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2025年社论:TPEL的四十年
Editorial 2025: Four Decades of TPEL
Yaow-Ming Chen · Xiongfei Wang · Maryam Saeedifard · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文作为IEEE电力电子学报(TPEL)2025年的社论,回顾了过去四十年电力电子技术的发展历程。文章探讨了从基础拓扑创新到宽禁带半导体应用、智能化控制及系统集成技术的演进,并展望了未来电力电子在能源转型和可持续发展中的关键作用。
解读: 作为电力电子领域的权威期刊社论,本文总结的技术演进趋势与阳光电源的核心技术路线高度契合。文章强调的宽禁带半导体(SiC/GaN)应用,直接指导阳光电源在组串式逆变器和PowerTitan储能系统中的高功率密度设计;智能化控制与系统集成趋势,则为iSolarCloud平台的算法优化及构网型(GFM)技...
超宽/宽禁带器件、封装、控制、电磁干扰及电力电子应用特刊客座社论
Guest Editorial Special Section on Ultrawide/Wide Bandgap Device, Packaging, Control, EMI, and Applications for Power Electronics
Sudip K. Mazumder · John Shen · Shuo Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本文为IEEE电力电子汇刊特刊的客座社论,重点探讨了超宽禁带(UWBG)与宽禁带(WBG)半导体器件的最新进展。内容涵盖了先进封装技术、高性能控制策略、电磁干扰(EMI)抑制以及这些技术在电力电子系统中的前沿应用,旨在推动下一代高效功率转换系统的发展。
解读: 该文章聚焦的宽禁带(SiC/GaN)技术是阳光电源提升产品功率密度与转换效率的核心驱动力。对于组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统,应用SiC器件可显著降低开关损耗,减小磁性元件体积,从而实现更轻量化的设计。同时,文章提及的先进封装与EMI抑制技术,对于提升高功率密度PC...
II类MLCC大信号激励损耗的ESR建模
ESR Modeling of Class II MLCC Large-Signal-Excitation Losses
David Menzi · Shmuel Ben-Yaakov · Grayson Zulauf · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
II类铁电介质多层陶瓷电容器(MLCC)具有极高的体积电容密度,在功率密度要求极高的电力转换中应用广泛。然而,此类电容器存在介电常数非线性及显著的低频大信号激励损耗问题。本文针对其损耗建模进行了深入研究,旨在提升高功率密度变换器设计的准确性。
解读: MLCC作为高功率密度逆变器(如组串式逆变器)和储能系统(如PowerTitan/PowerStack中的PCS模块)直流母线支撑及滤波的关键被动元件,其损耗特性直接影响整机效率与热设计。随着阳光电源产品向更高功率密度演进,准确的ESR建模能有效指导高频化设计下的热管理与寿命评估,避免因非线性损耗导...
三相CLLC谐振变换器均流最差情况分析
Current-Sharing Worst-Case Analysis of Three-Phase CLLC Resonant Converters
Sayed Abbas Arshadi · Martin Ordonez · Wilson Eberle · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月
本文研究了三相CLLC谐振变换器,相比半桥和全桥结构,其具备更高的功率转换能力。三相结构在双向应用中不仅能显著降低输出电流纹波,减小输出电容需求,还能通过并联功率处理降低组件尺寸及电流峰值,是高功率密度电力电子变换器的重要研究方向。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务(如PowerTitan、PowerStack系列PCS)具有极高的参考价值。随着储能系统向高压、大功率密度方向发展,三相CLLC拓扑凭借其高效率、低纹波及双向功率流特性,是下一代大功率储能变流器的核心候选方案。文章提出的均流分析方法有助于优化并联模块的可靠性设计,降低磁性...
具有电容电压自适应观测器的模块化多电平变换器
Modular Multilevel Converter With an Adaptive Observer of Capacitor Voltages
Hamed Nademi · Anandarup Das · Lars E. Norum · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
模块化多电平变换器(MMC)是实现无变压器功率转换的有效方案。本文提出了一种自适应观测器设计,通过测量桥臂电流来估计子模块电容电压。该研究将子模块电容值作为参数不确定性进行处理,提高了系统在参数波动下的估计精度与稳定性。
解读: MMC拓扑在阳光电源的高压大功率储能系统(如PowerTitan系列)及大型光伏并网系统中具有重要应用潜力。该文提出的自适应观测器技术,能够有效解决MMC子模块电容电压估计的复杂性,减少电压传感器数量,从而降低系统成本并提升可靠性。对于阳光电源而言,该技术可优化大功率PCS的控制算法,增强系统在电容...
具有开关电容-电感单元的PWM开关电容变换器用于可调高降压电压转换
PWM Switched Capacitor Converter With Switched-Capacitor-Inductor Cell for Adjustable High Step-Down Voltage Conversion
Masatoshi Uno · Akio Kukita · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年1月
针对电力转换系统中主功率变换器与低压辅助电路间的电压差,本文提出了一种带开关电容-电感单元的PWM开关电容变换器。该拓扑解决了传统开关电容变换器电压调节能力差的问题,实现了高降压比下的灵活电压调节,适用于辅助电源供电场景。
解读: 该技术主要应用于电力电子系统的辅助电源模块(Auxiliary Power Supply)。阳光电源的组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统以及风电变流器内部,均需要高可靠性的辅助电源为控制板、驱动电路及传感器供电。该拓扑通过PWM控制提升了电压调节灵活性,有助...
双频旋转坐标系下模块化多电平变换器环流抑制
Circulating Current Suppression of the Modular Multilevel Converter in a Double-Frequency Rotating Reference Frame
Behrooz Bahrani · Suman Debnath · Maryam Saeedifard · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月
模块化多电平变换器(MMC)因其模块化、可扩展性及优异的谐波性能,在中高压能量转换领域备受关注。MMC运行中的主要挑战之一是相腿内存在的二倍频环流。本文提出了一种基于双频旋转坐标系的环流抑制控制策略,旨在有效降低环流,提升系统运行效率与稳定性。
解读: MMC技术是阳光电源在大型地面光伏电站及高压大功率储能系统(如PowerTitan系列)中实现高压直流接入的关键技术方向。环流抑制直接影响变换器的损耗水平、电容电压波动及输出电能质量。该文献提出的双频旋转坐标系控制方法,有助于优化阳光电源大功率储能变流器(PCS)的控制算法,提升系统在复杂电网环境下...
基于多相电机电动汽车单相车载集成充电器
Single-Phase On-Board Integrated Battery Chargers for EVs Based on Multiphase Machines
Ivan Subotic · Nandor Bodo · Emil Levi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年9月
本文研究了将多相电机及变换器集成至电动汽车单相充电过程的技术方案,旨在补充现有的快速充电解决方案。文中提出了一种基于五相电机的新型拓扑结构,并对其与另外三种拓扑的性能进行了综合评估。
解读: 该研究探讨了电机驱动系统与充电功能的深度集成,这对阳光电源的电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。通过复用电机绕组作为滤波电感,可有效降低车载充电系统的体积与成本,提升功率密度。建议研发团队关注此类集成化拓扑在车载充电机(OBC)中的应用潜力,并结合阳光电源现有的功率电子变换技术,探索将电机驱动控制器...
嵌套式多电平拓扑
Nested Multilevel Topologies
Euzeli Cipriano dos Santos · Joao Helder Gonzaga Muniz · Edison Roberto Cabral da Silva · Cursino Brandao Jacobina · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年8月
本文提出了一种基于嵌套排列概念的多电平拓扑结构,即嵌套式多电平变换器。该结构通过将桥臂中心点连接至同一点,并使外部桥臂包围内部桥臂来实现。与等效的NPC拓扑相比,嵌套配置在减少二极管数量等方面具有显著优势。
解读: 嵌套式多电平拓扑通过优化器件数量和结构布局,为阳光电源的高功率密度逆变器设计提供了技术参考。该技术方案可应用于阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能变流器(如PowerTitan系列),有助于进一步降低系统损耗、提升转换效率并减小设备体积。建议研发团队评估该拓扑在处理高压大电流场景下的热管理表现及控制...
一种具有动态阈值电压补偿功能的434-MHz自举整流器
A 434-MHz Bootstrap Rectifier With Dynamic VTH Compensation for Wireless Biomedical Implants
Muhammad Abrar Akram · Sohmyung Ha · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
本文提出了一种具有动态阈值电压(VTH)补偿(DVC)功能的全差分CMOS自举整流器。该DVC电路通过动态偏置晶体管、串联电阻和并联电容,仅在主整流管导通时产生补偿电压,有效降低了整流器的导通损耗,提升了微功率能量收集系统的转换效率。
解读: 该文献探讨的微功率高频整流技术主要针对生物医疗植入设备,与阳光电源现有的光伏逆变器、储能系统及充电桩等大功率电力电子产品在应用场景和功率等级上存在显著差异。然而,其核心技术点——通过动态阈值补偿降低开关管导通损耗,对于提升阳光电源在辅助电源(Auxiliary Power Supply)设计中的效率...
通过控制钳位电容电压的初级侧调节有源钳位正激变换器
Primary-Side Regulated Active-Clamp Forward Converter by Controlling Clamp Capacitor Voltage
Junho Shin · Jong-Won Shin · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
本文提出了一种通过控制钳位电容电压来实现有源钳位正激变换器(ACFW)初级侧调节(PSR)的新技术。通过包含变压器漏感和励磁电感等寄生参数的高精度仿真,推导出了钳位电容参考电压与输入功率及输入电压的多项式关系,从而在无需次级反馈的情况下实现精确的输出调节。
解读: 该技术主要涉及DC-DC功率变换拓扑的优化,对于阳光电源的户用光伏逆变器及充电桩产品线具有参考价值。有源钳位技术能有效降低开关损耗并提升功率密度,PSR技术则有助于简化电路设计、降低成本并提高系统可靠性。建议研发团队评估该控制策略在小功率辅助电源模块中的应用,以进一步优化阳光电源户用产品中辅助电源的...
基于串联谐振倍压器的串联储能电池双向PWM变换器与均衡器集成研究
Bidirectional PWM Converter Integrating Cell Voltage Equalizer Using Series-Resonant Voltage Multiplier for Series-Connected Energy Storage Cells
Masatoshi Uno · Akio Kukita · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年6月
针对传统储能系统中双向变换器与电池均衡电路独立设计的复杂性,本文提出了一种集成电池均衡功能的双向PWM变换器。该方案利用串联谐振倍压器实现高效的能量转换与电池电压均衡,有效简化了系统架构,提升了串联锂电池或超级电容组的运行安全性与管理效率。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务(如PowerTitan、PowerStack系列)具有极高的参考价值。目前储能系统多采用PCS与BMS分离架构,该集成拓扑通过谐振技术实现均衡与变换一体化,有望显著降低系统硬件成本、减小体积并提升功率密度。建议研发团队关注该拓扑在户用储能及分布式储能产品中的应用潜力,特别...
一种用于四桥臂NPC变换器的简化空间矢量调制算法
A Simplified Space-Vector Modulation Algorithm for Four-Leg NPC Converters
Felix Rojas · Roberto Cardenas · Ralph Kennel · Jon C. Clare 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年11月
本文针对四线制配电网应用,提出了一种用于中点钳位(NPC)变换器的简化高效空间矢量调制(SVM)算法。该算法在αβγ坐标系下实现,旨在提升变换器的性能、灵活性与可靠性,简化了多电平拓扑的控制复杂度。
解读: 该算法针对NPC(中点钳位)多电平拓扑,与阳光电源的核心产品线高度契合。阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能变流器(如PowerTitan系列)广泛采用三电平NPC拓扑。四桥臂结构在处理不平衡负载或四线制并网场景中具有独特优势。该简化SVM算法有助于降低控制器的计算负担,提升系统动态响应速度,并可能...
基于恒功率因数控制的开口绕组感应电机高效运行
High-Efficiency Operation of an Open-Ended Winding Induction Motor Using Constant Power Factor Control
Ian J. Smith · John Salmon · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年12月
本文提出了一种用于开口绕组电机双逆变器驱动(DID)的控制器。该系统由直流电源供电的主逆变器和由浮动直流电容供电的浮动逆变器组成。控制器利用感应电机在恒定基波功率因数下运行可获得高效率的特性,通过优化控制策略提升系统整体转换效率。
解读: 该文献探讨的双逆变器驱动拓扑及恒功率因数控制策略,主要针对电机驱动领域。虽然阳光电源的核心业务聚焦于光伏逆变器、储能PCS及风电变流器,与电机驱动直接相关性较低,但其提出的“多逆变器协同控制”及“基于效率特性的优化算法”对阳光电源的研发具有参考价值。例如,在风电变流器或大型储能PCS的并网控制中,类...
一种用于横向阵列多带隙聚光光伏系统的CMOS能量收集方法
A CMOS-Based Energy Harvesting Approach for Laterally Arrayed Multibandgap Concentrated Photovoltaic Systems
Haoquan Zhang · Konstantin Martynov · David John Perreault · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
本文提出了一种基于电池块级集成CMOS转换器的聚光光伏(CPV)系统能量收集方案。该系统采用横向阵列多带隙(LAMB)电池结构,作为传统叠层电池系统的替代方案,旨在实现更高效率和更低成本。通过对子模块块内的单个电池进行集成化控制,优化了能量转换效率。
解读: 该研究探讨的LAMB电池结构及块级集成CMOS转换技术,代表了光伏前端转换效率提升的前沿探索。对于阳光电源而言,虽然目前主流产品仍基于硅基组串式逆变器,但该技术在提升光伏系统能量密度和降低度电成本(LCOE)方面的思路具有参考价值。建议研发团队关注其在微型逆变器或组件级功率优化器(MLPE)中的潜在...
一种新型单级五电平共地升压型有源中点钳位
5L-CGBT-ANPC)逆变器
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 日期未知
传统有源中点钳位(ANPC)逆变器具备优异的共模电压抑制能力,但电压增益受限。本文提出了一种新型五电平ANPC逆变器,可在单级DC-AC功率转换中实现电压升压。该拓扑通过共地设计,在抑制高频共模电压的同时,有效提升了系统增益。
解读: 该拓扑通过单级升压实现了五电平输出,对于阳光电源的组串式逆变器和集中式逆变器产品线具有重要参考价值。五电平技术能显著降低输出谐波,减小滤波器体积,提升功率密度,这与公司追求高效率、高功率密度的产品研发方向高度契合。特别是其共地升压特性,有助于解决光伏系统中的漏电流问题,提升系统安全性。建议研发团队评...
一种并联支路带LC反谐振电路的改进型LLC谐振变换器用于宽电压范围应用
Modified LLC Resonant Converter With LC Antiresonant Circuit in Parallel Branch for Wide Voltage Range Application
Xiqi Wu · Rui Li · Xu Cai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
本文提出了一种在并联支路中引入LC反谐振电路的改进型LLC谐振变换器。与传统LLC相比,该拓扑在调节频率范围内,其并联支路的等效电感随开关频率增加而减小,从而有效拓宽了电压增益调节范围,提升了变换器在宽输入/输出电压应用场景下的效率与性能。
解读: 该拓扑对阳光电源的储能变流器(PCS)及电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。在PowerTitan等储能系统中,电池组电压随SOC变化范围大,该改进型LLC拓扑能有效优化宽电压范围下的增益特性,提升全功率段转换效率。同时,在充电桩产品中,该技术有助于简化电路设计并提升功率密度。建议研发团队评估该拓扑...
一种具有宽转换比的新型集成升压混合变换器
A Novel Integrated Step-Up Hybrid Converter With Wide Conversion Ratio
Stefano Marconi · Giorgio Spiazzi · Andrea Bevilacqua · Maurizio Galvano · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
本文提出了一种结合重构性和混合特性的新型变换器拓扑。通过重构能力,该变换器可在三种不同模式下运行,实现宽范围的升压转换比。此外,通过两个电荷泵单元与电感的结合,有效降低了平均电感电流,相比标准Boost变换器具有更高的效率潜力。
解读: 该拓扑通过电荷泵与电感集成,有效提升了升压比并降低了电感电流应力,这对阳光电源的组串式逆变器(如SG系列)及户用储能PCS产品具有重要参考价值。在光伏侧,高升压比有助于适配更高电压的组件阵列,提升系统效率;在储能侧,该技术可优化电池侧DC-DC变换器的效率,减小磁性元件体积,从而提升PowerSta...
用于超级电容器应用的双有源桥变换器设计优化
Design Optimization of Dual Active Bridge Converter for Supercapacitor Application
Arkadeb Sengupta · Thiago Pereira · Marco Liserre · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
超级电容器(SC)适用于电力转换系统中的短时功率需求。然而,SC储能系统终端电压低且波动大,给电力电子接口(PEI)的设计带来挑战,难以同时实现高往返效率和快速响应。本文针对该问题,探讨了PEI的设计优化方法,旨在提升储能系统在宽电压范围下的整体性能。
解读: 该研究聚焦于双有源桥(DAB)变换器的优化设计,这与阳光电源的储能变流器(PCS)核心技术高度契合。对于PowerTitan和PowerStack等储能系统,超级电容器常作为混合储能方案的一部分,用于平抑瞬时功率波动。本文提出的优化设计方法可直接应用于阳光电源PCS的DC-DC级拓扑改进,有助于提升...
Dyna-C:一种用于双向固态变压器的最小化拓扑
Dyna-C: A Minimal Topology for Bidirectional Solid-State Transformers
Hao Chen · Anish Prasai · Deepak Divan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年2月
本文提出了一种器件数量最少的双向固态变压器拓扑,称为Dyna-C。该拓扑包含两个电流源逆变级及高频电气隔离,仅需12个开关管即可实现四象限三相交流/交流功率变换,具备电压升降压能力。
解读: 该拓扑通过极简的器件数量实现双向功率变换,对阳光电源的储能变流器(PCS)及中压并网产品具有重要参考价值。其高频隔离与双向特性可优化PowerTitan等大型储能系统的功率密度与转换效率。建议研发团队关注该拓扑在降低系统成本、减小体积方面的潜力,尤其是在工商业储能及中压直流配电场景下的应用可行性,以...
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