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高性能功率因数校正电路中线性与非线性前馈控制器的设计与实现
Design and Implementation of Linear and Nonlinear Feedforward Controllers for High-Performance Power Factor Corrected Circuits
Tian-Hua Liu · Yu-Cheng Song · Woei-Luen Chen · IET Power Electronics · 2025年2月 · Vol.18
本文研究了用于高性能功率因数校正电路的前馈控制器设计与实现，涵盖线性与非线性控制器。通过分析输入电压扰动对系统动态响应的影响，提出了相应的前馈补偿策略，以提升系统的抗干扰能力与动态性能。在线性前馈控制基础上，进一步引入非线性前馈结构，有效改善大信号工况下的稳定性与响应速度。实验结果表明，所设计的前馈控制器显著提高了功率因数、降低了输入电流畸变，并增强了系统在宽负载与输入电压变化范围内的鲁棒性。
解读: 该前馈控制技术对阳光电源功率因数校正环节具有重要应用价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器的AC-DC整流级，线性与非线性前馈控制可显著提升电网电压波动下的动态响应速度，降低输入电流THD至<3%，满足IEEE 1547并网标准。对车载OBC充电机，该技术可在宽输入电压范围（85-265VAC）内保...
基于夹层式压电换能器的多输出高功率压电变压器
The High-Power Piezoelectric Transformer With Multiple Outputs Based on Sandwiched Piezoelectric Transducers
Sha Wang · Junjie Shan · Hua Tian · Shuyu Lin · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
本文开发了一种基于夹层式压电换能器的多输出高功率压电变压器。通过利用夹层式压电换能器优越的机械鲁棒性，实现了先进的高功率电压变换技术。文章详细探讨了具有独特交叉结构的夹层式压电变压器（s-PTs）的设计与性能。
解读: 压电变压器技术目前处于前沿研究阶段，主要优势在于高功率密度和电磁干扰小，但在大功率光伏逆变器和储能PCS（如PowerTitan系列）中，受限于材料机械疲劳和功率等级限制，尚无法直接替代现有的磁性元件。建议研发团队关注其在辅助电源（Auxiliary Power Supply）或小功率驱动电路中的应...
高性能无传感器IPMSM驱动系统的约束预测控制器
Constrained Predictive Controllers for High-Performance Sensorless IPMSM Drive Systems With Full-Range Speed Operations
Muhammad Syahril Mubarok · Tian-Hua Liu · Seyed Alireza Davari · Jose Rodriguez · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年4月
本文提出了一种针对高性能无传感器内置式永磁同步电机（IPMSM）驱动系统的约束预测速度控制器和电流控制器。该方法分别考虑了输入电流和电压限制，解决了现有无传感器预测控制在全速度范围内缺乏约束处理的问题，提升了驱动系统的动态性能与运行稳定性。
解读: 该技术主要应用于电机驱动控制领域，与阳光电源的电动汽车充电桩（内部功率模块控制）及风电变流器业务具有技术关联性。在风电变流器中，发电机侧变流器常采用IPMSM或类似电机模型，引入约束预测控制（MPC）可有效提升变流器在弱电网或极端工况下的动态响应速度和电流限制精度，防止过流保护触发。建议研发团队关注...
半集中式开绕组永磁直线电机驱动系统的协同控制
Collaborative Control for Half-Centralized Open-End Winding Permanent-Magnet Linear Motor Drive Systems
Weijie Tian · Wei Wang · Zhixiang Lu · Zheng Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
本文提出了一种半集中式开绕组初级永磁直线电机（HCOW-PPMLM）驱动系统。该系统通过两个独立的电压源逆变器（VSI）和一个公共VSI为两个开绕组动子供电。与传统开绕组电机拓扑相比，该方案显著减少了半导体开关器件的数量，从而降低了系统构建成本。
解读: 该文献研究的半集中式开绕组拓扑主要针对直线电机驱动，虽与阳光电源当前核心的光伏逆变器及储能PCS产品线（主要为旋转电机或并网应用）存在差异，但其核心价值在于通过拓扑优化减少功率开关器件数量。阳光电源在研发高功率密度、低成本的逆变器及PCS产品时，可借鉴此类“多逆变器共享公共桥臂”的拓扑设计思路，以优...
初级永磁直线电机驱动电流传感器故障诊断方法
A Fault Diagnosis Method for Current Sensors of Primary Permanent-Magnet Linear Motor Drives
Wei Wang · Weijie Tian · Zheng Wang · Wei Hua 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
本文提出了一种针对初级永磁直线电机（PPMLM）牵引系统的电流传感器故障诊断方法。该方法仅需两个电流传感器，即可有效区分增益故障和零偏移故障。通过PPMLM模型估计同步电流，并与实际测量值进行对比，实现故障的实时检测与识别。
解读: 该研究提出的电流传感器故障诊断技术对于提升电力电子驱动系统的可靠性具有参考价值。虽然阳光电源主要聚焦于光伏逆变器和储能变流器（PCS），但电流采样精度与故障诊断是所有功率变换设备的核心安全功能。该方法中利用模型估计进行故障诊断的思路，可应用于阳光电源的PowerTitan等储能变流器或风电变流器中，...
用于GaN功率模块的集成共模滤波器及其高频EMI性能提升
Integrated Common-Mode Filter for GaN Power Module With Improved High-Frequency EMI Performance
Niu Jia · Xingyue Tian · Lingxiao Xue · Hua Bai 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
宽禁带（WBG）器件在提升功率密度和效率的同时，因其快速开关特性加剧了电磁干扰（EMI）问题。本文提出了一种集成共模滤波器设计，通过优化寄生参数，有效抑制了高频EMI噪声，为高频电力电子系统的电磁兼容性提供了解决方案。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及户用储能产品向高功率密度和高开关频率演进，GaN等宽禁带器件的应用成为提升效率的关键。然而，高频开关带来的EMI挑战直接影响产品认证与电磁兼容性。本文提出的集成共模滤波器技术，有助于优化阳光电源功率模块的布局设计，减少外部滤波器的体积与寄生参数影响，从而在保证EMI合规的前...
考虑开路故障的半集中式开口绕组电机驱动系统容错控制
Fault-Tolerant Control of Half-Centralized Open-End Winding Motor Drive System Considering Open-Circuit Faults
Weijie Tian · Wei Wang · Wei Hua · Ming Cheng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
本文针对半集中式开口绕组（HCOW）电机驱动系统，提出了一种开路故障下的容错控制方法。该系统利用各移动单元推力的波动性，通过系统总推力恒定控制，获得额外的推力自由度，从而降低铜耗或提升推力输出能力。
解读: 该研究聚焦于电机驱动系统的容错控制与推力优化，虽然主要针对电机驱动领域，但其核心思想——通过冗余自由度实现故障下的系统性能维持，对阳光电源的电力电子变换器设计具有参考价值。在阳光电源的风电变流器及大型储能系统PCS中，功率模块的冗余设计与故障切换策略是提升系统可靠性的关键。该文献提出的容错控制算法可...
基于DBC的PCB封装GaN功率模块高密度集成与双面冷却设计
PCB-on-DBC GaN Power Module Design With High-Density Integration and Double-Sided Cooling
Xingyue Tian · Niu Jia · Douglas DeVoto · Paul Paret 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文探讨了一种采用双面冷却、低电感及板载去耦电容设计的高密度GaN功率模块。针对横向氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管的高开关速度与低栅极电荷特性，分析了其在模块设计中面临的挑战，并提出了优化方案以提升功率密度与散热性能。
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业务具有重要参考价值。随着功率密度要求的提升，GaN器件在小功率、高频化场景下的应用是实现产品轻量化和高效化的关键。双面冷却与低电感封装技术可有效解决高频开关带来的热管理与EMI难题，建议研发团队关注该模块化设计在下一代高频组串式逆变器及紧凑型充电桩中...
半集中式开绕组永磁电机系统的统一最大电压利用率控制
Unified Maximum Voltage Utilization Controls for Half-Centralized Open-End Winding Permanent-Magnet Motor Systems
Wei Wang · Yixin Jiang · Weijie Tian · Wei Hua 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
为扩展永磁直线电机牵引系统的调速范围并减少功率电子器件数量，本文研究了一种半集中式开绕组拓扑，即由N+1个电压源逆变器驱动N个动子。为实现速度范围最大化，文中提出了两种统一最大电压利用率控制（UMVUC）方法。
解读: 该研究聚焦于电机驱动拓扑优化及电压利用率提升，虽主要针对直线电机牵引领域，但其提出的“N+1逆变器驱动N个负载”的半集中式拓扑思路，在多电机协同驱动或大型工业传动系统中有潜在借鉴意义。阳光电源在风电变流器及储能PCS领域积累了深厚的功率变换技术，该文的控制策略（UMVUC）可为提升逆变器直流母线电压...
五桥双动子永磁电机驱动的容错预测控制
Fault-Tolerant Predictive Control for Five-Leg Dual-Mover Permanent-Magnet Motor Drives
Wei Wang · Weijie Tian · Zhixiang Lu · Zheng Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
本文针对五桥双动子永磁直线电机驱动系统提出了一种容错预测控制（FTPC）策略。在发生开路故障导致一相绕组和一桥臂失效后，系统利用剩余的四桥臂和五个健康绕组继续运行。该方法通过优化控制算法，实现了故障后的稳定运行，提升了驱动系统的可靠性。
解读: 该研究聚焦于多相电机驱动系统的容错控制，虽然主要针对直线电机应用，但其核心思想——即在功率器件或桥臂发生故障后，通过重构控制算法实现系统降额运行，对阳光电源的逆变器及储能变流器（PCS）产品具有参考价值。在PowerTitan等大型储能系统或高功率密度组串式逆变器中，若能引入类似的容错预测控制策略，...
一种用于陶瓷电容Buck变换器的恒定导通时间控制及内部有源纹波补偿策略
A Constant On-Time Control With Internal Active Ripple Compensation Strategy for Buck Converter With Ceramic Capacitors
Xin Ming · Yang-Li Xin · Tian-Sheng Li · Hua Liang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年9月
恒定导通时间（COT）控制因瞬态响应快和轻载效率高而被广泛应用。然而，当输出电容的等效串联电阻（ESR）较小时，该控制方案存在固有不稳定性，通常需要纹波注入技术来增强环路稳定性。本文提出了一种内部有源纹波补偿策略，旨在解决传统无源补偿技术的局限性。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及储能系统（如PowerStack）中的DC-DC变换环节具有重要参考价值。随着陶瓷电容在紧凑型功率变换器中的广泛应用，其低ESR特性带来的控制稳定性问题日益突出。该有源纹波补偿策略能够优化控制环路，在提升系统瞬态响应速度的同时，减少对大体积无源器件的依赖，有助于进一...
地铁应用中初级永磁直线电机牵引系统的耦合容错控制
Coupled Fault-Tolerant Control of Primary Permanent-Magnet Linear Motor Traction Systems for Subway Applications
Wei Wang · Zhixiang Lu · Yanan Feng · Weijie Tian 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
本文针对地铁初级永磁直线电机牵引系统，提出了一种耦合容错控制（C-FTC）策略。通过将故障动子与健康动子耦合，该策略实现了在电流传感器故障情况下的连续运行。以健康动子作为参考，通过重构开关状态，确保了系统在故障状态下的鲁棒性与稳定性。
解读: 该文献提出的耦合容错控制策略主要针对直线电机牵引系统，虽然与阳光电源核心的光伏及储能业务（如逆变器、PCS）在应用场景上存在差异，但其核心思想——即通过多模块耦合实现故障冗余与连续运行，对阳光电源的电力电子产品具有借鉴意义。特别是在PowerTitan等大型储能系统或多机并联的组串式逆变器系统中，当...
基于单直流侧电流传感器的永磁直线电机双矢量模型预测控制
Dual-Vector Located Model Predictive Control With Single DC-Link Current Sensor for Permanent-Magnet Linear Motor Drives
Wei Wang · Zhixiang Lu · Weijie Tian · Wei Hua 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
本文提出了一种针对永磁直线电机驱动系统的双矢量模型预测控制（DL-MPC）方法。该方法仅使用单个直流侧电流传感器，通过采样直流侧电流并结合所选的有功电压矢量来重构三相电流，并定义了相电流下沉数以评估重构精度，有效降低了传感器成本并提升了控制性能。
解读: 该研究提出的单传感器电流重构技术及双矢量模型预测控制（MPC）算法，对阳光电源的逆变器及电机驱动类产品具有参考价值。在光伏组串式逆变器或储能变流器（PCS）中，通过减少电流传感器数量可有效降低系统成本并提高硬件可靠性。此外，MPC算法在提升系统动态响应速度方面的优势，可应用于阳光电源的高性能电机驱动...
水下超临界CO2循环发电系统原型的性能分析
Performance analysis of a underwater power transcritical CO2 cycle system prototype
Zhi Ling · Xuan Wang · Hua Tian · Gequn Shu 等10人 · Applied Energy · 2025年8月 · Vol.391
摘要 深海水下设备的能量系统是支撑其运行的核心要素，高能量密度、高安全性和稳定性是衡量该系统性能的关键指标。针对目前水下设备缺乏高度适应性二次循环系统的现状，本文构建了一套100 kW级回热再热型超临界CO2循环水下动力系统原型，并首次在模拟深海冷源（<2 °C）与微型反应堆热源（>500 °C）条件下，完成了从待机到发电全过程的性能测试。结果表明，该系统的实际循环热效率达到22.7%，发电功率为97.6 kW，在冷源温度±1 °C波动范围内均可稳定运行，且当海水温度突变时，系统流量波动仅为0....
解读: 该超临界CO2循环技术对阳光电源海上储能及电力电子系统具有重要借鉴价值。其22.7%循环效率和1MW/m³功率密度为海上风电储能系统(PowerTitan海上版)提供热管理优化思路。密闭自回流冷却技术可应用于ST系列PCS和SG大功率逆变器的液冷散热设计,提升功率密度。±1°C温度波动下0.725%...