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高性能功率因数校正电路中线性与非线性前馈控制器的设计与实现
Design and Implementation of Linear and Nonlinear Feedforward Controllers for High-Performance Power Factor Corrected Circuits
Tian-Hua Liu · Yu-Cheng Song · Woei-Luen Chen · IET Power Electronics · 2025年2月 · Vol.18
本文研究了用于高性能功率因数校正电路的前馈控制器设计与实现，涵盖线性与非线性控制器。通过分析输入电压扰动对系统动态响应的影响，提出了相应的前馈补偿策略，以提升系统的抗干扰能力与动态性能。在线性前馈控制基础上，进一步引入非线性前馈结构，有效改善大信号工况下的稳定性与响应速度。实验结果表明，所设计的前馈控制器显著提高了功率因数、降低了输入电流畸变，并增强了系统在宽负载与输入电压变化范围内的鲁棒性。
解读: 该前馈控制技术对阳光电源功率因数校正环节具有重要应用价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器的AC-DC整流级，线性与非线性前馈控制可显著提升电网电压波动下的动态响应速度，降低输入电流THD至<3%，满足IEEE 1547并网标准。对车载OBC充电机，该技术可在宽输入电压范围（85-265VAC）内保...
具有增强输出电流调节和效率的新型开关电感功率变换器开发与分析
Development and Analysis of a Novel Switched-Inductor Power Converter with Enhanced Output Current Regulation and Efficiency
Teke Hua · Xiaolin Wang · Ka-wing Kevin Chan · K. W. Cheng · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
基于开关电感SI单元开发了一种具有连续可调能力的新型开关电感功率变换器SIPC。与先前具有固定电流转换比的SIPC相比，所提变换器不仅可通过改变SI单元数量调节输出电流，还可实现输出电流的连续调节。该能力显著增强了输出电流调节的自由度，使所提SIPC更有利于电流转换应用。此外元件的寄生电容可与开关电感一起利用形成谐振槽以实现高电压应力开关的ZVS功能，促进紧凑性和效率。详细分析了工作原理、扩展和设计。通过仿真和实验结果验证了所提SIPC的可行性和性能。
解读: 该开关电感变换器研究对阳光电源DC-DC变换器技术创新有重要参考价值。连续可调输出电流和增强调节自由度的特性可应用于阳光PowerTitan储能系统的模块化双向DC-DC变换器，实现灵活的功率分配。利用寄生电容形成谐振槽实现ZVS的设计思路为阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的软开关技术提供...
考虑尾流延迟特性的海上风电场LPV模型预测控制
LPV Model Predictive Control for Offshore Wind Farms Considering Wake Delay Characteristics
Yang Liu · Jiahao Lin · Ling-ling Huang · Cheng Hua 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月
大规模海上风电场中显著的尾流效应要求充分考虑其延迟特性，而该特性在控制中常被忽视。针对尾流动态演化与风机控制模型参数变化之间的耦合问题，本文提出一种考虑尾流延迟特性的线性参数可变（LPV）模型预测控制方法。通过构建准稳态尾流模型，将尾流延迟特性融入风电场LPV模型，并结合两阶段降维策略简化计算，协同优化疲劳损伤均衡与发电量提升。16台风机的仿真结果表明，所建模型能准确描述尾流延迟的空间分布，所提控制方法在风速风向动态变化下有效捕捉机组间风速延迟与波动特性，显著提高发电量并降低疲劳应力，且相比静态...
解读: 该研究的尾流延迟LPV模型预测控制技术对阳光电源的储能和风电产品具有重要参考价值。首先，其动态建模方法可优化ST系列储能变流器的功率预测算法，提升大型储能电站的调度效率。其次，文中的疲劳损伤均衡策略可应用于PowerTitan系统的电池管理，延长储能设备寿命。此外，该控制方法在处理多设备耦合方面的创...
一种基于机器学习的光伏系统在复杂局部遮阴条件下的全局最大功率点跟踪技术
A Machine Learning-Based Global Maximum Power Point Tracking Technique for a Photovoltaic Generation System Under Complicated Partially Shaded Conditions
Yi-Hua Liu · Yu-Shan Cheng · Yu-Chih Huang · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年12月
在局部遮阴条件下，光伏系统输出功率与电压关系呈多峰特性，导致全局最大功率点（GMPP）追踪困难。本文提出一种基于机器学习的两阶段GMPPT方法：第一阶段采用回归树预测GMPP大致位置，第二阶段利用α-扰动观察法精确捕获GMPP。通过建立仿真平台生成训练数据，优化并集成回归树模型。在252种遮阴模式下，平均跟踪损耗为2.13 W，平均响应时间0.11秒，准确识别出244种情况下的GMPP区间。实验结果表明，该方法在追踪精度和速度上均优于五种先进方法。
解读: 该机器学习GMPPT技术对阳光电源SG系列光伏逆变器的MPPT算法优化具有重要应用价值。当前SG逆变器在复杂遮阴场景下的多峰功率曲线处理仍依赖传统扰动观察法，易陷入局部最优。该研究提出的回归树+α-扰动观察两阶段方法，可将平均响应时间缩短至0.11秒，跟踪损耗降至2.13W，显著优于现有方案。建议将...
非对称微腔增强彩色半透明钙钛矿太阳能电池的光利用
Asymmetric microcavity to enhance light utilization in colorful semitransparent perovskite solar cells
Zerong Liab · Buchao Chena · Lingen Yao · Chuan Liab 等10人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.298
摘要 彩色半透明钙钛矿太阳能电池（PSCs）作为集成光伏应用中的有吸引力的选择正逐渐兴起，其中高效的光管理至关重要。在本研究中，提出了一种基于金属/氧化物/金属（MOM）结构的非对称法布里-珀罗（F-P）微腔创新方法，该结构由底层银（b-Ag）层、氧化钼（MoO_x）、以及顶层银（t-Ag）层组成。理论与实验结果表明，相较于对称MOM结构，具有较厚b-Ag层的非对称MOM结构表现出更高的反射率、更低的寄生吸收以及保持良好的透射率。本文从损耗指数和有效阻抗的角度初步探讨了MOM微腔光学特性的内在机...
解读: 该非对称微腔钝化技术为阳光电源SG系列光伏逆变器的组件端优化提供新思路。通过Metal/Oxide/Metal结构实现的光管理机制,可提升半透明光伏组件的量子利用效率至81.9%,这与我们1500V系统的MPPT优化技术形成协同。其降低寄生吸收、增强反射率的设计理念,可应用于建筑一体化BIPV场景,...
原位生长金/金纳米棒/石墨烯纳米片增强型相变材料具有优异的光热转换与除冰性能
In-situ gold/gold nanorods/graphene nanoplatelets-enhanced phase change materials with superior solar thermal conversion and deicing capability
Ruijin Fana · Heng Wanga · Cheng Tana · Yong Yua 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.339
摘要 利用相变材料的太阳能光热转换与储存技术因其卓越的能量存储能力和可逆性，在满足未来能源需求和缓解能源供需不平衡方面展现出广阔前景。然而，如何有效提升光热转换性能并巧妙利用光热能量仍是当前面临的重要挑战。本文通过在石墨烯纳米片上原位生长金和金纳米棒，构建了复合光热填料，赋予相变材料优异的太阳能热转换特性，并提出了一种创新的家用供水系统光热除冰方法。形貌与结构分析证实了该杂化纳米填料的成功原位合成，其诱导产生双峰局域表面等离子体共振效应，拓宽了光谱吸收范围，使相变复合材料的光吸收能力提升了35....
解读: 该金纳米增强相变储能技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。其82.8%光热转换效率和45.7%储热效率可启发PowerTitan储能系统的热管理优化,特别是在极寒环境下的电池预热和除冰场景。混合纳米填料的宽光谱吸收特性可与ST系列PCS的温控系统协同,提升储能柜在低温工况下的充放电性能。该相变复合...
基于多功能MoOx/TiON层的高存储、低变异性、低功耗读写后读取超晶格HfO2/ZrO2铁电场效应晶体管存储器件
High-Storage, Low-Variability, and Low-Power Read-After-Write Superlattice HfO2/ZrO2 FeFET Memory Device by Using a Multifunctional MoOx/TiON Layer
Zheng-Kai Chen · Miau-Hua Hsiung · Zi-Rong Huang · Sheng-Min Wang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
在本研究中，我们提出了一种与现有商用半导体器件完全兼容的多功能栅极氧化物铁电晶体管技术。与单电极不同，该电极采用了 TiN/Mo（30 纳米）/TiN 阻挡层（BL - TiN）（2.5 纳米）结构，其绝缘体由埃级层叠的 HfO₂/ZrO₂ 结构组成，每层厚度为 6.5 埃。基于界面态密度（$D_{\text {it}}$）和 X 射线光电子能谱（XPS）结果，MoOx/TiOxNy 层的引入极大地抑制了金属 - 铁电体 - 绝缘体 - 半导体（MFIS）铁电场效应晶体管（FeFET）的电荷俘获...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于HfO2/ZrO2超晶格结构的铁电场效应晶体管（FeFET）存储技术虽然属于半导体存储领域，但其核心性能突破对我司光伏逆变器和储能系统的智能控制芯片具有重要的潜在应用价值。 该技术通过引入MoOx/TiOxNy多功能层实现的三大技术突破与我司产品需求高度契合：首先...