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拓扑与电路 DC-DC变换器 LLC谐振 多电平 ★ 5.0

一种模块化多电平谐振DC-DC变换器

A Modular Multilevel Resonant DC–DC Converter

Shuai Shao · Yucen Li · Jing Sheng · Chushan Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月

本文提出了一种模块化多电平谐振(MMR)DC-DC变换器及其调制与控制策略。该变换器结合了模块化多电平变换器(MMC)与LLC谐振变换器的优势,具备高电压承受能力、易于实现故障容错运行及软开关特性,且能在宽输入电压范围内实现输出电压调节。

解读: 该技术对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高直流侧电压(1500V及以上)演进,传统的两电平或三电平拓扑面临器件耐压限制。MMR拓扑通过模块化设计有效降低了单管电压应力,并结合LLC的软开关特性提升了系统效率。建议研发团队关...

拓扑与电路 储能变流器PCS 功率模块 多物理场耦合 ★ 4.0

中压高频变压器高压绕组内部电场屏蔽结构

High Voltage Winding Internal Electric Field Shielding Structure for Medium Voltage High Frequency Transformers

Rui Lu · Jianxiong Yu · Chengmin Li · Chushan Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月

本文针对模块化级联中压固态变压器中的中压高频变压器,提出了一种高压绕组内部电场屏蔽层。该结构在不破坏利兹线绝缘层的前提下,通过半导体层和非闭合铜箔螺旋的电气连接,有效屏蔽了高电场,优化了变压器内部电场分布,提升了高频变压器的绝缘可靠性。

解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan系列)及中压并网方案具有重要参考价值。随着储能系统向高压化、高功率密度方向发展,高频变压器作为核心磁性元件,其绝缘设计直接影响系统的可靠性与体积。该屏蔽结构能有效解决高压绕组局部电场集中问题,有助于减小变压器体积,提升功率密度。建议研发团队在下一代中...

拓扑与电路 DC-DC变换器 SiC器件 宽禁带半导体 ★ 4.0

采用串联SiC MOSFET的中压软开关DC/DC变换器

Medium Voltage Soft-Switching DC/DC Converter With Series-Connected SiC MOSFETs

Zhebie Lu · Chengmin Li · Ankang Zhu · Haoze Luo 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月

针对数据中心配电系统,传统工频变压器体积大且效率低。本文研究了基于串联SiC MOSFET的中压软开关DC/DC变换器,旨在克服传统多单元固态变压器(SST)架构的局限性,通过高压器件应用提升单级变换器的功率密度与转换效率。

解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan系列)及大功率光伏逆变器具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高直流电压等级(如1500V甚至更高)演进,利用SiC器件的串联技术可有效提升变换器功率密度并降低损耗。建议研发团队关注该拓扑在大型储能PCS中的应用,以减少变压器体积,优化系统集成度。...

功率器件技术 SiC器件 宽禁带半导体 可靠性分析 ★ 5.0

基于温度敏感光学参数

TSOP)的SiC功率MOSFET在线结温提取

Chengmin Li · Haoze Luo · Chushan Li · Wuhua Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月

准确获取SiC功率MOSFET的结温对于保障设备安全运行及可靠性评估至关重要。本文提出了一种基于SiC体二极管电致发光现象的在线结温提取方法。研究发现,在体二极管正向导通期间,器件会发出可见蓝光,其强度与结温具有相关性,可用于实现非接触式在线结温监测。

解读: 该技术对阳光电源的核心产品线(如组串式光伏逆变器、PowerTitan储能系统、风电变流器)具有极高的应用价值。随着公司产品向高功率密度、高效率方向演进,SiC器件的应用日益广泛。该TSOP方法提供了一种非侵入式的在线结温监测手段,能够显著提升逆变器及PCS在极端工况下的热管理精度,优化过温保护策略...

功率器件技术 SiC器件 功率模块 宽禁带半导体 ★ 5.0

一种用于串联SiC MOSFET主动电压平衡的耦合电感改进型RC缓冲电路

A Modified RC Snubber With Coupled Inductor for Active Voltage Balancing of Series-Connected SiC MOSFETs

Chengmin Li · Saizhen Chen · Haoze Luo · Chushan Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月

SiC MOSFET串联是提升器件阻断电压的有效方案,但动态电压平衡是其面临的核心挑战。本文提出了一种简单、快速且经济的动态电压平衡电路,通过耦合电感改进型RC缓冲器,有效抑制了串联SiC MOSFET间的电压不平衡问题。

解读: 该技术对阳光电源的高压组串式逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)具有重要意义。随着光伏系统向1500V甚至更高电压等级演进,SiC器件的应用日益广泛。通过该改进型RC缓冲电路,可有效解决多管串联时的动态均压难题,提升系统在高压工况下的可靠性,降低对器件筛选一致性的严苛要求,从而降低系统...

拓扑与电路 三电平 故障诊断 可靠性分析 ★ 4.0

基于级联Vienna前端的固态变压器增强型容错运行策略

Enhanced Fault-Tolerant Operation Strategy for Cascaded Vienna Front-End Based Solid-State Transformer

Lin Zhu · Chushan Li · Huan Yang · Wuhua Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月

基于Vienna单元的固态变压器(SST)具有器件数量少、功率密度高等优势,适用于超级充电站及数据中心不间断电源。然而,SST中大量的开关器件增加了故障风险。本文提出了一种增强型容错运行策略,通过优化旁路逻辑,在降低额外硬件成本的同时提升了系统的可靠性。

解读: 该研究关注的固态变压器(SST)技术与阳光电源的超级充电站及数据中心储能业务高度契合。Vienna整流拓扑在提升功率密度方面具有显著优势,而其提出的容错策略对于提升阳光电源PowerTitan系列储能系统及大功率充电桩在极端工况下的可靠性具有重要参考价值。建议研发团队关注该容错控制逻辑,以优化现有P...

拓扑与电路 SiC器件 三电平 空间矢量调制SVPWM ★ 4.0

面向中压高速驱动系统的SiC与Si混合ANPC变换器空间矢量调制

Space Vector Modulation for SiC and Si Hybrid ANPC Converter in Medium-Voltage High-Speed Drive System

Chushan Li · Rui Lu · Chengmin Li · Wuhua Li 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年4月

中压高速驱动在离心式压缩机和电气化交通领域应用前景广阔,但对变换器设计提出了严峻挑战。本文提出了一种SiC与Si混合ANPC变换器,通过深入研究该混合结构的本质,推导了适用于该拓扑的空间矢量调制策略,旨在优化系统效率并解决高频驱动下的设计难题。

解读: 该技术对阳光电源的集中式逆变器及大型储能PCS(如PowerTitan系列)具有重要参考价值。随着光储系统向高压化、高功率密度方向发展,SiC与Si混合ANPC拓扑能有效平衡成本与效率,降低开关损耗,提升系统整体转换效率。建议研发团队关注该混合调制策略,将其应用于高压大功率变流器设计中,以提升产品在...

控制与算法 PWM控制 并网逆变器 光伏逆变器 ★ 5.0

低载波比条件下用于稳定性与动态性能提升的相位校正比例谐振控制

Proportional Resonant Control With Phase Correction for Stability and Dynamics Enhancement Under Low Carrier Ratio Conditions

Ye Yan · Jintao Lei · Boxin Liu · Xin Xiang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月

本文研究了相位校正比例谐振(PCPR)电流控制器在低载波比条件下的应用。针对高功率变换器在低载波比下易出现的不稳定或动态性能差的问题,文章通过定制的双边伯德图(Bilateral Bode plots)分析,为控制器参数设计提供了理论指导,以提升系统的稳定性和动态响应能力。

解读: 该研究直接针对高功率变换器在低载波比下的控制难题,对阳光电源的核心业务具有极高的参考价值。在阳光电源的大功率组串式逆变器(如SG320HX)及大型储能系统(如PowerTitan系列)中,为了降低开关损耗,通常采用较低的开关频率,这会导致载波比降低,从而引发控制环路失稳。本文提出的相位校正策略及参数...

功率器件技术 SiC器件 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

考虑共源电感下SiC MOSFET消除串扰电压的高关断阻抗驱动器

High Off-State Impedance Gate Driver of SiC MOSFETs for Crosstalk Voltage Elimination Considering Common-Source Inductance

Chengmin Li · Zhebie Lu · Ying Chen · Chushan Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月

本文针对桥式电路中SiC MOSFET的栅源极串扰电压问题,分析了由栅漏电容和共源电感引起的电压分量。研究表明,抑制这两类串扰对关断栅极回路阻抗存在矛盾需求。文章提出了一种高关断阻抗驱动方案,有效解决了SiC器件在高频开关下的误导通问题,提升了功率变换器的可靠性。

解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有重要价值。随着公司组串式逆变器和PowerTitan系列储能PCS向更高功率密度和更高开关频率演进,SiC MOSFET的应用日益广泛,但其带来的串扰误导通风险是提升效率与可靠性的瓶颈。该研究提出的高关断阻抗驱动方案,可直接指导公司研发部门优化SiC驱动电路设计,有效...

拓扑与电路 多电平 可靠性分析 热仿真 ★ 3.0

过调制运行下混合模块化多电平变换器的主动热控制

Active Thermal Control for Hybrid Modular Multilevel Converter Under Overmodulation Operation

Jing Sheng · Heya Yang · Chushan Li · Min Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年4月

热管理对高功率变换器(尤其是HVDC系统)的可靠性与寿命至关重要。本文针对基于VSC的HVDC系统中的混合模块化多电平变换器(MMC),研究了其在过调制运行模式下的主动热控制策略,旨在提升系统在复杂工况下的运行可靠性与寿命。

解读: 该研究关注高压大功率变换器(MMC)的热管理与可靠性,这与阳光电源在大型地面电站及储能系统(如PowerTitan系列)中使用的电力电子技术有底层共性。虽然阳光电源目前主营业务以组串式逆变器和储能PCS为主,但随着公司向更高电压等级和更大功率密度发展,MMC拓扑及过调制下的热控制技术对于提升大型储能...

系统并网技术 微电网 并网逆变器 储能变流器PCS ★ 4.0

基于选定频率正反馈的直流微电网孤岛检测方法

Islanding Detection With Positive Feedback of Selected Frequency for DC Microgrid Systems

Qinghui Huang · Hongyi Chen · Xin Xiang · Chushan Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月

本文提出了一种利用公共连接点(PCC)电压振荡频率作为直流孤岛检测的新方法。通过在分布式电源中引入频率选择性电压正反馈,当孤岛事件发生时,PCC电压会在选定频率下振荡,从而实现快速、准确的孤岛检测。

解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及微电网解决方案具有重要意义。在直流微电网或储能并网场景中,孤岛检测是保障系统安全的核心功能。该方法通过频率正反馈实现主动检测,相比传统被动检测具有更高的可靠性和更短的响应时间,有助于提升阳光电源储能变流器(PCS)在复杂电网...

拓扑与电路 DAB SiC器件 双向DC-DC ★ 5.0

基于串联SiC MOSFET的中压双有源桥变换器分析与设计

Analysis and Design for Medium Voltage Dual Active Bridge Converter Based on Series-Connected SiC MOSFETs

Runtian Chen · Chushan Li · Heng Fang · Rui Lu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月

本文提出了一种基于串联SiC MOSFET的中压双有源桥(DAB)变换器,旨在实现器件间的低电压差与高效率。通过利用零电压开关(ZVS)特性,重新设计了串联SiC MOSFET的电压平衡缓冲电路,显著降低了缓冲电阻损耗,提升了变换器整体性能。

解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及中压光伏并网方案具有重要价值。随着储能系统向高压化、大功率化发展,通过串联SiC MOSFET实现中压DAB变换器,可有效简化系统拓扑,减少对复杂多电平结构的依赖,并提升功率密度与转换效率。建议研发团队关注该电压平衡控制策略...

功率器件技术 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 4.0

基于拖尾电流动力学物理描述的串联FS-IGBT电压不平衡建模与分析

Modeling and Analysis of Voltage Imbalance in Series-Connected FS-IGBTs Based on Physical Description of Tail-Current Dynamics

Xianzhe Bao · Chushan Li · Yunfei Xu · Guoliang Zhao 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月

串联IGBT在关断过程中因拖尾电流差异产生二次电压不平衡。现有模型往往简化了载流子传输与复合等物理过程,导致对拖尾电流描述不准。本文提出了一种基于物理描述的建模方法,旨在更准确地表征电压不平衡现象,为高压功率器件的串联应用提供理论支撑。

解读: 该研究对于阳光电源在高压集中式光伏逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)中的功率模块设计具有重要参考价值。在超高压应用场景下,IGBT串联技术是提升系统电压等级的关键,而电压不平衡直接影响器件的可靠性与寿命。通过深入理解拖尾电流的物理机制,研发团队可以优化驱动电路设计及均压控制策略,从而...

拓扑与电路 储能变流器PCS 功率模块 多物理场耦合 ★ 4.0

一种具有更低涡流损耗的中压高频变压器绕组内部屏蔽结构改进

An Improved High Voltage Winding Internal Shielding Structure With Lower Eddy Loss for Medium Voltage High-Frequency Transformer

Rui Lu · Chushan Li · Jianxiong Yu · Yinan Yao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月

本文针对高功率密度中压高频变压器,研究了电场屏蔽结构对高频附加损耗的影响。传统屏蔽结构虽能优化电场分布,但会引入涡流损耗。文章提出了一种改进的内部屏蔽结构,在保证绝缘性能的同时,有效降低了绕组的高频涡流损耗,提升了变压器整体效率。

解读: 该研究对于阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及中压组串式逆变器具有重要参考价值。随着光储系统向更高电压等级(如1500V及以上)和更高功率密度发展,高频变压器作为核心磁性元件,其绝缘设计与损耗控制直接影响系统效率与可靠性。该改进的屏蔽结构能有效平衡电场应力与高频涡...

拓扑与电路 DC-DC变换器 多电平 储能变流器PCS ★ 4.0

面向中压应用且具备宽输入范围与宽负载条件的模块化多电平谐振DC-DC变换器高效运行研究

High-Efficient Operation for Modular Multilevel Resonant DC–DC Converters in Medium Voltage Applications With Wide Input Range and Wide Load Condition

Jing Sheng · Xin Xiang · Boliang Li · Rui Lu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月

模块化多电平谐振DC-DC变换器(MMRDC)在中压应用中极具潜力,但面临宽输入范围和宽负载条件下难以保持高效运行的挑战。本文详细综述了MMRDC的电压控制维度及其工作原理,旨在优化其在复杂工况下的转换效率与性能表现。

解读: 该研究聚焦于中压大功率DC-DC变换技术,对阳光电源的PowerTitan系列大型储能系统及集中式光伏逆变器具有重要参考价值。随着储能系统向高压化、大容量化发展,MMRDC拓扑有助于提升系统功率密度并降低开关损耗。建议研发团队关注该文提出的电压控制策略,以优化PowerStack等储能变流器在宽电压...

拓扑与电路 DC-DC变换器 多电平 储能变流器PCS ★ 4.0

面向中压宽输入范围直流变换应用的多电平谐振直流变换器控制优化

Control Optimization of Modular Multilevel Resonant DC Converters for Wide-Input-Range MVdc to LVdc Applications

Jing Sheng · Cong Chen · Rui Lu · Chushan Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月

本文研究了用于中压宽输入范围应用的多电平谐振直流变换器(MMRDC)的输出电压控制策略。详细探讨了开关频率调节和调制指数调节的可行性及其影响,发现开关频率的选择对电压应力具有显著影响。

解读: 该研究针对中压宽输入范围的直流变换技术,对阳光电源的储能系统(如PowerTitan系列)及未来高压直流耦合架构具有重要参考价值。随着储能系统向更高电压等级(如1500V及以上)发展,MMRDC拓扑能有效降低功率器件的电压应力并提升变换效率。建议研发团队关注该控制策略在宽电压范围下的动态响应优化,以...

拓扑与电路 SiC器件 三电平 PFC整流 ★ 5.0

一种SiC MOSFET与Si二极管混合的三相大功率三电平整流器

An SiC MOSFET and Si Diode Hybrid Three-Phase High-Power Three-Level Rectifier

Chushan Li · Qing-xin Guan · Jintao Lei · Chengmin Li 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年7月

本文提出了一种高效且低成本的混合三相三电平整流器。通过利用宽禁带器件(SiC MOSFET)与硅基器件的混合配置,在提升功率密度和效率的同时,有效解决了全SiC方案成本过高的问题,为大功率电力电子变换器提供了更具经济性的设计方案。

解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及大功率储能变流器(PCS)具有重要参考价值。在追求高功率密度的同时,成本控制是产品竞争力的核心。该混合拓扑方案通过SiC与Si器件的优化组合,能够在保证高效率的前提下降低BOM成本,非常适合应用于PowerTitan等大功率储能系统及大型地面光伏逆变器。建议研发团队评...

拓扑与电路 DC-DC变换器 多电平 ★ 3.0

中压直流系统自供电级联谐振开关电容电源的分析与建模

Analysis and Modeling of Self-Powered Cascaded Resonant Switched Capacitor Power Supply for Medium-Voltage DC Systems

Shengdao Ren · Chushan Li · Lin Zhu · Wuhua Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月

直流电网是配电网的未来趋势,但中压直流(MVdc)系统在实现高压输入、小功率输出的辅助电源设计时面临巨大挑战。本文提出了一种自供电级联谐振开关电容电源,旨在简化电路结构并优化控制算法,以满足MVdc母线对持续辅助供电的需求。

解读: 该技术主要针对中压直流(MVdc)配电网中的辅助电源设计,属于电力电子变换拓扑的前沿研究。对于阳光电源而言,该技术在当前主流的组串式/集中式光伏逆变器或PowerTitan储能系统中,主要应用于内部高压直流母线到低压控制电源的转换。其级联谐振开关电容拓扑有助于提升辅助电源的功率密度和效率,减少对传统...

拓扑与电路 DC-DC变换器 三电平 多电平 ★ 4.0

基于移相控制方案的模块化多电平DC/DC变换器及其在高压直流系统中的应用

Modular Multilevel DC/DC Converters With Phase-Shift Control Scheme for High-Voltage DC-Based Systems

Wuhua Li · Qun Jiang · Ye Mei · Chushan Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月

本文通过研究移相控制三电平DC/DC变换器的拓扑推导原理,提出了一种集成全桥变换器与三电平飞跨电容电路的模块化多电平DC/DC变换器,适用于高降压比和大功率直流系统。该拓扑有效降低了原侧开关管的电压应力。

解读: 该技术对于阳光电源的储能系统(如PowerTitan系列)及高压直流耦合应用具有重要参考价值。随着储能系统向更高电压等级(1500V甚至更高)演进,如何降低功率器件的电压应力并提升变换效率是核心挑战。该模块化多电平拓扑通过优化开关应力,有助于提升大功率储能PCS的功率密度与可靠性。建议研发团队关注该...

拓扑与电路 SiC器件 三相逆变器 多电平 ★ 4.0

一种具有改进调制方案的硅/碳化硅混合五电平有源中点钳位逆变器

A Si/SiC Hybrid Five-Level Active NPC Inverter With Improved Modulation Scheme

Li Zhang · Zhongshu Zheng · Chushan Li · Ping Ju 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月

本文提出了一种2-SiC混合五电平有源中点钳位(5L-ANPC)全桥逆变器。该方案通过结合硅基(Si)与碳化硅(SiC)功率器件,在性能与成本之间取得了平衡,旨在优化多电平逆变器的效率与功率密度,并提出了相应的改进调制策略。

解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及大型集中式逆变器产品线具有重要参考价值。通过采用Si/SiC混合拓扑,可以在不大幅增加成本的前提下,显著提升逆变器的转换效率和功率密度,这对于追求极致效率的PowerTitan储能变流器及新一代大功率光伏逆变器具有显著的竞争优势。建议研发团队评估该五电平拓扑在降低开关...

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