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用于高温应用的增强型GaN单片双向开关及其集成栅极驱动器
Enhancement-Mode GaN Monolithic Bidirectional Switch with Integrated Gate Driver for High Temperature Application
Yunsong Xu · Ang Li · Fan Li · Guohao Yu 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年11月
双向开关在电力应用中得到了广泛应用，特别是在交 - 交矩阵变换器和固态断路器中。本研究展示了一种基于氮化镓（GaN）的单片集成双向开关，其特点是采用了双栅高电子迁移率晶体管（HEMT），并且驱动器也集成在同一芯片上。所提出的双向 GaN 开关的实验结果（包括静态和瞬态特性）表明，该开关在高达 250 °C 的温度下具有稳定性。在 10 V 电压下，其工作频率已提高到 1 MHz。据我们所知，首次报道了该开关在 1 kHz 频率下作为 ±311 V 交流功率斩波器可在高达 250 °C 的高温下运...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN基单片集成双向开关技术具有重要的战略价值。该技术实现了增强型GaN双向开关与驱动电路的单片集成，并展现出250°C高温稳定运行能力，这对我们在光伏逆变器、储能变流器及矩阵变换器等核心产品的性能提升具有显著意义。 技术价值方面，该双向开关在1 MHz高频运行和±3...
基于氮化镓单片双向晶体管的三相交流-交流电流型直流链路变换器与电压型直流链路变换器的实验对比
Experimental Comparison of Three-Phase AC-AC Monolithic Bidirectional GaN Transistor-Based Current DC-Link Converter and GaN Transistor-Based Voltage DC-Link Converter
Neha Nain · Yining Zhang · Stefan Walser · Johann W. Kolar 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
并网变频驱动系统通常采用电压源型或电流源型交流-交流变换器。本文在相同系统规格和芯片面积条件下，对比了基于600V氮化镓单片双向晶体管的电压源型（VSC）与电流源型（CSC）变换器。两者功率密度分别为1.7 kW/dm³和1.8 kW/dm³，额定效率均达97%。CSC在部分负载下效率更高，加权效率达96.6%，优于VSC的95.7%。电磁干扰预合规测试表明，二者均满足传导EMI限值，且CSC的电机侧滤波器在使用非屏蔽电缆时仍具良好辐射抑制效果。
解读: 该GaN单片双向晶体管对比研究对阳光电源多条产品线具有重要价值。CSC拓扑在部分负载下96.6%的加权效率优于VSC，可直接应用于ST系列储能变流器的双向AC-DC变换级，提升储能系统全工况效率。其优异的EMI特性和非屏蔽电缆兼容性，可简化SG系列光伏逆变器的滤波设计，降低系统成本。GaN器件的高功...
矩阵型背靠背变换器的混合共模电压抑制方法
Hybrid Common Mode Voltage Suppression Method for Matrix-Type Back-to-Back Converter
Chengjia Lu · Yaotian Shi · Jiaxing Lei · Xingwei Zhou · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
矩阵型背靠背变换器(MTBBC)是仅12个开关无直流链路储能元件的新型AC-AC变换器拓扑。与其他AC-AC变换器一样,MTBBC因脉宽调制(PWM)存在高共模电压(CMV)问题,导致电机轴承损坏和绕组故障。提出MTBBC混合CMV抑制方法,根据电压传输比(VTR)采用适当算法。VTR低于0.5时,根据输入电压区间选择输出矢量组,矢量组由三个最远电压矢量组成,实现71.1%的CMV峰值降低和零高频CMV。VTR高于0.5时,采用有源零状态PWM和近态PWM方法将CMV峰值降至50%。通过三种算法...
解读: 该混合共模电压抑制技术对阳光电源AC-AC变换器产品有重要优化价值。MTBBC无直流储能拓扑可应用于储能系统的交流侧变换器,提高功率密度并降低成本。混合CMV抑制算法对阳光电源电机驱动和变频器产品的轴承保护和EMI控制有借鉴意义。该技术对新能源汽车电机驱动系统和工业变频应用场景有性能提升潜力,可延长...
An Isolated SEPIC-Based AC-AC Converter for Voltage Sag/Swell Mitigation
An Isolated SEPIC-Based AC-AC Converter for Voltage Sag/Swell Mitigation
Iman Abdoli · Alireza Lahooti Eshkevari · Hafiz Furqan Ahmed · Mohammad Arasteh · IET Power Electronics · 2025年5月 · Vol.18
This paper proposes a high-frequency isolated buck-boost AC-AC converter based on the single-ended-primary-inductance-converter (SEPIC) topology and its extension circuit with bipolar output. The proposed converters can achieve a wide range of voltag...
基于直流-直流等效模型的三相交流-交流电流型与电压型直流链路变换器控制动态特性比较研究
Comparative Evaluation of Control Dynamics of 3-Φ AC-AC Current DC-Link and Voltage DC-Link Converters Based on DC-DC Equivalent Models
Neha Nain · Yining Zhang · Johann W. Kolar · Jonas Huber · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
采用电压型直流链路（VSC）或电流型直流链路（CSC）可实现电网供电的变频驱动系统，后者因单片集成GaN双向功率晶体管（M-BDS）的发展而重获关注。本文针对同等容量、输出正弦电压的交流-交流VSC与CSC系统，建立精确描述其动态特性的等效直流-直流模型，便于控制系统的设计与分析。实验结果表明，所构建的等效电路能准确预测开环与闭环行为。基于此模型对比二者的小信号与大信号电压控制性能，发现CSC在小信号带宽方面具有优势（72 kHz开关频率下5 kHz vs. 1.8 kHz），并揭示其控制动态与...
解读: 该研究对阳光电源车载OBC充电机和电机驱动产品线具有重要参考价值。文章揭示的CSC拓扑在小信号带宽方面的显著优势（5kHz vs 1.8kHz），可直接应用于新能源汽车双向充电系统设计，提升动态响应速度。所建立的DC-DC等效模型为阳光电源开发基于GaN器件的高频电流型变换器提供了精确的控制设计方法...
一种用于降低电压尖峰的隔离型双向AC-DC变换器简单无缝PWM方案
Simple and Seamless PWM Scheme of Isolated Bidirectional AC–DC Converter for Reducing Voltage Spike
Jeong-Tae Kim · Sung-Min Park · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
本文提出了一种针对单相单级隔离型双向AC-DC变换器的改进型单极性正弦脉宽调制（PWM）方案。由于高频变压器漏感及电网滤波电感的存在，直接AC-AC转换系统通常会产生严重的电压尖峰。该调制方案通过优化开关策略，有效抑制了电压尖峰，提升了系统运行的可靠性与效率。
解读: 该技术对阳光电源的储能变流器（PCS）及户用光储一体机产品线具有重要参考价值。阳光电源的PowerStack及ST系列PCS产品广泛采用隔离型双向拓扑，高频变压器漏感引起的电压尖峰是限制功率密度和器件寿命的关键因素。该无缝PWM调制方案无需增加额外硬件成本即可抑制尖峰，有助于提升系统在宽电压范围下的...
用于高频隔离三相双向并网DC-AC-AC变换器的PWM开关技术
PWM Switching Technique for Three-Phase Bidirectional Grid-Tie DC–AC–AC Converter With High-Frequency Isolation
Mahmoud A. Sayed · Kazuma Suzuki · Takaharu Takeshita · Wataru Kitagawa · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年1月
本文提出了一种用于控制采用高频链路变压器双向隔离DC-AC-AC变换器的新型PWM开关技术。该技术能够有效控制输入直流电流，并实现正弦电流注入，为双向功率变换提供了高效的控制方案。
解读: 该技术在高频隔离双向变换器领域的创新，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）具有重要参考价值。高频隔离方案有助于减小储能变流器（PCS）的体积与重量，提升功率密度。建议研发团队评估该PWM策略在多级变换架构中的应用潜力，以优化PCS的效率和动态响应性能，特别是在提升...
一种具有固有换流能力且极性切换开关数量减少的改进型隔离Z源AC-AC变换器
A Modified Isolated Z‐Source AC–AC Converter With Inherent Commutation and Reduced Polarity Changer Switches
Deniz Zargariafshar · Mehran Sabahi · Mohammad Bagher Bannae Sharifian · Ebrahim Babaei · IET Power Electronics · 2026年2月 · Vol.19
本文提出一种改进型隔离Z源AC-AC变换器，具备固有换流能力、无需缓冲电路或死区控制；通过高频变压器变比n和占空比D实现双自由度调压；仅用4个开关（2个高频+2个低频），输入电流连续，支持输出频率阶跃变化，器件应力低、效率高。
解读: 该拓扑在中高频AC-AC变换场景（如储能PCS内部隔离级、光储系统中多端口能量路由器）具应用潜力。其固有换流特性可降低ST系列PCS及PowerTitan中高频隔离DC/AC环节的驱动复杂度与损耗；简化结构利于提升功率密度，适配组串式逆变器内置辅助电源或户用光储一体机中的紧凑型隔离变换需求。建议在下...
基于开关单元插入式直接交流-交流变换器与多绕组变压器的串联双极混合电压优化器
Series Bipolar Hybrid Voltage Optimizer Based on Switching-Cell-Inserted Direct AC–AC Converter and Multiwindings Transformer
Dongbo Guo · Dehao Kong · Zhongchen Pei · Xiaonan Gao 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
本文提出了一种串联双极混合电压优化器（B-HVO），通过非反相和反相模式工作，有效解决电网电压暂降和暂升问题。该系统将直接交流-交流变换单元与多绕组工频变压器深度集成，在减少开关器件数量的同时，显著提升了电压调节的效率与可靠性。
解读: 该技术在电网电压质量调节方面的创新，对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能系统具有重要参考价值。通过集成多绕组变压器与高效AC-AC变换单元，可提升产品在弱电网环境下的电压支撑能力和抗扰动性能。建议研发团队关注该拓扑在提升系统功率密度和降低开关损耗方面的潜力，将其作为未来提升iSol...
多兆赫谐振感应式无线功率传输的设计考虑
Design Considerations for Multimegahertz Resonant Inductive Power Transfer
Lei Gu · Victor Gao · Aobo Yang · Tuofei Chen 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
兆赫频率下的感应式无线功率传输有望实现紧凑且低成本的电力传输。然而，由于高频电路对寄生参数敏感，此类系统在直流-直流效率上普遍低于传统低频系统。本文系统分析了串联-串联、串联-并联、并联-串联和并联-并联等补偿拓扑的权衡，并提出在多兆赫设计中考虑半导体器件寄生参数以提升传输效率的方法。通过构建三套300 W的系统验证所提方法，交流-交流效率均超96%。最终实现6.78 MHz、1.7 kW输出、直流-直流效率达95.7%的原型系统。
解读: 该多兆赫无线功率传输技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。文中提出的6.78MHz高频谐振技术可直接应用于车载OBC充电机和无线充电桩开发，实现95.7%直流效率的紧凑型无线充电方案。四种补偿拓扑的系统分析及寄生参数优化方法，可指导阳光电源在SiC/GaN高频器件应用中降低开关损耗。该技术...
等频条件下模块化多电平矩阵变换器八分量控制中的低频环流注入
Low-Frequency Circulating Current Injection in Eight-Component Control for Modular Multilevel Matrix Converter Under Equal Frequency
Siyang Liu · Haotian Zhu · Xiangyu Zhao · Jiangpeng Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
模块化多电平矩阵变换器（M3C）适用于风电转换及大功率驱动等交流-交流变换场景。当输入与输出频率接近或相等时，子模块电容电压会出现剧烈波动甚至失衡，限制了系统应用。本文提出一种低频环流注入控制策略，旨在解决该工况下的电容电压平衡问题。
解读: M3C拓扑在兆瓦级风电变流器及大功率电机驱动领域具有显著优势，能够实现高效率的能量转换。阳光电源在风电变流器领域深耕多年，该研究提出的环流抑制与电容电压平衡算法，对于提升大功率风电变流器在特定工况下的运行稳定性及可靠性具有重要的参考价值。建议研发团队关注该控制策略在复杂电网频率波动下的鲁棒性，并探索...
具有同相和反相降压-升压操作的高效三电平AC-AC变换器
Highly Efficient Three-Level AC–AC Converter With Identical In-Phase and Antiphase Buck–Boost Operations
Hafiz Furqan Ahmed · Ashraf Ali Khan · Omar Al Zaabi · Seyyed Mohammad Javad Mousavi 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
本文提出了一种基于耦合电感的三电平双极性Buck-Boost AC-AC变换器。该拓扑实现了对称的同相与反相升降压运行模式，显著降低了器件的电压与电流应力，简化了设计复杂度，并提升了整体转换效率。
解读: 该研究提出的三电平拓扑及耦合电感技术对阳光电源的逆变器产品线具有重要参考价值。三电平技术是目前组串式和集中式光伏逆变器提升效率、减小滤波器体积的核心手段。该文提出的降低器件应力的方法，可应用于下一代高功率密度光伏逆变器及储能变流器（PCS）的功率模块设计中。建议研发团队关注其在减少无源器件体积及提升...
一种减少电感数量的移相级联双Buck AC-AC变换器
Phase-Shifted Cascaded Dual-Buck AC–AC Converter With Less Number of Inductors
Usman Ali Khan · Jung-Wook Park · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
本文提出了一种改进的级联双Buck AC-AC变换器，通过减少电感数量，有效提升了功率密度并降低了成本。该拓扑利用低压等级器件实现了更高的输出电压，且具备无直通风险、无需死区时间的优势，提升了系统可靠性与转换效率。
解读: 该拓扑通过减少磁性元件数量提升功率密度，对阳光电源的组串式逆变器（如SG系列）及户用逆变器产品线具有重要的参考价值。在追求高功率密度和轻量化的趋势下，该方案无需死区时间的特性可进一步优化开关损耗，提升整机效率。建议研发团队评估其在多电平逆变架构中的应用潜力，特别是在降低BOM成本和缩小体积方面，可作...
一种利用电压镜像变压器表征功率磁性元件的简化直流偏置注入方法
A Simplified DC-Bias Injection Method for Characterizing Power Magnetics Using a Voltage Mirror Transformer
Shukai Wang · Haoran Li · Diego Serrano · Thomas Guillod 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
本文提出了一种利用电压镜像变压器配置的简化直流偏置注入电路，旨在提升设备适用性与测量精度。通过镜像变压器，该方法有效降低了反射激励电压对直流源的影响，提升了直流偏置注入的质量，优化了功率磁性元件的测试流程。
解读: 磁性元件（电感、变压器）是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器中的核心功率密度瓶颈。该方法通过优化直流偏置注入，能更精确地获取磁性元件在实际工作电流下的电感特性，有助于研发团队在设计阶段更精准地进行磁性元件选型与损耗评估。这对于提升逆变器和PCS的整...
开关电容电路的拓扑、应用领域、建模与控制方法综述
Review of Topologies, Application Areas, Modeling, and Control Methods for Switched Capacitor Circuits
Ting Yang · Lei Yang · Bin Wu · Liangzong He 等16人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年4月
本文综述了开关电容（SC）电路在低功率至高功率领域的广泛应用，涵盖集成电路电源、可穿戴设备、数据中心及电动汽车等场景。文章详细探讨了SC拓扑在DC-DC转换、DC-AC逆变、AC-DC整流及AC-AC转换中的应用、建模方法及控制策略。
解读: 开关电容（SC）技术在提升功率密度和效率方面具有显著潜力，对阳光电源的产品线具有重要参考价值。在电动汽车充电桩领域，SC拓扑可优化DC-DC模块的体积与效率；在储能系统（如PowerTitan系列）及户用逆变器中，该技术可作为辅助电路提升变换效率或实现更紧凑的功率模块设计。建议研发团队关注SC电路在...
基于扩展广义平均建模框架的AC-AC双有源桥变换器动态模型
Dynamic Model of AC–AC Dual Active Bridge Converter Using the Extended Generalized Average Modeling Framework
Kartikeya Jayadurga Prasad Veeramraju · Jonathan W. Kimball · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
本文提出了一种利用扩展广义平均建模（EGAM）技术对AC-AC双有源桥（DAB）变换器进行建模的新方法。该变换器作为一种先进的双向两端口电网接口，无需直流母线电容即可实现两个电网间的有功和无功功率流控制。
解读: AC-AC DAB变换器去除了直流母线电容，在提升功率密度和系统可靠性方面具有潜力。对于阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及并网接口技术，该拓扑可作为未来高可靠性、长寿命储能变流器（PCS）的潜在技术储备。EGAM建模方法能有效分析此类变换器的动态特性，有助于优化控制策略，提升系统在弱...
基于直接交流-交流斩波器的工频隔离柔性交流链路变换器
Line-Frequency-Isolation Flexible AC-Link Converter Based on Direct AC-AC Choppers
Bingda Zhu · Chuang Liu · Mengxue Shen · Guowei Cai 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
本文提出了一种基于直接交流-交流斩波器的柔性交流链路变换器（FACL），旨在实现电压补偿与功率流控制。与传统基于电压源逆变器（VSI）的设备相比，FACL取消了直流侧电容，有效降低了因电容失效导致的设备故障率，提升了系统可靠性。
解读: 该技术通过取消直流侧电容（无电解电容拓扑）解决了逆变器中最易失效的瓶颈问题，对阳光电源提升光伏逆变器及储能PCS的长期可靠性具有重要参考价值。特别是在PowerTitan等大型储能系统和组串式逆变器中，若能引入此类高可靠性拓扑，将显著降低运维成本。建议研发团队关注该拓扑在弱电网环境下的控制稳定性，并...
一种输入串联输出并联的模块化三相交流-交流电容链路功率变换器
An Input-Series Output-Parallel Modular Three-Phase AC–AC Capacitive-Link Power Converter
Ehsan Afshari · Mahshid Amirabadi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
针对高压大电流应用，本文提出一种模块化三相交流-交流电容链路变换器。该拓扑通过输入串联输出并联（ISOP）结构，解决了单体开关器件耐压电流限制问题。相比传统的直流链路变换器，该方案去除了大容量电解电容，有效提升了功率变换器的寿命并减小了体积，为高功率密度电力电子转换提供了新思路。
解读: 该技术提出的无电解电容电容链路拓扑，对阳光电源提升逆变器及储能变流器（PCS）的寿命与功率密度具有重要参考价值。特别是在PowerTitan等大型储能系统和集中式光伏逆变器中，电解电容往往是寿命瓶颈。采用ISOP模块化架构可有效降低单体器件应力，提升系统可靠性。建议研发团队关注该拓扑在兆瓦级PCS中...
用于感应充电应用的直接式交流-交流有源钳位半桥变换器
Direct AC–AC Active-Clamped Half-Bridge Converter for Inductive Charging Applications
Phuoc Sang Huynh · Deepak Ronanki · Deepa Vincent · Sheldon S. Williamson · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
本文提出了一种用于串联补偿感应充电系统的直接式交流-交流有源钳位半桥变换器。该拓扑省去了整流环节及寿命受限的直流母线电解电容，实现了真正的单级交流-交流转换，有效减少了组件数量，并对其运行原理、稳态分析及设计进行了详细阐述。
解读: 该技术通过取消直流母线电解电容，显著提升了系统的功率密度与可靠性，对阳光电源的电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。特别是在无线充电（感应充电）领域，该单级变换架构能有效降低系统体积与成本，延长设备寿命。建议研发团队关注该拓扑在提升充电桩环境适应性及降低维护成本方面的应用潜力，并评估其在未来高频、高效...
针对小直流母线电容的全SiC三电平不间断电源的共模电压抑制PWM方案
Reduced Common-Mode Voltage PWM Scheme for Full-SiC Three-Level Uninterruptible Power Supply With Small DC-Link Capacitors
Sungjae Ohn · Jianghui Yu · Rolando Burgos · Dushan Boroyevich 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
本文提出了一种针对全SiC三电平不间断电源（UPS）的PWM调制方案，旨在提升功率密度。通过优化共模EMI滤波器和直流母线电容，并利用三相同步切换策略，有效抑制了共模噪声，实现了被动元件的小型化。
解读: 该技术对于阳光电源的组串式逆变器及储能PCS产品具有重要参考价值。随着SiC器件在三电平拓扑中的广泛应用，如何在高频化趋势下通过PWM策略优化来减小直流母线电容和EMI滤波器体积，是实现产品高功率密度和轻量化的关键。建议研发团队评估该同步切换PWM方案在兆瓦级储能变流器（如PowerTitan系列）...
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