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一种容错型混合级联H桥多电平逆变器
A Fault-Tolerant Hybrid Cascaded H-Bridge Multilevel Inverter
Haider Mhiesan · Yuqi Wei · Yam P. Siwakoti · H. Alan Mantooth · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
级联H桥（CHB）逆变器是可再生能源领域极具吸引力的多电平拓扑。由于其组件数量庞大，故障率较高，降低了系统可靠性。本文提出了一种CHB逆变器的容错运行方案，通过新特性确保了系统在故障情况下的可靠与稳健运行。
解读: 该研究针对级联H桥（CHB）拓扑的可靠性问题，对于阳光电源的大型地面光伏电站及高压大功率储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。CHB拓扑常用于中高压并网场景，通过引入容错控制策略，可以在单个功率模块故障时维持系统运行，显著提升电站的可用率（Availability）和运维效率。建议...
一种用于内部交错混合多电平变换器的集成相位配置与移相PWM的混合模型预测控制
A Hybrid Model Predictive Control With Integrated Phase-Disposition and Phase-Shifted PWM for an Inner-Interleaved Hybrid Multilevel Converter
Yufei Li · Fei Diao · Yue Zhao · H. Alan Mantooth · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
本文提出了一种用于内部交错混合多电平变换器（IHMC）的混合模型预测控制（H-MPC）策略。通过利用原始空间矢量图和虚拟空间矢量图中的参考矢量符号模式，实现了相位配置PWM并确定低频开关状态，从而优化了变换器的控制性能。
解读: 该研究提出的IHMC拓扑及混合MPC控制策略，对阳光电源的集中式逆变器及大型储能变流器（如PowerTitan系列）具有重要的参考价值。多电平技术是提升大功率变换器效率和降低输出谐波的关键，而H-MPC结合了传统PWM的稳态性能与MPC的动态响应优势。建议研发团队关注该控制算法在降低开关损耗及提升复...
RPEM：可重构电力电子模块的设计与实现
RPEM: Design and Realization of Reconfigurable Power Electronic Modules
Rayna Alizadeh · H. Alan Mantooth · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
本文提出了一系列新型外部可重构电力电子模块（RPEM），旨在提升功率模块的灵活性及应用范围。文章阐述了RPEM的概念、开关排列方式及基于功率模块的架构设计，并通过仿真分析与对比实验，验证了RPEM在提升系统灵活性方面的优势。
解读: 该技术通过模块化和可重构设计，能够显著提升阳光电源逆变器及储能PCS产品的硬件通用性。在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中，应用可重构拓扑可根据不同电网环境或负载需求动态调整电路结构，从而优化效率与成本。建议研发团队关注该技术在多电平拓扑中的应用，以提升产品在复杂工况...
一种用于七电平混合多电平变换器的低频与高频级解耦混合模型预测控制
A Hybrid Model Predictive Control for a Seven-Level Hybrid Multilevel Converter With Independent Low-Frequency and High-Frequency Stages
Yufei Li · Fei Diao · Yue Zhao · H. Alan Mantooth · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
本文提出了一种混合模型预测控制（H-MPC）策略，实现了七电平混合多电平变换器（7L-HMC）中低频级与高频级的解耦。该方法首先利用参考电压矢量的符号模式确定低频级的开关状态，随后将参考矢量平移至原始空间矢量图的内部六边形区域，从而简化了控制复杂度并提升了系统性能。
解读: 该研究提出的七电平混合多电平拓扑及解耦控制策略，对阳光电源的高功率密度组串式逆变器及大型集中式逆变器具有重要参考价值。通过低频与高频级的解耦，可有效降低开关损耗并提升变换效率，有助于优化PowerTitan等储能变流器（PCS）的功率模块设计。建议研发团队关注该拓扑在提升并网电能质量及降低滤波器体积...
LLC谐振变换器同步整流技术综述
Synchronous Rectification for LLC Resonant Converter: An Overview
Yuqi Wei · Quanming Luo · H. Alan Mantooth · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
LLC谐振变换器凭借控制简单、电压增益调节范围宽及软开关特性，成为主流隔离型DC/DC变换器。为进一步提升转换效率与功率密度，同步整流（SR）技术被广泛应用。本文综述了LLC变换器中SR技术的最新研究进展，分析了其在提升系统整体能效方面的关键作用。
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、ST系列PCS）中DC/DC级电路的核心拓扑。同步整流技术的优化直接关系到产品在轻载和满载工况下的转换效率，对于提升户用及工商业储能产品的功率密度至关重要。建议研发团队关注该综述中关于SR控制策略的最新研究，特别是针对宽电压...
基于实用攻击模型的网络弹性智能逆变器综述
An Overview of Cyber-Resilient Smart Inverters Based on Practical Attack Models
BoHyun Ahn · Taesic Kim · Seerin Ahmad · Sudip Kumar Mazumder 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年4月
随着分布式能源（DER）渗透率提高，智能逆变器作为连接可再生能源与电网的核心设备，其网络安全至关重要。本文综述了针对智能逆变器的实用攻击模型，分析了其在电网自动化与去中心化趋势下的脆弱性，并探讨了提升电力电子设备网络弹性的关键技术与防御策略。
解读: 随着阳光电源PowerTitan储能系统及组串式逆变器在全球电网中大规模应用，设备接入电网的安全性已成为核心竞争力。本文提出的网络弹性架构对iSolarCloud智能运维平台的安全升级具有重要参考价值。建议在产品研发中引入文中提到的抗攻击模型，强化逆变器与储能变流器（PCS）在通信协议、控制算法层面...
功率模块架构设计与系统兼容性及其对电力电子系统影响综述
A Review of Architectural Design and System Compatibility of Power Modules and Their Impacts on Power Electronics Systems
Rayna Alizadeh · H. Alan Mantooth · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
本文综述了功率模块的架构设计及其对系统性能的影响。重点分析了模块布局如何通过辅助低感母线设计优化系统表现，并探讨了系统级应用对架构设计方法的影响，提出了一种协同设计方法论。
解读: 功率模块是阳光电源组串式/集中式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统的核心部件。文章强调的低感母线设计与模块架构协同，直接关系到高功率密度产品的电磁兼容性与开关损耗优化。对于阳光电源而言，在SiC等宽禁带半导体应用日益广泛的背景下，该研究提出的协同设计方法论有助于提升逆变器与P...
一种简单的基于开关事件的高频采样方法
A Simple Switching-Event Dependent High-Frequency Sampling Method for Power Conversion System
Liyang Du · Hui Cao · Zahra Saadatizadeh · Yue Zhao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
针对高频电力电子系统数字控制中电流与电压采样精度不足的问题，本文提出了一种基于开关事件的采样方法。该方法利用功率器件的重复开关特性，通过低速ADC和数字控制器实现等效的高频信号采样，有效提升了控制系统的性能。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）具有显著价值。随着功率密度提升，开关频率不断提高，传统采样方案受限于ADC带宽，难以捕捉高频纹波。该方法无需昂贵的高速ADC即可实现高精度采样，有助于提升阳光电源产品的电流环控制带宽和动态响应速度，特别是在...
一种用于功率模块集成的集成式碳化硅CMOS栅极驱动器
An Integrated SiC CMOS Gate Driver for Power Module Integration
Matthew Barlow · Shamim Ahmed · A. Matt Francis · H. Alan Mantooth · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年11月
随着高温功率器件的应用，高效运行所需的配套电路（如栅极驱动器）成为完整高温解决方案的关键。本文提出了一种采用1.2μm CMOS工艺设计的集成式碳化硅（SiC）栅极驱动器，通过引入可调驱动强度，实现了外部元件的最小化，提升了功率模块的集成度与高温适应性。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。在PowerTitan及PowerStack等储能系统和组串式光伏逆变器中，SiC功率器件的广泛应用已成为提升功率密度和效率的关键。集成式栅极驱动器能有效减小驱动回路寄生电感，抑制开关振荡，对于提升高频化逆变器及PCS的功率密度、降低高温环境下的散热压力至关重...
一种具有优化系统接口和电场分布的10 kV SiC MOSFET功率模块
A 10 kV SiC MOSFET Power Module With Optimized System Interface and Electric Field Distribution
Xiaoling Li · Yuxiang Chen · Hao Chen · Riya Paul 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
本文提出了一种针对10 kV碳化硅（SiC）MOSFET功率模块的系统化设计方法。通过多目标优化，实现了电场分布的增强、共模寄生电容的最小化以及系统级寄生电感的降低，为高压功率模块的设计提供了创新技术路径。
解读: 该研究聚焦于高压SiC功率模块的封装与电磁优化，对阳光电源的核心业务具有极高价值。10 kV SiC器件是实现中压直挂（MV-grid）光伏逆变器和储能PCS的关键，能显著减少变压器体积并提升系统效率。该模块的电场优化与寄生参数控制技术，可直接应用于PowerTitan等大功率储能系统及集中式光伏逆...
使用倒装芯片键合碳化硅功率器件的3D无键合线开关单元
3-D Wire Bondless Switching Cell Using Flip-Chip-Bonded Silicon Carbide Power Devices
Sayan Seal · Michael D. Glover · H. Alan Mantooth · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年10月
本文提出了一种基于碳化硅（SiC）功率器件的3D无键合线功率模块。传统键合线存在寄生电感，限制了高频开关性能，导致SiC器件潜力无法完全发挥。该设计通过倒装芯片技术消除了键合线，旨在降低寄生参数，提升高频开关效率。
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PCS（如PowerTitan、ST系列）向高功率密度和高频化演进，降低功率模块的寄生电感是提升系统效率和减小体积的关键。无键合线封装技术能显著改善SiC器件的散热性能与开关特性，有助于阳光电源在下一代组串式逆变器及储能变流器中实现...
PowerSynth 2：高密度三维多芯片功率模块的物理设计自动化
PowerSynth 2: Physical Design Automation for High-Density 3-D Multichip Power Modules
Imam Al Razi · Quang Le · Tristan M. Evans · H. Alan Mantooth 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
随着宽禁带半导体（SiC和GaN）的应用，电力电子变换器正向超高功率密度发展。然而，紧凑型高速变换器的复杂性已超出传统手动迭代设计流程的范畴。本文提出PowerSynth 2，一种用于高密度三维多芯片功率模块的物理设计自动化工具，旨在解决复杂电力电子系统的设计瓶颈。
解读: 该研究对于阳光电源的核心产品线（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器）具有极高的战略价值。随着公司产品向更高功率密度和更小体积演进，SiC/GaN器件的集成难度显著增加。PowerSynth 2提供的自动化设计流程能够大幅缩短功率模块的研发周期，优化热管理与寄生参数控制。建议研发...
高频LLC谐振DC/DC变换器同步整流信号延迟的综合分析
Comprehensive Analysis of Synchronous Rectifying Signal Delay of High-Frequency LLC Resonant DC/DC Converter
Xiaozhou Wang · Shuang Zhao · Zhiqing Yang · Yusi Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本文针对高频LLC谐振变换器，深入分析了同步整流（SR）驱动信号在硬件传播延迟等因素影响下滞后于二次侧电流的问题。该研究旨在通过优化同步整流控制策略，提升变换器在高频工作下的转换效率，对于优化电力电子变换器的性能具有重要理论与工程价值。
解读: 该研究直接关联阳光电源的电动汽车充电桩及户用光伏储能产品线。在充电桩和储能PCS中，LLC谐振变换器是实现高功率密度和高效率的核心拓扑。随着开关频率的提升，同步整流信号的精确控制对降低导通损耗至关重要。建议研发团队参考文中的延迟补偿算法，优化现有高频模块的驱动逻辑，以提升产品在宽负载范围下的转换效率...
利用模块化多电平变换器的主动冗余以平衡可靠性与运行灵活性
On Exploiting Active Redundancy of a Modular Multilevel Converter to Balance Reliability and Operational Flexibility
Jaesik Kang · Heejin Kim · Hong-Ju Jung · Dong-Su Lee 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
本文提出了一种利用模块化多电平变换器（MMC）子模块冗余实现容错的实用策略。该框架系统地平衡了两种传统主动冗余使用方法之间的权衡，从而提升了运行灵活性。其中一种现有方法通过减少子模块应力来提高可靠性。
解读: MMC拓扑在阳光电源的大型集中式光伏逆变器及高压储能系统（如PowerTitan系列）中具有潜在应用价值。该研究提出的主动冗余平衡策略，有助于提升高压大功率变换器的容错能力与长期运行可靠性。在阳光电源追求高功率密度与高可用性的产品研发中，该策略可作为提升系统冗余管理效率的参考，特别是在应对复杂电网环...
用于分层和异构2.5-D多芯片功率模块的PowerSynth设计自动化流程
PowerSynth Design Automation Flow for Hierarchical and Heterogeneous 2.5-D Multichip Power Modules
Imam Al Razi · Quang Le · Tristan M. Evans · Shilpi Mukherjee 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
功率半导体模块的布局优化是提升宽禁带半导体（GaN和SiC）性能与功率密度的关键。本文提出了一种名为PowerSynth的设计自动化流程，旨在通过先进封装技术实现可靠且高效的多芯片功率模块（MCPM）设计，以突破现有功率密度的技术瓶颈。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心竞争力。在光伏逆变器（如组串式、集中式）和储能系统（如PowerTitan、PowerStack）中，功率密度和热管理是核心指标。PowerSynth自动化流程能显著缩短SiC/GaN功率模块的研发周期，优化多芯片布局，降低寄生参数，从而提升逆变器和PCS的转换效率与可...
一种具有钳位功能的GaN器件栅源电压振荡抑制方法
A Suppression Method for Gate-Source Voltage Oscillation With Clamping Function for GaN Devices
Jian Chen · Jianping Xu · Wensheng Song · Quanming Luo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
由于开关速度极快，氮化镓（GaN）器件比硅MOSFET更容易产生严重的开关振荡。不同于硅和碳化硅器件，GaN器件的栅极电压额定值较低（通常驱动电压为5V，最大额定值仅为6V）。本文提出了一种具有钳位功能的栅极驱动电路，以有效抑制GaN器件的栅源电压振荡，确保其在高速开关过程中的可靠性。
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功率密度要求的不断提升，GaN器件的应用成为关键技术趋势。该文献提出的栅极电压钳位技术，直接解决了GaN器件在高速开关过程中因电压过冲导致的栅极击穿风险，对提升阳光电源户用逆变器及电动汽车充电桩产品的可靠性具有重要参考价值。建议研发团队在下一代高频化...
基于虚拟振荡控制
VOC）的逆变器在噪声注入下的脆弱性及其缓解措施
Sourojit K. Mazumder · Mateo D. Roig Greidanus · Ji Liu · H. Alan Mantooth · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
本文探讨了虚拟振荡控制（VOC）逆变器在测量信号受到恶意噪声注入时的脆弱性。研究分析了此类干扰对逆变器性能及多机并联同步的影响，并提出了相应的缓解策略，旨在提升基于VOC的分布式发电系统在复杂电网环境下的鲁棒性与安全性。
解读: 随着阳光电源构网型（Grid-Forming）技术在PowerTitan储能系统及大型光伏电站中的深入应用，VOC作为一种无需通信的分布式控制策略，具有极高的研究价值。该文章揭示了VOC在外部干扰下的脆弱性，这对阳光电源提升iSolarCloud智能运维平台的安全监测能力，以及增强组串式逆变器和储能...
基于主动控制电感的混合储能系统集成自整定多端口谐振DC/DC变换器
Self-Tuning Multiport Resonant DC/DC Converter Based on Actively-Controlled Inductors for Hybrid Storage System Integration
Thiago Pereira · Yuqi Wei · Yoann Pascal · H. Alan Mantooth 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
针对重型电动汽车及长途运输中高功率需求导致的能量系统瞬态响应挑战，单一电池技术难以满足要求。本文提出一种基于主动控制电感的多端口谐振DC/DC变换器，通过自整定技术实现混合储能系统的有效集成，以优化不同幅值和动态特性的功率分配。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务（PowerTitan、PowerStack系列）具有重要参考价值。混合储能系统（如锂电+超级电容）是解决高功率密度应用场景的关键，该文提出的多端口谐振拓扑及主动电感控制策略，有助于提升PCS在瞬态工况下的响应速度与效率。建议研发团队关注其自整定算法，以优化PowerTit...
碳化硅高功率三相T型逆变器电压过冲抑制的母排设计与优化
Busbar Design and Optimization for Voltage Overshoot Mitigation of a Silicon Carbide High-Power Three-Phase T-Type Inverter
Zhongjing Wang · Yuheng Wu · Mohammad Hazzaz Mahmud · Zhao Yuan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
碳化硅（SiC）器件的高开关速度易导致电压过冲。本文探讨了通过优化母排设计降低杂散电感，从而在不牺牲开关速度和增加损耗的前提下，有效抑制SiC器件电压过冲的方法。
解读: 该研究对阳光电源的高功率组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）具有极高价值。随着公司产品向高功率密度和高效率演进，SiC器件的应用日益广泛，但高频开关带来的电压过冲是可靠性设计的核心痛点。通过优化母排杂散电感，可在提升开关频率、减小磁性元件体积的同时，确保器件在...
基于频域分析的混合占空比调制以最小化双有源桥变换器RMS电流并扩展软开关范围
Hybrid Duty Modulation for Dual Active Bridge Converter to Minimize RMS Current and Extend Soft-Switching Range Using the Frequency Domain Analysis
Di Mou · Quanming Luo · Jia Li · Yuqi Wei 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
本文提出了一种面向效率的双有源桥（DAB）变换器混合占空比调制（HDM）方案。该方案通过优化零电压部分的分配，有效降低了电感电流的均方根（RMS）值，并显著扩展了开关管的软开关工作范围，从而提升了变换器的整体转换效率。
解读: DAB拓扑是阳光电源储能变流器（PCS）及直流变换环节的核心技术。该研究提出的混合占空比调制（HDM）方案，能够直接优化PowerTitan、PowerStack系列储能系统的DC-DC级效率，特别是在宽电压范围运行下，通过降低RMS电流损耗和提升软开关性能，可显著提升系统全生命周期能效。建议研发团...
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