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II类MLCC大信号激励损耗的ESR建模
ESR Modeling of Class II MLCC Large-Signal-Excitation Losses
David Menzi · Shmuel Ben-Yaakov · Grayson Zulauf · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
II类铁电介质多层陶瓷电容器（MLCC）具有极高的体积电容密度，在功率密度要求极高的电力转换中应用广泛。然而，此类电容器存在介电常数非线性及显著的低频大信号激励损耗问题。本文针对其损耗建模进行了深入研究，旨在提升高功率密度变换器设计的准确性。
解读: MLCC作为高功率密度逆变器（如组串式逆变器）和储能系统（如PowerTitan/PowerStack中的PCS模块）直流母线支撑及滤波的关键被动元件，其损耗特性直接影响整机效率与热设计。随着阳光电源产品向更高功率密度演进，准确的ESR建模能有效指导高频化设计下的热管理与寿命评估，避免因非线性损耗导...
X7R陶瓷电容器的新型iGSE-C损耗建模
Novel iGSE-C Loss Modeling of X7R Ceramic Capacitors
David Menzi · Dominik Bortis · Grayson Zulauf · Morris Heller 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
由于II类电介质具有高相对介电常数，陶瓷电容器（CCs）在逆变器和整流器正弦波滤波器中具有显著减小体积和重量的潜力，特别适用于高功率密度移动应用。本文针对X7R陶瓷电容器，提出了一种新型iGSE-C损耗建模方法，解决了现有文献中缺乏可扩展损耗模型的问题，为高频功率变换器的设计优化提供了理论支撑。
解读: 陶瓷电容器在高功率密度逆变器（如组串式逆变器）和储能变流器（PCS）的滤波电路中应用广泛。随着阳光电源产品向更高功率密度演进，准确的电容损耗模型对于优化散热设计、提升整机效率及可靠性至关重要。该iGSE-C模型有助于研发团队在设计阶段更精确地评估电容发热，避免因损耗计算偏差导致的过热失效，特别是在P...
用于高频感应式无线电能传输的单匝空芯线圈
Single-Turn Air-Core Coils for High-Frequency Inductive Wireless Power Transfer
Grayson Zulauf · Juan M. Rivas-Davila · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
本文针对兆赫兹级感应式无线电能传输系统，探讨了谐振槽路及线圈品质因数对效率的限制。通过二维有限元分析，优化了单匝空芯电感的横截面设计，并验证了其在高频及甚高频工业无线充电应用中的性能表现。
解读: 该研究聚焦于高频无线电能传输中的磁性元件优化，对阳光电源的电动汽车充电桩业务具有前瞻性参考价值。随着无线充电技术在乘用车及工业AGV领域的潜在应用，优化线圈品质因数和高频损耗控制是提升系统效率的关键。建议研发团队关注该文提出的有限元优化方法，将其应用于高频功率模块的磁性元件设计中，以减小体积并提升功...
高频与超高频功率变换器中的有源功率器件选型
Active Power Device Selection in High- and Very-High-Frequency Power Converters
Grayson Zulauf · Zikang Tong · James D. Plummer · Juan Manuel Rivas-Davila · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年7月
本文旨在为兆赫兹（MHz）频率下的软开关功率变换器提供功率器件选型指南。在超高频应用中，功率半导体寄生输出电容（COSS）的充放电损耗是制约效率的关键因素，但该损耗通常未在厂商数据手册中明确标注。本文通过分析与测量，为高频变换器的器件评估与选型提供了重要参考。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及户用储能系统向高功率密度、小型化方向发展，开关频率的提升已成为技术演进的必然趋势。本文关于MHz级频率下COSS损耗的分析，对公司研发下一代基于SiC/GaN的宽禁带半导体功率模块具有重要指导意义。建议研发团队在PowerTitan等储能系统及新一代组串式逆变器的拓扑设计中...
硅基氮化镓高电子迁移率晶体管中的动态导通电阻：起源、依赖性及未来表征框架
Dynamic on-Resistance in GaN-on-Si HEMTs: Origins, Dependencies, and Future Characterization Frameworks
Grayson Zulauf · Mattia Guacci · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
本文探讨了GaN HEMT器件中存在的动态导通电阻（dRon）现象，即器件开启瞬间的导通电阻高于直流稳态值。该现象会导致传导损耗显著增加，但现有文献对其严重程度的评估存在较大差异。文章分析了dRon的物理起源与影响因素，并提出了标准化的表征框架，旨在解决行业内对该效应评估不一致的问题。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化充电桩产品中对高功率密度要求的提升，GaN器件的应用潜力巨大。dRon效应直接影响功率模块的转换效率与热稳定性，是制约GaN在高频、高压场景下可靠应用的关键瓶颈。建议研发团队参考文中的表征框架，建立针对GaN功率模块的动态损耗评估标准，优化驱动电路设计以抑制dRo...
推挽式Class Φ2射频功率放大器
Push–Pull Class Φ2 RF Power Amplifier
Lei Gu · Grayson Zulauf · Zhemin Zhang · Sombuddha Chakraborty 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
Class Φ2/EF2放大器因其高效率、低电压应力、驱动简单及负载无关的零电压开关（ZVS）特性，在高压高频功率转换领域极具吸引力。由于其调谐自由度高，以往研究多依赖数值方法求解单端电路，本文提出了一种推挽式拓扑分析方法。
解读: 该文献探讨的高频射频功率放大技术主要应用于射频通信领域，与阳光电源现有的光伏逆变器、储能PCS及充电桩等电力电子产品在应用场景上有较大差异。然而，其核心技术点——高频高效转换及ZVS软开关技术，对于阳光电源研发下一代超高功率密度、高频化的功率模块具有参考价值。建议研发团队关注其在宽禁带半导体（如Ga...
基于自谐振线圈的6.78-MHz高效率无线电能传输
6.78-MHz Wireless Power Transfer With Self-Resonant Coils at 95% DC–DC Efficiency
Lei Gu · Grayson Zulauf · Aaron Stein · Phyo Aung Kyaw 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
兆赫兹级感应式无线电能传输具有紧凑高效的潜力。然而，受限于宽禁带半导体的高频损耗及低品质因数线圈设计，其直流-直流效率通常低于传统频率系统。本文提出了一种新型设计，实现了95%的直流-直流传输效率。
解读: 该技术主要涉及高频无线电能传输，与阳光电源现有的电动汽车充电桩业务具有一定的技术关联性。虽然目前主流充电桩以有线快充为主，但随着电动汽车无线充电技术的标准化与商业化，该研究中关于宽禁带半导体（如GaN/SiC）在高频下的损耗优化及高Q值线圈设计，可为公司未来布局无线充电桩产品提供技术储备。建议研发团...
具有降低电流应力的新型回流路径电感Buck-Boost Y型逆变器电机驱动
New Return Path Inductor Buck–Boost Y-Inverter Motor Drive With Reduced Current Stresses
David Menzi · Jonas E. Huber · Lorenz Kappeler · Grayson Zulauf 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
针对传统三相Buck-Boost逆变器在电感中存在高低频电流应力，导致VSD系统体积、损耗及成本增加的问题，本文提出了一种新型电路拓扑。该拓扑通过优化回流路径，有效降低了Buck-Boost电感的电流应力，为提升电机驱动系统的功率密度和效率提供了新方案。
解读: 该研究提出的新型Buck-Boost拓扑在降低电流应力方面具有显著优势，对阳光电源的电机驱动及高性能逆变器研发具有参考价值。在电动汽车驱动及工业电机驱动领域，该拓扑有助于进一步缩小磁性元件体积，提升系统功率密度。建议研发团队评估该拓扑在阳光电源电动汽车充电桩功率模块或未来高性能电机驱动产品中的应用潜...
软开关、高频及超高频功率变换器中600V GaN功率半导体的Coss损耗
COSS Losses in 600 V GaN Power Semiconductors in Soft-Switched, High- and Very-High-Frequency Power Converters
Grayson Zulauf · Sanghyeon Park · Wei Liang · Kawin North Surakitbovorn 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年12月
本文研究了额定电压超过600V的氮化镓（GaN）功率器件中寄生输出电容（Coss）充放电产生的损耗。在兆赫兹（MHz）开关频率的软开关电路中，该损耗至关重要，因为器件输出电容在每个开关周期内都会进行充放电。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能PCS中对高功率密度和高效率的追求，开关频率的提升成为技术演进的关键。GaN器件凭借优异的开关特性，是实现MHz级高频变换的核心。本文对Coss损耗的深入分析，有助于研发团队在设计高频DC-DC变换器（如微型逆变器或小型储能模块）时，更精准地评估软开关效率，优...
三电平已不足够：交流/直流应用中多电平变换器的缩放定律
Three Levels Are Not Enough: Scaling Laws for Multilevel Converters in AC/DC Applications
Jon Azurza Anderson · Grayson Zulauf · Panteleimon Papamanolis · Simon Hobi 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
本文探讨了230 Vrms交流/400 V直流应用中单相逆变器与整流器的拓扑选择。虽然两电平拓扑在特定场景下效率极高，但随着功率密度与性能要求的提升，研究指出三电平拓扑已难以满足需求，并提出了多电平变换器的缩放定律，为高性能变换器设计提供了理论依据。
解读: 该研究探讨的拓扑缩放定律对阳光电源的户用光伏逆变器及小型储能PCS设计具有重要参考价值。随着户用市场对高功率密度和高效率的追求，传统的两电平或三电平拓扑可能面临瓶颈。建议研发团队关注文中提到的多电平拓扑演进，评估其在提升iSolarCloud智能运维平台下设备效率的潜力，特别是在优化单相组串式逆变器...
相模块化三相六开关Buck-Boost Y型逆变器谐波注入技术的比较评估
Comparative Evaluation of Harmonic Injection Techniques for a Phase-Modular Three-Phase Six-Switch Buck-Boost Y-Inverter
David Menzi · Saransh Chhawchharia · Grayson Zulauf · Dominik Bortis 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月
本文研究了六开关Buck-Boost Y型逆变器（6YI）的两种新型调制方案。该拓扑结构通过扩展传统Buck型逆变器的电压转换范围，特别适用于燃料电池或电池等宽电压范围直流源驱动的变速电机系统，旨在优化谐波性能并提升转换效率。
解读: 该研究探讨的Buck-Boost Y型逆变器拓扑具有宽电压输入适应性，这与阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及光伏组串式逆变器对宽MPPT电压范围的需求有技术共性。虽然目前阳光电源主流产品多采用成熟的Boost+三相逆变架构，但该拓扑在提升功率密度和简化电路结构方面的研究，可为下一代高...