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客座社论：电力电子快报专刊：高功率密度与高频无源元件的制造与设计
Guest Editorial: Special Section on Power Electronics Letters: Fabrication and Design of High-Power Density and High-Frequency Passive Components
Maeve Duffy · Teng Long · Ziwei Ouyang · Zhichao Luo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
本文为IEEE电力电子汇刊专刊社论，重点探讨了高功率密度与高频电力电子系统中无源元件（如电感、电容、变压器）的先进制造工艺与设计方法。文章强调了在追求系统小型化与高效化过程中，无源元件在热管理、电磁兼容及材料特性方面的关键挑战与创新解决方案。
解读: 高功率密度与高频化是阳光电源产品迭代的核心趋势。在组串式逆变器和PowerTitan系列储能变流器中，无源元件（电感、变压器）的体积与损耗直接决定了整机功率密度。该研究涉及的先进制造与设计方法，有助于优化磁性元件设计，降低高频开关下的寄生参数影响，提升整机效率。建议研发团队关注文中提及的新型磁性材料...
关于“高频软开关损耗宽禁带技术比较”一文的勘误
Erratum to “Comparison of Wide-Band-Gap Technologies for Soft-Switching Losses at High Frequencies”
Armin Jafari · Mohammad Samizadeh Nikoo · Nirmana Perera · Halil Kerim Yildirim 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
本文是对IEEE电力电子汇刊中关于高频软开关损耗下宽禁带半导体技术对比研究论文的勘误说明，主要修正了原论文中的相关技术数据。
解读: 宽禁带半导体（SiC/GaN）是阳光电源提升逆变器及储能PCS功率密度的核心技术。随着组串式逆变器和PowerTitan等储能系统向高频化、小型化发展，软开关技术下的损耗评估至关重要。该勘误虽为修正性内容，但提醒研发团队在评估SiC/GaN器件在高频应用中的效率时，必须确保基础数据与模型参数的严谨性...
用于中压应用基于矩阵的电感结构
Matrix-Based Inductor Structure for MV Applications
Anup Anurag · Rudy Wang · Peter Barbosa · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
中压（MV）变换器设计的关键在于中压电感的设计，需兼顾绝缘可靠性、高性能、可制造性、模块化及可重复性。本文提出了一种新型模块化中压高频电感设计，采用矩阵式结构以满足电感需求。
解读: 该技术对阳光电源的中压储能系统（如PowerTitan系列）及大型集中式光伏逆变器具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）演进，电感作为核心磁性元件，其体积、损耗与绝缘性能直接影响系统功率密度。该矩阵式电感设计方案有助于提升阳光电源产品的模块化水平，优化高频化趋势下的...
E/F3类调谐功率振荡器
Class E/F3 Tuned Power Oscillator
Tsuyoshi Inaba · Hirotaka Koizumi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年2月
本文提出了一种基于E/F3类放大器的E/F3类调谐功率振荡器。该振荡器包含反馈回路电路，可实现自动起振。此外，通过引入三次谐波调谐，该振荡器实现了零电压开关（ZVS）和零电压导数开关（ZVDS），从而在高频工作下显著降低了开关损耗。
解读: 该研究聚焦于高频功率变换拓扑，通过谐波调谐实现ZVS/ZVDS，对提升功率密度具有参考价值。对于阳光电源而言，该技术可探索应用于下一代高频化、小型化的户用光伏逆变器或微型逆变器产品线，以进一步缩小体积并提升效率。虽然目前阳光电源主流产品（如PowerTitan、组串式逆变器）多采用成熟的软开关拓扑，...
电压源并联谐振E类逆变器
Voltage-Source Parallel Resonant Class E Inverter
Akinobu Shigeno · Hirotaka Koizumi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
本文提出了一种电压源并联谐振E类逆变器。该电路利用开关器件的寄生电容，实现了与传统E类逆变器相同的零电压开关（ZVS）和零电压导通导数开关（ZVDS）特性，从而在高频运行下实现了高功率转换效率。
解读: 该研究提出的高频E类逆变器拓扑在提升功率密度方面具有潜力。对于阳光电源而言，该技术可关注其在户用光伏逆变器或微型逆变器中的应用，通过高频化减小磁性元件体积，从而提升产品功率密度。然而，E类逆变器通常适用于小功率、窄负载范围场景，对于阳光电源主流的组串式逆变器及大功率储能PCS（如PowerTitan...
单层环形电感寄生电容的建模与最小化
Modeling and Minimization of the Parasitic Capacitances of Single-Layer Toroidal Inductors
Florentin Salomez · Arnaud Videt · Nadir Idir · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
高频功率变换器需使用低寄生电容的共模和差模电感以满足电磁兼容（EMC）标准。本文提出了一种环形磁芯电感寄生电容的建模方法，并探讨了降低该电容的优化设计方案，旨在提升高频变换器的电磁干扰抑制能力。
解读: 电感是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能变流器及充电桩模块中的核心磁性元件。随着功率密度提升，开关频率不断提高，电感的寄生电容直接影响EMI滤波性能及高频损耗。本文提出的建模与优化方法，可指导研发团队在设计阶段精确预测磁性元件的高频特性，减少样机调试中的EMC整改周期。建议在下一代高功率...
基于高频GaN HEMT的DC-DC变换器设计
Design of High-Frequency GaN HEMT-Based DC–DC Converter
Liron Cohen · Joseph Baruch Bernstein · Ilan Aharon · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文探讨了传统硅基功率器件在高频开关应用中的寄生参数限制，提出了一种基于氮化镓（GaN）器件的全功率级DC-DC变换器设计，旨在突破频率限制，实现更高功率密度和效率的电力电子转换。
解读: GaN作为第三代半导体，在高频化、小型化方面具有显著优势。对于阳光电源而言，该技术可直接赋能户用光伏逆变器及电动汽车充电桩产品线，通过提升开关频率显著减小磁性元件体积，从而提升整机功率密度。在PowerStack等储能系统中的辅助电源或小功率DC-DC模块中，引入GaN技术有助于进一步优化系统能效。...
用于电能无线传输系统的高频电压与电流检测电路
High-Frequency Voltage and Current Sense Circuits for Inductive Power Transfer Systems
Guodong Zhu · Dawei Gao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文提出了一种用于变频电能无线传输系统（IPT）的电压和电流检测电路，旨在提取基波交流电压和电流。该电路特别针对电动汽车（EV）无线充电应用而设计，通过高阻抗和电流互感器分别生成电流源，实现了高频环境下的精确信号传感。
解读: 该技术对阳光电源的电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。随着无线充电技术在EV领域的潜在应用，高频、高精度的传感电路是提升充电效率与系统安全性的核心。阳光电源可将此高频检测方案应用于下一代无线充电产品的研发中，优化变频控制策略，提升系统对负载变化的响应速度。此外，该电路设计思路也可借鉴至公司现有的高频...
平面变压器中两平行导体间近零磁通现象的发现
Discovery of the Nearly Zero Flux Between Two Parallel Conductors in Planar Transformers
Mingxiao Li · Ziwei Ouyang · Michael A.E. Andersen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年1月
为实现高效率、高频和高功率密度，平面变压器在现代电源中得到广泛应用。本文研究了平面变压器中两平行导体间的磁通分布特性，揭示了近零磁通现象。该发现有助于优化变压器绕组设计，降低高频损耗，提升功率变换器的整体效率与功率密度。
解读: 平面变压器是阳光电源组串式逆变器及储能变流器（如PowerTitan系列）实现高功率密度的核心组件。该研究揭示的近零磁通现象为优化变压器绕组布局、降低高频交流损耗提供了理论支撑。在产品研发中，建议利用该发现改进变压器磁芯与绕组的结构设计，以进一步提升变换效率并优化散热性能。这对于阳光电源在追求极致功...
纳米晶薄带在高频磁芯中的特性研究
Characterization of Nanocrystalline Flake Ribbon for High Frequency Magnetic Cores
Zhichao Luo · Xinru Li · Chaoqiang Jiang · Teng Long · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
本文研究了一种新型纳米晶薄带（NFR）软磁材料。通过与N87、N27铁氧体材料在不同温度、频率及峰值磁通密度下的对比分析，实验证明NFR材料具有更低的损耗密度、更高的饱和磁通密度以及更优的温度稳定性。
解读: 磁性元件是逆变器及储能PCS中体积占比大、损耗高的核心部件。该研究提出的NFR材料在高频下表现出的低损耗和高饱和磁通密度特性，对于阳光电源提升组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器的功率密度具有重要意义。应用建议：研发团队可评估该材料在兆瓦级储能PCS高频磁性元件中的应用...
直流偏置下磁粉芯的高频磁导率测量与建模
High Frequency Permeability Measurements and Modeling of Magnetic Powder Cores Under DC Bias
Arne Schröder · Alexandru Savca · Dierk Bormann · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
磁粉芯因其高饱和磁通密度、优异的高频性能及较低损耗，在光伏逆变器和储能变流器等大电流应用中极具吸引力。然而，目前关于其在直流偏置下的高频特性研究较少。本文提出了一种新型测量方法，用于精确获取磁粉芯在高频及直流偏置条件下的磁特性，为功率磁性元件的设计与优化提供理论支撑。
解读: 磁性元件是阳光电源组串式逆变器、集中式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中电感设计的核心。随着功率密度提升，磁芯在高频与直流偏置下的损耗与饱和特性直接影响整机效率与体积。该研究提出的测量与建模方法，有助于研发团队在产品设计阶段更精准地评估磁性材料性能，优化电感设计...
闭环诱导自适应抖动技术用于抑制1MHz DAB变换器中的极限环振荡
Closed-Loop-Induced Adaptive Dithering for Limit Cycle Oscillation Mitigation in 1-MHz DAB
Writtik Dutta · Saikat Dey · Changkyu Bai · Naveed Ishraq 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
本文提出了一个针对高频双有源桥（DAB）变换器中极限环振荡（LCO）的建模与抑制框架。该模型涵盖了ADC与DPWM量化、执行延迟、采样效应及滤波器特性等非线性因素。通过引入自适应抖动技术，有效缓解了高频控制下的振荡问题，提升了变换器的稳定性与控制精度。
解读: 该研究针对高频DAB变换器中的极限环振荡问题，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及直流耦合光储一体化方案具有重要参考价值。随着储能PCS向高功率密度和高开关频率演进，数字控制带来的量化效应和延迟问题愈发显著。本文提出的自适应抖动技术可优化PCS的数字控制环路设计...
利用辅助换相极逆变器在源端实现高频EMI衰减
High-Frequency EMI Attenuation at Source With the Auxiliary Commutated Pole Inverter
Apollo Charalambous · Xibo Yuan · Neville McNeill · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年7月
快速开关功率变换器是电气化航空的关键技术，但其产生的电磁干扰（EMI）带来了严峻挑战。为满足严格的航空EMI标准，通常需使用笨重的无源滤波器。本文提出一种辅助换相极逆变器拓扑，旨在从源头抑制高频EMI，从而减轻系统重量并缩小体积。
解读: 该研究提出的辅助换相极逆变器拓扑通过在源端抑制EMI，对阳光电源的高功率密度逆变器设计具有重要参考价值。随着光伏和储能系统向更高开关频率发展，EMI滤波器的体积和重量成为制约功率密度提升的瓶颈。该技术可应用于阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器中，在保证电磁兼容性的前提下，进一...
基于制造权衡的CLLC DC-DC变换器平面变压器绕组配置优化综合
Fabrication Tradeoff Based Optimal Synthesis of Winding Configurations for Planar Transformer in CLLC DC–DC Converter
Ashwin Chandwani · Ayan Mallik · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
本文针对更电气化飞机辅助充电系统中的高频平面变压器（HFPT），探讨了绕组配置的建模与优化选择。文章阐述了多种制造与设计约束及相关性，旨在实现磁性元件的参数化建模，为高频功率变换器中的高效磁性元件设计提供了具体优化方法，而非通用化方案。
解读: 该研究聚焦于CLLC双向DC-DC变换器中的平面变压器优化，这对阳光电源的电动汽车充电桩（EV Charger）及储能系统（如PowerStack/PowerTitan中的DC-DC模块）具有重要参考价值。随着功率密度要求的不断提升，平面变压器已成为提升变换器效率和减小体积的关键。阳光电源可借鉴文中...
空心磁性元件应在什么频率下使用？
At What Frequencies Should Air-Core Magnetics Be Used?
Michael Solomentsev · Alex J. Hanson · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
功率转换中的磁性元件（电感和变压器）通常采用磁芯设计以减少匝数和铜损。然而，在高频应用中，磁芯损耗增加且材料性能受限，使得空心磁性元件更具优势。本文探讨了磁芯与空心磁性元件在不同频率下的损耗权衡及应用边界。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及PowerTitan储能系统向更高功率密度和更高开关频率（如SiC技术应用）演进，磁性元件的设计面临严峻挑战。本文提出的空心磁性元件应用边界分析，对优化高频变换器中的电感设计、降低磁芯损耗及提升整机效率具有重要参考价值。建议研发团队在下一代高频化PCS及微型逆变器开发中，针...
基于高频压电谐振器的DC-DC变换器电流模式控制
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9月
提高DC-DC变换器开关频率可减小无源元件体积，提升功率密度。然而，传统电感和变压器在高频小型化方面存在瓶颈。本文探讨了无电感DC-DC变换器设计，并提出了一种针对高频压电谐振器变换器的电流模式控制策略，以解决高频下的功率控制与稳定性问题。
解读: 该文献探讨的压电谐振器技术旨在通过消除传统磁性元件（电感/变压器）来突破功率密度极限，这属于电力电子领域的前沿基础研究。对于阳光电源而言，目前光伏逆变器和储能变流器（如PowerTitan系列）主要依赖磁性元件实现能量转换，压电技术在兆瓦级大功率应用中尚处于实验室阶段。建议研发团队关注其在高频小型化...
用于超紧凑DC-DC功率转换的电沉积纳米层状CoNiFe磁芯
Electrodeposited Nanolaminated CoNiFe Cores for Ultracompact DC–DC Power Conversion
Jooncheol Kim · Minsoo Kim · Florian Herrault · Jae Y. Park 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年9月
本文研究了通过电沉积技术制备的纳米层状CoNiFe金属合金磁芯。通过交替堆叠金属薄膜与绝缘层，该磁芯能有效抑制高频下的涡流损耗。这种多层结构在保持高磁通密度的同时，显著提升了高频运行下的功率密度，为实现超紧凑型DC-DC功率转换提供了关键的磁性材料解决方案。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统中的DC-DC变换环节具有重要参考价值。随着光伏和储能系统向高功率密度、高频化方向演进，磁性元件的体积与损耗成为制约系统小型化的瓶颈。该纳米层状磁芯技术能有效降低高频涡流损耗，有助于减小电感体积，提升变换器效率。建议研...
未来电力电子技术中多种潜在无源元件技术的根本性研究
Fundamental Examination of Multiple Potential Passive Component Technologies for Future Power Electronics
Phyo Aung Kyaw · Aaron L. F. Stein · Charles R. Sullivan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年12月
本文针对电力电子变换器小型化需求，从数量级角度分析了多种储能机制，旨在寻找传统无源元件（特别是磁性元件）的替代方案，以解决高功率密度与高频化带来的设计挑战。
解读: 无源元件（电感、电容）是阳光电源组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统中的核心成本与体积占比单元。随着公司产品向更高功率密度（如更高单机功率的组串逆变器）和更高开关频率（SiC器件应用）演进，磁性元件的设计瓶颈日益凸显。本文的研究有助于研发团队在下一代高频变换器设计中评估新...
考虑平面磁芯窗口效应的电感计算方法
Inductance Calculation Method Considering the Window Effect of Planarized Magnetic Core
Yue Liu · Hongfei Wu · Guosheng Ji · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
随着电力电子变换器向高频、高功率密度发展，采用平面磁芯和PCB绕组的电感应用日益广泛。磁芯与绕组的几何结构直接影响磁通分布及电感值。本文提出了一种考虑平面磁芯窗口效应的精确电感计算方法，为高频磁性元件的设计与优化提供了理论支持。
解读: 该研究对于提升阳光电源高功率密度逆变器及储能PCS的磁性元件设计水平具有重要价值。随着组串式逆变器和PowerStack储能系统向更高功率密度演进，磁性元件的体积与效率成为核心瓶颈。该计算方法能有效提升平面变压器与电感的设计精度，减少反复试制成本，有助于优化高频变换器中的磁集成设计，提升整机效率并降...
高达50 MHz的铁氧体磁芯损耗瞬态量热测量
Transient Calorimetric Measurement of Ferrite Core Losses up to 50 MHz
Panteleimon Papamanolis · Thomas Guillod · Florian Krismer · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
本文提出了一种精确且快速的铁氧体磁芯损耗瞬态量热测量方法。与传统的电气测量法相比，量热法在磁激励和工作频率方面的精度表现更稳定，但需精确获取待测磁芯的热容和温度。该方法为高频功率磁性元件的损耗评估提供了可靠手段。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器和储能PCS向高功率密度、高开关频率方向演进，磁性元件（电感、变压器）的损耗评估成为提升整机效率的关键。该量热法能有效解决高频下传统电气测量误差大的痛点，对于优化PowerTitan等储能系统及高频逆变器中的磁性元件设计具有重要参考价值。建议研发团队引入该测试方法，以提升磁性...
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