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一种具有改进容错能力的高级三电平有源中点钳位变换器
An Advanced Three-Level Active Neutral-Point-Clamped Converter With Improved Fault-Tolerant Capabilities
Ramin Katebi · Jiangbiao He · Nathan Weise · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年8月
本文提出了一种基于传统有源中点钳位（ANPC）变换器的弹性容错碳化硅（SiC）三电平功率变换器拓扑。该拓扑通过引入冗余桥臂，实现了对开关管开路和短路故障的容错处理，并能在故障状态下维持全输出电压和最大调制能力。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有高度战略价值。三电平ANPC拓扑是阳光电源组串式逆变器和大型储能系统（如PowerTitan系列）PCS模块的主流架构。引入冗余桥臂的容错设计能显著提升大型电站及储能系统的可靠性，降低运维成本，符合iSolarCloud智能运维平台对设备高可用性的要求。建议研发团队评估...
浸没式冷却SiC T型牵引逆变器——热性能评估
An Immersion Cooled SiC T-Type Traction Inverter–Thermal Performance Evaluation
Yiju Wang · Reza Ilka · James Camp · JiangBiao He · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
本文针对SiC三相三电平T型牵引逆变器，对比评估了新型浸没式冷却技术与传统散热器及冷板冷却方法的性能。研究表明，浸没式冷却在提升功率密度、效率及可靠性方面具有显著优势，为电动汽车驱动系统的热管理提供了优化方案。
解读: 该研究对阳光电源的电动汽车充电桩及未来车载电力电子产品具有重要参考价值。T型三电平拓扑与SiC器件的结合是提升功率密度的关键路径，而浸没式冷却技术能有效解决高功率密度下的散热瓶颈。建议研发团队关注该冷却技术在充电桩功率模块中的应用潜力，以进一步缩小设备体积并提升转换效率。此外，文中涉及的热性能评估方...
具有降低EMI的零电压开关电流源逆变器驱动永磁同步电机
Zero-Voltage-Switching Current Source Inverter Fed PMSM Drives With Reduced EMI
Zheng Wang · Yang Xu · Pengcheng Liu · Yue Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
碳化硅（SiC）器件因其高耐压、高开关频率和耐高温特性备受关注。然而，在电压源逆变器驱动中，SiC器件带来的电磁干扰（EMI）和过流能力受限等挑战限制了其进一步应用。本文提出了一种零电压开关电流源逆变器拓扑，旨在优化驱动性能并降低EMI。
解读: 该研究针对SiC器件在高频应用中的EMI挑战，提出了零电压开关（ZVS）拓扑，这对阳光电源的组串式光伏逆变器及储能变流器（PCS）产品线具有重要参考价值。随着阳光电源产品向更高功率密度和更高开关频率演进，SiC器件的应用日益广泛。该拓扑有助于优化逆变器输出侧的电磁兼容性设计，减少滤波器体积，提升系统...
T型三电平逆变器驱动双三相永磁同步电机常见电气故障的诊断与容错
Diagnosis and Tolerance of Common Electrical Faults in T-Type Three-Level Inverters Fed Dual Three-Phase PMSM Drives
Xueqing Wang · Zheng Wang · Zhixian Xu · Jiangbiao He 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年2月
本文针对安全关键型应用，研究了T型三电平逆变器驱动双三相永磁同步电机（PMSM）系统的常见电气故障诊断及容错控制方案。基于矢量空间分解和双三相空间矢量调制技术，开发了一套全面的故障诊断与容错控制方法，旨在提升系统的运行可靠性与安全性。
解读: 该研究聚焦于T型三电平拓扑的故障诊断与容错控制，这对阳光电源的高功率密度逆变器产品具有参考价值。虽然阳光电源目前主要聚焦于光伏与储能领域，但T型三电平拓扑广泛应用于我们的组串式逆变器及储能PCS中。该文提出的故障诊断算法可提升产品在极端工况下的可靠性，降低故障停机率。建议研发团队关注其容错控制策略，...
四桥臂电流源逆变器驱动电机的共模电压抑制与容错运行
Common-Mode Voltage Reduction and Fault-Tolerant Operation of Four-Leg CSI-Fed Motor Drives
Yang Xu · Zheng Wang · Chuhan Li · Jiangbiao He · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
本文提出了一种四桥臂电流源逆变器（CSI）驱动三相电机的新型拓扑。通过在CSI中引入第四桥臂并经由额外的输出滤波电容连接至电机中性点，该配置不仅能在正常工况下有效抑制共模电压（CMV），还具备故障容错运行能力，提升了驱动系统的可靠性。
解读: 该研究聚焦于电流源逆变器（CSI）的拓扑优化与容错控制，虽然阳光电源目前的主流产品（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能PCS）多基于电压源逆变器（VSI）架构，但其提出的共模电压抑制技术对于提升电力电子设备的电磁兼容性（EMC）具有参考价值。此外，该文探讨的容错运行策略对阳光电源在...
双三相永磁同步电机驱动开路故障的免诊断自愈方案
Diagnosis-Free Self-Healing Scheme for Open-Circuit Faults in Dual Three-Phase PMSM Drives
Xueqing Wang · Zheng Wang · Minrui Gu · Dianxun Xiao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文针对多相电机驱动系统的常见电气故障，提出了一种双三相永磁同步电机（PMSM）开路故障的免诊断自愈方案。该方案在无需复杂故障诊断环节的前提下，通过优化自愈机制，有效降低了故障对驱动系统性能的负面影响，提升了系统的容错能力与运行可靠性。
解读: 该研究提出的免诊断自愈控制策略对于提升电机驱动系统的可靠性具有参考价值。阳光电源的风电变流器及部分工业驱动产品涉及多相电机控制技术，引入此类容错控制算法可增强产品在极端工况下的鲁棒性，减少因故障导致的停机时间。建议研发团队关注其“免诊断”逻辑在变流器功率模块故障穿越中的应用潜力，以提升风电变流器及储...
基于智能线圈的SiC驱动电机反射过电压抑制新方案
Mitigation of Motor Reflected Overvoltage Fed by SiC Drives—A New Solution Based on Smart Coils
Majid T. Fard · JiangBiao He · Lulu Wei · Reza Ilka 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
宽禁带半导体（WBG）的应用显著提升了电机驱动系统的性能，但其高dv/dt特性易在电机定子端引发高频反射过电压，限制了逆变器与电机间的电缆长度。本文提出了一种基于智能线圈的新型抑制方案，旨在解决快速开关过程中的过电压问题，提升系统可靠性。
解读: 该技术主要针对电机驱动领域，虽与阳光电源的核心光伏逆变器业务存在差异，但其核心痛点——高频开关带来的dv/dt应力与过电压问题，与阳光电源在光伏及储能变流器（PCS）中广泛使用的SiC功率模块应用高度相关。随着阳光电源在PowerTitan等储能系统及组串式逆变器中不断提升功率密度并引入SiC器件，...
基于数字孪生的五电平ANPC多电平变换器开路故障诊断
Digital Twin Enabled Open-Circuit Fault Diagnosis for Five-Level ANPC Multilevel Converters
Majid T. Fard · Benjamin J. Luckett · JiangBiao He · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月
本文提出一种面向五电平有源中点钳位（5L-ANPC）功率变换器的创新性数字孪生（DT）健康监测策略，针对其在高功率、安全关键应用中因半导体器件数量多而导致可靠性下降的问题。该方法构建实时DT副本，利用直流母线电容与飞跨电容电压、负载电流及开关模式等现有信号，在无需额外传感器的前提下实现开关开路故障的快速在线诊断，检测时间小于一个输出基波周期。实验结果验证了该DT健康监测方法在多种工况下的鲁棒性与有效性，显著提升系统可靠性并降低维护成本。
解读: 该数字孪生故障诊断技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。五电平ANPC拓扑与阳光电源储能产品采用的多电平技术架构高度契合，其无需额外传感器、仅利用现有电压电流信号实现快速故障诊断的方案，可直接集成至iSolarCloud智能运维平台，增强预测性维护能力。...
基于智能线圈的碳化硅驱动器供电电机反射过电压抑制新方法
Mitigation of Motor Reflected Overvoltage Fed by SiC Drives—A New Solution Based on Smart Coils
Majid T. Fard · JiangBiao He · Lulu Wei · Reza Ilka 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
虽然宽带隙（WBG）开关彻底改变了电力电子和电机驱动系统，但与这些快速开关半导体相关的高 $dv/dt$ 很容易在电机定子端子上诱发反射高频过电压尖峰。在实际应用中，电压脉冲较短的上升时间限制了逆变器与电机之间的电缆长度，以避免电机定子绕组出现过电压。即便使用较短的电缆，变速驱动器产生的电压尖峰仍可能导致绝缘过早失效，并缩短电机的剩余使用寿命。虽然传统方法（如 $dv/dt$ 无源滤波器或有源栅极驱动器）有效，但通常体积庞大和/或效率低下。为解决这一问题，本文介绍了一种名为“智能线圈”的过电压抑...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于"智能线圈"的电机反射过电压抑制技术具有重要的战略价值。随着公司在光伏逆变器、储能变流器及电动汽车驱动系统中大规模采用SiC等宽禁带半导体器件，快速开关带来的高dv/dt问题已成为制约系统性能和可靠性的关键瓶颈。 该技术的核心价值在于其创新的拓扑结构和部署方式。传...
数字孪生驱动的高可靠性电力电子系统特刊主编寄语
Guest Editorial Special Issue on Digital Twin Driven High-Reliability Power Electronic Systems
Jiangbiao He · Paolo Mattavelli · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
为满足全球零排放可持续能源发展需求，交通和公用电力等行业正经历快速变革，电力电子在电动汽车、电动船舶、飞机、太阳能/风能发电和储能等众多功率转换系统中发挥支柱作用。然而电力电子可靠性尚未受到足够重视，特别是在安全关键应用中可靠性应是首要设计优先级。工业4.0和5.0着重互联性、自动化、智能和实时状态监测，数字在线预防性维护和优化至关重要。数字孪生是物理系统的数字复制品，可准确预测和反映物理系统的实时健康状况，通过物理组件与数字孪生模型间的实时双向数据流实现。该特刊发表10篇文章涵盖数字孪生参数估...
解读: 该数字孪生特刊与阳光电源智能运维战略高度契合。特刊涵盖的Buck/Boost变换器数字孪生参数估计、五电平ANPC逆变器故障诊断和SiC MOSFET模块电-热-机械建模与阳光iSolarCloud平台的智能诊断和预测性维护功能发展方向一致。数字孪生技术在直流电容、电感、开关管寄生电阻实时估计方面的...