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并联交错三电平中点钳位逆变器的谐波建模、分析与抑制
Modeling, Analysis, and Reduction of Harmonics in Paralleled and Interleaved Three-Level Neutral Point Clamped Inverters With Space Vector Modulation
Ruirui Chen · Jiahao Niu · Handong Gui · Zheyu Zhang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年4月
三相三电平逆变器并联在工业应用中日益普及。本文针对采用空间矢量调制（SVM）的三电平中点钳位（NPC）逆变器，建立了谐波计算分析模型，并研究了交错角对直流侧、交流侧谐波及电磁干扰（EMI）的影响，为优化逆变器性能提供了理论依据。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心产品线，特别是大功率组串式逆变器和集中式逆变器。三电平NPC拓扑是目前光伏逆变器实现高效率和高功率密度的关键技术。通过对并联交错技术的谐波建模与优化，阳光电源可进一步提升大功率机型的输出电能质量，降低滤波器体积与EMI水平，从而优化系统成本。建议研发团队将该谐波分析模型集...
低温环境下电力电子元件综述
Review of Power Electronics Components at Cryogenic Temperatures
Handong Gui · Ruirui Chen · Jiahao Niu · Zheyu Zhang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
本文综述了低温环境对电力电子系统各部件的影响，包括硅基及宽禁带半导体开关器件、集成电路及无源元件等。研究旨在为超导系统等低温应用场景下的电力电子系统设计提供理论支撑，探讨了极端温度对器件性能与可靠性的影响。
解读: 该研究探讨的低温电力电子技术目前主要应用于超导等前沿领域，与阳光电源现有的光伏逆变器、储能系统（如PowerTitan）及充电桩等常规环境产品线关联度较低。然而，随着未来极端环境（如高海拔、极寒地区）光储项目需求的增加，文中关于宽禁带半导体（SiC/GaN）在极端温度下的性能演变分析，可为公司研发团...
高频LLC谐振变换器中氮化镓器件的研究
Investigation of Gallium Nitride Devices in High-Frequency LLC Resonant Converters
Weimin Zhang · Fred Wang · Daniel J. Costinett · Leon M. Tolbert 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年1月
本文研究了氮化镓（GaN）器件在高频LLC谐振变换器中的应用优势。GaN器件凭借超快的开关速度和极低的导通电阻，能显著提升变换器效率。文中定量评估了GaN器件对变换器性能的优化潜力，并探讨了器件特性与变换器设计之间的关系。
解读: GaN作为第三代半导体技术，是阳光电源实现产品高功率密度和高效率的关键路径。在户用光伏逆变器及小型储能变流器（PCS）中，采用GaN器件替代传统硅基MOSFET，可显著减小磁性元件体积，提升整机功率密度，符合当前户用产品轻量化、小型化的趋势。建议研发团队重点关注GaN在高频LLC拓扑中的驱动电路设计...
面向航空应用的高功率高开关频率低温冷却逆变器研发
Development of High-Power High Switching Frequency Cryogenically Cooled Inverter for Aircraft Applications
Handong Gui · Zheyu Zhang · Ruirui Chen · Ren Ren 等13人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
为支持未来航空超导推进系统，本文研究了低温环境下的高功率、高开关频率电力电子技术。文章开发了一款40kW三电平有源中点钳位（ANPC）逆变器，实现了3kHz输出频率和140kHz开关频率，验证了低温冷却技术在提升功率密度和效率方面的潜力。
解读: 该研究涉及的三电平ANPC拓扑及高频化设计，对阳光电源的组串式逆变器和PowerTitan储能变流器具有参考价值。虽然航空低温应用场景特殊，但其高功率密度设计思路可优化现有产品的散热布局与功率模块选型。建议关注其在高频开关下的损耗模型及低温热管理技术，这有助于提升阳光电源在极端环境（如高海拔、高寒地...
基于模型的碳化硅电压源变流器死区时间优化
Model-Based Dead Time Optimization for Voltage-Source Converters Utilizing Silicon Carbide Semiconductors
Zheyu Zhang · Haifeng Lu · Daniel J. Costinett · Fred Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年11月
死区时间对电压源变流器的可靠性、电能质量及效率影响显著。针对碳化硅（SiC）器件，其关断时间受运行工况（轻载与满载差异超5倍）及感性负载特性（电机与电感差异超2倍）影响极大。本文提出一种基于模型的死区时间优化方法，旨在解决SiC器件在高频开关下的额外能量损耗及非线性特性问题。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。随着公司在组串式光伏逆变器（如SG系列）及储能变流器（如PowerTitan、ST系列）中大规模应用SiC功率模块，如何精准优化死区时间以提升系统效率并降低谐波畸变至关重要。SiC器件的高开关频率特性使得死区效应更加显著，该模型化方法可直接指导研发团队...
PWM逆变器驱动感应电机中SiC器件开关性能评估
Evaluation of Switching Performance of SiC Devices in PWM Inverter-Fed Induction Motor Drives
Zheyu Zhang · Fred Wang · Leon M. Tolbert · Benjamin J. Blalock 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年10月
双脉冲测试（DPT）是评估SiC器件开关特性的标准方法。然而，在PWM逆变器驱动感应电机的实际应用中，SiC器件的开关性能往往劣于DPT测试结果，表现为开关速度变慢、损耗增加及寄生振荡加剧。本文深入探讨了导致这种差异的原因及影响机制。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线（如组串式光伏逆变器、PowerTitan储能变流器及风电变流器）具有重要指导意义。随着公司产品向高功率密度和高效率演进，SiC器件的应用已成主流。研究指出的实际工况（如电机驱动或长线缆并网）下寄生参数对SiC性能的影响，提示研发团队在进行逆变器设计时，不能仅依赖器件手册...
三电平有源中点钳位
ANPC）变换器中多回路相关器件过电压的建模与抑制
Handong Gui · Ruirui Chen · Zheyu Zhang · Jiahao Niu 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
本文建立了三电平有源中点钳位（3L-ANPC）变换器中与两个回路相关的器件漏源极过电压分析模型。考虑了非线性器件输出电容，详细研究了两种常见的调制方法。结果表明，工频开关器件通常具有较高的过电压。
解读: 3L-ANPC拓扑是阳光电源大功率组串式逆变器及集中式逆变器提升效率和功率密度的核心技术路径。该文献提出的过电压建模方法，对于优化逆变器功率模块的开关过程、降低电压尖峰具有重要指导意义。在阳光电源的产品开发中，应用此模型可有效提升IGBT/SiC模块的可靠性，优化驱动电路设计，从而在保证高效率的同时...
数据中心高压负载点变换器半桥倍流软开关方法
Load-Dependent Soft-Switching Method of Half-Bridge Current Doubler for High-Voltage Point-of-Load Converter in Data Center Power Supplies
Yutian Cui · Fei Yang · Leon M. Tolbert · Daniel J. Costinett 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年4月
随着数据中心能耗激增，本文提出一种输入串联输出并联（ISOP）架构的高压负载点（HV POL）变换器，实现400V转1V的单级高效转换。研究重点在于对称控制的半桥倍流电路，通过负载相关的软开关技术，有效提升了高功率密度下的转换效率。
解读: 该技术主要针对数据中心高压直流供电场景，虽然与阳光电源目前核心的光伏和储能业务存在差异，但其高效率DC-DC变换技术对阳光电源的iSolarCloud数据中心电源模块及未来电力电子产品研发具有参考价值。特别是其单级高压转换架构，可为公司在工商业储能系统中的高压DC-DC变换器设计提供拓扑优化思路，有...
宽禁带器件特性表征的新型实践课程
A New Hands-On Course in Characterization of Wide-Bandgap Devices
Zheyu Zhang · Leon M. Tolbert · Daniel Costinett · Fei Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
随着宽禁带（WBG）器件从利基市场走向主流，培养相关领域人才至关重要。本文介绍了一门针对WBG器件特性表征的实践课程，通过“讲座-仿真-实验”相结合的教学模式，旨在帮助工程师掌握WBG技术的核心基础，推动该领域的持续发展。
解读: 宽禁带半导体（SiC/GaN）是阳光电源提升逆变器功率密度与效率的核心技术路径。目前，公司在组串式逆变器（如SG系列）及储能PCS（如PowerTitan）中已广泛应用SiC器件。该文献强调的器件特性表征方法，对于公司研发部门优化功率模块的开关损耗、热管理及驱动电路设计具有直接参考价值。建议研发团队...
基于智能驱动的SiC功率器件结温在线监测
Online Junction Temperature Monitoring Using Intelligent Gate Drive for SiC Power Devices
Zheyu Zhang · Jacob Dyer · Xuanlyu Wu · Fei Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月
结温是电力电子变换器设计、运行及健康状态评估的关键参数。相比硅基器件，碳化硅（SiC）器件因材料与封装工艺的成熟度问题，其结温监测对可靠性保障尤为重要。本文提出了一种基于智能栅极驱动的实用化结温在线监测方案。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统具有极高价值。随着SiC器件在高效能逆变器和PCS中的广泛应用，结温的精准在线监测能显著提升系统可靠性，优化热设计余量，从而实现更紧凑的功率密度设计。建议研发团队将此智能驱动方案集成至iSolarCloud智能运维平台...
用于SiC器件快速开关与串扰抑制的智能栅极驱动
Intelligent Gate Drive for Fast Switching and Crosstalk Suppression of SiC Devices
Zheyu Zhang · Jeffery Dix · Fei Fred Wang · Benjamin J. Blalock 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年12月
本文提出了一种用于碳化硅（SiC）器件的智能栅极驱动方案，旨在充分发挥其在桥式电路配置中的高开关速度潜力。通过引入包含两个辅助晶体管和两个二极管的栅极辅助电路，该方案能够主动控制桥臂中两个器件的栅极电压和栅极回路阻抗，从而有效抑制串扰并提升开关性能。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器和PowerTitan系列储能PCS向高功率密度和高效率演进，SiC器件的应用已成为提升系统效率的关键。该智能驱动技术能有效解决SiC在高频切换下的电压尖峰与串扰问题，有助于优化逆变器及PCS的散热设计，减小磁性元件体积。建议研发团队关注该主动栅极控制策略，将其集成至下一代高...
宽禁带器件动态特性表征方法
Methodology for Wide Band-Gap Device Dynamic Characterization
Zheyu Zhang · Ben Guo · Fei Fred Wang · Edward A. Jones 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年12月
双脉冲测试（DPT）是评估功率器件动态特性的主流方法。针对宽禁带（WBG）器件的高开关速度特性，测试结果对电压与电流的对齐精度高度敏感。此外，由Cdv/dt引起的直通电流（串扰）会显著影响非工作管的开关损耗，本文旨在优化相关测试方法。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器和PowerTitan储能系统中大规模应用SiC MOSFET，器件的高频开关特性对系统效率和电磁兼容性至关重要。本文提出的高精度动态表征方法，能有效解决宽禁带器件在快速开关过程中的测量误差及串扰问题，有助于提升研发团队对功率模块损耗评估的准确性。建议将该方法集成至公司功率...
一种集成基于绝缘体上硅
SOI）栅极驱动的高温碳化硅
Zhiqiang Wang · Xiaojie Shi · Leon M. Tolbert · Fei Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年3月
本文提出了一种用于高温、高功率密度应用的高集成度碳化硅（SiC）MOSFET功率模块。设计并制造了一种可在200°C环境温度下工作的基于绝缘体上硅（SOI）的栅极驱动器，并测试了其在不同温度下的驱动电流能力。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的战略价值。随着光伏逆变器和储能变流器（如PowerTitan、ST系列PCS）向更高功率密度和更小体积演进，高温运行能力是提升系统集成度的关键。SOI基栅极驱动技术能够有效解决SiC器件在高温环境下的驱动可靠性问题，有助于阳光电源在极端工况下提升逆变器效率并简化...
碳化硅功率MOSFET的温度相关短路能力
Temperature-Dependent Short-Circuit Capability of Silicon Carbide Power MOSFETs
Zhiqiang Wang · Xiaojie Shi · Leon M. Tolbert · Fred Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年2月
本文对当前商用碳化硅（SiC）MOSFET的短路耐受能力进行了全面评估与数值研究。在25至200°C的壳温及400至750V的直流母线电压条件下，对三种1200V SiC MOSFET进行了测试，揭示了其短路性能随温度变化的规律，为功率器件的可靠性设计提供了关键数据支持。
解读: SiC器件是阳光电源提升光伏逆变器和储能PCS功率密度与效率的核心技术。该研究揭示了SiC MOSFET在高温及高压下的短路失效机理，对阳光电源优化组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统的驱动保护电路设计至关重要。建议研发团队利用该结论改进短路保护逻辑，在保证高功率密度的同...