Extended ISMO-Based Two-Step Prediction Horizon Model-Free Predictive Control for Power Converters
Zeyu Zhang · Jien Ma · Lin Qiu · Xing Liu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年7月
模型预测控制因实现简单、性能优良和动态响应快而广泛应用于功率变换器。然而，传统方法依赖负载参数进行预测，鲁棒性差，且高频开关导致额外损耗。为此，本文提出一种基于积分滑模观测器（SMO）的鲁棒有限控制集模型预测控制方法。通过引入扩展ISMO实现超局部模型观测，有效抑制负载参数扰动影响；结合两步预测时域结构，拓展优化范围，提高连续周期内重复电压矢量的应用概率，显著降低开关频率。该方法在提升系统鲁棒性的同时，有效减少了对负载参数的敏感性，并保持较低开关频率。仿真与实验结果验证了所提方法的鲁棒性和低开关...
解读: 该扩展ISMO无模型预测控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG光伏逆变器具有重要应用价值。其核心优势在于：1）通过超局部模型观测实现对负载参数扰动的鲁棒控制，可显著提升PowerTitan储能系统在电网阻抗波动、负载突变等复杂工况下的稳定性；2）两步预测时域结构有效降低开关频率，直接减少SiC/...
基于开关频率调整的构网型变流器暂态过流能力稳定性约束增强方法
Stability Constrained Transient Overcurrent Capability Enhancement of Grid Forming Converters Based on Switching Frequency Adjustment
Boxin Liu · Xin Xiang · Yonghao Li · Huan Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
短期过流能力对于电网形成（GFM）变流器在电网故障暂态期间提供支撑至关重要。尽管近年来针对电力变流器开展了基于定制化和超大容量设计的暂态过流（TOC）能力提升策略研究，但由于成本高昂且硬件结构复杂，这些解决方案仍难以推广。为解决这一问题，本文引入开关频率作为自由度，从软件层面提升GFM变流器的TOC能力。通过在TOC阶段主动降低开关频率，可有效抑制过额定电流导致的结温上升。此外，本文还定量研究了开关频率大幅降低时内电压矢量控制环的固有控制稳定性问题。在此基础上，进一步提出了多参数协同调节策略，以...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于开关频率调节的构网型变流器暂态过流能力提升技术具有重要的战略价值。当前，我司在光伏逆变器和储能变流器领域正面临从跟网型向构网型技术演进的关键阶段，该技术恰好解决了构网型设备在电网故障期间支撑能力不足的核心痛点。 该技术的最大亮点在于通过软件层面的开关频率动态调节来...
一种基于滑模观测器的开绕组永磁同步电机鲁棒双矢量模型预测电流控制方法
A Robust Dual-Vector Model Predictive Current Control Scheme for Open-Winding Permanent Magnet Synchronous Motor Drives With Sliding Mode Observer
Yuelin Dong · Shuo Zhang · Chengning Zhang · Xueping Li 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
为降低采用隔离直流电源的开绕组永磁同步电机（OW - PMSM）的开关频率并增强其参数鲁棒性，提出了一种结合滑模观测器（SMO）的新型双矢量模型预测电流控制（DV - MPCC）方法。首先，在采用隔离直流电源的OW - PMSM系统中提出了DV - MPCC，与传统无差拍预测电流控制（DPCC）方法相比，该方法可使OW - PMSM系统的开关频率降低50%。其次，将SMO创新性地应用于隔离式OW - PMSM，该观测器能够估计由采用隔离直流电源的OW - PMSM的定子电感、定子电阻和磁链失配所...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对开绕组永磁同步电机的双矢量模型预测控制技术具有显著的应用价值。该技术通过创新性地将滑模观测器与双矢量预测控制相结合，在降低开关频率50%的同时显著增强了参数鲁棒性，这对我们在储能系统、光储一体化解决方案以及新能源汽车驱动系统中的电机控制优化具有重要意义。 从产品应...
用于LLC-DCX副边MOSFET的双通道推挽钳位互锁谐振栅极驱动器
A Dual Channel Push Pull Clamped-Interlock Resonant Gate Driver for the Secondary-Side MOSFETs of LLC-DCX
Ziyan Zhou · Qiang Luo · Yufan Wang · Yuefei Sun 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
LLC直流变压器（LLC-DCX）因具备软开关特性，可在高频下实现高效率能量传输，广泛应用于高功率密度场合。然而，传统驱动集成电路的驱动损耗与开关频率成正比，在高频时导致显著的栅极驱动损耗，限制了LLC-DCX开关频率的进一步提升。本文提出一种双通道推挽钳位互锁谐振栅极驱动器（DPCRGD），用于驱动LLC-DCX副边MOSFET，可提供两路互补驱动信号。相比传统电压源驱动电路及现有研究，该驱动器具有更低的驱动损耗和更小的占用面积。通过原理分析、损耗建模、参数优化与对比研究，并在1.3 MHz、...
解读: 该双通道谐振栅极驱动技术对阳光电源储能与充电产品具有重要应用价值。LLC-DCX拓扑广泛应用于ST系列储能变流器的DC-DC隔离级、PowerTitan储能系统的电池接口变换器，以及充电桩的功率变换模块。该驱动器在1.3MHz高频下实现88%驱动损耗降低和49%面积缩减，可直接应用于：1）储能PCS...
用于缓解10kHz至80kHz范围超谐波的频率自适应差模有源滤波器
A Frequency-Adaptive Differential Mode Active Filter for Mitigating Supraharmonics in the 10 kHz to 80 kHz Range
Xiaoqin Wang · Johan Raman · Jos Knockaert · Pieter Rombouts · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
提出一种频率自适应差模DM有源滤波器，用于缓解开关电力电子在交流侧产生的10kHz至80kHz频率范围内的超谐波SH。该有源滤波器不需要任何关于低压电网主要污染源的先验知识，而是能够自动识别覆盖频率范围内的主导SH并从中推断出主导开关频率fsw。滤波器的陷波功能随后调谐至fsw以最大限度去除检测到的主导SH频段。仅去除调谐频率约2.3kHz范围内的SH，最小化对同一线路上窄带电力线通信NB-PLC信号的影响。证明滤波器可扩展额外的受控陷波功能以额外去除聚集在mfsw周围的SH（m>1）。运行期间...
解读: 该超谐波自适应有源滤波器研究对阳光电源电能质量管理有重要参考价值。10kHz-80kHz频率范围覆盖了阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的典型开关频率及其倍频成分。频率自适应无需先验知识自动识别主导SH的智能化特点可应用于阳光iSolarCloud平台的电能质量监测和治理功能。最小化对NB-...
改进的双矢量模型预测电流控制用于功率变换器的谐波最小化与开关频率降低
Improved Asymmetric Double-Vector Model-Predictive Current Control of Power Converters With Current Harmonic Minimization and Switching Frequency Reduction
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
双矢量模型预测电流控制（MPCC）已得到广泛研究并应用于控制脉宽调制（PWM）整流器。近期研究表明，两个矢量的脉冲模式排列对其电流谐波和开关频率有显著影响，最佳模式是在矢量序列中间包含一个合适的零矢量，且非零矢量均匀分布在零矢量两侧；这种模式被称为传统对称双矢量MPCC（TSDV - MPCC）。本文提出了两种改进的非对称双矢量MPCC（IADV - MPCC）方法。在IADV - MPCC I中，对非零矢量的作用时间进行优化以实现最小的电流谐波；该策略不再保持零矢量两侧的对称分布特征。在IAD...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的改进型非对称双矢量模型预测电流控制（IADV-MPCC）技术对我司光伏逆变器和储能变流器产品具有重要应用价值。 该技术的核心创新在于通过优化矢量持续时间和序列排列，在高调制指数下实现电流总谐波畸变率（THD）降低48%以上，开关频率降低20%以上。这直接契合我...