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背照式CMOS光伏器件中近红外光反射与屏蔽结构的研究
Investigation of NIR Light Reflecting and Shielding Structures in Backside-Illuminated CMOS Photovoltaics for Dense Integration of Energy Source and Circuits
Minsung Kim · Sangmin Song · Hyunsoo Song · Younghoon Park 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月
本文研究了可在标准CMOS工艺中制备的背照式光伏（PV）单元，旨在提升能量转换效率并实现光伏单元与片上电源电路的高密度集成。通过利用多晶硅和金属层作为近红外（NIR）反射器与屏蔽层，延长NIR在PV中的光程，并支持在其上方垂直集成MIM电容。基于180 nm 1P6M CMOS工艺，实现了带有P-Si及金属光栅结构的硅p-n结PV单元，以及开关电容型DC-DC升压变换器、模拟基准和压控振荡器等电路。实验结果表明，带P-Si光栅与金属屏蔽层的PV单元在980 nm处的光电流密度提升了67%，且集成...
解读: 该背照式CMOS光伏集成技术对阳光电源智能功率模块设计具有重要启发价值。研究中的NIR光栅反射结构与垂直集成MIM电容方案，可应用于SG系列光伏逆变器和ST储能变流器的辅助供电模块，实现功率器件与控制电路的高密度集成。其DC-DC升压变换器与片上光伏单元的单芯片集成思路，可优化阳光电源SiC功率模块...
一种在不平衡电网下具有有功无功解耦控制及直流母线电压纹波抑制的三相四桥臂中点钳位光伏逆变器
A Three-Phase Four-Leg Neutral-Point-Clamped Photovoltaic Inverter With Decoupled Active and Reactive Power Control and DC-Link Voltage Ripple Minimization Under Unbalanced Grid Operation
Supratik Bhowmick · Debranjan Mukherjee · Tuhin S. Basu · Chandan Chakraborty · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
本文分析了一种应用于不平衡电网的三相四桥臂三电平中点钳位（NPC）光伏逆变器。通过三电平DC-DC升压变换器连接光伏源与直流母线，实现对直流侧电容电压的独立控制。文章提出了一种基于空间矢量控制的策略，有效实现了有功无功解耦控制，并显著降低了不平衡电网下的直流母线电压纹波。
解读: 该研究针对三相四桥臂NPC拓扑在不平衡电网下的控制优化，与阳光电源的核心产品线（特别是大功率组串式逆变器及集中式逆变器）高度契合。在复杂电网环境下，该控制策略能有效提升逆变器对电网电压不平衡的适应能力，降低直流侧纹波，从而延长电容寿命并提升系统可靠性。建议研发团队关注该拓扑在工业及大型地面电站场景下...
基于软Actor-Critic算法的强化学习控制器改进交错并联DC-DC升压变换器电压调节
Improving Voltage Regulation of Interleaved DC-DC Boost Converter via Soft Actor-Critic Algorithm Based Reinforcement Learning Controller
Jian Ye · Di Zhao · Xuewei Pan · Sinan Li 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
本文提出采用基于软Actor-Critic（SAC）算法的强化学习（RL）控制器作为三相交错并联DC-DC升压变换器的唯一主控制器，以提升输出电压的动态性能。阐述了最大熵学习的优势及SAC算法原理，给出了神经网络结构与奖励函数的设计方案。SAC智能体经离线训练后，在工作点处进行稳定性分析，并在物理平台上部署测试。与现有方法的对比表明，该方法显著提升了变换器的电压控制能力，且对参数、参考值及负载变化具有强鲁棒性。
解读: 该SAC强化学习控制技术对阳光电源DC-DC变换器产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，交错并联Boost拓扑广泛用于电池侧DC-DC升压环节，该方法可显著提升电压动态响应速度和参数鲁棒性，优化储能系统功率爬坡能力。在车载OBC充电机中，面对电池SOC变化和负载突变工况，SAC算法的最大熵学...
基于三态开关单元和耦合电感的非隔离高升压DC-DC变换器族
Family of Non-Isolated High Step-Up DC-DC Converters Based on Three-State Switching Cell
Tatiane Martins Oliveira · Alencar Franco De Souza · Guilherme Henrique Favaro Fuzato · Fernando Lessa Tofoli 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
提出基于三态开关单元(3SSC)和耦合电感的非隔离高升压DC-DC变换器族。与传统交错拓扑不同,该构型因3SSC自耦变压器具有固有均流能力。耦合电感在不需要高占空比下扩展电压增益,钳位电路回收漏感储能而不显著增加开关电压应力或元件数量。DC-DC升压变换器详细分析,48V/400V、50kHz、1kW实验样机在额定功率下效率达97.18%。
解读: 该三态开关高升压变换器技术对阳光电源储能DC-DC变换器设计有重要价值。3SSC固有均流特性可应用于ST储能变流器的DC-DC升压级,简化控制并提高可靠性。耦合电感扩展增益技术对PowerTitan储能系统的宽电压范围适应有借鉴意义。97.18%高效率和钳位电路漏感能量回收方案对阳光电源高功率密度变...
基于估计的鲁棒切换控制在DC-DC升压变换器中的应用
Estimation-Based Robust Switching Control of a DC-DC Boost Converter
Saif Ahmad · Ryan P. C. de Souza · Pauline Kergus · Zohra Kader 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月
本文针对直流 - 直流升压转换器提出了一种鲁棒切换控制设计技术。该技术允许转换器在因输入和负载参数扰动而产生的不确定平衡条件下运行。设计了一个参数估计器，用于实时更新切换控制器的平衡点。为了缓解与所设计的参数估计器相关的噪声放大问题，对估计误差注入项进行滤波，以在最终的估计值集合中实现所需的噪声抑制水平。为验证所提出方案的有效性，在仿真和实验平台上对所提出的控制设计进行了验证，并将其与基于脉宽调制（PWM）且带有积分作用的状态反馈控制进行了比较。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于估计的鲁棒开关控制技术对我们的核心产品线具有显著的应用价值。DC-DC变换器是光伏逆变器和储能系统中的关键功率变换单元，其控制性能直接影响系统效率和可靠性。 该技术的核心优势在于通过实时参数估计应对不确定性工况。在实际应用场景中，光伏输入电压随光照强度波动，储能系...
一种无电流传感器的DC-DC升压变换器输出电容在线ESR估计方法
An Online ESR Estimation Method for Output Capacitor of DC–DC Boost Converter Without Current Sensor
Chio-Hong Leong · Chi-Kong Wong · Chi-Seng Lam · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
铝电解电容器（AEC）作为一种高能量密度、低成本的储能元件，广泛应用于电力电子变换器中以稳定输出电压。然而，有报道称铝电解电容器是一种易损元件，会威胁电力电子变换器的可靠性。铝电解电容器的健康状态反映在其等效串联电阻（ESR）的变化上。因此，有必要监测铝电解电容器的等效串联电阻，以确保变换器的安全性和可靠性。本文提出了一种基于输出电压纹波信息、无需使用任何电流传感器的新型等效串联电阻在线估计方法，适用于直流 - 直流升压变换器的连续和不连续导通模式。该方法具有实施成本低、计算负担小和精度可接受的...
解读: 从阳光电源的业务场景来看，这项针对DC-DC升压变换器输出电容ESR在线估算的技术具有显著的工程应用价值。在我们的光伏逆变器和储能变流器产品中，铝电解电容作为直流母线支撑和输出滤波的核心器件，其健康状态直接影响系统可靠性。该论文提出的无电流传感器ESR估算方法，仅基于输出电压纹波信息即可实现连续和断...
DC-DC升压变换器的无模型预测控制：基于混合扩张状态观测器的传感器噪声抑制
Model-Free Predictive Control of DC–DC Boost Converters: Sensor Noise Suppression With Hybrid Extended State Observers
Oluleke Babayomi · Zhenbin Zhang · Zhen Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
DC-DC升压变换器广泛应用于光伏、风电及储能系统。模型预测控制（MPC）虽具备优异的多变量约束控制性能，但易受传感器噪声干扰。本文提出一种混合扩张状态观测器（HESO）方法，在实现无模型预测控制的同时，有效抑制了传感器噪声，提升了变换器在可再生能源接口中的控制鲁棒性与稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有高度价值。在光伏组串式逆变器（如SG系列）和储能变流器（如PowerTitan/PowerStack）中，DC-DC升压环节是实现最大功率点跟踪（MPPT）和直流侧电压调节的关键。传统的MPC算法对传感器噪声敏感，在复杂电网环境下易导致控制抖动。本文提出的混合扩张状态观...
数字峰值电流模式控制DC-DC升压变换器的电流跟踪延迟效应最小化
Current Tracking Delay Effect Minimization for Digital Peak Current Mode Control of DC–DC Boost Converter
Xiaofeng Zhang · Run Min · Dian Lyu · Donglai Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年12月
数字峰值电流模式（DPCM）控制广泛应用于连续电流模式的DC-DC变换器。然而，建模阶段常忽略电流跟踪延迟（CTD），导致补偿器设计不佳及性能下降。本文研究了不同DPCM控制下Boost变换器的CTD效应，并基于动态关系提出了优化方案。
解读: 该研究直接针对DC-DC变换器中的数字峰值电流控制（DPCM）优化，对阳光电源的核心产品线具有极高价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，DC-DC升压级是实现MPPT或电池侧电压调节的关键环节。通过引入该文提出的CTD效应补偿策略，可以有效提升数...
具有缩减预测时域和恒定开关频率的DC-DC升压变换器模型预测控制
Model Predictive Control for DC–DC Boost Converters With Reduced-Prediction Horizon and Constant Switching Frequency
Long Cheng · Pablo Acuna · Ricardo P. Aguilera · Jiuchun Jiang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年10月
针对DC-DC升压变换器，多步直接模型预测控制（MPC）虽能解决非最小相位问题，但计算负担较重。本文提出了一种简单且计算高效的MPC方法，旨在降低预测时域长度的同时保持恒定开关频率，从而优化变换器的动态响应与控制性能。
解读: 该研究提出的低计算负担MPC方法对阳光电源的核心产品线具有重要价值。在光伏组串式逆变器（Boost升压电路）和储能系统（如PowerTitan、PowerStack中的DC-DC环节）中，高效的控制算法能显著提升动态响应速度并降低处理器负载。通过实现恒定开关频率，该方法有助于优化电磁兼容性（EMC）...
一种具有高电压增益和降低开关应力的三绕组耦合电感DC-DC变换器拓扑
A Three-Winding Coupled-Inductor DC–DC Converter Topology With High Voltage Gain and Reduced Switch Stress
Xuefeng Hu · Jianzhang Wang · Linpeng Li · Yongchao Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年2月
本文提出了一种适用于光伏、燃料电池、高强度放电灯及电动汽车等低输入高输出电压场景的DC-DC升压变换器。该拓扑由一个三绕组耦合电感、单开关及两个混合倍压单元组成，有效实现了高电压增益并降低了开关管的电压应力。
解读: 该拓扑结构对阳光电源的核心业务具有重要参考价值。在光伏组串式逆变器中，高增益DC-DC级是提升MPPT效率和系统功率密度的关键，该方案通过耦合电感降低开关应力，有助于选用更低额定电压的功率器件，从而降低导通损耗并提升整机效率。在电动汽车充电桩业务中，该拓扑可优化DC-DC模块设计，提升转换效率并减小...
传统与交错式DC-DC升压变换器的可靠性评估
Reliability Evaluation of Conventional and Interleaved DC–DC Boost Converters
Alireza Khosroshahi · Mehdi Abapour · Mehran Sabahi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年10月
本文旨在对比传统升压变换器与多级交错式升压变换器的可靠性。研究指出，传统变换器对所有组件的正常运行有严格依赖，而交错式结构通过多级冗余设计，能有效提升系统整体可靠性，为电力电子变换器的设计优化提供理论依据。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线具有极高参考价值。在组串式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，DC-DC升压环节是决定系统寿命的关键。采用交错式（Interleaved）拓扑不仅能降低输入电流纹波，还能通过冗余设计显著提升在恶劣环境下的可靠性。建议研发团队在设计...
一种无需电流传感器的DC-DC升压变换器输出电容ESR在线估计方法
An Online ESR Estimation Method for Output Capacitor of DC–DC Boost Converter Without Current Sensor
Chio-Hong Leong · Chi-Kong Wong · Chi-Seng Lam · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
铝电解电容（AEC）是电力电子变换器中常见的储能元件，但其易损性影响系统可靠性。电容的健康状态可通过等效串联电阻（ESR）的变化反映。本文提出了一种无需额外电流传感器的在线ESR估计方法，旨在提升DC-DC升压变换器中电容的健康监测能力，从而保障电力电子系统的长期运行可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerStack/PowerTitan储能系统具有重要应用价值。逆变器和PCS内部的直流侧支撑电容是影响整机寿命的关键薄弱环节。通过引入该无传感器ESR在线估计方法，iSolarCloud平台可实现对电容健康状态的实时监测与预警，变“事后维修”为“预测性维护”，显...
多相DC-DC升压变换器的无传感器均流方案
Sensorless Current-Sharing Scheme for Multiphase DC-DC Boost Converters
Minghang Duan · Jiandong Duan · Li Sun · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
精确的均流有助于实现多相变换器中热分布和电应力的均匀化。现有的多数均流方案依赖大量电流传感器，增加了成本并降低了系统可靠性。为解决此问题，本文提出了一种无需电流传感器的均流方案，用于平衡多相DC-DC升压变换器的相电流。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器（如SG系列）及储能系统（如PowerTitan/PowerStack）中的DC-DC升压环节具有重要参考价值。在多路MPPT或多相交错并联的DC-DC电路中，通过无传感器均流技术，可有效减少电流采样电路的元器件数量，从而降低硬件成本并提升系统长期运行的可靠性。建议研发...
针对输入功率失配下直流母线电压控制的级联控制器
Cascaded Controller for Controlling DC Bus Voltage in Mismatched Input Powers
Mohammad Afkar · Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani · Matheepot Phattanasak · Serge Pierfederici · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月
针对光伏及燃料电池系统中因组件生产差异或运行状态不同导致的输入功率失配问题，本文提出了一种级联控制器。该方案针对低压输入场景下常用的级联DC-DC升压变换器架构，旨在解决各独立单元在功率不平衡时的直流母线电压稳定控制难题，提升系统整体运行效率与可靠性。
解读: 该研究针对级联DC-DC变换器的功率失配控制，对阳光电源的组串式逆变器（String Inverter）及多路MPPT技术具有重要参考价值。在大型地面光伏电站或复杂工商业场景中，光伏组件的失配（Mismatch）是影响发电效率的关键因素。该级联控制策略可优化多路输入下的母线电压稳定性，提升逆变器在极...
基于LPRS的级联PI滑模控制DC-DC升压变换器稳定性与性能分析
Analysis of Stability and Performance of a Cascaded PI Sliding-Mode Control DC–DC Boost Converter via LPRS
Ayman Al Zawaideh · Igor M. Boiko · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
本文提出了一种利用扰动继电器系统轨迹（LPRS）分析和设计DC-DC升压变换器级联PI滑模控制的方法。系统采用内环滑模控制与外环PI控制相结合的架构，以实现输出电压的精确调节，并建立了整体系统的LPRS模型以评估其稳定性和性能。
解读: 该研究涉及的级联PI滑模控制技术对阳光电源的DC-DC变换环节具有重要参考意义。在阳光电源的组串式逆变器（如SG系列）及储能变流器（如PowerTitan/PowerStack系列）中，DC-DC升压电路是核心功率级。滑模控制相比传统PID具有更强的鲁棒性和动态响应速度，能够有效提升在复杂电网环境下...
基于不等幅载波APODPWM的电容电压自平衡七电平逆变器
Capacitor-Voltage Self-Balance Seven-Level Inverter With Unequal Amplitude Carrier-Based APODPWM
Liangzong He · Jiaqing Sun · Zhile Lin · Bing Cheng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
本文提出了一种基于桥式模块化开关电容电路的七电平逆变器。该拓扑不仅具备直流升压转换能力，还实现了电容电压的自平衡。部分开关管可在工频下运行，简化了控制策略并降低了开关损耗。
解读: 该拓扑通过开关电容技术实现升压与多电平输出，对于阳光电源的组串式逆变器及户用光伏产品线具有参考价值。其电容电压自平衡特性可降低控制复杂度和硬件冗余，有助于提升高压直流输入下的转换效率。建议研发团队关注该拓扑在提升功率密度及降低开关损耗方面的潜力，尤其是在追求更小体积和更高效率的下一代户用逆变器设计中...
用于低功率清洁能源应用的新型双输入零电压开关DC-DC升压变换器
New Dual-Input Zero-Voltage Switching DC–DC Boost Converter for Low-Power Clean Energy Applications
Saeed Danyali · Amin Moradkhani · Rahmat Aazami · Mostafa Haghi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
本文提出了一种新型双输入非隔离零电压开关（ZVS）DC-DC升压变换器。该拓扑结合了双向和单向升压变换器，分别用于从可充电储能元件和清洁能源直流发电机（如光伏）获取能量。电路仅使用三个功率开关、一个二极管和两个电感，实现了高效的功率转换。
解读: 该拓扑结构通过集成双输入接口，能够有效简化光储一体化系统的硬件架构，特别适用于阳光电源的户用光伏及储能系统（如iHome系列）。其零电压开关（ZVS）技术有助于降低开关损耗，提升系统整体转换效率，符合当前户用产品追求高功率密度和高效率的发展趋势。建议研发团队评估该拓扑在小功率光储耦合场景下的成本优势...
具有超高升压增益、低开关电压应力、连续输入电流和共地结构的单电感升压变换器
Single-Inductor Boost Converter With Ultrahigh Step-Up Gain, Lower Switches Voltage Stress, Continuous Input Current, and Common Grounded Structure
Shan Miao · Wei Liu · Jinfeng Gao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
本文提出了一种具有超高升压能力的单电感升压变换器（SLBC）。该拓扑通过优化电路结构，实现了极高的电压增益，并降低了MOSFET的电压应力，允许选用低导通电阻的功率器件，从而有效提升了变换器的效率、功率密度及可靠性，适用于宽转换范围的电力电子应用场景。
解读: 该拓扑结构对阳光电源的组串式光伏逆变器及户用储能系统具有重要参考价值。其超高升压增益和共地结构能够简化光伏组件与逆变器之间的接口设计，降低对高压功率器件的依赖，从而在提升系统效率的同时降低BOM成本。特别是在户用光伏和小型储能场景中，该技术有助于进一步缩小产品体积，提升功率密度。建议研发团队评估该拓...
基于非线性对象LPRS的滑模DC-DC升压变换器分析
Analysis of a Sliding Mode DC–DC Boost Converter Through LPRS of a Nonlinear Plant
Ayman AlZawaideh · Igor Boiko · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文提出了一种基于扰动继电器系统轨迹（LPRS）方法的滑模升压变换器动力学精确分析方法。通过建立DC-DC升压变换器的全非线性模型，首次将LPRS概念应用于具有非线性模型的工业过程，并分析了自激振荡的频率和幅值。
解读: 该研究针对DC-DC升压变换器提出了基于LPRS的非线性动力学分析方法，对阳光电源的核心产品线具有重要价值。在光伏组串式逆变器（如SG系列）及储能变流器（如PowerTitan/PowerStack）中，DC-DC升压电路是实现MPPT和电压变换的关键环节。滑模控制因其鲁棒性强常被应用于此类变换器，...
开关电容集成(2n+1)电平升压单相逆变器
Switched Capacitor Integrated (2n + 1)-Level Step-Up Single-Phase Inverter
Md Noman Habib Khan · Mojtaba Forouzesh · Yam P. Siwakoti · Li Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
本文提出了一种新型基于开关电容（SC）的(2n+1)电平单相逆变器。该拓扑通过减少组件数量和单一直流输入源，实现了多电平电压输出及升压功能。电路主要由前级升压级、中间有源SC单元及后级H桥逆变器组成，有效提升了功率密度与转换效率。
解读: 该拓扑通过开关电容技术实现高升压比和多电平输出，对阳光电源的户用光伏逆变器及微型逆变器产品线具有重要参考价值。在户用场景中，该技术可简化电路结构，减少对高压组件的依赖，从而降低系统成本并提升转换效率。建议研发团队评估该拓扑在低压直流输入下的升压性能，探索其在提升户用逆变器功率密度和减小被动元件体积方...
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