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半周期DCM串联谐振变换器动态模型的通用推导
Generic Derivation of Dynamic Model for Half-Cycle DCM Series Resonant Converters
Jonas E. Huber · Johann Minibock · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年1月
本文研究了半周期断续导通模式（HC-DCM）下的串联谐振变换器（SRC）。该拓扑在开环运行下具备直流变压器特性，能实现电气隔离并保持输入输出电压的紧密耦合，且控制复杂度极低，非常适用于需要电气隔离的多种应用场景。
解读: 该研究提出的HC-DCM串联谐振变换器模型，对阳光电源的电力电子拓扑研发具有重要参考价值。在光伏逆变器和储能系统（如PowerStack）中，电气隔离是核心需求。该拓扑的高效率和低控制复杂度特性，可优化光伏组串式逆变器或储能DC-DC变换级的电路设计，降低控制成本并提升功率密度。建议研发团队评估该拓...
X7R陶瓷电容器的新型iGSE-C损耗建模
Novel iGSE-C Loss Modeling of X7R Ceramic Capacitors
David Menzi · Dominik Bortis · Grayson Zulauf · Morris Heller 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
由于II类电介质具有高相对介电常数，陶瓷电容器（CCs）在逆变器和整流器正弦波滤波器中具有显著减小体积和重量的潜力，特别适用于高功率密度移动应用。本文针对X7R陶瓷电容器，提出了一种新型iGSE-C损耗建模方法，解决了现有文献中缺乏可扩展损耗模型的问题，为高频功率变换器的设计优化提供了理论支撑。
解读: 陶瓷电容器在高功率密度逆变器（如组串式逆变器）和储能变流器（PCS）的滤波电路中应用广泛。随着阳光电源产品向更高功率密度演进，准确的电容损耗模型对于优化散热设计、提升整机效率及可靠性至关重要。该iGSE-C模型有助于研发团队在设计阶段更精确地评估电容发热，避免因损耗计算偏差导致的过热失效，特别是在P...
VIENNA整流器正弦输入电流断续导通模式控制
Sinusoidal Input Current Discontinuous Conduction Mode Control of the VIENNA Rectifier
Michael Leibl · Johann W. Kolar · Josef Deuringer · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年11月
VIENNA整流器在轻载下进入断续导通模式（DCM），导致平均半桥电压与占空比关系非线性，且采样电流无法代表平均电流。这些误差会导致输入电流畸变。本文提出了一种控制策略，旨在解决DCM模式下的非线性问题，实现正弦输入电流。
解读: VIENNA整流器作为一种高性能三电平PFC拓扑，在阳光电源的高功率密度充电桩及部分工业电源前端具有重要应用价值。在轻载工况下，DCM模式引起的电流畸变会直接影响电能质量指标（THD）。该研究提出的控制优化方案，有助于提升阳光电源充电桩产品在宽负载范围内的电能质量表现，优化控制算法的鲁棒性，从而提升...
II类MLCC大信号激励损耗的ESR建模
ESR Modeling of Class II MLCC Large-Signal-Excitation Losses
David Menzi · Shmuel Ben-Yaakov · Grayson Zulauf · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
II类铁电介质多层陶瓷电容器（MLCC）具有极高的体积电容密度，在功率密度要求极高的电力转换中应用广泛。然而，此类电容器存在介电常数非线性及显著的低频大信号激励损耗问题。本文针对其损耗建模进行了深入研究，旨在提升高功率密度变换器设计的准确性。
解读: MLCC作为高功率密度逆变器（如组串式逆变器）和储能系统（如PowerTitan/PowerStack中的PCS模块）直流母线支撑及滤波的关键被动元件，其损耗特性直接影响整机效率与热设计。随着阳光电源产品向更高功率密度演进，准确的ESR建模能有效指导高频化设计下的热管理与寿命评估，避免因非线性损耗导...
新型三相电子变压器
Novel Three-Phase Electronic Transformer
David Menzi · Aobo Yang · Saransh Chhawchharia · Samantha Coday 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
本文提出了一种新型相模块化单级三相电子变压器（3Φ-ET）。该技术通过高频化实现电气隔离与电压等级适配，显著降低了磁芯体积与重量，相比传统工频变压器具有更高的功率密度与效率，适用于电力电子变换与电网接入场景。
解读: 电子变压器技术在电力电子领域具有变革意义，对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能系统具有重要参考价值。通过高频化技术替代传统工频变压器，可显著提升产品功率密度，降低系统重量与成本，特别是在大型地面光伏电站及电网侧储能系统中，有助于实现更紧凑的系统集成。建议研发团队关注该拓扑在提升系统...
植入式机械心脏支持系统的高效经皮能量传输
High-Efficiency Transcutaneous Energy Transfer for Implantable Mechanical Heart Support Systems
Oliver Knecht · Roman Bosshard · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年11月
感应式电能传输技术是为植入式机械循环支持系统供电的理想方案，可消除经皮导线带来的严重感染风险。然而，目前尚无成熟的商用经皮能量传输（TET）系统。本文重点研究了该系统在长期使用中的组织发热等关键挑战。
解读: 该文献研究的是微功率、高生物兼容性的植入式无线电能传输技术，与阳光电源的核心业务（光伏、储能、风电、充电桩）在功率等级、应用场景及技术路径上存在显著差异。阳光电源目前专注于兆瓦级及千瓦级的高压大功率电力电子变换，而该技术侧重于极小功率的电磁耦合与生物热效应控制。建议关注该文献中关于“高效率电能传输”...
经皮能量传输中串联补偿IPT系统的性能评估
Performance Evaluation of Series-Compensated IPT Systems for Transcutaneous Energy Transfer
Oliver Knecht · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年1月
针对植入式机械循环支持装置（如左心室辅助装置）依赖经皮导线易引发感染的问题，本文研究了感应电能传输（IPT）技术。通过分析串联补偿IPT系统的性能，探讨了其作为替代经皮导线方案的可行性，旨在提高患者生活质量并降低感染风险。
解读: 该文章研究的IPT（感应电能传输）技术主要应用于医疗植入设备，与阳光电源现有的光伏、储能及充电桩业务在应用场景上存在较大差异。然而，IPT技术核心涉及的高频谐振变换器拓扑、磁耦合设计及无线能量传输效率优化，与公司在未来探索无线充电桩、小型化模块化电源及高功率密度变换器技术方面具有一定的技术参考价值。...
高达50 MHz的铁氧体磁芯损耗瞬态量热测量
Transient Calorimetric Measurement of Ferrite Core Losses up to 50 MHz
Panteleimon Papamanolis · Thomas Guillod · Florian Krismer · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
本文提出了一种精确且快速的铁氧体磁芯损耗瞬态量热测量方法。与传统的电气测量法相比，量热法在磁激励和工作频率方面的精度表现更稳定，但需精确获取待测磁芯的热容和温度。该方法为高频功率磁性元件的损耗评估提供了可靠手段。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器和储能PCS向高功率密度、高开关频率方向演进，磁性元件（电感、变压器）的损耗评估成为提升整机效率的关键。该量热法能有效解决高频下传统电气测量误差大的痛点，对于优化PowerTitan等储能系统及高频逆变器中的磁性元件设计具有重要参考价值。建议研发团队引入该测试方法，以提升磁性...
一种具有前馈调节能力的10W片上开关电容电压调节器，用于颗粒化微处理器供电
A 10 W On-Chip Switched Capacitor Voltage Regulator With Feedforward Regulation Capability for Granular Microprocessor Power Delivery
Toke M. Andersen · Florian Krismer · Johann W. Kolar · Thomas Toifl 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年1月
本文介绍了一种用于微处理器颗粒化供电的片上开关电容电压调节器。该设计旨在实现高效率、高功率密度、快速响应和高输出功率，以提升数据中心能效。文章详细阐述了其具备前馈调节能力的电路架构，为实现精细化电源管理提供了技术路径。
解读: 该技术主要针对芯片级微处理器供电，属于集成电路电源管理（PMIC）范畴，与阳光电源现有的光伏逆变器、储能系统及充电桩等大功率电力电子产品线存在较大差异。虽然其高功率密度和快速响应的设计理念在电力电子领域具有通用参考价值，但目前该技术在阳光电源的组串式逆变器或PowerTitan储能系统中的直接应用场...
基于先进η-ρ-σ多目标优化技术的硅与碳化硅光伏逆变器系统全生命周期成本分析
Comparative Life Cycle Cost Analysis of Si and SiC PV Converter Systems Based on Advanced η-ρ-σ Multiobjective Optimization Techniques
Ralph Mario Burkart · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年6月
本文提出了一种电力电子变换器系统的虚拟原型设计方法，通过效率、功率密度和成本的多目标优化，对不同变换器概念进行系统性基准测试。该框架基于详细且经实验验证的模型，重点对比了硅（Si）与碳化硅（SiC）器件在光伏逆变器中的应用表现。
解读: 该研究直接契合阳光电源在组串式及集中式逆变器中对SiC器件的应用趋势。通过η-ρ-σ多目标优化，可为公司在产品研发阶段平衡效率提升与成本控制提供理论支撑。对于PowerTitan等储能系统及高性能光伏逆变器，利用该虚拟原型设计方法能有效缩短研发周期，优化功率模块布局，提升系统功率密度。建议研发团队引...
硅基氮化镓高电子迁移率晶体管中的动态导通电阻：起源、依赖性及未来表征框架
Dynamic on-Resistance in GaN-on-Si HEMTs: Origins, Dependencies, and Future Characterization Frameworks
Grayson Zulauf · Mattia Guacci · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
本文探讨了GaN HEMT器件中存在的动态导通电阻（dRon）现象，即器件开启瞬间的导通电阻高于直流稳态值。该现象会导致传导损耗显著增加，但现有文献对其严重程度的评估存在较大差异。文章分析了dRon的物理起源与影响因素，并提出了标准化的表征框架，旨在解决行业内对该效应评估不一致的问题。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化充电桩产品中对高功率密度要求的提升，GaN器件的应用潜力巨大。dRon效应直接影响功率模块的转换效率与热稳定性，是制约GaN在高频、高压场景下可靠应用的关键瓶颈。建议研发团队参考文中的表征框架，建立针对GaN功率模块的动态损耗评估标准，优化驱动电路设计以抑制dRo...
P$^{3}$DCT—部分功率预调节直流变压器
P$^{3}$DCT—Partial-Power Pre-Regulated DC Transformer
Dominik Neumayr · Matthias Vohringer · Nikolaos Chrysogelos · Gerald Deboy 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年7月
本文提出了一种调节谐振式恒压比380V/48V隔离DC-DC变换器输出电压的新方法。该方法避免了对谐振变换器使用变频控制，从而减少了无功功率处理并简化了电磁兼容滤波器设计，使变换器始终保持在最佳工作点。
解读: 该技术提出的部分功率预调节架构对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及户用储能DC-DC模块具有重要参考价值。通过优化隔离型DC-DC变换器的控制策略，可以在保证高效率的同时降低磁性元件和滤波器的设计难度，提升功率密度。建议研发团队评估该拓扑在储能PCS直流侧升压环节的...
99%高效率隔离型三相矩阵式DAB Buck-Boost PFC整流器
99% Efficient Isolated Three-Phase Matrix-Type DAB Buck–Boost PFC Rectifier
Lukas Schrittwieser · Michael Leibl · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
本文提出了一种新型三相矩阵式DAB Buck-Boost PFC整流器。该拓扑在实现高功率因数的同时，满足了电网与负载间的电气隔离需求，并实现了99%的极高转换效率，适用于数十千瓦级及以上功率等级的直流负载供电场景。
解读: 该拓扑的高效率特性对阳光电源的组串式逆变器及储能变流器（PCS）具有重要参考价值。在PowerTitan等大功率储能系统中，提升DC-DC环节效率是降低系统损耗、提高功率密度的关键。矩阵式DAB结构能够简化功率变换级数，有助于优化系统体积与成本。建议研发团队关注其在宽电压范围下的软开关控制策略，以提...
用于串联谐振DC/DC变换器系统中最小化电感需求的零电压开关辅助电路
Zero-Voltage-Switching Auxiliary Circuit for Minimized Inductance Requirement in Series-Resonant DC/DC Converter Systems
Jannik Schafer · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
在电力电子变换器中，磁性元件的成本与体积是限制功率密度与生产成本的关键因素。本文针对高频软开关应用，提出了一种零电压开关（ZVS）辅助电路，旨在降低对主磁性元件储能的需求，从而优化谐振变换器的设计，实现更小的体积与更高的功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及组串式逆变器中的DC/DC变换级具有重要参考价值。通过引入ZVS辅助电路，可以在保证软开关特性的前提下，显著减小磁性元件体积，从而提升PCS模块的功率密度并降低物料成本。建议研发团队评估该拓扑在兆瓦级储能变流器中的应用潜力，...
T型功率变换器输出阻抗建模
Modeling the Output Impedance of a T-Type Power Converter
Florian Krismer · David O. Boillat · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月
本文研究了T型半桥在DC-DC运行模式下，工作点相关的开关时间延迟对输出特性的影响。研究发现，通过串联微分电阻和电压源，可以精确模拟这些开关延迟对输出电流响应的影响。
解读: T型三电平拓扑是阳光电源组串式光伏逆变器（如SG系列）和部分储能变流器（PCS）的核心技术路线。该研究深入分析了开关延迟对输出阻抗的影响，对于优化逆变器在弱电网下的并网稳定性、提升电流控制精度具有重要指导意义。通过精确建模开关延迟，研发团队可以更有效地抑制谐波，优化控制算法，从而提升阳光电源产品在复...
900 V 10 mΩ SiC MOSFET的精确量热开关损耗测量
Accurate Calorimetric Switching Loss Measurement for 900 V 10 mΩ SiC mosfets
Jon Azurza Anderson · Christoph Gammeter · Lukas Schrittwieser · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年12月
本文提出并评估了三种精确（±20%）的量热法开关损耗测量方法，相比传统量热法，该方法能以更快的速度（20-25分钟/点）测量硬开关和软开关损耗。文中对开关损耗测量数据的准确性进行了全面分析，为后续开关损耗数据的准确性评估设定了基准。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器、PowerTitan及PowerStack储能系统中大规模应用SiC MOSFET以提升功率密度和转换效率，开关损耗的精确评估至关重要。该文献提出的高精度量热测量方法，能够有效解决SiC器件在高频、高压工况下损耗测量误差大的痛点。建议研发团队将其应用于新一代高频功率模块的...
基于补偿气隙边缘场概念的新型高效/紧凑型汽车PCB绕组电感
Novel Highly Efficient/Compact Automotive PCB Winding Inductors Based on the Compensating Air-Gap Fringing Field Concept
Jannik Schafer · Dominik Bortis · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
针对汽车电子领域对成本和尺寸的严苛要求，本文提出了一种新型PCB绕组电感设计方法。通过补偿气隙边缘场概念，有效优化了磁性元件的材料与制造工艺，避免了昂贵的绕线工艺，显著降低了生产成本，同时提升了功率密度与效率。
解读: 该技术对阳光电源的电动汽车充电桩及车载电源业务具有重要参考价值。PCB绕组电感技术能显著降低磁性元件的生产成本并提升功率密度，这与公司充电桩产品追求小型化、低成本的趋势高度契合。建议研发团队评估该补偿气隙技术在充电桩高频DC-DC变换器中的应用潜力，以优化散热性能并简化自动化生产流程，从而提升产品在...
闭环 di/dt 和 dv/dt IGBT 栅极驱动器
Closed-Loop di/dt and dv/dt IGBT Gate Driver
Yanick Lobsiger · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年6月
本文提出了一种在感性负载硬开关条件下实现IGBT确定性开关行为的新概念。该技术是优化开关损耗与电磁干扰（EMI）的关键前提。文中首先回顾了现有的IGBT开关瞬态控制驱动技术，并针对其局限性提出了改进方案，旨在通过闭环控制实现对开关过程的精确调节。
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，IGBT的开关损耗与EMI水平直接决定了整机的功率密度与电磁兼容性能。通过采用闭环di/dt和dv/dt驱动技术，可以有效抑制开关过程中的电压电流尖峰，在不牺牲开关速...
一种三相协同控制的Buck-Boost电流直流环节电动汽车充电器
A Three-Phase Synergetically Controlled Buck–Boost Current DC-Link EV Charger
Daifei Zhang · Jonas Huber · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
随着电动汽车普及，市场对高效、紧凑型充电模块需求激增。为兼容200-1000V宽电压范围，本文提出一种基于电流直流环节的Buck-Boost拓扑充电器，通过协同控制实现高效的电压调节与功率转换，提升了充电系统的功率密度与灵活性。
解读: 该研究提出的电流直流环节Buck-Boost拓扑，能有效解决高压快充场景下的宽电压范围兼容性问题，与阳光电源电动汽车充电桩业务高度契合。该技术有助于提升充电模块的功率密度，降低散热成本，优化整机体积。建议研发团队关注其协同控制策略，以提升阳光电源充电桩在复杂电网环境下的动态响应能力和转换效率，进一步...
扁平半填充圆盘线圈对的感应电能传输效率极限
Inductive Power Transfer Efficiency Limit of a Flat Half-Filled Disc Coil Pair
Michael Leibl · Oliver Knecht · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年11月
本文基于线圈涡流损耗及电磁辐射损耗模型，推导了两个扁平半填充圆盘线圈间感应电能传输的效率极限。文中提出了线圈耦合系数和涡流损耗的解析近似方法，并通过实验验证了其准确性，为优化无线电能传输系统设计提供了理论依据。
解读: 该研究探讨了无线电能传输（WPT）的核心效率模型，虽然阳光电源目前主营业务以有线充电桩为主，但随着电动汽车无线充电技术（EV Wireless Charging）的商业化趋势，该理论模型可作为公司未来布局无线充电桩技术储备的参考。通过优化线圈结构和损耗模型，有助于提升未来大功率无线充电模块的转换效率...
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