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基于残差评估与机器学习的逆变器开路故障诊断方法
Inverter Open Circuit Fault Diagnosis Method Based on Residual Evaluation and Machine Learning
Tianyu Sun · Chaobo Chen · Jiawei Dai · Binbin Zhang 等5人 · IET Power Electronics · 2025年9月 · Vol.18
以三相两电平电压源逆变器（3P-2L-VSI）为研究对象，提出一种融合残差评估技术与机器学习框架的混合驱动故障诊断方法。该方法通过构建残差生成机制实现故障初步检测，并结合机器学习算法对残差特征进行分类识别，有效提升故障诊断的准确性与鲁棒性。实验结果表明，该方法可实现对不同负载条件及噪声干扰下的开路故障快速、准确识别。
解读: 该混合驱动故障诊断方法对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，可集成该残差评估与机器学习框架实现IGBT/SiC功率器件开路故障的快速定位，提升系统可靠性；在SG系列光伏逆变器中，该方法可适应不同光照条件下的负载波动，增强故障诊断鲁棒性；在电动汽车OBC及电机驱动系统中，可实现...
一种用于航空应用的新型并联48脉波自耦变压器整流器
A Novel Parallel Configured 48-Pulse Autotransformer Rectifier for Aviation Application
Jie Chen · Han Bai · Jiawei Chen · Chungying Gong · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
为满足机载电力系统对电能质量日益严格的要求，本文提出了一种新型并联48脉波整流器。该拓扑由两个24脉波整流器通过抽头耦合中间相电抗器并联而成。通过谐波分析表明，该方案能有效抑制特定次谐波，显著提升整流系统的电能质量。
解读: 该文献探讨的高脉波整流技术主要针对航空电源领域，旨在通过多脉波拓扑实现高电能质量。对于阳光电源而言，虽然航空应用非核心业务，但其核心的谐波抑制与多重化整流技术逻辑可借鉴于大功率工业电源或特定高压直流电源系统。在阳光电源现有的组串式或集中式逆变器产品中，目前主流采用的是基于IGBT/SiC的PWM整流...
基于平方和规划的两级级联DC/DC变换器系统大信号稳定性分析
Large-Signal Stability Analysis of Two-Stage Cascaded DC/DC Converter Systems Using Sum-of-Squares Programming
Qingchao Song · Jiawei Chen · Ka-Hong Loo · Jie Chen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年2月
针对两级级联DC/DC变换器系统，现有稳定性分析方法存在局限性。本文提出了一种基于李雅普诺夫稳定性理论和平方和（SOS）规划的大信号稳定性分析方法，能够有效评估系统在大信号扰动下的稳定性，并确定其稳定运行区域。
解读: 该研究对于阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及光伏组串式逆变器中的DC/DC级联架构具有重要指导意义。储能PCS通常涉及多级功率变换，在大功率应用场景下，级联系统的阻抗匹配与大信号稳定性是保障系统可靠性的核心。该方法能够帮助研发团队在设计阶段更精准地评估系统在电网波动...
1200V沟槽型SiC MOSFET重复雪崩应力下的失效机理研究
Investigation of Failure Mechanisms of 1200 V Rated Trench SiC MOSFETs Under Repetitive Avalanche Stress
Xiaochuan Deng · Wei Huang · Xu Li · Xuan Li 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
本文通过实验研究了非对称沟槽（AT）和双沟槽（DT）结构碳化硅（SiC）MOSFET的重复雪崩耐受能力。研究揭示了不同结构的失效机理：AT-MOSFET主要表现为热诱导疲劳或场氧化层击穿，而DT-MOSFET则表现为电场诱导的栅氧化层退化或击穿。
解读: SiC MOSFET是阳光电源组串式逆变器及PowerTitan系列储能PCS实现高功率密度和高效率的核心器件。1200V SiC器件在复杂工况下的雪崩耐受能力直接决定了系统的可靠性。本文揭示的AT与DT结构失效机理，对阳光电源在器件选型、驱动电路保护设计及功率模块封装优化具有重要指导意义。建议研发...
基于反电动势的永磁同步电机离散时间转子位置偏差补偿方法
Back Electromotive Force-Based Discrete-Time Rotor Position Bias Compensation Method for Permanent Magnet Synchronous Motors
Weiqiu Zhang · Zhuoran Zhang · Jiawei Lu · Tingting Chen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
在永磁同步电机（PMSM）驱动系统中，转子位置信号至关重要。机械传感器故障及旋变数字转换误差会导致位置偏差，严重影响电机性能。本文提出了一种基于反电动势的离散时间补偿方法，能有效同时处理上述两类位置偏差问题，提升驱动系统的控制精度与稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的电动汽车充电桩及风电变流器业务具有重要参考价值。在充电桩的功率模块控制及风电变流器电机侧控制中，高精度的转子位置感知是实现高效转矩控制和故障容错的关键。通过引入该离散时间补偿算法，可提升系统在传感器异常工况下的鲁棒性，减少对昂贵机械传感器的依赖，优化驱动性能。建议研发团队将其应用于...
一种无需外部储能元件的压电能量收集自偏置翻转电荷回收接口电路
A Self-Bias-Flip With Charge Recycle Interface Circuit With No External Energy Reservoir for Piezoelectric Energy Harvesting Array
Zhen Li · Zhiyuan Chen · Jing Wang · Jiawei Wang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
本文提出了一种新型压电能量收集（PEH）接口电路，采用自偏置翻转电荷回收（SBFR）技术，无需额外的储能元件。相比传统的SSHI、SSHC和SECE等技术，该电路在简化系统架构的同时，有效提升了能量提取效率，为微能源收集提供了高效的电路解决方案。
解读: 该技术属于微能源收集范畴，与阳光电源目前的主流光伏逆变器、储能系统及风电变流器业务在功率等级和应用场景上差异较大。然而，其“无需外部储能元件”的电路拓扑设计思路，对于阳光电源在iSolarCloud智能运维平台下的传感器自供电技术、以及未来小型化、高集成度智能传感节点的研发具有一定的参考价值。建议关...
一种用于超快速真空开关的新型高效小型化操作方法
A Novel High-Efficient and Miniaturized Operating Method for Ultra-Fast Vacuum Switch
Weijie Wen · Hezhi Jin · Jiawei He · Bin Li 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
超快速真空开关（VS）是机械式和混合式直流断路器（MCB/HCB）的核心组件，其动作时间决定了断路器的分断速度。针对汤姆逊线圈驱动器（TCA）电容储能需求高、效率低及体积大的限制，本文提出了一种新型高效小型化操作方法，旨在提升真空开关的响应速度并优化系统集成度。
解读: 该技术主要针对直流断路器领域，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大型光伏电站的直流侧保护具有潜在价值。随着光伏与储能系统电压等级不断提升（如1500V甚至更高），直流侧故障电流的快速切断成为提升系统安全性的关键。该小型化驱动技术有助于优化直流断路器体积，提升阳光电...
动态无线电能传输系统中参数变化下ZVS最小关断电流自适应跟踪的协同调节控制策略
A Collaborative Tuning Control Strategy for Adaptive Tracking of Minimum Turn-Off Current Under ZVS in Dynamic WPT Systems With Parameter Variations
Jiawei Xie · Yandong Chen · Jian Guo · Cong Luo 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
针对动态无线电能传输（WPT）系统在充电过程中耦合系数和负载变化导致零电压开关（ZVS）失效的问题，本文提出了一种协同调节控制策略。通过建立考虑双侧参数变化的动态时域模型，实现了在参数波动下对最小关断电流的自适应跟踪，有效降低了无功功率损耗并提升了系统效率。
解读: 该研究聚焦于无线电能传输（WPT）的动态效率优化，与阳光电源目前的电动汽车充电桩业务具有技术关联性。虽然目前主流充电桩以有线快充为主，但随着大功率无线充电技术的演进，该文提出的自适应ZVS控制策略可为未来车载无线充电模块提供技术储备。建议研发团队关注其在宽负载范围下的软开关控制逻辑，以优化充电桩功率...
一种具有改进死区时间补偿且适用于高压应用的高速同步整流器
A High-Speed Synchronous Rectifier With Improved Dead Time Compensation and Suitable for High-Voltage Applications
Minggang Chen · Yongjia Li · Jiawei Shi · Song Ding 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
基于漏源电压（VDS）检测的同步整流器因其结构简单和低成本被广泛应用。然而，在高频应用中存在寄生电感导致的过早关断、数十纳秒的导通延迟以及商用芯片耐压通常限制在200V以下等问题。本文提出了一种新型高速同步整流方案，旨在解决上述局限性，提升高压功率变换系统的效率与可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式光伏逆变器及储能变流器（如PowerTitan、PowerStack系列）具有重要价值。在光储系统中，DC-DC变换级的高效同步整流是提升整机效率的关键。该方案解决的高压同步整流问题，能够直接优化高压直流母线下的变换效率，减少开关损耗，并提升在高频化趋势下的系统可靠性。建议研...
基于燃料电池/电池/超级电容的交通电气化系统混合供电大信号稳定性分析与改进策略
Large-Signal Stability Analysis and Improvement Strategy for Fuel Cell/Battery/Supercapacitor-Based Hybrid Power Supply System of Transportation Electrification Systems
Wenjie Ao · Jiawei Chen · Jie Chen · Pengwei Chen · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
融合多种电源动态特性的混合供电系统（HPSS）在交通电气化中具有广阔应用前景。然而，负载大幅突变或高脉冲功率等极端工况易引发电力系统失稳，超出小信号分析适用范围。本文基于吸引域估计（ROA），对虚拟阻抗下垂参数及PI调节器在极端负载切换下的大信号稳定性进行综合分析，阐明系统参数与负载功率对稳定性的影晌。通过引入主动电容吸收脉冲功率，显著提升系统稳定性。实验结果验证了所提分析方法的有效性与结论的正确性。
解读: 该混合供电系统大信号稳定性分析技术对阳光电源储能与交通电气化产品具有重要应用价值。研究中的虚拟阻抗下垂控制与吸引域估计方法可直接应用于ST系列储能变流器的多源协调控制，优化燃料电池-储能混合系统在极端负载突变下的稳定性。主动电容吸收脉冲功率的策略对车载OBC充电机和充电桩产品的大功率脉冲工况适应性提...
基于准电流源逆变器的高速无刷直流电机无传感器启动及换相误差补偿策略
Sensorless Starting and Commutation Error Compensation Strategy for High-Speed Brushless DC Motors Based on Quasi-Current Source Inverter
Yanfei Cao · Jiawei Li · Shenxiao Zheng · Wei Chen 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月
针对高速无刷直流电机（BLDCM）无传感器启动过程中因速度估计偏差导致换相错误的问题，本文提出一种基于准电流源逆变器（QCSI）的恒流升频加速启动方法。该方法通过控制电感电流保持恒定，使电机以恒定转矩加速，并设计加速步数以实现电机的自同步运行切换。此外，针对QCSI驱动的高速无刷直流电机，提出一种考虑电压钳位的换相误差补偿策略。该策略计算由二极管电压钳位引起的相位超前角，完善换相误差来源，提高换相误差模型的精度，从而获得更准确的换相误差补偿角。实验结果表明，所提出的启动方法可实现电机可靠的三段式...
解读: 该无传感器启动与换相误差补偿技术对阳光电源储能与充电桩产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器的风机冷却系统中，准电流源逆变器拓扑可降低高速BLDCM驱动成本，滑模观测器结合虚拟电阻的反电动势估算方法可提升无位置传感器控制精度，减少换相误差导致的转矩脉动与噪声。该技术同样适用于充电桩散热风机及P...
一种降低电流总谐波畸变的模块化多电平变换器-电池储能系统扩展电平模型预测控制方法
An Extended-Level Model Predictive Control Method With Reduced Current THD for Modular Multilevel Converter-Battery Energy Storage System
Zhan Liu · Quangen Li · Jiawei Fu · Hua Zhou 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月
模块化多电平变换器-电池储能系统（MMC-BESS）有助于提升电网可靠性，但其模型预测控制（MPC）面临计算量大、输出电流质量不佳及权重因子选取困难等问题。本文提出一种扩展电平MPC方法，在负载MPC阶段直接计算输出电压参考值，并通过逐步优化确定输出电平，采用优化电流误差面积的代价函数以降低电流总谐波畸变（THD）。每控制周期计算复杂度恒为5，与子模块数量无关。针对环流控制设计两种策略，并采用独立代价函数避免权重因子整定，将荷电状态（SoC）平衡反馈引入环流参考实现相间与桥臂间SoC均衡。仿真与...
解读: 该扩展电平MPC方法对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。其核心优势在于：1）计算复杂度恒定为5且与子模块数量无关，可显著降低控制器成本，适合大规模MMC-BESS部署；2）通过优化电流误差面积降低THD，可提升ST储能变流器并网电能质量，满足严格的电网谐波...
动态LCC-S WPT系统中用于跟踪零相位角和最大输出电压的双侧自适应调谐协同控制
Dual-Side Adaptive Tuning Cooperative Control for Tracking Zero Phase Angle and Maximum Output Voltage in Dynamic LCC-S WPT System
Jiawei Xie · Yandong Chen · Sizhuo Qu · Cong Luo 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
实际动态无线电力传输（WPT）充电场景中，线圈错位导致的自感变化及电容参数漂移会破坏谐振状态，降低输出功率与效率。本文在LCC-S拓扑中引入开关控制电容（SCC），实现大范围耦合空间与负载变化下的零相位角（ZPA）及最大输出电压自适应跟踪。所提方法无需额外相位检测电路、无线通信、复杂计算或参数辨识。首先建立包含严重失谐的统一阻抗模型，揭示失谐对传输特性的影响；随后在发射端采用简单相位检测结合PI控制，接收端采用自适应步长扰动观察法，实现协同调谐与解耦控制。实验原型验证了该方法在200 W至600...
解读: 该双侧自适应调谐技术对阳光电源新能源汽车充电产品线具有重要应用价值。针对动态无线充电场景，所提无需通信的协同控制方法可直接应用于电动汽车无线充电桩开发，解决车辆停放偏移导致的效率下降问题。其ZPA跟踪与最大输出电压控制策略可借鉴至ST储能变流器的谐振变换器设计，提升宽负载范围效率。开关控制电容的自适...