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基于自演化数字孪生的多相Boost变换器在线健康监测
Self-Evolving Digital Twin-Based Online Health Monitoring of Multiphase Boost Converters
Kushan Choksi · Abdul Basit Mirza · Austin Zhou · Deepi Singh 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
电力电子变换器中功率器件的老化严重威胁系统可靠性，且宽禁带器件的使用加剧了这一现象。本文提出了一种实时非侵入式健康监测机制，利用自演化数字孪生技术实现对退化组件的精准识别，从而提升电力电子系统的可靠性与运维效率。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器（Boost升压电路）及储能变流器（PCS，如PowerTitan系列中的DC-DC环节）具有极高应用价值。通过引入自演化数字孪生与在线健康监测，可实现对SiC等宽禁带器件老化状态的实时评估，从被动维修转向主动预测性维护。建议在iSolarCloud平台中集成此类算法，...
电机驱动系统中电缆与电机绕组阻抗相互作用及其对高频过电压的影响
Cable and Motor Winding Impedance Interactions in Motor Drive Systems and its Impact on HF Overvoltages
Yalda Azadeh · Kushan Choksi · Abdul Basit Mirza · Xiaolong Zhang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文研究了电机绕组在高频下的电压应力问题。当电机绕组的串联谐振频率（反谐振点）与过电压谐振频率重合时，会产生反谐振现象（ARP），严重影响绝缘寿命。文章揭示了负载侧过电压谐振频率的表示方法，为电机驱动系统的绝缘设计与可靠性评估提供了理论支撑。
解读: 该研究关注高频过电压对电机绝缘的影响，对阳光电源的风电变流器及工业电机驱动业务具有参考价值。在风电变流器设计中，长电缆连接带来的高频振荡是导致功率模块及电机绝缘失效的关键因素。建议在风电变流器及大功率工业驱动产品的开发中，引入文中提出的阻抗匹配分析方法，优化输出滤波器设计及电缆选型，以降低过电压应力...
带输出电抗器的电缆连接VSI电机驱动系统中反射波瞬态的简化解析建模
Simplified Analytical Modeling of Reflected Wave Transients in Cable-Connected VSI-Based Motor Drives With Output Reactor
Abdul Basit Mirza · Sama Salehi Vala · Kushan Choksi · Fang Luo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本文提出了一种简化的集总参数解析模型，用于研究带输出电抗器的两电平电压源逆变器（VSI）驱动系统中的反射波现象（RWP）。RWP会导致电机侧过电压和驱动侧过电流。虽然输出电抗器是缓解RWP的有效方案，但现有建模方法复杂，本文旨在提供一种更简便的分析手段。
解读: 该研究关注逆变器输出侧的反射波瞬态及电抗器抑制方案，对阳光电源的工业驱动及风电变流器产品线具有参考价值。在长电缆连接的变流器应用场景中，反射波引起的过电压是导致功率模块绝缘失效和电机损坏的关键因素。通过该简化模型，研发团队可更高效地评估输出滤波器参数设计，优化变流器输出侧的电气应力，从而提升风电变流...
基于碳化硅的两电平分相逆变器驱动电机反射波现象研究
Investigation of Reflected Wave Phenomenon in SiC-Based Two-Level Split-Phase Inverter-Fed Motor Drives
Abdul Basit Mirza · Kushan Choksi · Sama Salehi Vala · Ali Anwar 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
碳化硅（SiC）器件的高开关速度加剧了两电平电压源逆变器驱动系统中的反射波现象（RWP），导致电机侧过压和驱动侧过流。本文研究的两电平分相（2L-SP）拓扑通过分相电感降低了输出dv/dt，在缓解反射波现象方面展现出应用前景。
解读: 该研究关注SiC器件在电机驱动应用中的高dv/dt问题及反射波抑制，这对阳光电源的工业驱动及电动汽车充电桩业务具有参考意义。随着公司在储能PCS及光伏逆变器中大规模应用SiC器件，如何平衡高开关频率带来的效率提升与电磁兼容（EMC）、电机绝缘寿命（反射波抑制）之间的矛盾至关重要。建议研发团队关注该分...
中压碳化硅技术赋能的高功率电子应用综述
High-Power Electronic Applications Enabled by Medium Voltage Silicon-Carbide Technology: An Overview
Morten Rahr Nielsen · Shiyue Deng · Abdul Basit Mirza · Benjamin Futtrup Kjærsgaard 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
随着社会电气化与绿色转型，高效大功率电子变换器的需求日益增长。中压碳化硅（SiC）半导体器件凭借优于硅基器件的静态与动态性能，成为关键推动力。本文全面综述了中压SiC技术在电力电子领域的应用潜力与技术挑战。
解读: 中压SiC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。在集中式光伏逆变器及PowerTitan系列大容量储能变流器中，应用中压SiC器件可显著降低开关损耗，减小磁性元件体积，从而实现整机轻量化与高效率。建议研发团队重点关注中压SiC模块的封装散热技术及高频驱动电路设计，以应对未来更高电压等...
具有增强EMI屏蔽功能的1200 V/650 V/160 A SiC+Si IGBT三电平混合T型NPC功率模块
1200 V/650 V/160 A SiC+Si IGBT 3L Hybrid T-Type NPC Power Module With Enhanced EMI Shielding
Asif Imran Emon · Zhao Yuan · Abdul Basit Mirza · Amol Deshpande 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
三电平逆变器因电流换流回路（CCL）中串联开关数量增加，导致寄生电感增大，开关瞬态电压应力和振荡严重。本文提出一种混合T型NPC功率模块，结合SiC与Si IGBT优势，并通过增强EMI屏蔽设计，有效改善了高频开关下的电磁干扰与电压应力问题。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）具有重要参考价值。随着阳光电源产品向更高功率密度和更高开关频率演进，T型三电平拓扑在降低损耗方面优势明显。SiC与Si的混合封装方案能在保证成本竞争力的同时，利用SiC提升效率，利用Si IGBT降低成本。...
中压碳化硅技术推动的高功率电子应用：综述
High-Power Electronic Applications Enabled by Medium Voltage Silicon-Carbide Technology: An Overview
Morten Rahr Nielsen · Shiyue Deng · Abdul Basit Mirza · Benjamin Futtrup Kjærsgaard 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
随着社会的电气化和绿色转型，对支持电力需求的高效大功率电子转换器的需求达到了前所未有的高度。关键推动因素是新兴的中压（MV）碳化硅（SiC）半导体器件，与硅基同类器件相比，其静态和动态性能均有所提升。本文全面概述了中压碳化硅技术的最新进展，研究了工业界和学术界现有的半导体器件和功率模块，并通过全面回顾典型的大功率电子应用，将这些器件和模块与它们的适用性直接关联起来。最后，对中压碳化硅技术的适用性和商业普及前景进行了展望。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，中压碳化硅（MV SiC）技术的发展为我们在光伏逆变器、储能系统及新能源解决方案领域带来了重大战略机遇。该技术相较于传统硅基器件在静态和动态性能上的显著提升，直接契合我们产品向高功率密度、高效率方向演进的核心需求。 在光伏逆变器应用场景中，MV SiC器件能够支持更高的直...
高功率中高压WBG功率模块协同设计框架：3.3kV/200A线键合低电感SiC半桥模块案例研究
Co-design Framework for High Power, Medium/High Voltage WBG Power Modules: Case Study with 3.3 kV/200 A Wire-Bonded Low-Inductance SiC Half-Bridge Module
Yang Li · Shiyue Deng · Yuxuan Wu · Mustafeez-ul-Hassan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
提出一种高功率高压宽禁带WBG功率模块封装协同设计框架，可泛化以反映器件技术、封装配置和电压等级的多样化设计需求。除常见的热、电、机械多学科协同优化外，所提框架特别强调中高压MV/HV设计考虑，引入封装与装配工艺开发工具包PA-PDK概念，并在功率模块封装开发过程中集成可靠性设计DfR。通过3.3kV/200A线键合低电感碳化硅SiC半桥模块案例研究验证协同设计框架有效性，为此类协同设计框架实施提供参考。
解读: 该WBG功率模块协同设计框架研究对阳光电源SiC功率模块开发有全面指导价值。中高压设计考虑、PA-PDK概念和DfR集成的系统化方法与阳光电源在1500V及以上光伏系统和中压储能系统中应用SiC器件的技术路线高度契合。3.3kV/200A低电感SiC半桥模块案例为阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏...
PCB寄生电容对采用TO-247封装SiC器件的斩波与半桥电路开关瞬态的影响
Impact of PCB Parasitic Capacitance on Switching Transients in Chopper and Half-Bridge Configurations Utilizing TO-247 SiC Devices
Abdul Basit Mirza · Andrew Castiblanco · Abdul Muneeb · Yang Xie 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月
采用TO - 247封装的碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和肖特基二极管是斩波器（降压/升压）和半桥电路配置的经济选择，而斩波器和半桥电路是各种功率变换器拓扑的基本组成部分。然而，碳化硅器件的快速开关意味着较高的 $\text{d}\boldsymbol{v}/\text{d}\boldsymbol{t}$ 和 $\text{d}\boldsymbol{i}/\text{d}\boldsymbol{t}$，这对功率回路电感的印刷电路板（PCB）部分提出了限制，以在关断...
解读: 该PCB寄生电容优化技术对阳光电源SiC器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，TO-247封装SiC MOSFET已广泛应用于三电平拓扑和半桥电路。研究揭示的PCB布局优化方法可直接应用于功率模块设计，通过减小关键路径寄生电容降低电压过冲和EMI，提升系统在高频开关下的可...
基于多时间尺度数字孪生的升压变换器健康与故障监测
Multitime-Scale Digital Twin for Health and Fault Monitoring of a Boost Converter
Kushan Choksi · Masayuki Hijikata · Abdul Basit Mirza · Austin Zhou 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
功率电子变换器中元器件的退化严重威胁系统可靠性，其退化行为与单个元件健康状态密切相关，可能引发连锁效应，导致系统寿命缩短或故障。本文提出一种基于多时间尺度数字孪生的运行状态监测方法，结合改进的伪启发式健康监测与基于模式识别的故障监测，并在升压变换器中进行验证。该方法利用上管开关/二极管电压和电感电流实现更精确的健康状态估计与快速故障检测。由于导通电阻R<sub>ds,ON</sub>与电感串联电阻R<sub>L</sub>退化对电感电流和输出电压影响相似，单独监测难度大。本文全面分析多种故障类型...
解读: 该多时间尺度数字孪生技术对阳光电源ST储能变流器和SG光伏逆变器的可靠性提升具有重要价值。文中针对SiC器件Rds,ON退化与电感ESR退化的解耦监测方法，可直接应用于阳光电源SiC功率模块的健康管理。基于器件脉动电压特征模式的故障检测算法，不依赖传感器完整性，可增强iSolarCloud平台的预测...