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客座社论：电力电子快报专刊：高功率密度与高频无源元件的制造与设计
Guest Editorial: Special Section on Power Electronics Letters: Fabrication and Design of High-Power Density and High-Frequency Passive Components
Maeve Duffy · Teng Long · Ziwei Ouyang · Zhichao Luo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
本文为IEEE电力电子汇刊专刊社论，重点探讨了高功率密度与高频电力电子系统中无源元件（如电感、电容、变压器）的先进制造工艺与设计方法。文章强调了在追求系统小型化与高效化过程中，无源元件在热管理、电磁兼容及材料特性方面的关键挑战与创新解决方案。
解读: 高功率密度与高频化是阳光电源产品迭代的核心趋势。在组串式逆变器和PowerTitan系列储能变流器中，无源元件（电感、变压器）的体积与损耗直接决定了整机功率密度。该研究涉及的先进制造与设计方法，有助于优化磁性元件设计，降低高频开关下的寄生参数影响，提升整机效率。建议研发团队关注文中提及的新型磁性材料...
用于零电压开关的功率MOSFET四边形电流模式并联技术
Quadrilateral Current Mode Paralleling of Power MOSFETs for Zero-Voltage Switching
Yanfeng Shen · Yunlei Jiang · Hui Zhao · Luke Shillaber 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
本文提出了一种用于并联功率MOSFET的通用零电压开关（ZVS）方案。通过在并联MOSFET半桥的中点（交流端）引入非耦合或反向耦合的差模换流电感，并结合基于时间延迟的控制策略，产生流经这些电感的循环电流，从而实现ZVS。该方案有效提升了高功率密度变换器的开关效率。
解读: 该技术对于阳光电源的高功率密度逆变器及储能变流器（PCS）产品线具有极高的应用价值。随着PowerTitan等大功率储能系统及组串式逆变器向更高功率密度演进，单管MOSFET并联带来的开关损耗和均流问题日益突出。该四边形电流模式并联技术通过优化换流路径实现ZVS，可显著降低开关损耗，提升整机效率。建...
用于全功率范围效率提升的分裂并联半桥开关单元
Split Parallel Semibridge Switching Cells for Full-Power-Range Efficiency Improvement
Yunlei Jiang · Yanfeng Shen · Luke Shillaber · Chaoqiang Jiang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月
本文提出了一种基于正向耦合电感（PCI）的半桥开关单元并联方案。通过将半桥开关单元和电感拆分为两个并联部分，在并联单元中点间形成较小的差模电感，利用时间延迟控制技术，有效提升了变换器在全功率范围内的运行效率。
解读: 该技术通过优化开关单元拓扑与电感耦合方式，显著提升了变换器在全功率范围内的效率，这对阳光电源的核心业务具有重要价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，DC-DC升压电路是决定整机效率的关键环节。应用该分裂并联方案，可有效降低轻载下的开关损耗并优化重...
一种用于增强长轨道动态无线电能传输系统横向和旋转失调容忍度的多极耦合复合设计
A Multipolarity-Coupling Composite Design for Enhancing Lateral and Rotational Misalignment Tolerance of Long-Track DWPT Systems
Junhua Wang · Leke Wan · Changsong Cai · Ming Xue 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
针对长轨道动态无线电能传输（DWPT）系统中不可避免的横向及旋转失调导致的传输性能下降问题，本文提出了一种基于多极耦合复合设计的接收端（Rx）拓扑。该设计通过优化接收端组件结构，有效提升了系统在复杂失调工况下的抗干扰能力与传输效率。
解读: 该研究聚焦于无线电能传输（DWPT）的抗失调技术，虽然目前阳光电源的电动汽车充电桩业务主要集中在有线快充领域，但无线充电作为未来电动汽车补能的重要技术储备，具有长远的研究价值。该多极耦合复合设计方案可为公司未来布局高功率、高容错性的无线充电产品提供拓扑参考。建议研发团队关注其在提升耦合系数稳定性方面...
用于并联SiC MOSFET单相DC-AC转换的混合模式自适应零电压开关
Hybrid-Mode Adaptive Zero-Voltage Switching for Single-Phase DC–AC Conversion With Paralleled SiC MOSFETs
Yunlei Jiang · Yanfeng Shen · Luke Shillaber · Borong Hu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
针对传统软开关调制（如CRM和TCM）在高功率DC-AC转换中导通损耗大及开关频率可变的问题，本文提出了一种混合四边形调制策略。该方法在实现软开关的同时，有效降低了均方根电流，提升了高功率密度单相逆变器的转换效率，为宽禁带半导体应用提供了优化方案。
解读: 该技术对阳光电源的组串式光伏逆变器和户用储能系统具有重要参考价值。随着SiC器件在阳光电源高功率密度产品中的广泛应用，该混合调制策略能有效解决并联SiC MOSFET带来的开关损耗与导通损耗平衡问题，有助于进一步提升逆变器效率并减小散热器体积。建议研发团队在下一代高频化户用逆变器及小型化储能变流器（...
交流栅极应力下碳化硅功率MOSFET的偏置温度不稳定性
Bias Temperature Instability of Silicon Carbide Power MOSFET Under AC Gate Stresses
Xiaohan Zhong · Huaping Jiang · Guanqun Qiu · Lei Tang 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
随着碳化硅（SiC）功率MOSFET应用日益广泛，其可靠性问题备受关注，尤其是栅极阈值电压的长期稳定性。本文通过实验室实验，研究了在不同占空比、开通及关断栅极电压条件下，交流栅极应力对阈值电压不稳定性的影响。
解读: SiC器件是阳光电源提升组串式逆变器和PowerTitan储能系统功率密度的核心。该研究揭示了交流栅极应力对SiC MOSFET阈值电压的影响，对优化逆变器及PCS的驱动电路设计、提升长期运行可靠性具有重要指导意义。建议研发团队在设计高频开关电路时，参考该研究的应力测试模型，针对性地优化驱动电压参数...
基于长电缆PWM逆变器驱动系统的过电压抑制与轴电流缓解的无源滤波器设计新方法
New Passive Filter Design Method for Overvoltage Suppression and Bearing Currents Mitigation in a Long Cable Based PWM Inverter-Fed Motor Drive System
Yanmin Jiang · Weimin Wu · Yuanbin He · Henry Shu-Hung Chung 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年10月
在高频PWM逆变器驱动系统中，长电缆会导致电机端产生严重的过电压尖峰，加速电机与电缆绝缘老化。本文提出了一种新型无源滤波器设计方法，旨在有效抑制过电压并缓解轴电流，从而提升驱动系统的运行可靠性与使用寿命。
解读: 该研究关注PWM逆变器驱动系统中的高频dv/dt效应及长电缆带来的电磁兼容与绝缘可靠性问题。阳光电源在组串式光伏逆变器及风电变流器产品中，同样面临长距离电缆连接带来的电压反射与电磁干扰挑战。该无源滤波器设计方法可为阳光电源优化逆变器输出侧滤波器设计、提升系统电磁兼容性（EMC）及延长电机/电缆使用寿...
一种用于激光雷达发射器、具有陡峭驱动电流的单片GaN激光二极管驱动器
A Monolithic GaN Laser Diode Driver With Steep-Edge Driving Current for LiDAR Transmitters Using a 3× Self-Circulating Charge Pump
Chun-wang Zhuang · Xin Ming · Yao Qin · Lin-min Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
直接飞行时间（ToF）激光雷达广泛应用于三维传感。为实现高分辨率和长距离探测，需高峰值功率的窄光脉冲，这对激光二极管驱动器（LDD）提出了严苛要求。单片GaN集成技术因能最小化栅极驱动回路寄生参数，成为LDD设计的理想选择。
解读: 该文献探讨了基于GaN工艺的单片集成驱动技术，主要应用于激光雷达（LiDAR）领域。虽然阳光电源目前的核心业务聚焦于光伏逆变器、储能系统及充电桩，与激光雷达直接应用场景重合度较低，但该技术在宽禁带半导体（GaN）的高频驱动与集成化设计方面的研究，对公司未来在功率模块小型化、高频化以及下一代电动汽车充...
纳米晶薄带在高频磁芯中的特性研究
Characterization of Nanocrystalline Flake Ribbon for High Frequency Magnetic Cores
Zhichao Luo · Xinru Li · Chaoqiang Jiang · Teng Long · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
本文研究了一种新型纳米晶薄带（NFR）软磁材料。通过与N87、N27铁氧体材料在不同温度、频率及峰值磁通密度下的对比分析，实验证明NFR材料具有更低的损耗密度、更高的饱和磁通密度以及更优的温度稳定性。
解读: 磁性元件是逆变器及储能PCS中体积占比大、损耗高的核心部件。该研究提出的NFR材料在高频下表现出的低损耗和高饱和磁通密度特性，对于阳光电源提升组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器的功率密度具有重要意义。应用建议：研发团队可评估该材料在兆瓦级储能PCS高频磁性元件中的应用...
在并联功率FET桥臂中实现谐振换相极
Enabling Resonant Commutated Pole in Parallel Power FET Bridge Legs
Yanfeng Shen · Yunlei Jiang · Hui Zhao · Teng Long · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
为满足更高电流等级和更低热阻需求，并联功率FET成为一种经济且必要的方案。然而，并联会增加硬开关应用中的开关损耗。本文提出了一种通用的软开关调制策略，旨在解决并联FET桥臂中的开关损耗问题，提升功率变换效率。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有重要指导意义。在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器中，为了实现高功率密度，并联功率器件（如SiC MOSFET）是主流方案，但往往伴随着开关损耗和EMI挑战。本文提出的谐振换相极技术可有效降低并联器件的开关损耗，提升系统整体效率。建议研...
超快电流分流器
UFCS）：一种千兆赫兹带宽超低电感电流传感器
Luke Shillaber · Yunlei Jiang · Li Ran · Teng Long · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
随着电力电子器件开关速度进入纳秒级，寄生电感引起的过电压成为制约高频化、小型化的关键挑战。本文提出了一种超快电流分流器（UFCS），具备千兆赫兹带宽和超低电感特性，能够精确测量极高电流变化率（di/dt），为宽禁带半导体器件的驱动与保护提供了有效的测试手段。
解读: 该技术对于阳光电源在SiC和GaN等宽禁带半导体器件的应用至关重要。随着PowerTitan储能系统及组串式逆变器向更高开关频率发展，寄生参数对系统效率和可靠性的影响日益显著。UFCS技术可作为研发阶段的精密测试工具，用于优化功率模块的回路设计，降低开关损耗，并提升iSolarCloud平台对功率器...
利用纳米晶带材磁芯实现11.1kW高效无线电能传输
Highly Efficient 11.1-kW Wireless Power Transfer Utilizing Nanocrystalline Ribbon Cores
Daniel E. Gaona · Chaoqiang Jiang · Teng Long · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月
本文探讨了纳米晶合金作为感应电能传输系统中磁芯材料的优势。相比铁氧体，纳米晶材料具有更高的饱和磁通密度、磁导率、热导率及更好的温度稳定性。研究提出了一种专用设计方法，旨在利用这些特性提升无线充电系统在11.1kW功率等级下的效率与性能。
解读: 该研究关注的新型磁性材料（纳米晶）在提升功率密度和热管理方面具有潜力，对阳光电源的电动汽车充电桩业务具有参考价值。随着大功率无线充电技术的发展，该材料特性可用于优化充电模块中的高频变压器或电感设计，从而减小体积并提升散热效率。建议研发团队关注纳米晶材料在车载及地面充电桩高频功率变换单元中的应用可行性...
光触发自适应零电压开关
Optically Triggered Self-Adaptive Zero Voltage Switching
Borong Hu · Yunlei Jiang · Luke Shillaber · Hengyu Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
零电压开关（ZVS）能提升电力电子效率，但受功率半导体非线性寄生电容及负载电流变化影响，实现难度较大。本文提出一种利用SiC MOSFET本征电致发光（EL）特性的自适应ZVS方法，通过在每个开关周期自动调节开关频率，实现最优ZVS控制。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有重要价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，SiC器件已成为提升功率密度和效率的关键。利用SiC本征电致发光实现自适应ZVS，可有效降低开关损耗，解决宽禁带器件在复杂工况下的软开关控制难题。建议研发团队关注该传感机制...
定制化高频磁性元件中的磁导率可调纳米晶薄片带
Permeability-Adjustable Nanocrystalline Flake Ribbon in Customized High-Frequency Magnetic Components
Zhichao Luo · Xinru Li · Chaoqiang Jiang · Zongzhen Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
铁基纳米晶带材因低磁滞损耗和高饱和磁感应强度，成为高频磁芯的理想选择。然而，其高导电性限制了应用。本文提出将均匀带材粉碎重构为纳米晶薄片带（NFR），在降低涡流损耗的同时保持优异的磁性能，为高频磁性元件设计提供了新方案。
解读: 该技术对阳光电源的高功率密度产品线具有重要意义。随着组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统向高频化、小型化发展，磁性元件的损耗与体积成为瓶颈。NFR技术通过优化磁芯材料，能有效降低高频下的涡流损耗，提升系统转换效率。建议研发团队关注该材料在PCS高频变压器及电感中的应用，以...
大功率白光LED预测技术综述
A Review of Prognostic Techniques for High-Power White LEDs
Bo Sun · Xiaopeng Jiang · Kam-Chuen Yung · Jiajie Fan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年8月
大功率白光LED因其在照明、汽车、通信及医疗领域的广泛应用而备受关注。随着市场对高可靠性和长寿命的需求日益增长，LED的研发、生产及应用面临严峻挑战。本文综述了针对大功率LED的预测技术，旨在提升其服役期间的可靠性评估与寿命预测能力。
解读: 虽然本文聚焦于LED领域，但其核心方法论——基于物理模型与数据驱动的故障预测（Prognostics）和寿命评估，对于阳光电源的核心业务具有重要的参考价值。在光伏逆变器和储能系统（如PowerTitan、PowerStack）中，功率器件（IGBT/SiC）的可靠性是系统长寿命运行的关键。建议将文中...
通过解耦并联GaN HEMT降低轻载开关损耗
Desynchronizing Paralleled GaN HEMTs to Reduce Light-Load Switching Loss
Yanfeng Shen · Luke Shillaber · Hui Zhao · Yunlei Jiang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
为了实现更高电流等级，GaN HEMT并联是经济且必要的方案。然而，在轻载条件下，开关损耗成为主导，导致效率显著下降。本文提出了一种解耦控制策略，通过优化并联GaN器件的驱动时序，有效降低轻载开关损耗，提升整体功率转换效率。
解读: 该技术对于阳光电源的组串式逆变器及户用储能产品线具有重要参考价值。随着宽禁带半导体在光伏和储能领域的渗透，如何在高功率密度设计中平衡全负载范围的效率是核心挑战。通过解耦控制并联GaN器件，可以在不增加额外硬件成本的前提下，显著提升产品在轻载（如夜间待机或阴雨天）下的转换效率，助力提升iSolarCl...
基于增量模型与扩张状态观测器的永磁同步电机磁链鲁棒预测电流控制
Flux Immunity Robust Predictive Current Control With Incremental Model and Extended State Observer for PMSM Drive
Ming Yang · Xiaoyu Lang · Jiang Long · Dianguo Xu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年12月
本文提出了一种用于永磁同步电机（PMSM）驱动的鲁棒预测电流控制算法。该控制器采用增量系统模型，无需预知转子磁链这一传统无差拍控制中的关键参数。相较于现有的磁链辨识算法或观测器，该增量模型更易于实现，且具备更强的鲁棒性。
解读: 该技术主要针对电机驱动控制，与阳光电源的电动汽车充电桩（电机驱动相关模块）及风电变流器业务具有技术关联性。其提出的增量模型预测控制（MPC）方案，通过消除对磁链参数的依赖，提升了控制系统的鲁棒性。建议研发团队关注该算法在风电变流器电机侧控制中的应用，以降低参数摄动对变流器动态性能的影响。此外，该算法...
一种通过变周期惯量辨识的适度在线伺服控制器参数自整定方法
A Moderate Online Servo Controller Parameter Self-Tuning Method via Variable-Period Inertia Identification
Yangyang Chen · Ming Yang · Jiang Long · Wanying Qu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年12月
通用伺服系统因经济性被广泛应用于工业领域，但其参数精确整定存在挑战。基于模型的伺服控制器设计依赖于精确的电气与机械参数，其中惯量变化对运动控制影响显著。本文提出了一种通过变周期惯量辨识实现伺服控制器参数在线自整定的方法，旨在提升控制系统的动态性能与鲁棒性。
解读: 该文献聚焦于伺服控制系统的在线参数辨识与自整定，虽然阳光电源的核心业务集中在光伏逆变器、储能PCS及风电变流器等电力电子变换领域，而非传统工业伺服，但其核心控制算法逻辑具有参考价值。在阳光电源的储能变流器（如PowerTitan系列）或风电变流器中，针对电机侧或电网侧的参数动态辨识（如电感、惯量等）...
感应电能传输中的叠层磁芯：一种平衡磁通与最小化屏蔽损耗的桥梁结构
Laminated Cores in Inductive Power Transfer: A Viaduct Structure for Balanced Flux and Minimal Shielding Loss
Yibo Wang · C. Q. Jiang · Xiaosheng Wang · Liping Mo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
本文提出了一种用于大功率感应电能传输的铁基纳米晶叠层磁芯结构。针对传统叠层磁芯磁通分布不均及间隙导致的漏磁与屏蔽损耗问题，该结构通过优化设计实现了磁通平衡与损耗抑制，提升了能量传输效率。
解读: 该研究关注磁性材料优化与磁场分布控制，对阳光电源的电力电子变换技术具有参考价值。虽然感应电能传输（IPT）目前非公司核心业务，但其核心技术——磁芯损耗抑制与漏磁控制，可直接迁移至光伏逆变器及储能变流器（PCS）中的高频磁性元件设计中。特别是在PowerTitan等大功率储能系统及高功率密度组串式逆变...
利用耦合电感和并联SiC器件主动抵消反射以抑制电机过电压
Motor Overvoltage Mitigation by Active Cancellation of Reflections Using Parallel SiC Devices With a Coupled Inductor
Tim Lackie · Yunlei Jiang · Luke Shillaber · Teng Long · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
宽禁带器件的高开关速度提升了工业驱动逆变器的效率，但会导致逆变器与电机间短电缆产生电压反射，引发电机过电压。本文提出一种利用耦合电感和并联SiC器件主动抵消反射的方法，通过阻抗匹配抑制高频电压脉冲边缘的反射，从而有效降低电机侧过电压。
解读: 该技术主要针对电机驱动应用，虽然阳光电源核心业务为光伏和储能，但该研究中关于SiC器件的高频开关特性、阻抗匹配及电压反射抑制技术，对阳光电源的组串式逆变器及储能变流器（PCS）的功率模块设计具有重要参考价值。随着阳光电源产品向高功率密度和高开关频率演进，SiC器件的应用日益广泛，该文提出的主动抵消反...
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