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客座编辑部：通过器件与元件集成实现高功率密度电力变换器
Guest Editorial: High Power Density Power Converters Achieved by Device and Components Integration
Laili Wang · Alan Mantooth · Yan-Fei Liu · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2026年2月 · Vol.14
本文为IEEE JESTPE专题客座编辑部文章，聚焦高功率密度电力变换器的技术路径，强调通过功率半导体器件（如SiC/GaN）、无源元件、封装及热管理的深度集成来提升功率密度，涵盖多物理场协同设计、先进封装与系统级集成方法。
解读: 该文技术方向高度契合阳光电源ST系列PCS、PowerTitan储能系统的轻量化与高功率密度演进需求。SiC/GaN器件集成可降低PCS开关损耗，提升效率与功率密度；先进功率模块封装技术有助于组串式逆变器（如SG320HX）进一步缩小体积、增强散热能力。建议在下一代户用及工商业储能PCS中加速导入双...
AgBiI4中理论缺陷工程以提升光伏性能
Theoretical defect engineering in AgBiI4 for enhanced photovoltaic performance
Quanhe Yan · Haoze Li · Zhongyi Luo · Haoyu Cao · Applied Physics Letters · 2025年7月 · Vol.127
本文通过第一性原理计算研究了AgBiI4中的缺陷性质，并提出缺陷工程策略以提升其光伏性能。结果表明，通过调控合成条件可有效抑制深能级缺陷的形成，增强载流子寿命与迁移率。掺杂研究表明，适量Cu替代Ag或Sb替代Bi可优化载流子浓度并降低缺陷态密度。此外，碘空位的容忍性较高，有利于器件制备过程中的稳定性。本工作为AgBiI4基太阳能电池的材料设计与性能优化提供了理论指导。
解读: 该AgBiI4缺陷工程研究为阳光电源光伏产品提供了材料层面的理论指导。研究中通过Cu/Sb掺杂优化载流子浓度、抑制深能级缺陷的策略，可应用于SG系列光伏逆变器的上游组件材料选型与供应链质量管控。碘空位容忍性高的发现对提升组件长期稳定性具有参考价值，有助于优化iSolarCloud平台的衰减预测模型。...
具有无源均流能力的共电容多相LLC变换器
Common Capacitor Multiphase LLC Converter With Passive Current Sharing Ability
Hongliang Wang · Yang Chen · Yajie Qiu · Peng Fang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年1月
在高功率应用中，并联运行可提升效率与可靠性。针对LLC变换器因元件容差导致增益敏感而难以并联的问题，本文提出了一种用于多相LLC变换器的共谐振电容新结构，无需额外控制电路即可实现优异的均流性能。
解读: 该技术对阳光电源的储能变流器（PCS）及大功率光伏逆变器产品线具有重要参考价值。在PowerTitan等大型储能系统中，多模块并联是提升功率密度的关键，但均流控制往往增加控制复杂度。该方案通过拓扑优化实现无源均流，不仅能降低控制算法的开发难度，还能减少传感器使用，从而提升系统可靠性并降低成本。建议研...
LED驱动器通过能量缓冲单元实现无电解电容及无频闪运行
LED Driver Achieves Electrolytic Capacitor-Less and Flicker-Free Operation With an Energy Buffer Unit
Peng Fang · Bo Sheng · Samuel Webb · Yan Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年7月
交流供电的LED驱动器通常依赖电解电容提供高密度储能，但其寿命较短。本文提出一种逐周期能量缓冲LED驱动器，旨在消除电解电容，从而提升驱动器的整体可靠性与使用寿命。
解读: 该文献提出的“无电解电容”设计理念对于提升电力电子设备的长期可靠性具有参考价值。虽然阳光电源的核心业务为光伏逆变器和储能系统，而非LED驱动，但其提出的逐周期能量缓冲技术（Energy Buffer Unit）在户用光伏逆变器或小型充电桩的辅助电源设计中具有借鉴意义。通过优化电路拓扑减少对寿命敏感型...
通过消除右半平面零点提升二极管-电容型高升压DC-DC变换器的动态性能
Dynamic Performance Improvement of Diode–capacitor-Based High Step-up DC–DC Converter Through Right-Half-Plane Zero Elimination
Yan Zhang · Jinjun Liu · Zhuo Dong · Hongliang Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年8月
本文针对光伏和燃料电池发电中常用的二极管-电容型高升压DC-DC变换器，分析了其因右半平面（RHP）零点导致的非线性及非最小相位特性。研究提出了一种消除RHP零点的方法，旨在改善变换器在高电压增益应用下的瞬态响应和控制稳定性。
解读: 该研究针对高升压DC-DC变换器的动态控制优化，对阳光电源的组串式光伏逆变器（尤其是针对高压组件的优化器或前级升压电路）具有重要参考价值。通过消除RHP零点，可以显著提升变换器的动态响应速度和系统稳定性，有助于减小输出电压纹波，提升光伏发电效率。建议研发团队在开发下一代高功率密度组串式逆变器时，引入...
一种具有最大升压能力和最小开关频率的Z源逆变器改进PWM策略
An Improved PWM Strategy for Z-Source Inverter With Maximum Boost Capability and Minimum Switching Frequency
Yan Zhang · Jinjun Liu · Xinying Li · Xiaolong Ma 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年1月
Z源逆变器提供了一种具有升降压调节能力的单级直流-交流功率转换方案。为最大化电压增益并提升效率，本文提出了一种改进的脉宽调制（PWM）策略。通过调节单相桥臂的直通占空比，该策略有效调节了中间直流母线电压的平均值，从而优化了系统性能。
解读: Z源逆变器拓扑在光伏发电领域具有单级升压的独特优势，可简化系统架构并提高功率密度。对于阳光电源的组串式逆变器产品线，该改进型PWM策略通过降低开关频率和优化直通控制，有助于进一步提升逆变效率并降低损耗。建议研发团队评估该拓扑在特定高增益应用场景下的可行性，特别是在需要宽输入电压范围的工商业光伏项目中...
LLC谐振变换器的Bang-Bang电荷控制
Bang-Bang Charge Control for LLC Resonant Converters
Zhiyuan Hu · Yan-Fei Liu · Paresh C. Sen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年2月
本文提出了一种用于LLC谐振变换器的Bang-Bang电荷控制（BBCC）方法。该方法摒弃了传统的开关频率控制，转而利用串联谐振电容的电压水平来触发MOSFET的开关动作。该方法具有动态响应速度快、实现简单等优点。小信号分析表明，该控制策略可实现更高的环路带宽。
解读: LLC谐振变换器是阳光电源户用光伏逆变器及储能系统（如PowerStack、PowerTitan系列中的DC-DC环节）的核心拓扑。传统的频率控制在轻载或宽电压范围下存在效率瓶颈和动态响应迟滞。BBCC控制方法通过直接控制谐振电容电压，能显著提升变换器的瞬态响应能力，有助于优化储能系统在电网调频等快...
宽输入电压范围内具有精确电流平衡的交错式LCLC谐振变换器
Interleaved LCLC Resonant Converter With Precise Current Balancing Over a Wide Input Voltage Range
Mojtaba Forouzesh · Yan-Fei Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月
本文提出了一种在宽输入电压范围内具备精确电流平衡能力的交错式LCLC谐振变换器。针对谐振元件容差导致的并联相位间负载不均问题，利用LCLC谐振槽路陡峭的电压增益曲线特性，解决了传统均流方法失效的难题，有效提升了变换器的功率密度与可靠性。
解读: 该拓扑对阳光电源的储能PCS（如PowerTitan系列）及户用光伏逆变器中的DC-DC级具有重要参考价值。在储能系统中，宽电压范围输入是电池包设计的核心挑战，LCLC谐振变换器的高增益特性可有效提升变换效率并简化磁性元件设计。建议研发团队关注该拓扑在多模块并联场景下的均流控制策略，这有助于提升大功...
一种实现多相谐振变换器自动均流的无源阻抗匹配技术
A Passive-Impedance-Matching Technology to Achieve Automatic Current Sharing for a Multiphase Resonant Converter
Hongliang Wang · Yang Chen · Yan-Fei Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年12月
本文提出了一种无源阻抗匹配（PIM）技术，通过匹配各相输入阻抗，实现多相谐振变换器的自动均流。该方法利用各相串联电感（或电容）的并联连接，构建虚拟正/负电阻及可变串联电感（或电容），有效解决了多相系统中的电流不平衡问题。
解读: 该技术对阳光电源的储能变流器（PCS）及大功率光伏逆变器具有重要参考价值。在PowerTitan等大功率储能系统中，多模块并联是提升功率密度的关键，而模块间的均流往往依赖复杂的控制算法。该无源均流技术通过硬件拓扑优化实现自动均流，可降低控制系统的计算负担，提升系统在瞬态响应下的稳定性。建议研发团队评...
基于移相SPWM的单源五电平电流源逆变器调制策略
Phase-Shifting SPWM-Based Modulation for Single-Source Five-Level Current Source Inverter
Ling Xing · Qiang Wei · Yunwei Li · Yan-Fei Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
本文针对一种新型单源五电平电流源逆变器（CSI），提出了一种移相SPWM调制策略。该策略旨在解决如何在低开关频率下实现五电平输出并获得优异谐波性能的挑战，填补了该拓扑在调制技术研究方面的空白。
解读: 该研究涉及的多电平电流源逆变器（CSI）拓扑在提升输出电能质量和降低开关损耗方面具有潜力，与阳光电源的组串式及集中式光伏逆变器技术路线相关。多电平技术是实现高功率密度和高效率的关键，该调制策略有助于优化逆变器在并网过程中的谐波抑制能力，降低滤波器体积。建议研发团队关注该拓扑在大型地面电站逆变器中的应...
一种基于共用电感的多相LLC谐振变换器无源均流方法
A Passive Current Sharing Method With Common Inductor Multiphase LLC Resonant Converter
Hongliang Wang · Yang Chen · Yan-Fei Liu · Jahangir Afsharian 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年9月
本文提出了一种用于高功率多相LLC谐振变换器的共用电感均流新方法。通过将各相谐振电感并联连接至一个共用谐振电感，实现了自动均流。基于基波近似（FHA）对该方法的均流性能进行了评估。
解读: 该技术对阳光电源的高功率储能变流器（如PowerTitan系列）及大功率光伏逆变器具有重要参考价值。在大功率应用场景下，多相交错并联是提升功率密度和效率的主流方案，但均流问题一直是工程难点。该无源均流方法无需复杂的控制电路即可实现自动均流，有助于简化控制逻辑、降低系统成本并提高可靠性。建议研发团队评...
一种基于电感内功率系统结构的集成功率模块
An Integrated Power Module Based on the Power-System-In-Inductor Structure
Laili Wang · Wenbo Liu · Doug Malcom · Yan-Fei Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年9月
本文提出了一种具有高功率密度和高效率的集成功率模块。通过设计一种多功能集成磁性元件，使其同时承担滤波电感和变换器封装的功能。结合有限元分析，验证了该电感的设计与优化方法，实现了更高的电感密度。
解读: 该技术通过磁集成与封装集成，显著提升了功率密度，这对阳光电源的组串式逆变器（如SG系列）和户用储能系统（如PowerStack）的轻量化与小型化具有重要参考价值。将滤波电感与封装结构融合，可有效降低寄生参数，提升系统效率并减少散热压力。建议研发团队关注该集成磁性元件的电磁兼容性（EMC）与热管理表现...
基于自整定非线性扩张状态观测器的电机伺服系统固定时间控制
Autotuned Nonlinear Extended State Observer-Based Fixed-Time Control for Motor-Drive Servo Systems
Ruiqi Xu · Jianxing Liu · Xinpo Lin · Zhuang Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
为提升永磁同步电机（PMSM）在未知扰动下的位置跟踪性能，本文提出了一种基于改进非线性扩张状态观测器（NESO）的快速固定时间控制策略。该方法将负载扰动与非线性摩擦视为集总扰动，通过NESO进行实时估计与补偿，有效提升了系统的鲁棒性与收敛速度。
解读: 该技术在电机控制领域具有通用性，对阳光电源的业务具有显著的参考价值。首先，在风电变流器领域，PMSM的精确转矩与转速控制是核心，该算法可提升风机在复杂工况下的响应速度；其次，在电动汽车充电桩的功率模块控制及储能系统的PCS（如PowerTitan系列）中，电机驱动或高性能功率变换控制均依赖于对扰动的...
LLC谐振变换器精确设计算法——第二部分
An Accurate Design Algorithm for LLC Resonant Converters—Part II
Zhiyuan Hu · Laili Wang · Yajie Qiu · Yan-Fei Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年8月
本文提出了一种LLC变换器优化设计的新方法。其核心在于一种精确算法，能够找出所有满足峰值增益要求的可行设计方案，便于设计人员评估并筛选出最适合特定应用的最优解。第二部分重点讨论了相关设计考量及实施流程。
解读: LLC谐振变换器是阳光电源储能系统（如PowerStack、PowerTitan系列）及电动汽车充电桩中的核心DC-DC拓扑。该算法通过精确计算峰值增益，能有效提升变换器在宽电压范围下的效率与功率密度，对优化储能变流器（PCS）的软开关性能及降低损耗具有重要指导意义。建议研发团队将其集成至设计仿真工...
可调光LED驱动器辅助电源的拓扑与控制创新
Topology and Control Innovation for Auxiliary Power Supply in Dimmable LED Drivers
Liang Jia · Yan-Fei Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年11月
本文提出了一种基于反激（Flyback）拓扑的经济型架构，同时实现LED驱动的恒流（CC）输出和辅助电源的恒压（CV）输出。文中提出了一种新型非线性斜坡控制方案，以解耦主CC功率级与CV辅助电源，并有效避免LED输出闪烁。此外，通过小信号建模分析了该架构的稳定性与性能优势。
解读: 该文献探讨的Flyback拓扑及辅助电源解耦控制技术，主要应用于LED驱动领域。对于阳光电源而言，其核心业务（如光伏逆变器、储能PCS）中的控制板及驱动电路同样需要高效、稳定的辅助电源设计。虽然该文针对LED场景，但其提出的非线性斜坡控制及多路输出解耦思路，可为阳光电源在优化逆变器内部辅助电源模块的...
LLC谐振变换器的一种精确设计算法——第一部分
An Accurate Design Algorithm for LLC Resonant Converters—Part I
Zhiyuan Hu · Laili Wang · Hongliang Wang · Yan-Fei Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年8月
本文提出了一种优化LLC变换器设计的新方法。其核心在于一种精确算法，能够找出所有满足峰值增益要求的可行设计方案，使设计者能够便捷地评估多种方案并选出最优解，从而提升变换器的性能与效率。
解读: LLC谐振变换器是阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流快充桩中DC-DC变换级的核心拓扑。该算法提供的精确设计方法，有助于研发团队在满足严苛的宽电压范围增益需求时，更高效地进行磁性元件选型与参数优化，从而提升整机功率密度和转换效率。建议将其应用于下一代高频化储能变流...
一种七开关五电平有源中点钳位变换器及其最优调制策略
A Seven-Switch Five-Level Active-Neutral-Point-Clamped Converter and Its Optimal Modulation Strategy
Hongliang Wang · Lei Kou · Yan-Fei Liu · Paresh C. Sen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年7月
多电平逆变器是中高功率应用的首选方案之一。五电平有源中点钳位（5L-ANPC）逆变器作为一种流行的混合多电平拓扑，结合了飞跨电容型和中点钳位型逆变器的优势。本文提出了一种七开关五电平ANPC拓扑及其最优调制策略，旨在优化功率器件损耗与输出性能。
解读: 该拓扑通过减少开关数量实现五电平输出，在提升功率密度和降低谐波方面具有显著优势，非常契合阳光电源集中式及大功率组串式逆变器的技术演进方向。对于阳光电源而言，该研究有助于优化中高压大功率光伏逆变器的损耗分布，提升整机效率。建议研发团队评估该七开关拓扑在兆瓦级光伏电站场景下的可靠性与热管理表现，并将其作...
实现无频闪运行且具有真正单级功率因数校正的能量通道LED驱动技术
Energy Channeling LED Driver Technology to Achieve Flicker-Free Operation With True Single Stage Power Factor Correction
Peng Fang · Yan-Fei Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年5月
传统的单级AC-DC LED驱动器在实现高功率因数时，往往会产生显著的二倍工频纹波电流，导致LED灯光闪烁。本文提出了一种能量通道纹波消除LED驱动器，实现了真正的单级功率转换，在保持高功率因数的同时，显著消除了二倍工频纹波，从而实现了无频闪运行。
解读: 该文献探讨的单级PFC拓扑及纹波消除技术，主要针对LED照明领域。虽然阳光电源的核心产品线为光伏逆变器、储能系统及充电桩，但其提出的“能量通道”纹波消除理念对于提升电力电子变换器的输出质量具有参考价值。在阳光电源的户用光伏逆变器或小型充电桩产品中，若需进一步优化输出电流纹波以提升电能质量，该拓扑的控...
一种具有单输入双极性对称输出的软开关无变压器DC-DC变换器
A Soft-Switching Transformerless DC−DC Converter With Single-Input Bipolar Symmetric Outputs
Xiang Zhou · Yue Wang · Laili Wang · Yan-Fei Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
本文提出了一种具有单输入双极性对称输出（SIBSO）的软开关无变压器DC-DC变换器。该拓扑能够产生幅值相等的正负输出电压，适用于音频放大器及双极性对称辅助电源等场景。该设计仅需两个开关管，通过软开关技术有效降低了损耗。
解读: 该拓扑结构精简，通过软开关技术提升了转换效率，在阳光电源的辅助电源系统设计中具有潜在应用价值。特别是在光伏逆变器或储能变流器（PCS）内部的驱动电路、采样电路或控制板供电模块中，采用此类高效率、低器件数量的拓扑，有助于进一步优化整机功率密度和散热性能。建议研发团队关注该拓扑在低压辅助电源模块中的可靠...
一种软开关DC-DC变换器的新型建模方法与设计优化
New Modeling Method and Design Optimization for a Soft-Switched DC–DC Converter
Liang Jia · Srikanth Lakshmikanthan · Xin Li · Yan-Fei Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年7月
随着AI、大数据及云计算的发展，数据中心正转向54V直流供电架构以提升能效。本文针对该应用场景，提出了一种新型软开关DC-DC变换器的建模方法与设计优化策略，旨在提高功率密度与转换效率，满足高性能计算服务器对电源系统的严苛要求。
解读: 该研究聚焦于高效率DC-DC变换器，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及户用储能中的DC-DC模块具有参考价值。随着数据中心储能及工商业储能对高功率密度和高效率的需求日益增长，文中提到的软开关技术及建模优化方法，可用于提升阳光电源储能变流器（PCS）内部DC-DC级...
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