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一种用于高可靠性电驱动的低元件数五电平逆变器拓扑
A Reduced Component Count Five-Level Inverter Topology for High Reliability Electric Drives
A. Karthik · Umanand Loganathan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
本文提出了一种基于堆叠单元法的五电平逆变器拓扑。该拓扑利用三相电压的基本特性,减少了开关管和飞跨电容的数量,从而降低了尺寸、重量和成本,同时提高了可靠性,简化了布线并降低了电磁干扰。
解读: 该拓扑通过减少开关器件和电容数量实现五电平输出,在提升功率密度的同时优化了可靠性,这与阳光电源在组串式逆变器及储能变流器(PCS)追求高效率、高功率密度的技术路线高度契合。对于PowerTitan等大型储能系统,采用此类低元件数的多电平拓扑可有效降低系统复杂度与故障率,减少散热需求。建议研发团队评估...
基于DAB的固态变压器双模控制方案
Dual Mode Control Scheme for DAB Based Solid-State Transformer
Karthik Singh Parihar · Mukesh Kumar Pathak · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
本文提出了一种用于双有源桥(DAB)固态变压器的双模控制(DMC)方案。该方案通过建立特定的控制路径,实现了全负载范围内的零电压开关(ZVS)并最小化了变压器峰值电流。文章详细探讨了两种工作模式下的ZVS条件及变压器电流特性。
解读: DAB拓扑是阳光电源储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及直流耦合光储系统的核心DC-DC变换单元。该文献提出的双模控制方案能够有效提升DAB变换器在宽负载范围下的效率,并降低变压器电流应力,这对优化储能变流器(PCS)的功率密度和热管理至关重要。建议研发团队参考该控制策略,...
一种基于四开关共地的单相电流型升压逆变器
A Four Switch Common Ground-Based Single Phase Current-Fed Boost Inverter
Rage Ravitheja · Manoranjan Sahoo · Priyabrata Shaw · Karthik Thirumala · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
单级升压逆变器在光伏应用中备受关注。该文提出一种新型四开关共地单相电流型升压逆变器,旨在解决传统拓扑开关数量多及无源元件复杂的问题。该拓扑通过直通状态实现升压,并改善了无隔离系统中的共模电流问题,提升了光伏系统的功率密度与效率。
解读: 该拓扑通过减少开关管数量(仅需四个)和优化无源网络,显著提升了单相逆变器的功率密度,这对阳光电源的户用光伏逆变器产品线具有重要参考价值。共地设计能有效降低漏电流,提升系统安全性,符合户用场景对安规和体积的严苛要求。建议研发团队评估该拓扑在小功率段的效率优势,探索其在降低BOM成本和提升小型化设计方面...
一种用于负载自动化中非中性线交流开关的简单迟滞能量收集方法
A Simple Hysteretic Energy Harvesting Method for Nonneutral AC Switches in Load Automation
Karthik A. · Umanand Loganathan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
本文提出了一种简单的迟滞方法,用于获取楼宇自动化负载开关中门极驱动、传感器及其他电路所需的能量。该方法采用低元件数的自供电MOSFET交流开关,在效率和负载电流总谐波失真(THD)方面表现优异,可媲美外部驱动方案。
解读: 该技术主要针对楼宇自动化中的低功耗开关控制,与阳光电源的核心业务(光伏逆变器、储能系统、充电桩)存在一定距离。然而,其“自供电”和“低元件数”的设计理念对阳光电源的iSolarCloud智能运维平台中的传感器节点、户用光伏监控终端或充电桩辅助电源设计具有参考价值。通过优化辅助电源电路,可进一步降低待...
堆叠式低惯性变换器或固态变压器:电压平衡的建模与模型预测优先级切换控制
Stacked Low-Inertia Converter or Solid-State Transformer: Modeling and Model Predictive Priority-Shifting Control for Voltage Balance
Liran Zheng · Rajendra Prasad Kandula · Karthik Kandasamy · Deepak Divan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
本文针对堆叠式低惯性变换器(SLIC)或级联减容直流母线固态变压器(SST)的控制难题,提出了一种新型模型预测优先级切换(MPPS)控制策略。该方法结合隐式调制器与离散时间大信号模型,有效实现了直流母线电压平衡与稳压控制,特别适用于采用小电容、无电解电容设计的低惯性变换器系统。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan及ST系列储能变流器(PCS)具有重要参考价值。随着储能系统向高功率密度、长寿命(去电解电容化)方向发展,直流母线电压平衡与快速响应控制成为核心技术瓶颈。MPPS控制策略能有效提升多电平拓扑在动态负载下的稳定性,减少对大容量电容的依赖,从而提升系统可靠性与功率密...
电流源型固态变压器的新型调制策略及变压器漏感影响分析
New Modulation and Impact of Transformer Leakage Inductance on Current-Source Solid-State Transformer
Liran Zheng · Rajendra Prasad Kandula · Karthik Kandasamy · Deepak Divan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年1月
本文提出了一种用于降低器件电压应力的电流源型固态变压器(SST)新型调制方案,并深入分析了变压器漏感的影响。该拓扑工作原理类似于反激变换器,与双有源桥(DAB)SST存在显著差异,仅需单侧桥臂参与工作。
解读: 该研究提出的电流源型SST调制策略及漏感分析,对阳光电源的储能变流器(PCS)及电力电子变压器技术具有重要参考价值。虽然目前主流储能产品(如PowerTitan系列)多采用DAB拓扑,但该文提出的降低电压应力方法可优化高压储能系统的功率模块设计,提升系统效率与可靠性。建议研发团队关注该调制策略在减少...
考虑荷电状态与功率爬坡率的混合飞轮-电池储能系统功率管理
Power Management of Hybrid Flywheel-Battery Energy Storage Systems Considering the State of Charge and Power Ramp Rate
Seyede Masoome Maroufi · Shahab Karrari · Karthik Rajashekaraiah · Giovanni De Carne · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
飞轮与锂电池的互补特性可提升电网服务的功率响应、能量容量及循环寿命。本文针对储能系统的实时功率管理展开研究,重点考虑荷电状态(SoC)与功率爬坡率限制,旨在通过优化控制策略提升混合储能系统的整体运行性能与系统寿命。
解读: 该研究对阳光电源的PowerTitan和PowerStack系列储能系统具有重要参考价值。通过引入飞轮与电池的混合储能架构,可有效平抑高频功率波动,减少电池频繁充放电带来的损耗,从而延长系统寿命。建议研发团队在PCS控制算法中集成此类功率分配策略,特别是在调频等高频响应场景下,利用飞轮的快速响应特性...
用于电流源零电压开关变换器的3.3 kV反向阻断SiC模块特性研究
Characterization of 3.3-kV Reverse-Blocking SiC Modules for Use in Current-Source Zero-Voltage-Switching Converters
Xiangyu Han · Liran Zheng · Rajendra Prasad Kandula · Karthik Kandasamy 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
本文研究了3.3 kV至15 kV碳化硅(SiC)MOSFET在高性能变换器中的应用。针对电压源变换器中高dv/dt带来的电磁干扰问题,探讨了电流源零电压开关(ZVS)变换器配置。通过对反向阻断SiC模块的特性表征,验证了其在固态变压器等中压应用中降低开关损耗及提升系统可靠性的潜力。
解读: 该研究聚焦于高压SiC功率模块,对阳光电源的中压储能系统(如PowerTitan系列)及未来高压组串式逆变器的技术演进具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高直流电压等级(1500V及以上)发展,SiC器件在提升功率密度和转换效率方面至关重要。建议研发团队关注反向阻断型SiC模块在电流源型拓扑中的...
用于中压直流微电网和配电网的基于SiC的5kV通用模块化软开关固态变压器
M-S4T
Liran Zheng · Xiangyu Han · Zheng An · Rajendra Prasad Kandula 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
针对电动飞机、船舶、电池储能系统(BESS)及电动汽车快充等中压直流(MVdc)应用,现有硅基方案难以兼顾高效率与高鲁棒性。本文提出一种基于SiC器件的5kV模块化软开关固态变压器(M-S4T),旨在实现中压直流到低压直流或交流的高效双向功率变换。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan系列大型储能系统及高压充电桩业务具有重要参考价值。随着储能系统向更高电压等级(如1500V甚至更高)演进,基于SiC的模块化软开关技术能显著提升功率密度并降低损耗。建议研发团队关注该拓扑在兆瓦级储能变流器(PCS)中的应用,以优化系统效率和体积。同时,该技术方案...
一种利用开关电容滤波器实现两电平逆变器驱动感应电机全速范围谐波抑制的方案
A Harmonic Suppression Scheme for Full Speed Range of a Two-Level Inverter Fed Induction Motor Drive Using Switched Capacitive Filter
Sumit Pramanick · R. Sudharshan Karthik · Najath Abdul Azeez · K. Gopakumar 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月
本文提出了一种基于开关电容滤波器的新型谐波抑制方案,用于两电平逆变器驱动的三端感应电机。通过将电容馈电的H桥级联至传统两电平逆变器,消除了包括六阶运行在内的全调制范围内的五次和七次谐波,并首次实现了十二边形电压矢量控制。
解读: 该技术通过级联H桥辅助电路优化了两电平逆变器的输出谐波性能,特别是在全调制范围内的谐波抑制能力。对于阳光电源而言,虽然该研究侧重于电机驱动,但其“级联辅助电路”的拓扑思想对提升光伏逆变器(尤其是组串式逆变器)在极端工况下的电能质量具有参考价值。建议研发团队关注该方案在降低输出滤波器体积、提升功率密度...
p-GaN栅极AlGaN/GaN HEMT中动态导通电阻的独特表面钝化化学计量依赖性及其抑制
Unique Surface Passivation Stoichiometry Dependence of Dynamic On-Resistance and Its Suppression in p-GaN Gate AlGaN/GaN HEMTs
Rasik Rashid Malik · Vipin Joshi · Saniya Syed Wani · Simran R. Karthik 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年7月
在本研究中,我们展示了通过调整异位沉积的表面钝化层的化学计量比来缓解 p - GaN 栅极 AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管(HEMT)中的动态导通电阻问题。采用高压纳秒脉冲测量和快速开关脉冲序列进行详细实验,以分析器件的动态导通电阻行为。基于频率的分析、电致发光分析、衬底偏压依赖性分析和自热特性分析与电学表征相结合,以深入了解与动态导通电阻对表面钝化化学计量比的依赖性相关的物理机制。最后,X 射线光电子能谱、阴极发光和电容 - 电压分析表明,采用非化学计量比的 SiOX 钝化可降低表面陷...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项关于p-GaN栅极AlGaN/GaN HEMT器件动态导通电阻优化的研究具有重要的战略价值。GaN功率器件凭借其高频开关特性和低损耗优势,正成为光伏逆变器和储能变流器等核心产品实现高功率密度、高效率的关键技术路径。 该研究通过调控表面钝化层(SiOX)的化学计量比,成...
考虑荷电状态和功率爬坡率的飞轮-电池混合储能系统能量管理
Power Management of Hybrid Flywheel-Battery Energy Storage Systems Considering the State of Charge and Power Ramp Rate
Seyede Masoome Maroufi · Shahab Karrari · Karthik Rajashekaraiah · Giovanni De Carne · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
飞轮和锂离子电池在功率和能量特性上具有互补性,能够为电网提供服务,增强功率响应、提高能量容量和循环能力,并延长系统使用寿命。实时功率管理以及考虑储能组件的荷电状态(SoC)和爬坡率,对于优化性能至关重要。然而,为确保管理策略准确高效,仍需进一步改进荷电状态校正技术,并进行严格、实际的测试。本文针对混合飞轮和电池储能系统,提出了一种基于移动平均法(MA)和模糊逻辑的功率管理方法。该方法将飞轮的荷电状态和电池的爬坡率分别视为两种技术中最受关注的变量,在两种技术之间实现功率的最优分配。该系统通过集成移...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角看,该论文提出的飞轮-电池混合储能功率管理技术具有重要的战略参考价值。当前我司储能产品以锂电池为主,面临高频充放电场景下电池寿命衰减和功率响应速度受限的挑战。飞轮储能的高功率密度、快速响应特性与锂电池的高能量密度形成天然互补,这为构建新一代混合储能系统提供了技术路径。 该...
基于鲁棒广义改进型Blake-Zisserman与自适应向量滤波器的控制架构以提升并网光伏系统性能
Robust Generalized Modified Blake–Zisserman and Adaptive Vectorial Filter-Based Control Architecture for Enhanced Performance of a Grid-Tied PV System
Markala Karthik · Venkata Ramana Naik N · Anup Kumar Panda · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年4月
为了在并网光伏系统(GTPVS)的非理想电网条件下提高电网电能质量(PQ),本文着重开发一种采用自适应矢量滤波器(AVF)和鲁棒广义修正布莱克 - 齐瑟曼自适应滤波器(GMBZAF)的控制架构。该架构通过赋予GTPVS多功能能力,解决非理想电网电压、电流谐波、不平衡负载和太阳辐照度变化等问题,以在电网侧提供具有单位功率因数的平衡正弦电流,并在捕获最大光伏功率的同时,实现光伏系统、公用电网和连接到公共耦合点(PCC)的本地负载之间的有效功率管理。AVF用于对电网畸变电压进行滤波,以提取电压的基频分...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,该论文提出的自适应矢量滤波器(AVF)与改进型Blake-Zisserman自适应滤波器(GMBZAF)组合控制架构,对提升并网光伏系统在复杂电网环境下的性能具有重要参考价值。 该技术的核心优势在于多功能集成化设计。控制架构能同时应对电网电压畸变、电流谐波、负载不平衡及光...