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LLC谐振变换器完整的分步优化设计
A Complete Step-by-Step Optimal Design for LLC Resonant Converter
Yuqi Wei · Quanming Luo · Zhiqing Wang · Homer Alan Mantooth · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
本文针对LLC谐振变换器提出了一种基于时域分析的完整分步优化设计方法。该方法在最恶劣工况下实施，旨在提升变换器的整体性能，为工业应用中的高效电源设计提供了系统性的理论指导与设计流程。
解读: LLC谐振变换器是阳光电源核心产品线中的关键拓扑，广泛应用于户用光伏逆变器的DC-DC级、电动汽车充电桩的功率模块以及储能系统（如PowerStack）的辅助电源或隔离变换环节。该文章提出的时域分析优化设计方法，能够有效提升变换器在全负载范围内的效率和功率密度。建议研发团队将其应用于充电桩模块的轻量...
碳化硅MOSFET的并联连接——挑战、机制与解决方案
Parallel Connection of Silicon Carbide MOSFETs—Challenges, Mechanism, and Solutions
Helong Li · Shuang Zhao · Xiongfei Wang · Lijian Ding 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
为提升功率变换系统的额定电流，功率半导体器件常采用并联技术。然而，电路参数失配或制造工艺差异会导致并联器件电流不平衡，进而引发加速老化及可靠性问题。本文重点探讨了碳化硅（SiC）MOSFET因其极快的开关速度而在并联应用中面临的特殊挑战、电流不平衡机制及相应的工程解决方案。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及PowerTitan系列储能PCS向更高功率密度演进，SiC器件的应用已成为提升效率的关键。并联技术是实现大功率模块化设计的核心，但SiC的高开关速度对PCB布局及驱动电路提出了严苛要求。该研究对于优化阳光电源大功率逆变器和PCS的功率模块设计、降低并联均流风险、提升长期运...
一种基于可变电感的LCL滤波器在大规模微电网中的应用
A Variable Inductor Based LCL Filter for Large-Scale Microgrid Application
Yusi Liu · Homer Alan Mantooth · Juan Carlos Balda · Chris Farnell · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年9月
针对微电网中可再生能源波动导致的变负载工况，传统固定电感LCL滤波器难以在全功率范围内实现最优谐波抑制。本文提出一种基于可变电感的LCL滤波器设计方案，通过动态调整电感值，有效提升了高功率变换器在宽负载范围下的谐波衰减性能，优化了微电网系统的并网电能质量。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有高度参考价值。在阳光电源的组串式逆变器（如SG系列）及大型储能PCS（如PowerTitan系列）中，LCL滤波器是实现高效率与低谐波输出的关键部件。随着电网环境日益复杂，尤其是在弱电网或微电网场景下，采用可变电感技术可显著提升系统在宽功率范围内的适应性，降低滤波器体积...
PowerSynth：一种功率模块布局生成工具
PowerSynth: A Power Module Layout Generation Tool
Tristan M. Evans · Quang Le · Shilpi Mukherjee · Imam Al Razi 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年6月
PowerSynth是一款用于功率半导体模块快速设计与验证的多目标优化工具。通过利用降阶模型计算布局的电气寄生参数及器件间的热耦合，该工具能在实现最优走线布局与芯片放置的同时，比传统有限元分析（FEA）技术快几个数量级。
解读: 该工具对阳光电源的功率模块设计具有重要参考价值。在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）的研发中，功率模块的寄生参数优化与热管理是提升功率密度和可靠性的核心。PowerSynth提供的降阶模型优化方案，能够显著缩短研发周期，替代部分繁琐的FEA仿真，有助于优化I...
面向宽禁带器件的Ω型电流传感器多目标优化与增强设计
Multiobjective Optimization and Enhanced Design of an Ω-Shaped Current Sensor for WBG Devices
Xia Du · Liyang Du · Yuxiang Chen · Andrea Stratta 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
宽禁带（WBG）器件的快速发展对电流传感器的带宽、尺寸及积分器设计提出了挑战。本文提出了一种由Ω型铜管、罗氏线圈和外部积分器组成的高带宽Ω型电流传感器，旨在实现精确的开关电流测量，并简化了结构设计。
解读: 该技术对阳光电源的SiC/GaN功率模块应用具有重要价值。随着公司组串式逆变器和PowerTitan储能系统向更高开关频率、更高功率密度演进，传统的电流检测方案难以满足WBG器件的高频噪声抑制和带宽需求。该Ω型传感器结构紧凑且带宽极高，可集成于阳光电源的高频功率模块中，用于实时监测开关电流，从而提升...
基于数据手册的碳化硅功率MOSFET紧凑模型
包含第三象限特性
Arman Ur Rashid · Md Maksudul Hossain · Asif Imran Emon · Homer Alan Mantooth · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
本文提出了一种碳化硅（SiC）功率MOSFET仿真模型，在保证第一象限精度的同时，能准确预测静态和动态的第三象限行为。该模型具备非对称第三象限特性，对于同步整流仿真至关重要，且仅需基于数据手册参数即可构建，提升了电力电子系统设计的仿真效率与准确性。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器及PowerTitan、PowerStack等储能系统中全面推进SiC器件的应用，该模型具有极高的工程价值。SiC MOSFET的第三象限特性直接影响同步整流效率及死区时间设置，对提升系统整体转换效率至关重要。该模型通过数据手册驱动，能够显著缩短研发周期，降低仿真与实测的偏...
一种具有钳位功能及定量设计方法的SiC MOSFET开关振荡抑制技术
A Switching Oscillation Suppression Method With Clamping Function and Quantitative Design for SiC MOSFETs
Jian Chen · Wensheng Song · Jianping Xu · Hao Yue 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
SiC MOSFET凭借高开关速度与低损耗优势，在电力电子领域应用广泛。然而，其高频切换易引发严重的开关振荡与电磁干扰，威胁器件安全。本文提出一种具备钳位功能的开关振荡抑制方案，并给出了定量设计方法，有效提升了SiC器件运行的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。随着公司组串式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）向更高功率密度和更高开关频率演进，SiC器件已成为提升效率的关键。该振荡抑制方案能有效解决高频SiC应用中的电压尖峰与EMI难题，不仅能优化逆变器输出质量，还能降低...
一种具有垂直集成栅极驱动器的无键合线SiC开关单元
A Wire Bondless SiC Switching Cell With a Vertically Integrated Gate Driver
Sayan Seal · Andrea K. Wallace · Audrey M. Dearien · Chris Farnell 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
本文展示了一种集成栅极驱动器的SiC半桥模块。通过物理和电气上的紧凑集成方案，显著降低了关键开关回路的寄生电感。此外，该方案采用了无键合线互连技术，将功率器件的互连寄生电感降至极低水平，从而优化了高频开关性能。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，提高开关频率和功率密度是提升产品竞争力的关键。无键合线封装技术能有效抑制SiC器件在高频开关下的电压尖峰，降低电磁干扰（EMI），从而减小磁性元件体积并提升整机效率。...
用于功率半导体器件热稳定性增强的有源珀尔帖效应散热器
Active Peltier Effect Heat Sink for Power Semiconductor Device Thermal Stability Enhancement
Lijian Ding · Ruya Song · Shuang Zhao · Jianing Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
针对功率半导体器件因周期性热应力导致的累积疲劳失效问题，本文提出了一种新型热抑制方法。通过在功率器件基板间嵌入珀尔帖效应散热器（PEHS），主动调节芯片温度波动，从而显著提升IGBT/MOSFET的运行可靠性与使用寿命。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中，IGBT模块的结温波动是限制功率密度提升和寿命的关键瓶颈。引入珀尔帖主动散热技术，可有效平抑极端工况下的热应力，显著提升变流器在高温或高频切换环境下的可靠性。建议研发团队评估该方案在...
一种用于电动汽车逆变器的双面冷却SiC MOSFET功率模块
A Double-Sided Cooled SiC MOSFET Power Module for EV Inverters
Riya Paul · Rayna Alizadeh · Xiaoling Li · Hao Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
双面冷却（DSC）功率模块结构能显著提升电动汽车电机驱动逆变器的功率密度。本文提出了一种采用1200V碳化硅（SiC）MOSFET器件的半桥拓扑DSC功率模块，集成了栅极驱动电路与状态监测功能，并详细介绍了其创新设计与相关特性。
解读: 该技术对阳光电源的电动汽车充电桩及储能变流器（PCS）业务具有重要参考价值。双面冷却技术能有效提升功率密度，解决高功率密度下的散热瓶颈，这与阳光电源PowerTitan、PowerStack等储能系统追求极致紧凑化设计的趋势高度契合。同时，SiC器件的应用是提升逆变效率的关键，建议研发团队关注该模块...
用于SiC功率器件的自适应多电平有源栅极驱动器
Adaptive Multi-Level Active Gate Drivers for SiC Power Devices
Shuang Zhao · Audrey Dearien · Yuheng Wu · Chris Farnell 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年2月
碳化硅（SiC）功率器件凭借高开关频率和低损耗优势，已成为电力电子领域的核心。然而，高开关速度带来的高dv/dt和di/dt会引发严重的电磁干扰（EMI）。本文提出一种自适应多电平有源栅极驱动策略，通过精确控制开关动态过程，在降低开关损耗的同时有效抑制EMI，为高性能功率变换器设计提供技术支撑。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。随着公司组串式逆变器和PowerTitan系列储能PCS向更高功率密度和更高开关频率演进，SiC器件的应用已成主流。自适应有源栅极驱动技术能有效解决SiC器件在高频切换下的EMI挑战，有助于优化散热设计并缩小磁性元件体积。建议研发团队在下一代高频化逆变...
基于多层长短期记忆网络的光伏电站数据完整性攻击检测与诊断
Detection and Diagnosis of Data Integrity Attacks in Solar Farms Based on Multilayer Long Short-Term Memory Network
Fangyu Li · Qi Li · Jinan Zhang · Jiabao Kou 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
随着光伏系统数字化程度提高，网络安全威胁日益严峻。本文提出一种基于深度序列学习的诊断方案，利用多层长短期记忆网络（LSTM）检测并识别光伏电站中的数据完整性攻击，为电力电子变换器的网络物理安全提供有效防护。
解读: 随着阳光电源iSolarCloud平台接入规模的扩大，电站数据安全已成为运维核心。该研究提出的多层LSTM诊断模型可直接集成至iSolarCloud的智能运维算法库中，用于实时监测组串式逆变器及PowerTitan储能系统的遥测数据异常。通过识别数据完整性攻击，可有效防止恶意指令导致的逆变器误动作或...
基于任务剖面的SiC MOSFET功率模块寿命预测：一种多步条件映射仿真策略
Mission-Profile-Based Lifetime Prediction for a SiC mosfet Power Module Using a Multi-Step Condition-Mapping Simulation Strategy
Lorenzo Ceccarelli · Ramchandra M. Kotecha · Amir Sajjad Bahman · Francesco Iannuzzo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
针对下一代电力转换器设计需求，本文提出了一种针对光伏逆变器中1.2kV SiC功率模块的快速任务剖面寿命预测仿真策略。该方法通过多步条件映射结构，有效提升了复杂工况下功率模块的可靠性分析效率，为SiC器件在光伏逆变器中的长期运行提供了理论支撑。
解读: 该研究直接服务于阳光电源组串式及集中式光伏逆变器向高功率密度、高效率SiC方案转型的技术需求。SiC器件的可靠性是实现逆变器长寿命设计的关键瓶颈，该多步条件映射仿真策略能显著缩短产品研发周期的可靠性验证环节。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能运维平台或离线仿真工具链中，通过结合实际电站...
面向高温应用的一款SiC CMOS线性稳压器
A SiC CMOS Linear Voltage Regulator for High-Temperature Applications
Robert C. Murphree · Sajib Roy · Shamim Ahmed · Matthew Barlow 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
本文研制了首款集成碳化硅（SiC）CMOS线性稳压器。该设计在20至30V输入电压下可提供15V输出，持续负载电流超过100mA。稳压器反馈环路基于两级SiC运算放大器构建，并结合了内部与外部无源元件进行频率补偿。
解读: 该研究展示了SiC CMOS工艺在高温集成电路领域的突破，对阳光电源的核心业务具有重要参考价值。随着光伏逆变器和储能PCS功率密度的不断提升，内部控制电路面临严苛的热环境挑战。SiC集成电路技术可显著提升驱动电路和辅助电源在高温下的可靠性，减少对外部散热设计的依赖。建议研发团队关注SiC CMOS在...
一种基于数据手册的统一Si/SiC紧凑型IGBT模型
A Datasheet Driven Unified Si/SiC Compact IGBT Model for N-Channel and P-Channel Devices
Sonia Perez · Ramchandra M. Kotecha · Arman Ur Rashid · Md Maksudul Hossain 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年9月
本文提出了一种用于电路仿真的统一物理基IGBT紧凑模型，能够预测Si和SiC、N沟道和P沟道器件的性能。该模型基于电荷公式，可精确预测不同功率器件技术的详细开关波形，并结合了独特的数据手册驱动参数提取方法。
解读: 该研究对于阳光电源的核心产品线至关重要。随着光伏逆变器和储能系统（如PowerTitan、ST系列PCS）向高功率密度和高效率演进，SiC器件的应用日益广泛。该统一模型能显著提升研发阶段的仿真精度，缩短从器件选型到电路设计的周期。通过数据手册驱动的参数提取，研发团队可更快速地评估不同供应商Si/Si...
无基板功率半导体封装的可回收性潜力
Substrate-Less Power Semiconductor Packaging for the Potential of Recyclability
Jinxiao Wei · Jinpeng Cheng · Yuxiang Chen · Li Ran 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月
功率电子领域正致力于提升可回收性。功率半导体器件与模块制造能耗高、材料成本大，但使用寿命有限。本文探索一种有望提高其可回收性的封装结构，聚焦无基板设计中的散热与电气绝缘问题。采用定制三分段热管替代难回收的陶瓷覆铜（DBC）或活性金属钎焊（AMB）基板，并假设以可回收聚醚酰亚胺（PEI）封装替代常规热固性塑料外壳与硅凝胶。提出设计流程，匹配热管性能与器件热耗散及绝缘需求。结果显示，结至散热器热阻显著低于传统基板，且通过比较不同工质的绝缘强度，确定了可行的绝缘方案。
解读: 该无基板功率半导体封装技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，功率模块占据成本和能耗的显著比例，采用热管替代DBC/AMB基板可显著降低结至散热器热阻，提升SiC/GaN器件的散热性能，支撑更高功率密度设计。可回收PEI封装材料符合储能系统全生命周期绿色化...