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微气候效应对大型地面光伏电站太阳能光伏系统影响的先进计算流体动力学分析
Advanced computational fluid dynamic analysis of microclimate effects on solar photovoltaics for the utility-scale solar industry
Sahan Trushad Wickramasooriya Kuruneru · Kenrick Anderson · Andrew Beath · Energy Conversion and Management · 2026年4月 · Vol.353
本文采用高精度计算流体动力学（CFD）方法，耦合热传导与辐射模型，量化分析风速、湿度、积尘及局部温度梯度等微气候因素对光伏组件温度分布、发电效率及长期衰减的影响，为大型地面电站选址、布局优化与智能运维提供理论支撑。
解读: 该研究直接支撑阳光电源地面光伏电站全生命周期性能优化：其多物理场耦合热仿真结果可增强iSolarCloud平台对组串式逆变器（如SG225HX）实发功率的精准预测与热失配告警能力；CFD驱动的微气候建模亦可指导PowerTitan储能系统在高温高湿场景下的散热结构优化与PCS（如ST1540UD）降...
一种用于优化宽禁带半导体场效应管瞬态和色散行为预测的自动化模型调优程序
An Automated Model Tuning Procedure for Optimizing Prediction of Transient and Dispersive Behavior in Wide Bandgap Semiconductor FETs
Andrew J. Sellers · Michael R. Hontz · Raghav Khanna · Andrew N. Lemmon 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文提出了一种自动化程序，用于开发能够捕捉下一代电力电子应用中高频效应的宽禁带半导体器件模型。该研究采用无导数全局优化算法，自主建模功率半导体器件的静态和动态行为，为高频电力电子系统的精确仿真提供了有效手段。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高价值。随着公司在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC等宽禁带器件，高频开关带来的瞬态效应和电磁干扰成为提升功率密度的瓶颈。该自动化建模方法可显著缩短器件驱动电路的设计周期，提升仿真精度，从而优化逆变器和PCS的效率...
一种改进的碳化硅MOSFET导通特性测量方法
An Improved Methodology for Measuring the Conduction Characteristics of SiC MOSFETs
Brian T. DeBoi · Andrew N. Lemmon · Arthur Boutry · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
开发高精度碳化硅(SiC) MOSFET行为模型需覆盖全工作区间的导通特性。然而，商用曲线追踪仪在低漏源电压下的测量范围受限，且存在动态稳定时间长等问题，导致测量误差。本文提出了一种改进的测量方法，旨在提升SiC器件在全工作区间的导通特性表征精度，为功率变换器的精确建模与设计提供支撑。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心功率器件选型与建模工作。随着公司组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器向高功率密度、高效率方向演进，SiC MOSFET的应用日益广泛。该改进测量方法能显著提升器件行为模型的准确性，有助于优化逆变器及PCS的损耗计算与热设计，从而提升产品效率。建议研发团...
非线性平面磁性元件模型的实现
Implementation of a Nonlinear Planar Magnetics Model
Lew Andrew Ravelas Tria · Daming Zhang · John E. Fletcher · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年9月
本文提出了一种用于平面磁性元件的非线性集总参数模型。该技术通过麦克斯韦方程的一维分析，为多层平面磁性元件开发了等效电路模型。导电层被表示为阻抗网络，绝缘区域则建模为空心电感，并进一步扩展以表征磁性材料的非线性特性。
解读: 平面磁性元件是阳光电源组串式逆变器及PowerStack/PowerTitan储能变流器高功率密度设计的核心。该非线性建模方法能更精确地预测高频下的磁芯损耗与绕组效应，有助于优化变压器和电感设计，提升整机效率并降低温升。建议研发团队将其引入磁性元件仿真流程，以缩短高功率密度产品的研发周期，并在应对宽...
基于采样分解的交错式DC-DC变换器增强型平均值建模
Enhanced Average-Value Modeling of Interleaved DC–DC Converters Using Sampler Decomposition
Alejandro Villarruel-Parra · Andrew J. Forsyth · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月
本文提出了一种改进的交错式DC-DC变换器小信号平均值模型，旨在为控制器设计提供理论基础。通过采用采样分解技术，该模型能够准确表征变换器内部各控制回路的交错运行特性。研究揭示了传统非交错模型无法预测的交互效应及不稳定性现象，为复杂电力电子系统的稳定性分析提供了新视角。
解读: 该研究对阳光电源的核心业务具有高度参考价值。在阳光电源的组串式光伏逆变器（如SG系列）及储能系统（如PowerTitan、PowerStack）中，多路交错并联DC-DC变换器是提升功率密度和效率的关键拓扑。该建模方法能有效揭示多路交错带来的控制回路交互及潜在的不稳定性，有助于研发团队在设计阶段优化...
升压变换器共模传导发射滤波电感拓扑的综合分析
Comprehensive Analysis of Filter Inductor Topology on Common-Mode Conducted Emissions for the Boost Converter
Jared C. Helton · Andrew N. Lemmon · Aaron D. Brovont · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
随着半导体技术进步，电力电子变换器功率密度显著提升，但高频开关带来的共模传导发射问题日益突出。本文针对Boost变换器，深入研究了滤波电感拓扑对共模噪声的影响，为优化变换器电磁兼容性（EMC）设计提供了理论依据与建模方法。
解读: 该研究对于阳光电源的组串式光伏逆变器及储能PCS产品具有重要参考价值。随着公司产品向高功率密度和高开关频率演进，电磁干扰（EMI）控制成为设计难点。通过优化滤波电感拓扑，可有效降低共模噪声，减小EMI滤波器体积，从而进一步提升PowerTitan等储能系统及组串式逆变器的功率密度。建议研发团队在下一...
一种用于不平衡电网并网变流器的新型模型预测电流控制器
A New Model Predictive Current Controller for Grid-Connected Converters in Unbalanced Grids
Euan T. Andrew · Khaled H. Ahmed · Derrick Holliday · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
分布式能源常接入电压不平衡的低压配电网，导致输出有功功率产生二倍频纹波。本文提出了一种针对不平衡电网的新型模型预测电流控制器，旨在解决现有模型预测控制中变开关频率带来的问题。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器和集中式逆变器产品线具有重要价值。在弱电网或电压不平衡的工商业及地面光伏电站场景下，传统控制策略易导致功率波动和电流畸变。引入该新型模型预测控制（MPC）算法，可有效抑制二倍频功率纹波，提升逆变器在复杂电网环境下的电能质量和运行稳定性。建议研发团队评估该算法的计算复杂度...
高性能功率模块寄生参数表征的改进方法
Improved Methodology for Parasitic Characterization of High-Performance Power Modules
Brian T. DeBoi · Andrew N. Lemmon · Blake W. Nelson · Christopher D. New 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
随着宽禁带半导体技术的商业化，对多芯片功率模块内部寄生阻抗的精确表征需求日益增长。现有测量方法在处理具有极低寄生参数的高性能模块时精度不足，难以满足测量底噪要求。本文提出了一种改进的表征方法，旨在提升高频功率模块寄生参数提取的准确性。
解读: 该研究对于阳光电源的核心产品线（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器）至关重要。随着SiC和GaN等宽禁带器件在高性能功率模块中的广泛应用，寄生参数的精确表征直接决定了开关损耗、电压尖峰抑制及电磁兼容（EMC）设计的优劣。通过应用该改进方法，研发团队能更精准地优化模块封装结构，提...
永磁同步电机直接转矩控制策略的比较评估
Comparative Evaluation of Direct Torque Control Strategies for Permanent Magnet Synchronous Machines
Feng Niu · Bingsen Wang · Andrew S. Babel · Kui Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年2月
本文全面评估了永磁同步电机（PMSM）的多种直接转矩控制（DTC）策略，包括传统DTC、模型预测DTC和占空比调制DTC，并将其与磁场定向控制（FOC）进行了对比分析，评估了各策略的控制性能。
解读: 该研究涉及的PMSM控制策略对阳光电源的业务具有重要参考价值。在风电变流器产品线中，PMSM的高性能控制是实现高效风能捕获的关键；在储能系统（如PowerTitan）的电机驱动辅助系统或未来潜在的旋转设备集成中，模型预测控制（MPC）能显著提升动态响应速度和稳态精度。建议研发团队关注文中提到的占空比...
高性能碳化硅功率模块寄生参数分析的改进方法
Improved Methodology for Parasitic Analysis of High-Performance Silicon Carbide Power Modules
Brian T. DeBoi · Andrew N. Lemmon · Brice McPherson · Brandon Passmore · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
宽禁带半导体的高开关速度易在封装内部激发谐振，导致电压过冲及电磁干扰。本文提出了一种改进的有限元分析（FEA）方法，用于精确提取功率模块的寄生参数，从而优化器件几何结构并降低寄生效应，提升高性能功率模块的设计可靠性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心竞争力。随着公司组串式逆变器（如SG系列）及储能系统（如PowerTitan）向更高功率密度和更高开关频率演进，SiC器件的应用已成为提升效率的关键。该改进的寄生参数提取方法可显著优化功率模块的封装设计，有效抑制电压过冲，提升系统在极端工况下的电磁兼容性（EMC）与可靠...
基于开路电压法的热电发电机最大功率点跟踪变换器
Maximum Power Point Tracking Converter Based on the Open-Circuit Voltage Method for Thermoelectric Generators
Andrea Montecucco · Andrew R. Knox · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年2月
热电发电机（TEG）将热能转化为电能，其效率取决于温差及负载。本文探讨了利用电力电子变换器及最大功率点跟踪（MPPT）算法来优化TEG运行点的重要性，并重点研究了基于开路电压法的MPPT控制策略。
解读: 该文献探讨的开路电压法MPPT技术主要应用于热电转换领域。从阳光电源业务角度看，虽然目前核心产品线（光伏逆变器、储能系统）主要基于光伏特性（P-V曲线），但其MPPT控制逻辑与光伏阵列的寻优算法具有底层相似性。对于阳光电源的研发团队，该文提出的低功耗、高效率跟踪策略可作为技术储备，特别是在未来探索分...
基于高斯曲线拟合的宽禁带半导体开关损耗评估改进方法
Improved Methodology for Estimating Switching Losses of Wide-Bandgap Semiconductors Using Gaussian Curve Fitting
Briana M. Bryant · Andrew N. Lemmon · Brian T. DeBoi · Christopher D. New 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
准确评估开关损耗对宽禁带半导体硬开关应用至关重要。传统方法通过积分瞬时功率波形计算开关能量损耗，但存在测量误差等问题。本文提出一种基于高斯曲线拟合的改进方法，旨在更精确地评估半导体器件的开关损耗，提升电力电子系统的性能评估精度。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心竞争力。随着公司在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC等宽禁带器件，开关损耗的精准评估对于提升系统效率、优化散热设计及降低成本至关重要。该高斯拟合方法可集成至研发测试流程中，帮助工程师更准确地量化损耗，从而优化PWM控制...
基于GaN的高频高能量传输推挽式超声脉冲逆变器
GaN-Based High-Frequency High-Energy Delivery Transformer Push–Pull Inverter for Ultrasound Pulsing Application
Han Peng · Juan Sabate · Kieran Andrew Wall · John S. Glaser · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年8月
本文研究了一种用于超声治疗系统的高频高压脉冲发生器。针对治疗应用中对MHz级脉冲爆发及长持续时间的需求，提出了一种基于GaN器件的推挽式逆变拓扑。该设计有效解决了高压切换下的能量传输与高频响应难题，实现了高功率密度与高效率的脉冲驱动。
解读: 该文献探讨了GaN器件在高频高压脉冲应用中的拓扑设计，体现了宽禁带半导体在提升功率密度方面的潜力。虽然超声应用与阳光电源的核心业务（光伏/储能）存在差异，但其高频驱动技术对阳光电源的研发具有参考价值：1. 在户用光伏逆变器或小型化充电桩中，利用GaN提升开关频率以减小磁性元件体积；2. 在iSola...
通过功率模块底板电容的漏电流分析与抑制
Analysis and Cancellation of Leakage Current Through Power Module Baseplate Capacitance
Aaron D. Brovont · Andrew N. Lemmon · Christopher New · Blake W. Nelson 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
宽禁带半导体的高速开关特性会在功率模块底板产生显著的共模（CM）漏电流，导致电磁干扰问题。本文针对典型的碳化硅（SiC）半桥多芯片功率模块，从理论上分析了该共模行为，并提出了相应的抑制策略，旨在优化电力电子系统的电磁兼容性。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC功率模块以提升功率密度和效率，高频开关带来的共模漏电流问题日益突出。本文的研究对于优化逆变器及PCS的电磁兼容（EMC）设计至关重要。建议研发团队参考该理论模型，在模块封装设计阶段优化寄生电容布局，并在P...
屏蔽式120 kW感应无线电能传输系统的傅里叶分析与设计
Fourier Analysis and Design of a Shielded 120 kW Inductive Wireless System
Andrew Foote · Daniel Costinett · Ruediger Kusch · Mostak Mohammad 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文针对电动汽车大功率感应式无线电能传输（WPT）系统，提出了一种基于傅里叶分析法（FAM）的线圈设计方法。该方法旨在满足杂散磁场、功率等级、效率、对准容差及离地间隙等关键指标要求，通过优化线圈几何结构，有效提升了系统整体性能。
解读: 该文献探讨的大功率无线充电技术是电动汽车充电领域的前沿方向。虽然阳光电源目前的充电桩产品线以有线直流快充为主，但随着未来自动驾驶和智慧交通的发展，无线充电技术可能成为充电桩业务的差异化补充。FAM分析法在优化线圈几何结构和控制杂散磁场方面的研究，可为阳光电源在电力电子磁性元件设计、电磁兼容（EMC）...
纳米晶磁芯中的高频气隙损耗
High-Frequency Gap Losses in Nanocrystalline Cores
Yiren Wang · Gerardo Calderon-Lopez · Andrew J. Forsyth · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年6月
本文利用有限元分析研究了纳米晶电感磁芯在高频运行下的气隙损耗。研究发现，损耗主要集中在气隙区域，并探讨了损耗对关键设计参数和运行条件的依赖性。结果表明，此类磁芯中的气隙损耗显著，需在设计中重点考量以优化效率。
解读: 该研究对于阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中的高频电感设计具有重要指导意义。随着功率密度提升，高频化成为趋势，磁性元件的损耗优化直接影响整机效率与温升控制。建议研发团队在电感设计阶段引入该有限元仿真方法，精确评估气隙边缘效应带来的附加损耗，从而优...
模块化多电平变换器模型预测控制与级联控制的实验对比
Experimental Comparison of Model Predictive Control and Cascaded Control of the Modular Multilevel Converter
Jan Bocker · Benjamin Freudenberg · Andrew The · Sibylle Dieckerhoff · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
本文评估了模块化多电平变换器（MMC）的两种控制方案。针对中压应用场景，研究了低子模块数量的MMC拓扑，并采用脉宽调制（PWM）技术。文中开发了一种模型预测控制（MPC）算法，并与基于传统方法的级联控制方案进行了实验对比。
解读: MMC技术是阳光电源在大功率中压光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）领域的重要技术储备。随着电网对电能质量及系统动态响应要求的提升，MPC算法凭借其快速的瞬态响应和多目标优化能力，在复杂电网环境下具有显著优势。建议研发团队关注该对比研究中MPC在低子模块数下的控制性能表现，将其优化...
采用冲击冷却和立体光刻技术的电力电子热管理设计多物理场优化
Multiphysics Optimization of Thermal Management Designs for Power Electronics Employing Impingement Cooling and Stereolithographic Printing
Mohammad Shawkat Zaman · Andrew Michalak · Miad Nasr · Carlos da Silva 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
针对电动汽车电力电子变换器，本文提出了一种多学科热管理设计方法。该方法利用遗传算法（GA）生成拓扑优化的几何结构，通过冲击冷却技术与立体光刻打印工艺，实现对变换器电性能与热性能的协同优化，以满足严苛的性能要求。
解读: 该研究关注电力电子系统的高效热管理与拓扑优化，对阳光电源的核心业务具有重要参考价值。在电动汽车充电桩及高功率密度光伏逆变器（如组串式逆变器）的开发中，散热设计是提升功率密度的瓶颈。通过引入冲击冷却与增材制造（立体光刻）技术，可显著降低功率模块结温，提升系统可靠性。建议研发团队在下一代高功率密度Pow...
纳米晶卷绕磁芯气隙损耗的抑制
Mitigation of Gap Losses in Nanocrystalline Tape-Wound Cores
Gerardo Calderon-Lopez · Yiren Wang · Andrew J. Forsyth · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
本文提出了一种分体式磁芯技术，旨在抑制高频纳米晶磁芯中的气隙损耗，从而显著减小受热限制设计的体积。通过有限元分析研究了气隙损耗与磁芯宽度D的非线性依赖关系（损耗∝D^α），在10-200 kHz频率范围内，α保持近似恒定。
解读: 该研究针对高频磁性元件的损耗优化，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。随着功率密度要求的不断提升，磁性元件的体积与热管理成为设计瓶颈。该文提出的分体式磁芯技术及损耗建模方法，可指导研发团队在进行高频磁集成设计时，更精准地评估气隙损...
电力变换器应用中组件间热相互作用分析
An Analysis of the Thermal Interaction Between Components in Power Converter Applications
Mohammad Shahjalal · Md Rishad Ahmed · Hua Lu · Chris Bailey 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
准确预测半导体器件温度对电力电子变换器设计至关重要。传统RC热模型在特定边界条件下具有一定预测能力，但难以满足可靠性分析的高精度要求。本文旨在通过分析组件间的热相互作用，提升热模型的准确性，为电力电子系统的可靠性设计提供理论支撑。
解读: 热设计是阳光电源光伏逆变器（如组串式SG系列）及储能系统（如PowerTitan液冷系统）的核心竞争力。该研究提出的组件间热耦合分析方法，能有效优化功率模块的布局与散热设计，提升高功率密度产品在极端环境下的可靠性。建议研发团队将此分析方法集成至iSolarCloud智能运维平台的数字孪生模型中，通过...
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