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变压器漏感解析模型对比：精度与计算效率
Comparison of Analytical Models of Transformer Leakage Inductance: Accuracy Versus Computational Effort
Richard Schlesinger · Jurgen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
变压器漏感模型对于隔离型变换器的优化设计至关重要。本文对比了多种解析漏感模型，评估了其在计算精度与计算效率方面的表现，旨在为电力电子变换器的快速优化设计提供参考依据。
解读: 漏感是影响隔离型DC-DC变换器（如阳光电源ST系列PCS、PowerTitan储能系统中的双向DC-DC环节）性能的关键参数，直接决定了软开关范围、效率及电磁兼容性。该研究提供的快速解析模型，能显著提升阳光电源在研发阶段对高频变压器设计的迭代速度，减少对耗时有限元仿真（FEA）的过度依赖。建议研发...
带气隙箔绕电感的频率相关电感与绕组损耗模型
Frequency-Dependent Inductance and Winding Loss Model for Gapped Foil Inductors
Thomas Ewald · Jurgen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
为全面优化高频箔绕电感，精确计算由中心柱气隙引起的二维磁场边缘效应导致的电感增加及附加涡流损耗至关重要。本文提出了一种解析模型，能够准确计算带气隙箔绕电感的电感值及附加涡流损耗。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心功率变换技术。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，高频磁性元件的体积与效率是提升功率密度的关键。该解析模型能有效指导研发人员在设计阶段精确评估气隙边缘效应带来的损耗，从而优化电感设计，降低温升，提升整机效率。特别是在高频...
带有子面板MPP跟踪的光伏组件集成交流逆变器
PV-Module-Integrated AC Inverters (AC Modules) With Subpanel MPP Tracking
David Leuenberger · Jurgen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年8月
针对小型屋顶光伏系统，组件级电力电子设备（微逆变器）成为趋势。该文研究了将光伏组件与单相交流逆变器集成，通过组件级最大功率点跟踪（MPPT）提升发电效率，并降低安装成本。
解读: 该技术路线与阳光电源的户用光伏业务高度相关。虽然阳光电源目前以组串式逆变器为主，但微型逆变器（AC Module）在复杂屋顶场景下具有阴影遮挡优化优势。建议研发团队关注该文提出的子面板MPP跟踪技术，以进一步提升阳光电源户用逆变器在复杂光照条件下的发电效率，并探索将其集成至iSolarCloud智能...
100-kVA混合变压器保护方案设计
Design of a Protection Concept for a 100-kVA Hybrid Transformer
Johannes Burkard · Jürgen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年4月
随着可再生能源并网比例提升，电网电能质量面临挑战。混合变压器（HT）由低频变压器与部分额定功率电子变换器组成，可通过动态控制电压、有功及无功功率来保障电能质量。本文针对100-kVA混合变压器，重点研究了其保护方案的设计，以确保系统在复杂电网环境下的安全稳定运行。
解读: 混合变压器技术在提升配电网电能质量方面具有重要潜力，与阳光电源的PowerTitan及PowerStack储能系统在电网支撑功能上有高度协同性。该研究提出的保护方案对提升阳光电源PCS产品的电网适应性及故障穿越能力具有参考价值。建议研发团队关注混合变压器在微电网及弱电网场景下的应用，探索将其控制策略...
基于数据手册参数的半桥MOSFET开关损耗分析建模
Analytical Switching Loss Modeling Based on Datasheet Parameters for mosfets in a Half-Bridge
Daniel Christen · Jurgen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年4月
现代宽禁带器件（如SiC或GaN）显著降低了开关损耗，引发了对软开关模式必要性的探讨。由于大多数半导体器件仅提供有限的损耗估算信息，在宽运行范围内进行精确损耗评估通常需要大量实验测量。本文提出了一种基于数据手册参数的分析建模方法，旨在简化开关损耗的评估过程。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。随着公司在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC MOSFET，精确的损耗建模能显著提升产品效率评估的准确性，并缩短研发周期。通过该分析模型，研发团队可在设计阶段快速评估不同SiC器件在宽电压范围下的表现...
用于带气隙箔绕组电感损耗高效计算的解析边缘场模型
Analytical Fringing Field Model for Efficient Winding Loss Calculation in Gapped Foil Inductors
Thomas Ewald · Jürgen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
本文针对带气隙电感，提出了一种用于计算磁芯气隙周围边缘磁场的解析模型。该模型旨在高效计算绕组附加损耗及电感随频率的变化。相比传统求解线性方程组的缓慢方法，本文提出的新型解析模型显著提升了计算效率，为电感优化设计提供了更快速的理论支撑。
解读: 电感是阳光电源光伏逆变器（组串式、集中式）及储能系统（PowerTitan、PowerStack、ST系列PCS）中的核心磁性元件。气隙边缘效应引起的绕组损耗是制约高功率密度设计的关键瓶颈。该解析模型能够替代耗时的有限元仿真（FEM），在研发阶段快速评估不同气隙结构对损耗的影响，从而优化磁性元件设计...
带利兹线或实心导线的气隙电感器绕组损耗与电感解析模型
Analytical Winding Loss and Inductance Models for Gapped Inductors With Litz or Solid Wires
Thomas Ewald · Jurgen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
在带气隙电感器中，气隙边缘磁场会导致绕组产生额外的涡流损耗并增加电感值。由于这种边缘效应影响显著，准确计算这些损耗和电感增量对于电感器设计至关重要。本文提出了解析公式，用于精确计算带气隙电感器的绕组损耗及电感变化。
解读: 电感器是阳光电源光伏逆变器（如组串式、集中式）及储能系统（如PowerTitan、ST系列PCS）中DC-DC变换环节的核心磁性元件。该研究提出的解析模型能够精确量化气隙边缘效应带来的损耗，有助于优化高功率密度变换器的磁性设计，提升整机效率。建议研发团队在设计大功率储能变流器及光伏升压电路时，引入该...
一种用于硬件在环测试系统的宽电压运行范围三电平Buck变换器
A Three-Level Buck Converter With a Wide Voltage Operation Range for Hardware-in-the-Loop Test Systems
Christoph Carstensen · Jurgen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年9月
针对高压直流输电网组件（如断路器）的硬件在环（HIL）测试需求，本文提出了一种采用三种不同供电电压的三电平Buck变换器（N3L）。该拓扑结构实现了宽电压运行范围，能够产生高输出电流并具备快速的瞬态响应能力，满足复杂电力电子系统的测试要求。
解读: 该研究提出的宽电压范围三电平Buck拓扑，虽然主要针对HIL测试系统，但其核心技术逻辑对阳光电源的储能变流器（PCS）及直流变换环节具有参考价值。在PowerTitan等大型储能系统中，随着电池组电压范围的扩大，如何通过多电平拓扑实现高效的宽范围DC-DC变换是提升系统效率的关键。此外，该拓扑在快速...
气隙边缘磁场屏蔽以降低带气隙电感损耗的分析模型与概念研究
Analytical Model and Concept Study of an Air Gap Fringing Shield to Reduce Losses in Gapped Inductors
Thomas Ewald · Jürgen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本文研究了带气隙电感中边缘磁场对高频损耗的影响。针对现有研究多集中于损耗计算而非降低损耗的现状，提出了一种利用边缘磁场屏蔽装置在较高频率下衰减边缘磁场的新概念，旨在有效降低电感的高频损耗。
解读: 电感是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan及PowerStack储能变流器中的核心磁性元件。随着功率密度提升和开关频率增加，气隙边缘效应引起的绕组涡流损耗成为制约效率提升的关键瓶颈。该研究提出的屏蔽技术可直接应用于高频化磁性元件设计，有助于优化PowerTitan等大功率储能系统的热管理与转换...
任意绕组排列变压器中利兹线损耗的快速解析模型
Fast Analytical Loss Model for Litz Wire in Transformers With Arbitrary Winding Arrangements
Qingchao Meng · Jürgen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
针对中高压、分段及多绕组变压器中磁场呈二维分布导致传统一维损耗模型失效的问题，本文提出了一种适用于任意绕组排列的利兹线（LW）损耗快速解析模型。该模型通过计算磁场二维空间RMS值，实现了对涡流损耗的精确预测，显著提升了复杂变压器设计的效率与准确性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心产品线，如组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统中的高频磁性元件设计。在当前追求高功率密度和高效率的趋势下，变压器损耗优化至关重要。该解析模型能有效替代繁琐的有限元仿真，帮助研发团队在设计阶段快速评估复杂绕组下的利兹线损耗，优化磁性...