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一种基于Vgs与Vds联合检测的SiC MOSFET短路保护方法
A Short-Circuit Protection Method for SiC MOSFET Using Combined Vgs and Vds Detection
Jiaming Xie · Jinxiao Wei · Hao Feng · Binbing Wu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本信函提出了一种简单可靠的短路保护（SCP）方法，称为 $v_{gs}$ 和 $v_{ds}$ - SCP，用于碳化硅（SiC）金属 - 氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），该方法通过同时监测 $v_{gs}$ 和 $v_{ds}$ 来实现。当 $v_{gs}$ 和 $v_{ds}$ 均超过各自的预设阈值时，保护功能启动，从而能够有效抵御硬开关故障（HSF）和负载下故障（FUL）。与现有方法相比，所提出的电路设计结构更简单，且不受封装类型的限制。搭建了一个测试平台来验证所提出的 $v_{g...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项SiC MOSFET短路保护技术具有重要的应用价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，我们在大功率电力电子变换器中广泛采用SiC MOSFET器件，以实现更高的效率和功率密度。然而，SiC器件的短路耐受能力较传统IGBT更弱，通常仅为3-5微秒，这对保护电路的响...
基于LC滤波器的单相离网逆变器系统在非线性负载下的新型单环dq控制
Novel Single-Loop dq Control for LC Filter-Based Single-Phase Standalone Inverter Systems Under Nonlinear Loads
Vaishnavvignesh G. Iyer · Ravindranath Adda · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
独立逆变器必须保持其输出电压为正弦波，以确保所连接负载的有效运行。电压特性受滤波器、调制技术和控制策略的影响。在线性负载下，滤波器受开关频率的限制，而在非线性负载下则无效。这些局限性为利用新型控制方案实现目标提供了机会。与传统的级联控制器相比，单环控制实现起来更简单，响应速度更快。本文重点开发并研究一种基于新型线性控制理论的单环直交（dq）控制方法，该方法执行时间最短、开关频率固定，且适用于独立逆变器系统的实现算法简单。该控制器在不同的负载和运行条件下进行了测试。此外，所提出的控制器还进行了扩展...
解读: 从阳光电源的业务布局来看，这项单环dq控制技术对我们的离网逆变器产品线和储能系统具有重要的应用价值。当前我们在偏远地区光伏系统、微电网解决方案以及工商业储能系统中，面临着非线性负载（如电机启动、整流设备）带来的输出电压畸变问题，这直接影响用户侧设备的可靠运行和系统效率。 该技术的核心优势在于简化了...
基于无源性理论的LCL滤波型选择性谐波电阻-有源功率滤波器控制器设计
Passivity-Based Controller Design of LCL-Filtered Selective-Harmonic Resistive-Active Power Filter
Chao Gao · Shan He · Rui Kong · Ka Nang Leung 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月
并网变流器输出导纳的无源特性被广泛认为有利于系统稳定性。然而，有源电力滤波器（APF）的导纳取决于所接入的非线性负载（NLL）。因此，基于无源特性的 APF 设计也依赖于特定的非线性负载。为解决这一问题，本文建议用电阻型有源电力滤波器（RAPF）替代 APF，其导纳与非线性负载无关。本文研究了虚拟阻抗或虚拟导纳控制方案，结果表明这些方案均不稳定。随后，本文提出了一种新的控制方案，该方案可在选定频率下模拟期望的虚拟阻抗/导纳。接着，针对所提出的 RAPF 进行了基于无源特性的控制器设计。同时，提出...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于LCL滤波选择性谐波电阻型有源滤波器的无源性控制设计论文具有重要的工程应用价值。 在光伏逆变器和储能变流器领域，系统稳定性一直是核心技术挑战。传统有源滤波器（APF）的导纳特性依赖于非线性负载，这导致在复杂电网环境下难以保证系统的鲁棒性。论文提出的电阻型有源滤波器...
EMT—RMS建模权衡用于逆变器资源驱动的次同步振荡
EMT — RMS Modeling Trade-Off for IBR-Driven Sub-Synchronous Oscillations
Muhammad Sharjeel Javaid · Balarko Chaudhuri · Fei Teng · Zohaib Akhtar · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年7月
低频机电振荡（<2Hz）在时间上与较快的网络动态分离，因此在正序RMS（RMS+）研究中可忽略网络动态。然而，随着逆变器资源（IBR）比例增加，次同步振荡（SSO）出现在更高频率（>5Hz），处于电磁时间尺度内，导致传统RMS+模型的时标分离假设不再成立。本文表明，在高比例IBR系统中依赖RMS+研究可能得出错误的SSO稳定性结论。我们阐明了IBR控制与网络动态相互作用对SSO阻尼的影响，强调需采用包含网络动态的EMT-dq模型作为EMT-abc与RMS+之间的折中方法。EMT-dq计算效率高于...
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的次同步振荡抑制具有重要指导意义。文章揭示高比例IBR系统中传统RMS+模型的局限性，提出EMT-dq折中建模方法，可直接应用于PowerTitan大型储能系统的并网稳定性分析。针对阳光电源构网型GFM和跟网型GFL控制策略，EMT-dq模型能高...
基于广义反电动势观测器模型的PMSM无感控制频率自适应观测器
Frequency Adaptive Observer for Sensorless Control of PMSM Based on a Generalized BEMF Observer Model
Lingyu Tao · Haitao Yang · Jin Wang · Libing Zhou · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
针对传统反电动势(BEMF)观测器因低通特性难以处理直流误差导致无感控制性能下降的问题,提出基于广义BEMF观测器模型的简单灵活逆向设计方法。结合梯度下降算法开发可完全消除直流误差的频率自适应观测器(FAO)。该观测器在PMSM基频处零相位滞后和幅值衰减,基频信息由频率自适应规则提供。建立FAO小信号模型便于参数整定,基于李雅普诺夫理论分析稳定性。1.5kW PMSM平台对比实验验证了FAO的有效性和可行性。
解读: 该频率自适应观测器技术对阳光电源PMSM无感控制产品有重要改进价值。FAO直流误差完全消除能力可应用于新能源汽车电机驱动系统,提高在测量误差和逆变器非线性条件下的位置估计精度。简化的观测器结构便于在阳光电源电机控制器中实时实现。该技术对ST储能系统的飞轮储能和电机驱动应用场景有优化潜力,可降低传感器...
通过氩等离子体调控溶液法制备的无稀有金属非晶氧化物源极栅晶体管的费米能级
Fermi Energy Tuning of Solution-Processed Rare-Metal-Free Amorphous Oxide Source-Gated Transistors via Argon Plasma
Mark D. Ilasin · Juan Paolo S. Bermundo · Pongsakorn Sihapitak · Candell Grace P. Quino 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
随着对可持续、低功耗电子产品的需求持续增长，满足新兴技术需求的更简单制造技术和兼容材料变得愈发紧迫。由薄膜晶体管和肖特基二极管组成的源极栅控晶体管（SGT）因其高增益和低工作电压，已成为低功耗电子产品的理想选择。SGT能在低电压下实现稳定电流，这是节能设备的一项关键特性。本研究首次报道了一种以溶液法制备的非晶氧化锡（IV）作为沟道材料来实现SGT的新方法，该方法通过选择性地进行氩等离子体处理，借助引入氧空位和缺陷来调节其费米能级和功函数，从而无需使用特殊的肖特基源极金属。我们还探究了不同肖特基接...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于溶液法制备的源栅极晶体管（SGT）技术具有重要的战略意义。该技术通过氩等离子体处理调控氧化锡薄膜的费米能级，实现了无需稀有金属的低功耗晶体管制造，这与我们在光伏逆变器和储能系统中追求高效率、低成本的核心目标高度契合。 在光伏逆变器领域，该技术的低电压工作特性和高增...
V10：固定暗电流偏置作为光伏组件损伤评估指标
V10: Fixed dark bias current as a photovoltaic module damage assessment metric
Ryan M.Smith · Dylan J.Colvin · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.288
摘要 在光伏组件生命周期的各个阶段，快速、低成本且可靠的诊断技术在光伏产业中至关重要。暗态电流-电压（I-V）是一种用于评估组件健康状况的方法，能够提取受多种退化机制影响的关键电学参数。然而，对于某些特定损伤和退化模式的有效监测，可能并不需要完整的暗态I-V曲线。本文提出一种名为‘V10’的新型诊断技术，该技术通过监测达到某一特定电流注入时所需电压的变化，在低电流区域识别组件损伤，为现有方法提供了一种更高效的替代方案。实验表明，随着组件损伤加剧，V10值显著下降，说明其对不可见损伤的敏感性高于传...
解读: V10暗电流诊断技术为阳光电源组件级监测提供创新方案。可集成至iSolarCloud平台实现光伏电站全生命周期健康管理,在SG逆流器MPPT优化中嵌入低功耗V10检测算法,实时识别组件隐性损伤。该技术对ST储能系统中光储耦合场景的组件质量把控具有重要价值,可在运输、安装、调试阶段快速筛查,降低系统失...
基于最大功率点跟踪测量的光伏板温度和太阳辐照度估计算新模型
New Model for Estimating the Temperature and Solar Irradiance of Photovoltaic Panels Based on Maximum Power Point Tracking Measurements
Zine Eddine Touhami Ternifi · Luis Garcia-Gutierrez · Mohammed El Bachir Ghribi · Ghalem Bachir 等5人 · IEEE Journal of Photovoltaics · 2025年9月
本文提出了一种在最大功率点跟踪（MPPT）控制系统中利用电流和电压测量值来估算光伏组件温度和辐照度的新方法。与依赖外部数据（如复杂的辐照度和风速传感器及设备所提供的数据）的传统方法不同，该方法仅依赖于MPPT所需的特定面板的电流 - 电压（I - V）测量值，能够通过一种更简单且实时的方法实现准确估算。对各种面板温度估算技术的比较评估证实，所提出的方法优于现有方法，温度的平均绝对估算误差低于1℃，辐照度的平均绝对估算误差低于4 W/m²。该方法能有效应对温度变化，特别是在低辐照度条件下，此时电流...
解读: 该基于MPPT测量的温度与辐照度估算技术对阳光电源SG系列光伏逆变器和iSolarCloud智能运维平台具有重要应用价值。通过复用逆变器MPPT过程中已有的电压电流数据，无需额外温度和辐照度传感器即可实现环境参数实时估算，可直接集成到SG系列逆变器的DSP控制算法中，降低BOM成本并提升系统可靠性。...
基于下垂控制的构网型变换器非对称阻抗模型
Asymmetric Impedance Model for Grid-Forming Converters With Droop Control
Diego Pérez-Estévez · Diego Ríos-Castro · Pablo Marino Fernández-Abraldes · Vitor Monteiro 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文介绍了一种连接到弱电网的采用下垂控制的构网型（GFM）变流器（下垂控制型GFM变流器）的阻抗模型。与传统的小环准则和广义奈奎斯特稳定性准则相比，所提出的模型为研究下垂控制型GFM变流器的稳定性提供了一种更准确、更简单的方法，因为该模型考虑了负载效应，且仅使用两个传递函数。该模型在 $\alpha \beta$ 坐标系下建立，仅由两个平衡阻抗组成，与 $dq$ 坐标系阻抗矩阵模型相比，能更清晰地对下垂控制引入的阻抗不对称性进行物理解释。该模型描述了全频率范围内的频率耦合效应（镜像频率问题），为...
解读: 从阳光电源的业务实践来看，这项针对下垂控制构网型变流器的非对称阻抗模型研究具有重要的工程应用价值。随着我们在大型地面电站和微电网项目中大量部署构网型逆变器，弱电网稳定性问题已成为制约新能源高比例接入的关键瓶颈。 该研究提出的αβ坐标系阻抗模型相比传统dq坐标系矩阵模型更为简洁，仅需两个平衡阻抗即可...
改进型软开关系统在三相电压源逆变器中电容与电感安全连接的应用
Modified Soft-Switching System With Safe Connections of Capacitors and Inductors in Three-Phase Voltage Source Inverter
Witold Mazgaj · Zbigniew Szular · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本文提出了一种用于三相电压源逆变器的改进型软开关系统。与基本软开关系统类似，该系统中电容器不与主晶体管并联，电感器不与辅助晶体管串联。这些连接方式可在控制系统出现干扰时保护逆变器免受损坏。与基本版本不同的是，改进型软开关系统不会让谐振过程影响负载上的电压波形，并且该改进系统具有更简单的主晶体管和辅助晶体管控制算法。本文全面描述了改进型软开关解决方案的结构和工作原理。此外，还讨论了改进型软开关系统元件的选择原则。通过使用三相电压源逆变器（10 千瓦，400 伏）为鼠笼式感应电动机供电的实验室测试验...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项改进型软开关技术对我们的光伏逆变器和储能变流器产品线具有重要的应用价值。该技术通过创新的电路拓扑设计，避免了电容与主开关管并联、电感与辅助开关管串联的传统结构，这种"安全连接"设计在控制系统出现扰动时能有效保护逆变器免受损害，这对提升我们产品在复杂电网环境下的可靠性至关...
一种用于800V电动汽车动力总成的三电平辅助谐振换流极逆变器
A Three-Level Auxiliary Resonant Commutated Pole Inverter for 800-V Electric Vehicle Powertrain
Bijan Elyasi · Farzad Tahami · Ghasem Rezazadeh · Hadi Nouri · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
将电动车辆（EV）公交车的电压从400 V提升至800 V对电动汽车逆变器的设计产生了重大影响。三电平逆变器旨在应对高电池电压。在三电平逆变器拓扑中，中性点钳位（NPC）逆变器具有更好的谐波频谱和更低的半导体损耗，这使得其能够实现更高的功率密度和更简单的冷却系统。然而，在这种拓扑结构中，更高的开关频率会导致逆变器产生更多的功率损耗。较高的开关频率能力使得高速电机的应用成为可能，从而减小了电力驱动系统的整体尺寸。本文提出了一种新型软开关NPC逆变器，其中单向辅助谐振换流极（ARCP）电路辅助从钳位...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的三电平辅助谐振换流极（ARCP）逆变器技术虽然针对800V电动汽车动力系统，但其核心技术理念与我们在光伏逆变器和储能系统领域的技术演进方向高度契合。 该技术的核心价值在于通过软开关技术实现中性点钳位（NPC）拓扑在高开关频率下的低损耗运行。这与阳光电源当前在...
基于GaN-on-Si技术的自兼容高压级联晶体管
Self-Compatible Transistors in GaN-on-Si Technology for High-Voltage Cascodes
Richard Reiner · Patrick Waltereit · Michael Basler · Daniel Grieshaber 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年10月
本研究介绍了基于硅基氮化铝镓/氮化镓（AlGaN/GaN-on-Si）技术的自兼容多级级联功率晶体管“模块”的设计与特性表征，该模块可实现模块化堆叠，适用于高压应用。与传统方法（如超级级联或多电平拓扑）不同，所提出的解决方案由堆叠的晶体管分段直接驱动，无需额外组件，如栅极控制网络或带电平转换的多个驱动器。这使得配置更加简单且成本更低。利用自兼容构建模块的概念，我们展示了直接驱动的多级级联器件，其中所有分段均采用相同结构。通过栅极绝缘层工程实现了对高度负阈值电压的关键要求，同时器件仿真证实了分段电...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于GaN-on-Si技术的自兼容级联功率晶体管方案具有重要的战略价值。该技术通过模块化"积木式"设计实现高压应用，与我们在光伏逆变器和储能变流器领域对高效率、高功率密度的持续追求高度契合。 技术的核心创新在于消除了传统级联拓扑中复杂的门极控制网络和多驱动器电平转换电...
用于光伏和燃料电池系统的隔离型三相并网反激逆变器的不连续调制技术及选择性谐波补偿
Discontinuous Modulation Technique for Isolated Three-Phase Grid Connected Flyback Inverter With Selective Harmonic Compensation for PV and Fuel Cell Systems
Ahmed Ismail M. Ali · Abdelfatah Ali · Mostafa F. Shaaban · Ahmed Abdelhakim 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
差分结构单级反激逆变器（DSFI）具有元件少、升降压能力、低成本、小体积和高功率密度等优势。传统连续调制策略（CMS）虽可抑制低次谐波，但导致模块间环流增大，降低效率。本文提出采用不连续调制策略（DMS）用于三相DSFI，并对比分析其在CMS与DMS下的性能。引入单极选择性谐波补偿（SHC）环路抑制二次谐波。DMS有效降低器件电压应力与模块间环流，提升系统效率。实验基于1.6 kW并网原型机验证了CMS与DMS下DSFI的有效性。
解读: 该不连续调制技术对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能变流器具有重要应用价值。DSFI拓扑的单级升降压能力可简化SG系列组串逆变器的宽电压输入设计，特别适用于低压启动场景。DMS策略通过降低模块间环流和器件电压应力，可提升多模块并联系统效率1-2%，直接优化PowerTitan储能系统的功率模块设计...
提高能源市场中跨时间预测协调的准确性和实用性
Improving cross-temporal forecasts reconciliation accuracy and utility in energy market
Mahdi Abolghasemi · Daniele Girolimetto · Tommaso Di Fonzo · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.394
摘要 风能发电预测对于风电场日常运行管理以及使市场运营商能够在需求规划中有效应对电力不确定性至关重要。传统的预测协调方法依赖于样本内误差进行预测协调，但这些方法在未来性能上的泛化能力可能不足。此外，传统的聚合结构并不总是与实际决策需求相一致，而评估指标也常常忽视预测误差带来的经济影响。为应对这些挑战，本文探讨了先进的跨时间预测模型及其在提升预测准确性与决策质量方面的潜力。首先，我们提出一种新方法，在协方差矩阵估计和预测协调过程中利用验证误差而非传统的样本内误差。其次，我们引入基于决策的聚合层级用...
解读: 该跨时序预测协调技术对阳光电源储能系统(ST系列PCS、PowerTitan)及新能源场站具有重要应用价值。论文提出的基于验证误差的协调方法可提升预测精度7%以上,能优化储能系统充放电策略,降低辅助服务罚金成本。决策导向的聚合层级设计与阳光电源iSolarCloud平台的智能运维需求高度契合,可将计...
实现宽电压转换比并降低功率损耗以提高1.8 V电源轨的效率：基于EVCR降压变换器的研究
Achieving Wide Voltage-Conversion-Ratio and Reduced Power Losses for High Efficiency With EVCR Buck Converter for a 1.8 V Power Rail
Hyo-Jin Park · Dowon Jeong · Hyeonho Park · Woosung Park 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
本文提出了一种扩展电压转换比（VCR）的降压转换器，其电压转换比高达 0.67。与之前电压转换比限制在 0.5 以下的混合转换器不同，所提出的转换器无需额外的外部组件，就能在锂离子电池的整个工作范围内为低于 1.8 V 的电源轨可靠供电。此外，它将电感的直流电阻、飞跨电容的等效串联电阻以及功率开关的导通电阻所产生的每一项功率损耗都降至最低。因此，在为移动应用提供稳定的 1.8 V 输出电压的同时，实现了更高的效率。另外，由于所提出的转换器在整个电压转换比范围内仅以两相模式运行，因此相较于之前的工...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项扩展电压转换比（EVCR）降压转换器技术虽然针对移动设备应用开发，但其核心创新理念对我司储能系统和光伏逆变器产品具有重要参考价值。 该技术的核心突破在于将电压转换比扩展至0.67，突破了传统混合转换器0.5的限制，并在全锂电池工作范围内实现高效稳定供电。这一特性与我司...
基于分布式ADMM方法的智能家庭、微电网与氢能集成配电网络三级分层优化框架
A tri-level hierarchical optimization framework for smart homes, microgrids, and distribution networks with hydrogen integration using a distributed ADMM approach
Salman Habib · Sami El-Ferik · Muhammad Majid Gulzar · Sohaib Tahir Chauhdary 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400
摘要 本文提出了一种三级分层优化框架，用于协调高比例分布式能源（DERs）接入下的现代配电系统中的决策过程。在底层（第一级），各个智能家庭对其本地光伏发电、电池储能和电动汽车充电进行优化，以降低成本或提高自用率。在第二级，微电网对家庭层面的决策进行聚合，共享风力发电机和燃料电池等资源，并支持点对点能量交易。在顶层（第三级），配电网运营商（DSO）负责调度集中式发电，执行线路容量限制，并设定电价信号或激励机制，以维持系统的整体可靠性。由于直接求解该大规模混合整数线性规划问题在计算上具有挑战性，本文...
解读: 该三层分层优化框架对阳光电源户用光储充一体化解决方案具有重要应用价值。底层智能家居优化与SG系列户用光伏逆变器、ST系列储能变流器及EV充电桩深度契合,可通过分布式ADMM算法实现成本降低12%、网损从4.1%降至3.3%。微电网层的P2P交易机制可赋能PowerTitan储能系统参与多场景协调调度...
基于比例谐振控制器相位滞后的逆变器鲁棒稳定性设计
Robust Stability Design for Inverters Using Phase Lag in Proportional-Resonant Controllers
Zhiyong Chen · Bin Li · Boyi Wang · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
工程师常常将比例谐振（PR）控制器简化为更简单的比例控制器，而忽略了中频处的相位滞后。这种简化可能会导致错误的假设，即当电感 - 电容 - 电感（LCL）谐振频率（ω<sub xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">r</sub>）低于临界频率（ω<sub xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmln...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于比例谐振控制器相位滞后的鲁棒稳定性设计研究具有重要的工程应用价值。该技术直接针对光伏逆变器和储能变流器中广泛应用的LCL滤波器控制难题，突破了传统设计中"谐振频率低于临界频率必然失稳"的认知局限。 对于阳光电源的产品线而言，这项技术的核心价值体现在三个层面：首先，...