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开关电源中非线性电容的电路导向处理方法
Circuit-Oriented Treatment of Nonlinear Capacitances in Switched-Mode Power Supplies
Daniel Costinett · Dragan Maksimovic · Regan Zane · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年2月
功率半导体器件的非线性电压相关电容对开关电源的运行影响显著。特别是在高频开关条件下，这些非线性特性在确定开关时间、损耗及开关瞬态过程中的转换器动态性能方面起着关键作用。本文提出了一种电路导向的处理方法，以优化相关设计。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心功率变换技术。随着公司组串式逆变器和PowerTitan储能系统向高功率密度、高开关频率演进，SiC等宽禁带半导体应用日益广泛，其非线性结电容对开关损耗和EMI影响巨大。通过该电路导向的建模方法，研发团队能更精确地评估功率模块的瞬态特性，从而优化驱动电路设计，提升逆变器与...
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...
含T型节点的EMI滤波器中的电容耦合：机理、影响与抑制
Capacitive Coupling in EMI Filters Containing T-Shaped Joint: Mechanism, Effects, and Mitigation
Bo Liu · Ren Ren · Fei Wang · Daniel Costinett 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
本文研究了高频范围内电磁干扰（EMI）滤波器中T型节点产生的互电容耦合效应。文章揭示了该耦合机制，分析了其对滤波器衰减性能的负面影响，并提出了相应的抑制策略，旨在提升电力电子变换器在高频段的电磁兼容性。
解读: 电磁兼容性（EMC）是阳光电源组串式逆变器及PowerTitan系列储能系统在高功率密度设计中面临的核心挑战。随着开关频率的提升，滤波器内部的寄生参数（如T型节点耦合）会严重削弱高频滤波效果，导致传导干扰超标。该研究对于优化逆变器和PCS的PCB布局、滤波器结构设计具有重要指导意义，有助于在保证高效...
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）...
一种用于无线电能传输应用的高效率基于GaN的单级6.78 MHz发射器
A High-Efficiency GaN-Based Single-Stage 6.78 MHz Transmitter for Wireless Power Transfer Applications
Ling Jiang · Daniel Costinett · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月
本文提出了一种单级6.78 MHz发射器，可将市电交流直接转换为用于无线电能传输的稳压高频交流输出。该拓扑集成了工作在断续导通模式的图腾柱整流器和非对称电压抵消控制的全桥逆变器，相比传统多级级联发射器，显著提升了效率与集成度。
解读: 该技术主要针对高频无线充电领域，虽然与阳光电源目前核心的光伏逆变器及储能系统（PowerTitan/PowerStack）业务关联度较低，但其采用的GaN器件和高频单级拓扑设计具有前瞻性。在阳光电源的电动汽车充电桩产品线中，随着未来大功率无线充电技术的发展，此类高频高效拓扑可作为技术储备，用于提升充...
用于无线充电的低导通损耗与低谐波多电平开关电容AC-DC降压整流器
Multilevel Switched-Capacitor AC–DC Step-Down Rectifier for Wireless Charging With Reduced Conduction Loss and Harmonic Content
Spencer Cochran · Chongwen Zhao · Daniel Costinett · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
本文研究了一种用于无线充电的架构，采用多电平开关电容（MSC）AC-DC整流器。该拓扑具有多电平设计，可扩展以适应不同的功率等级和负载范围。在无线电能传输（WPT）系统中，该拓扑在紧凑性、效率、阻抗可调性及谐波抑制方面表现出显著优势。
解读: 该研究提出的多电平开关电容整流技术，主要针对无线充电场景，通过优化拓扑结构提升了功率密度与效率，并降低了谐波含量。对于阳光电源而言，该技术可作为电动汽车充电桩产品线的前瞻性技术储备。随着无线充电技术在乘用车及工业AGV领域的应用探索，该高效率、高功率密度的整流方案有助于优化充电桩的体积与散热设计。建...
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...
一种覆盖多设备和大充电区域的100W 6.78MHz无线充电站的系统设计
Systematic Design of a 100-W 6.78-MHz Wireless Charging Station Covering Multiple Devices and a Large Charging Area
Jie Li · Ruiyang Qin · Jingjing Sun · Daniel Costinett · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
本文详细介绍了100W多负载无线充电站的系统设计。该充电站通过交错绕组和受控线圈几何形状设计发射线圈，实现了接收端的位置灵活性，并有效限制了通道间的干扰，同时保持了高效率。
解读: 该文献探讨的高频无线充电技术（6.78MHz）主要应用于消费电子或轻型电动设备，与阳光电源现有的高功率电动汽车充电桩产品线（主要为有线直流快充）存在技术差异。然而，其提出的磁场整形技术和多负载协同控制策略，对于提升充电桩的智能化水平及未来探索无线充电技术储备具有参考价值。建议研发团队关注该拓扑在提升...
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...
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...
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...
一种用于电动汽车充电的6.6kW高频无线电能传输系统
A 6.6-kW High-Frequency Wireless Power Transfer System for Electric Vehicle Charging Using Multilayer Nonuniform Self-Resonant Coil at MHz
Ruiyang Qin · Jie Li · Daniel Costinett · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
本文提出了一种用于电动汽车的高功率、高频无线电能传输系统，具有轻量化和紧凑的线圈设计。通过采用多层非均匀自谐振线圈，无需外部补偿电容，并利用多层铜层间的电流分担效应降低了高频传导损耗。
解读: 该技术聚焦于无线充电领域，虽然目前阳光电源的充电桩业务主要集中在有线交流/直流充电桩，但无线充电代表了未来电动汽车补能的便捷化趋势。该研究提出的多层非均匀自谐振线圈技术，有助于提升功率密度并降低高频损耗，对于阳光电源未来探索高效率、轻量化的无线充电解决方案具有参考价值。建议研发团队关注该拓扑在提升系...
用于电动汽车充电的高频无线电能传输系统屏蔽设计
Shielding Design for High-Frequency Wireless Power Transfer System for EV Charging With Self-Resonant Coils
Ruiyang Qin · Jie Li · Jingjing Sun · Daniel Costinett · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
本文为基于紧凑型自谐振（SR）线圈的6.6 kW电动汽车无线充电系统提供了完整的线圈与屏蔽设计方案。针对接收线圈上方导电车体导致的垂直边缘磁通问题，提出了有效的屏蔽设计。研究利用高频SR线圈，分析了标准屏蔽层引入的寄生电容影响，并优化了系统性能。
解读: 该研究聚焦于无线充电技术的电磁屏蔽与线圈优化，属于电动汽车充电领域的前沿探索。虽然阳光电源目前的充电桩产品线以有线直流快充为主，但随着未来大功率无线充电技术的商业化趋势，该文中的高频磁场屏蔽设计与有限元仿真方法，可为公司在下一代无线充电桩研发中规避车体涡流损耗、提升能量传输效率提供理论支撑。建议研发...
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...
集成低压总线的电动汽车主动均衡系统
Active Balancing System for Electric Vehicles With Incorporated Low-Voltage Bus
Michael Evzelman · M. Muneeb Ur Rehman · Kelly Hathaway · Regan Zane 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年11月
本文提出了一种新型电动汽车架构，利用模块化DC-DC旁路变换器实现电池单体主动均衡，并直接为低压辅助负载供电。该方案省去了独立的HV-LV高压降压变换器，有效提升了系统集成度与能量利用效率。
解读: 该技术对阳光电源的电动汽车充电桩及储能系统业务具有重要参考价值。其核心在于通过拓扑集成实现均衡与辅助电源功能的复用，这与阳光电源在PowerStack等储能系统中追求的高功率密度和高效率设计理念高度契合。建议研发团队关注该架构在BMS主动均衡策略中的应用，探索将其集成至充电桩或储能PCS的控制逻辑中...
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...
基于GaN的单相T型图腾柱整流器及其全范围ZVS控制与无功功率调节
Single-Phase GaN-Based T-Type Totem-Pole Rectifier With Full-Range ZVS Control and Reactive Power Regulation
Jingjing Sun · Liyan Zhu · Ruiyang Qin · Daniel J. Costinett 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
本文提出了一种基于GaN的高效率单相图腾柱整流器，旨在作为集中式无功补偿的高效替代方案。通过在临界导通模式下实现全范围零电压开关（ZVS）调制，该方案在单位功率因数及非单位功率因数运行下均表现出优异的效率，适用于前端电源系统。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及电动汽车充电桩产品线具有重要参考价值。随着GaN器件成本的下降，采用T型图腾柱拓扑配合全范围ZVS控制，可显著提升单相小功率变换器的功率密度与转换效率，减小体积。建议研发团队关注该调制策略在户用储能PCS及充电桩前端PFC电路中的应用，以提升产品在轻载及无功调节工况...
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...
三电平AC/DC变换器中工频器件结电容与换流回路的影响研究
Effects of Junction Capacitances and Commutation Loops Associated With Line-Frequency Devices in Three-Level AC/DC Converters
Bo Liu · Ren Ren · Edward A. Jones · Handong Gui 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年7月
本文分析了三电平AC/DC变换器中工频器件（在半个工频周期内不工作）所引入的额外结电容及开关换流回路，并研究了其对变换器性能的影响。研究表明，这些结电容和功率回路是影响开关损耗和器件应力的关键因素，对功率器件选型及系统设计具有重要指导意义。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心产品线，如组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）。阳光电源的三电平拓扑广泛应用于高功率密度产品中，工频器件的寄生参数对高频开关过程中的电压尖峰和损耗有显著影响。建议研发团队在进行高压大功率变换器设计时，将工频器件的结电容纳入换流回路的...
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