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SiC MOSFET中动态开关应力的解耦效应
Decoupling Effects for Dynamic Switching Stress in SiC MOSFETs
Alexis A. Gómez · Juan R. García-Meré · Alberto Rodríguez · Juan Rodríguez 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
本研究依据行业准则,对经过各种动态测试的碳化硅(SiC)金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管(MOSFET)的阈值电压(Vth)退化情况进行了对比分析。为确保对比的公平性,采用了定制的实验装置。观察到的退化结果显示,其会因是否施加高电压、驱动条件或开关事件的发生情况而有所不同。通过有限元方法(FEM)模拟和寄生电容分析,对实验观察结果进行了全面解释。此外,本研究还提出了一个概念框架和方法,可通过简化的退化测试程序来模拟高压老化效应。
解读: 该SiC MOSFET动态应力解耦研究对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的功率器件设计具有重要指导意义。研究揭示的高频开关下热-电场耦合导致Vth退化机制,可直接应用于PowerTitan大型储能系统中SiC模块的热管理优化和开关频率设计。通过解耦分析电场应力与热应力的独立影响,可改进...
硬开关工况下共源共栅结构超结MOSFET的评估
Evaluation of Superjunction MOSFETs in Cascode Configuration for Hard-Switching Operation
Juan Rodriguez · Jaume Roig · Alberto Rodriguez · Diego G. Lamar 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年8月
本文评估了采用低压硅MOSFET与超结MOSFET构成的共源共栅(Cascode)结构。该结构结合了共源共栅配置的优异开关性能与硅基技术在鲁棒性、成熟度及低成本方面的优势。研究旨在解释并验证该结构如何有效降低超结MOSFET在硬开关工况下的开关损耗。
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(PCS)具有重要参考价值。在追求高功率密度和高效率的背景下,硬开关损耗是限制开关频率提升的关键。通过采用Cascode结构,可以在不完全依赖昂贵SiC/GaN器件的前提下,利用成熟的硅基超结MOSFET实现更优的开关特性,从而降低散热压力并提升整机效率...
一种用于不平衡电网条件下无锁相环PI无源控制的跟网型电压源变换器
Grid-Following Voltage Source Converter With a PLL-Less PI Passivity-Based Controller for Unbalanced Grid Conditions
Sofía Avila-Becerril · Juan R. Rodríguez-Rodríguez · Alfredo Velazquez-Ibañez · Mario R. Arrieta-Paternina · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
本文针对电压源变换器(VSC)在不平衡电网条件下的运行需求,提出了一种基于无源性理论的简单控制器结构。该方法无需锁相环(PLL),能够快速生成参考信号,从而在复杂电网环境下实现对VSC的有效调节,提升系统的稳定性和电网兼容性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心业务。在电网环境日益复杂(弱电网、不平衡负载)的背景下,无锁相环(PLL-less)控制技术能显著提升组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器(PCS)在极端工况下的鲁棒性。通过引入无源性控制(PBC),可有效抑制电网扰动引起的振荡,提升系统并...
基于堆叠开关单元的脉宽调制三电平Buck变换器在高性能包络跟踪应用中的研究
Pulsewidth Modulated Three-Level Buck Converter Based on Stacking Switch-Cells for High Power Envelope Tracking Applications
Juan Rodriguez · Juan R. Garcia-Mere · Daniel G. Aller · Javier Sebastian · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
包络跟踪技术通过根据通信信号包络动态调节功率放大器供电电压,有效提升了无线通信发射机的效率。该技术要求开关电源具备兆赫兹级的带宽。本文提出了一种基于堆叠开关单元的三电平Buck变换器拓扑,旨在实现高功率包络跟踪应用中的高效率与高带宽性能。
解读: 该文献探讨的高频、高带宽DC-DC变换器技术主要服务于射频通信领域。对于阳光电源而言,虽然其核心业务(光伏逆变器、储能PCS)目前主要关注工频或中频段的功率变换,但该文提出的“堆叠开关单元”和“三电平Buck”拓扑在提升功率密度和开关频率方面具有参考价值。在未来高频化、小型化的户用储能或微型逆变器研...
通过共源共栅配置改善超结MOSFET的第三象限运行
Improving the Third Quadrant Operation of Superjunction MOSFETs by Using the Cascode Configuration
Juan Rodriguez · Diego G. Lamar · Jaume Roig · Alberto Rodriguez 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
本文通过解析模型和实验数据,深入研究了高压超结MOSFET(SJ-FET)在与低压硅MOSFET组成的共源共栅配置(CC)下的第三象限行为。通过评估反向恢复时间(tRR)和反向恢复峰值电流等指标,对比了SJ-CC与独立SJ-FET的第三象限动态特性。
解读: 该研究对于提升阳光电源组串式逆变器及储能变流器(PCS)的效率具有重要参考价值。在光伏逆变器和PowerTitan等储能系统中,功率模块的开关损耗和反向恢复特性直接影响整机效率与温升。通过采用共源共栅(Cascode)配置优化超结MOSFET的第三象限特性,可以有效降低死区时间损耗,提升高频化设计下...
一种基于单PI环的无电流传感器VSC-PFC整流器控制方案
Current-Sensorless VSC-PFC Rectifier Control With Enhance Response to Dynamic and Sag Conditions Using a Single PI Loop
Mario A. Santoyo-Anaya · Juan Ramon Rodriguez-Rodriguez · Edgar L. Moreno-Goytia · Vicente Venegas-Rebollar 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年7月
本文提出了一种先进的无电流传感器控制方案,用于电压源变换器(VSC)的功率因数校正(PFC)整流器。该方案旨在降低控制复杂度,同时保持交流/直流转换的优良性能,如单位功率因数、低输入电流总谐波失真,并增强了对动态负载和电压跌落工况的响应能力。
解读: 该技术通过简化控制环路并取消电流传感器,有助于降低阳光电源光伏逆变器及充电桩产品的硬件成本,并提升系统可靠性。在户用光伏逆变器和电动汽车充电桩产品线中,该方案可优化整流侧控制逻辑,提升在电网电压波动下的动态响应能力。建议研发团队评估该单PI环控制在低功率密度场景下的稳态精度,并考虑将其应用于对成本敏...
基于相独立VSC整流的电压暂降不平衡工况下电力电子变压器
PET)先进控制
Alfredo Velazquez-Ibanez · Juan Ramon Rodriguez-Rodriguez · Mario A. Santoyo-Anaya · Mario R. Arrieta-Paternina 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
电力电子变压器(PET)作为配电网的关键技术,在能量管理和电能质量提升方面具有显著优势。针对配电网不平衡工况下传统dq0控制导致的电流畸变问题,本文提出了一种基于相独立VSC整流的先进控制策略,有效提升了PET在电压暂降及不平衡环境下的运行性能与稳定性。
解读: 该研究关注配电网不平衡工况下的电力电子变压器控制,与阳光电源的储能变流器(PCS)及并网逆变器技术有一定交叉。虽然阳光电源目前主营业务非PET,但其提出的‘相独立控制’策略对于提升PowerTitan等大型储能系统在弱电网或复杂电网环境下的电能质量和抗扰动能力具有借鉴意义。建议研发团队关注该控制算法...
构网型变流器的低电压穿越算法
Low-Voltage Ride-Through Algorithm for Grid-Forming Converters
Juan Dolado Fernández · Joaquín Eloy-García · Eduardo Rausell Navarro · Santiago Arnaltes Gómez 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
随着可再生能源渗透率提升,电力电子变流器成为电网关键组件。本文聚焦于构网型(GFM)变流器,探讨其在电网故障期间自主建立和维持系统电压的能力,重点研究了提升GFM变流器低电压穿越(LVRT)性能的控制算法,以增强电网稳定性。
解读: 该研究直接契合阳光电源PowerTitan液冷储能系统及大型组串式逆变器在弱电网场景下的应用需求。随着全球电网对构网型技术要求的提升,该算法能够优化阳光电源储能变流器(PCS)在故障期间的电压支撑能力,提升系统黑启动及微网运行的可靠性。建议研发团队将该LVRT算法集成至iSolarCloud智能运维...
考虑参数不确定性下工作于边界导通模式的反激变换器的自然开关面自适应边界控制
Adaptive Boundary Control Using Natural Switching Surfaces for Flyback Converters Operating in the Boundary Conduction Mode with Parameter Uncertainties
Luciano Andres Garcia Rodriguez · Hector Gerardo Chiacchiarini · David Carballo Rojas · Juan Carlos Balda · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月
本文研究了在参数不确定性下,针对工作于边界导通模式(BCM)的反激变换器,推导并实现了自然开关面(NSS)控制策略。NSS在标称参数下能显著提升非线性系统的动态响应速度,本文重点解决了参数波动对控制性能的影响,通过自适应边界控制增强了系统的鲁棒性。
解读: 该研究涉及的反激变换器(Flyback)拓扑广泛应用于阳光电源的户用光伏逆变器辅助电源及部分小功率DC-DC变换场景。虽然阳光电源的主流大功率产品多采用LLC或移相全桥拓扑,但NSS控制策略在提升变换器瞬态响应和轻载效率方面具有参考价值。建议研发团队关注该自适应控制算法在应对电感、电容等关键元件参数...
LCL并网变换器陷波滤波器与电容电压前馈有源阻尼技术分析与比较
Analysis and Comparison of Notch Filter and Capacitor Voltage Feedforward Active Damping Techniques for LCL Grid-Connected Converters
Enrique Rodriguez-Diaz · Francisco D. Freijedo · Juan C. Vasquez · Josep M. Guerrero · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年4月
LCL滤波器常用于衰减光伏逆变器PWM产生的谐波,但其谐振特性易引发系统不稳定。本文对比分析了陷波滤波器与电容电压前馈两种有源阻尼技术,旨在解决LCL谐振问题,提升并网系统的稳定性与谐波抑制性能。
解读: 该技术对阳光电源的组串式和集中式光伏逆变器至关重要。随着电网环境日益复杂,弱电网下的谐振抑制是提升产品并网适应性的核心。电容电压前馈技术因无需额外传感器,在成本控制上更具优势;而陷波滤波器在特定谐振频率抑制上表现优异。建议研发团队在iSolarCloud智能运维平台中集成基于此技术的谐振监测算法,并...
一种研究具有三种不连续导通模式的DC/DC变换器作为自动PFC的系统方法
A Systematic Method for Studying the Use of DC/DC Converters With Three Discontinuous Conduction Modes as Automatic PFCs
Duberney Murillo-Yarce · Juan Rodríguez · Marta M. Hernando · Aitor Vázquez 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
本文提出了一种通用方法,用于研究在三种不连续导通模式(DCM)下运行的DC/DC变换器作为自动功率因数校正器(PFC)的行为。Buck-Boost、Flyback、SEPIC、Ćuk和Zeta等变换器在特定DCM模式下,通过保持恒定占空比,可实现自动PFC功能,无需复杂的控制回路即可获得高功率因数。
解读: 该研究探讨的自动PFC技术主要应用于小功率AC/DC变换场景。对于阳光电源而言,该技术可优化户用光伏逆变器或充电桩内部辅助电源的设计,通过简化控制逻辑降低成本并提升效率。虽然阳光电源的核心大功率产品(如PowerTitan、组串式逆变器)多采用高性能数字控制的PFC拓扑,但该方法论在提升低功率辅助电...
通过控制DC-DC功率变换器输出电压纹波的首次开关谐波来复现可见光通信
VLC)单载波数字调制方案
Juan Rodriguez · Diego G. Lamar · Pablo F. Miaja · Javier Sebastian · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年9月
本文提出了一种基于两相同步Buck变换器的DC-DC功率变换器,通过控制输出电压纹波的首次开关谐波,实现了单载波数字调制方案的复现。该变换器同时具备照明和可见光通信(VLC)传输功能,通过对输出电压幅值的精确控制,实现了高效的信号调制。
解读: 该技术主要针对照明与通信融合领域,与阳光电源现有的光伏逆变器、储能系统及充电桩核心业务关联度较低。虽然其核心涉及DC-DC变换器的纹波控制与调制技术,但VLC应用场景在阳光电源目前的电力电子产品线中暂无直接落地需求。建议关注该技术在智能运维平台(iSolarCloud)或未来智慧园区照明控制系统中的...
基于对称最优法的并网变换器电网同步系统控制设计:综合参考
Control Design of Grid Synchronization Systems for Grid-Tied Power Converters Using Symmetrical Optimum Method: A Comprehensive Reference
Saeed Golestan · Josep M. Guerrero · Juan C. Vasquez · Abdullah M. Abusorrah 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
先进电网同步系统的控制设计因其包含滤波网络和反馈回路的非线性自适应特性而变得复杂。本文旨在解决该问题,通过对称最优法对多种先进同步系统(包括单相及三相锁相环)的相位或频率估计回路进行系统性设计与优化,为并网变换器的控制提供理论指导。
解读: 电网同步技术是阳光电源光伏逆变器(组串式/集中式)及储能变流器(PowerTitan/PowerStack)的核心底层算法。随着电网弱电网特性日益显著,传统的锁相环(PLL)易失稳。本文提出的对称最优法为优化锁相环参数提供了系统化方案,有助于提升阳光电源产品在复杂电网环境下的鲁棒性。建议研发团队将其...
基于脉宽调制DC-DC变换器与功率分配的高能效可见光通信发射机
Power-Efficient VLC Transmitter Based on Pulse-Width Modulated DC–DC Converters and the Split of the Power
Juan Rodriguez · Diego G. Lamar · Pablo F. Miaja · Daniel G. Aller 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
可见光通信(VLC)利用高亮度LED同时实现照明与信息传输。然而,现有LED驱动器在高速通信与高能效之间存在瓶颈。本文提出了一种基于PWM DC-DC变换器与功率分配技术的VLC发射机方案,旨在解决驱动电路在高速调制下的能效损耗问题,提升系统整体性能。
解读: 该文献探讨了基于PWM DC-DC变换器的LED驱动技术,虽然核心应用场景为可见光通信(VLC),但其涉及的PWM调制策略与高频DC-DC变换效率优化方法,对阳光电源的户用光伏及储能产品线具有参考价值。特别是在户用光伏的智能照明联动或iSolarCloud配套的智能家居能源管理系统中,该类高效驱动拓...
一种源自阻抗/导纳稳定性公式的根轨迹设计方法及其在风力发电机组LCL并网变换器中的应用
A Root-Locus Design Methodology Derived From the Impedance/Admittance Stability Formulation and Its Application for LCL Grid-Connected Converters in Wind Turbines
Francisco D. Freijedo · Enrique Rodriguez-Diaz · Mohammad S. Golsorkhi · Juan C. Vasquez 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年10月
本文提出了一种针对风电LCL并网变换器电流控制器的系统化设计与整定方法。该方法以最小化电流环主导时间常数为目标,旨在满足风电控制器对快速响应和高稳定裕度的设计标准,并基于阻抗/导纳稳定性判据进行分析。
解读: 该研究针对LCL型并网变换器的控制优化,对阳光电源的风电变流器产品线具有直接指导意义。随着风电场接入电网环境日益复杂,基于阻抗/导纳的稳定性分析是提升变流器在弱电网下运行稳定性的关键。该方法可优化电流环设计,提升阳光电源风电变流器在复杂电网条件下的动态响应速度与抗扰能力。同时,该控制设计思路也可迁移...
多电平射频脉宽调制开关模式功率放大器在可见光通信中的应用
Multilevel RF-PWM Switching-Mode Power Amplifier for Visible Light Communication
Juan R. García-Meré · Juan Rodríguez · Diego G. Lamar · Javier Sebastián · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年2月
可见光通信(VLC)利用商用高亮度发光二极管(HB - LED)发出的光来传输信息。为了根据待传输的通信信号改变光强度,通常会使用线性功率放大器(LPA)。然而,其较低的功率效率对集成到VLC驱动器中构成了重大挑战,尤其是在高功率水平下。为了提高当前VLC驱动器的效率,本文提出了一种基于调谐式三电平飞跨电容(FC)拓扑结构的新型开关模式功率放大器(SMPA)。所提出的基于FC的SMPA通过多级射频脉冲宽度调制(RF - PWM)技术进行控制,与其他传统SMPA相比,能够再现带宽更宽的通带调制方案...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这篇关于可见光通信(VLC)开关模式功率放大器的研究具有多维度的技术启发意义。论文提出的三电平飞跨电容拓扑结构及多电平RF-PWM调制技术,在功率转换效率方面达到98.3%的峰值,这与我们在光伏逆变器和储能变流器领域追求的高效率目标高度契合。 从技术迁移角度分析,该研究的...
考虑传感器误差的DC-DC降压变换器数字孪生参数辨识
Parameter Identification for DC-DC Buck Converter Digital Twin Considering Sensor Errors
Parsa Behzad Nazif · Mariam Saeed · Saad Ahmad · Juan Manuel Guerrero 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
数字孪生技术在电力电子变换器中展现出广阔应用前景,其性能高度依赖参数辨识的准确性。用于数字孪生成立与运行的测量数据精度直接影响参数估计效果。超高精度传感器或频繁校准在实验室可行,但在多数工业场景中难以实现。本文分析了传感器增益与偏置误差对参数辨识及数字孪生性能的影响,表明将传感器误差项作为未知参数纳入辨识算法可显著提升关键参数估计精度。对比采用内点法(IPM)与粒子群优化(PSO)进行参数拟合,结果表明IPM更具优势。所提方法在DC-DC降压变换器上进行了仿真与实验验证。
解读: 该数字孪生参数辨识技术对阳光电源DC-DC变换器产品具有重要应用价值。在ST储能变流器的DC-DC级联环节、车载OBC的降压变换模块以及充电桩DC-DC功率转换单元中,传感器误差普遍存在且难以频繁校准。本文提出的将传感器增益与偏置误差纳入参数辨识算法的方法,可显著提升电感、电容、ESR等关键参数估计...
面向构网型变流器的低电压穿越算法
Low-Voltage Ride-Through Algorithm for Grid-Forming Converters
Juan Dolado Fernández · Joaquín Eloy-García · Eduardo Rausell Navarro · Santiago Arnaltes Gómez 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
近年来,可再生能源日益融入电力系统,导致电网运行发生了重大变化。电力电子变流器主要用于将这些发电厂接入电力系统,作为现代电力系统中的关键组件,电网形成(GFM)变流器应运而生,它能够在无需同步发电机(SG)的情况下自主建立并维持系统稳定。故障期间的电流贡献是同步发电机与电力变流器的主要区别之一,这可能会影响保护系统。最新的电网规范要求在发生故障时快速注入电流。本文根据欧盟委员会法规(EU)2016/631和西班牙技术监督标准的要求,提出了一种基于虚拟磁链定向的电网形成变流器低电压穿越控制策略。为...
解读: 从阳光电源的业务角度看,这篇论文所提出的构网型变流器低电压穿越技术具有重要的战略价值。随着全球新能源渗透率不断提升,电网对并网设备的主动支撑能力提出了更高要求,构网型(GFM)技术正是我司逆变器产品从跟网型向主动支撑型演进的关键方向。 该技术的核心价值在于解决了构网型变流器在故障工况下的快速电流响...
利用阻抗谱技术检测光伏组件部分遮挡的实验评估
Experimental Assessment of Partial Shading Detection in PV Panels Using Impedance Spectroscopy
Carlos Pavón-Vargas · Luis E. Garcia-Marrero · Juan D. Bastidas-Rodríguez · Rudy A. Guejia-Burbano 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年4月
本文研究了利用阻抗谱(IS)识别光伏(PV)面板/组串/阵列中的不匹配问题,特别是检测部分遮挡效应。研究结果证实,阻抗谱是一种适用于现场应用的有前景的工具,尤其适用于部分遮挡问题常见的小型城市发电厂。对在最大功率点(MPP)运行的光伏面板在可控部分遮挡条件下测得的多个实验阻抗谱进行分析后发现,部分遮挡会导致特征性的双弧变形。这一特征可用于开发用于检测不匹配问题的诊断工具。该方法的主要优势在于能够在最大功率点进行阻抗谱测量,同时保持光伏面板/组串/阵列的正常运行条件。此外,阻抗谱对系统架构的改动要...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项基于阻抗谱技术的光伏组件局部阴影检测研究具有显著的应用价值。作为全球领先的光伏逆变器和系统解决方案供应商,阳光电源面临的一个核心挑战是如何在复杂运行环境下提升系统发电效率和智能化诊断能力,而局部阴影导致的失配损失正是分布式光伏电站的主要痛点之一。 该技术的核心优势在于...
PE-GPT:电力电子设计的新范式
PE-GPT: A New Paradigm for Power Electronics Design
Fanfan Lin · Xinze Li · Weihao Lei · Juan J. Rodriguez-Andina 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月
大型语言模型(LLM)在推动众多行业发展方面展现出了令人振奋的潜力,但由于缺乏专业的电力电子(PE)技术知识以及处理特定电力电子数据时面临的挑战,其在电力电子领域的应用受到了阻碍。本研究提出了一种开创性的方法,用于构建专门针对电力电子设计应用的多模态大型语言模型,名为 PE - GPT。该方法包括利用从电力电子知识库中进行检索增强生成来强化 PE - GPT,并提出了一个混合框架,将大型语言模型代理与元启发式算法、模型库和仿真库相结合。这增强了其多模态处理能力,并使其能够融入现有的设计工作流程。...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,PE-GPT代表了电力电子设计范式的重要突破,对公司光伏逆变器、储能变流器等核心产品的研发具有战略意义。该技术通过多模态大语言模型与元启发式算法、仿真库的深度融合,能够显著提升电力电子设计的效率和准确性,在双有源桥(DAB)变换器调制策略和Buck变换器参数设计中已展现出比...