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一种高功率密度的磁集成LLC变换器方案
A high power density magnetically integrated scheme of LLC converter
Lei Li · Feng Hong · Minggang Chen · Qinsong Qian · IET Power Electronics · 2025年4月 · Vol.18
本文基于磁阻模型提出了一种磁集成方案,将谐振电感与变压器集成于同一磁芯上,实现了LLC变换器的高功率密度设计。通过分析磁芯气隙附近的边缘磁场,有效避免了局部过热及绕组电流分布紊乱的问题。进一步优化了变压器二次侧绕组结构及磁芯形状,提升了整体电磁性能与热稳定性,增强了变换器的可靠性与效率。
解读: 该磁集成LLC变换器方案对阳光电源的储能变流器和车载充电产品线具有重要应用价值。通过将谐振电感与变压器集成设计,可显著提升ST系列储能变流器和车载OBC的功率密度,有助于实现产品小型化。优化的磁芯结构和绕组设计能够改善边缘磁场分布,可提高PowerTitan等大功率产品的可靠性。该方案在降低成本的同...
带频率自适应预滤波器的锁相环精确建模:关于正反馈效应的研究
Accurate Modeling of PLL With Frequency-Adaptive Prefilter: On the Positive Feedback Effect
Jiaxing Lei · Xiangjun Quan · Shuang Feng · Jianfeng Zhao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
带频率自适应预滤波器的锁相环(PLL)能有效抑制输入扰动,但现有文献缺乏对其精确建模的研究,特别是低估了频率自适应(FA)环节的影响。本文提出了一种精确的分析建模方法,重点揭示了频率自适应机制对PLL动态特性的影响及正反馈效应。
解读: 该研究对阳光电源的核心业务至关重要。锁相环(PLL)是光伏逆变器(如SG系列组串式逆变器)和储能变流器(如PowerTitan系列PCS)实现电网同步的关键环节。在弱电网或复杂电网环境下,频率自适应预滤波器能显著提升系统的抗扰动能力,但若建模不准,频率自适应环节引入的正反馈可能导致系统失稳。建议研发...
用于高功率IGBT开关性能提升与过压保护的先进有源门极驱动
Advanced Active Gate Drive for Switching Performance Improvement and Overvoltage Protection of High-Power IGBTs
Fan Zhang · Xu Yang · Yu Ren · Lei Feng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年5月
本文提出了一种新型有源门极驱动(AGD)技术,旨在提升高功率IGBT的开关性能并实现过压保护。相较于传统的固定电压源和固定门极电阻驱动方式,该AGD引入了互补电流源,可为门极提供额外的驱动电流,从而有效优化开关过程中的电压电流波形,降低损耗并抑制过电压。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有显著的工程价值。在集中式光伏逆变器和PowerTitan系列大型储能PCS中,高功率IGBT模块的开关损耗与过电压抑制是提升效率与可靠性的关键。通过引入有源门极驱动技术,可以更精细地控制IGBT的开关轨迹,在保证器件安全工作区(SOA)的前提下,进一步提升系统功率密度...
基于硬件闭环控制的开尔文源极连接SiC MOSFET串扰抑制有源门极驱动器
The Active Gate Driver Based on Hardware Closed-Loop Control for Crosstalk Suppression of SiC MOSFETs With Kelvin-Source Connection
Mingkai Cui · Lei Chen · Yulong Pei · Feng Chai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文针对桥式电路中SiC MOSFET开尔文源极连接带来的串扰问题,提出了一种基于硬件闭环控制的有源门极驱动器(AGD)。通过设计简单的硬件闭环控制器,有效调节驱动信号,从而抑制电压串扰,提升功率变换器的可靠性与应用潜力。
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。随着公司组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统向高功率密度、高开关频率演进,SiC MOSFET的应用已成为主流。开尔文源极连接虽能提升开关性能,但带来的串扰问题是制约系统可靠性的关键瓶颈。该有源门极驱动(AGD)方案通过硬件...
一种用于串联IGBT开关损耗降低与电压均衡的混合有源门极驱动
A Hybrid Active Gate Drive for Switching Loss Reduction and Voltage Balancing of Series-Connected IGBTs
Fan Zhang · Xu Yang · Yu Ren · Lei Feng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年10月
本文针对高压电力电子应用中IGBT串联运行时的电压不平衡问题,提出了一种混合有源门极驱动技术。该方案旨在解决开关暂态及拖尾电流期间的电压分配不均,同时实现开关损耗的优化,提升高压功率变换系统的可靠性与效率。
解读: 该技术对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)具有重要参考价值。在高压大功率应用场景中,通过串联IGBT提升系统耐压等级是主流方案,但电压均衡与损耗控制一直是技术难点。该混合有源驱动技术可有效提升功率模块的可靠性,减少因电压应力不均导致的器件失效,有助于优化大功率逆变器及...
矩阵变换器模型预测控制中稳态误差抑制与简化实现
Steady-State Error Suppression and Simplified Implementation of Direct Source Current Control for Matrix Converter With Model Predictive Control
Jiaxing Lei · Shuang Feng · Patrick Wheeler · Bo Zhou 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
本文针对基于源无功功率控制的矩阵变换器(MC)模型预测控制(MPC)方案,分析了其在抑制源电流谐波方面的固有缺陷。研究指出,即使引入被动或主动阻尼控制,该方案仍难以实现正弦化电流。文章提出了一种直接源电流控制策略,旨在抑制稳态误差并简化实现过程。
解读: 矩阵变换器(MC)技术在电力电子领域具有高功率密度和无需直流环节储能元件的优势。虽然阳光电源目前的主流产品(如组串式逆变器、PowerTitan储能系统)主要采用传统的电压源逆变器拓扑,但该研究中关于模型预测控制(MPC)的稳态误差抑制与计算简化方法,对提升阳光电源现有逆变器及PCS产品的动态响应速...
基于脉冲信号开通延迟的功率MOSFET结温测量方法
Junction Temperature Measurement Method for Power mosfets Using Turn-On Delay of Impulse Signal
Bangbing Shi · Shiwei Feng · Lei Shi · Dong Shi 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年6月
本文提出了一种测量功率MOSFET结温的新方法。该方法利用脉冲信号的开通延迟,即脉冲信号上升沿与漏源电流上升沿之间的时间差进行测量。实验结果表明,开通延迟与结温之间具有良好的线性关系,可实现对功率器件结温的有效监测。
解读: 结温是影响功率器件寿命与可靠性的核心指标。该方法无需额外传感器,通过电路参数即可实现实时结温监测,对阳光电源的组串式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器(PCS)具有极高应用价值。在高温、高功率密度运行场景下,该技术可辅助iSolarCloud平台实现更精准的器件健康状态...
超多相并联多脉冲整流器直流侧无源谐波抑制方法研究
Research on the DC-Side Passive Harmonic Reduction Methods of the Ultramultiphase Parallel-Connected Multipulse Rectifier
Qingxiao Du · Lei Gao · Quanhui Li · Senlei Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
本文研究了超多相并联多脉冲整流器(MPR)的直流侧无源谐波抑制电路(HRC)。重点分析了相间电抗器(IPR)在无源HRC中的关键作用,并探讨了通过优化IPR匝数比来提升谐波抑制效果的方法。文章构建了多种单/双/三级无源HRC配置,为提升大功率整流系统的电能质量提供了理论支撑。
解读: 该研究涉及大功率整流系统的谐波抑制与电能质量优化,与阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能变流器(如PowerTitan系列)的前端整流/并网技术具有技术关联性。在超大功率应用场景下,直流侧谐波抑制直接影响电网侧电流总谐波畸变率(THDi)。建议研发团队关注该文献中关于相间电抗器(IPR)的优化设计方...
一种新型高绝缘100 kW中频变压器
A Novel High Insulation 100 kW Medium Frequency Transformer
Zhicheng Guo · Sanjay Rajendran · Jagadeesh Tangudu · Yasmin Khakpour 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
高压绝缘与热管理是高功率中频变压器(MFT)设计的两大难题。本文提出了一种用于100 kW MFT的新型绝缘与冷却结构,采用灌封绕组、两个FINEMET FT-3TL磁芯及平行同心绕组结构。首次展示了带有散热鳍片的3D打印骨架,有效提升了变压器的功率密度与可靠性。
解读: 中频变压器(MFT)是隔离型双向DC-DC变换器的核心组件,广泛应用于阳光电源的PowerTitan液冷储能系统及大功率组串式逆变器中。该研究提出的灌封技术与3D打印散热骨架,能显著提升高功率密度变换器的绝缘性能与散热效率,直接契合阳光电源追求极致功率密度与高可靠性的产品路线。建议研发团队关注该结构...
一种用于更多电动飞机应用的具有准隔离电源的双逆变器拓扑
A Dual Inverter Topology With Quasi-Isolated Power Supplies for More Electric Aircraft Applications
Jiaxing Lei · Guoli Feng · Chuanhao Liu · Yihui Xia 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
双逆变器(DI)供电的开端负载系统在电动飞机(MEA)中极具潜力,但其所需的两个隔离电源在MEA中难以实现。本文提出了一种具有准隔离电源的新型DI拓扑,通过简单的非隔离H桥升压变换器产生第二个电源,有效解决了电源隔离难题。
解读: 该研究提出的准隔离电源双逆变器拓扑主要针对航空领域,与阳光电源现有的光伏和储能产品线(如组串式逆变器、PowerTitan等)应用场景差异较大。然而,其核心的非隔离H桥升压变换技术及双逆变器架构,在提升功率密度和简化系统隔离设计方面具有参考价值。对于阳光电源而言,该拓扑可作为未来探索高功率密度、轻量...
混合锂电池轮胎式集装箱起重机
RTG)的能源系统选型
Wangqiang Niu · Xixia Huang · Feng Yuan · Nigel Schofield 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年10月
本文研究了轮胎式集装箱起重机(RTG)的能源系统选型。RTG起重机具有显著的功率波动特性,包括驱动、回馈及待机工况。通过引入锂电池储能系统,可有效平抑峰值功率需求,优化原动机选型,降低能耗并提升系统运行效率。
解读: 该研究探讨了储能系统在工业重型设备(RTG起重机)中的削峰填谷应用,与阳光电源的PowerStack及PowerTitan系列储能系统高度契合。RTG起重机频繁的充放电循环对PCS的功率响应速度和双向变流能力提出了高要求。建议阳光电源在工业园区微电网方案中,利用PowerStack的高功率密度特性,...
基于漏电流瞬态特性的变频电机对地绝缘多样化评估
Diversified Assessment of Ground-Wall Insulation in Inverter-Fed Motors by Using Transient Characteristics of Leakage Current
Shaopo Huang · Pengju Zhang · Lei Liu · Feng Niu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
针对变频电机对地绝缘状态监测,现有方法仅能检测整体退化情况,难以实现精细化定位。本文提出一种基于漏电流瞬态特性的多样化评估方法,通过分析高频瞬态信号,实现了对绝缘退化位置的精准识别,为电机驱动系统的可靠运行提供了有效监测手段。
解读: 该研究关注电机驱动系统的绝缘可靠性,虽然阳光电源核心业务为光伏逆变器和储能PCS,但该技术在风电变流器及大型工业驱动应用中具有参考价值。随着阳光电源在风电变流器领域的深耕,电机侧的绝缘监测技术有助于提升系统整体运行寿命。建议研发团队关注该方法中利用漏电流瞬态特征进行故障定位的思路,可将其迁移至逆变器...
面向气隙与负载变化的无线电能传输系统集成LCC-LCC拓扑
Integrated LCC-LCC Topology for WPT System With CC Output Regarding Air Gap and Load Variations
Yahui Jia · Lei Zhao · Zhihui Wang · Chunsen Tang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
针对磁耦合无线电能传输(WPT)系统中气隙与负载变化导致的参数波动问题,本文提出了一种适用于LCC-LCC补偿网络的恒流(CC)输出方法。该方法有效解决了小气隙应用中互感及自感变化对系统性能的影响,提升了传输稳定性。
解读: 该研究涉及的无线电能传输(WPT)技术与阳光电源的电动汽车充电桩业务具有潜在的技术协同性。虽然目前主流充电桩以有线连接为主,但大功率无线充电是未来电动汽车充电领域的重要演进方向。LCC-LCC补偿网络具备良好的谐振特性和抗参数偏移能力,可提升充电效率与系统鲁棒性。建议研发团队关注该拓扑在车载无线充电...
一种降低晶体管电压应力的改进型三相Buck整流器拓扑
An Improved Three-Phase Buck Rectifier Topology With Reduced Voltage Stress on Transistors
Jiaxing Lei · Shuang Feng · Jianfeng Zhao · Wu Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
本文提出了一种改进的三相Buck整流器(3ph-BR)拓扑,旨在降低晶体管的电压应力。通过将传统拓扑中的续流二极管拆分为两个串联二极管,并将输入中性点连接至二极管公共点,有效优化了电路的电压承受能力,提升了系统的可靠性与效率。
解读: 该拓扑优化方案对阳光电源的功率转换技术具有重要参考价值。在光伏逆变器及储能变流器(PCS)的输入级或DC-DC变换环节中,降低功率器件的电压应力有助于选用更低电压等级的开关管,从而降低导通损耗并提升整体转换效率。对于PowerTitan等高功率密度储能系统,该改进型拓扑有助于减小散热设计压力,提升系...
考虑副边寄生电感的LLC变换器低压大电流同步整流控制研究
Research on Low-Voltage High-Current Synchronous Rectification Control for LLC Converter Considering Secondary-Side Parasitic Inductors
Jinmeng Wu · Yuan Shu · Shengren Yong · Xinyu Yin 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文针对LLC谐振变换器在低压大电流应用场景下,因副边寄生电感导致传统同步整流(SR)控制出现开关管导通延迟和关断过早的问题进行了研究。通过建立考虑寄生参数的精确模型,提出了优化控制策略,旨在降低变换器损耗并提升系统效率。
解读: 该研究直接关联阳光电源的储能变流器(PCS)及户用光伏逆变器产品线。在PowerStack和PowerTitan等高功率密度储能系统中,DC-DC环节常采用LLC拓扑以实现软开关。随着系统向低压大电流方向演进,副边寄生电感对同步整流精度的影响显著。该文提出的控制优化方案可有效提升变换器在满载及重载工...
一种基于关断电压vCE的压接式IGBT芯片表面压力分布均匀性无损监测方法
A Noninvasive Monitoring Method for Uniformity of Pressure Distribution on the Chip Surface in Single-Chip Press-Pack IGBTs With Turn-Off vCE
Tianchen Li · Feng He · Yiming Zhang · Xuebao Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
压接式IGBT(PPI)芯片表面的压力分布均匀性直接影响其可靠性。目前主流的压力膜测试法具有侵入性且局限性大。本文提出了一种基于电气参数的无损监测方法,通过监测关断过程中的集电极-发射极电压(vCE)特征,实现对单芯片PPI压力分布均匀性的实时评估。
解读: 该研究对于阳光电源的高功率密度产品线(如集中式光伏逆变器和大型储能系统PowerTitan系列)具有重要参考价值。压接式IGBT在兆瓦级功率变换器中应用广泛,其压力分布直接决定了模块的散热性能与寿命。通过引入该无损监测技术,阳光电源可在iSolarCloud智能运维平台中集成功率模块健康状态评估功能...
基于低电流基极-集电极电压降的碳化硅双极型晶体管结温测量方法
Junction Temperature Measurement Method for SiC Bipolar Junction Transistor Using Base–Collector Voltage Drop at Low Current
Bangbing Shi · Shiwei Feng · Yamin Zhang · Kun Bai 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
本文提出了一种用于估算碳化硅(SiC)双极型晶体管(BJT)垂直结温的电气测量方法。该方法基于关断过程中低电流下的基极-集电极电压降(VBC(low))进行测量,该电压对温度表现出良好的灵敏度和线性度。
解读: 随着阳光电源在光伏逆变器和储能PCS中对高功率密度和高效率的需求日益增长,SiC器件的应用已成为核心趋势。结温是影响功率器件寿命和可靠性的关键因素。该研究提出的基于VBC(low)的结温在线监测方法,无需额外传感器,可直接集成于阳光电源的iSolarCloud智能运维平台或逆变器驱动控制电路中。这对...
电磁脉冲诱导的GaN HEMT功率放大器失效分析
Electromagnetic Pulse Induced Failure Analysis of GaN HEMT Based Power Amplifier
Lei Wang · Changchun Chai · Tian-Long Zhao · Feng Wei 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文揭示了基于商用GaN HEMT的功率放大器(PA)模块在注入高功率电磁脉冲(EMP)后的性能退化及物理失效机制。通过系统性的阶梯脉冲注入实验,监测S参数等关键指标,确定了PA模块的退化与失效阈值。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及微型逆变器中对高功率密度要求的提升,GaN器件的应用潜力巨大。本文探讨的电磁脉冲(EMP)诱导失效机制,对提升公司功率模块在复杂电磁环境下的鲁棒性具有参考价值。建议研发团队关注宽禁带半导体在极端环境下的可靠性边界,优化驱动电路的抗干扰设计,以确保在iSolarCloud...
基于频率跟踪的海底无线供电系统恒压恒流控制方法
Constant Voltage and Constant Current Control Method of Undersea Wireless Power Supply System Based on Frequency Tracking Method
Lei Yang · Xinze Chen · Liye Tian · Yuanqi Zhang 等15人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文提出了一种结合谐振频率跟踪与恒压/恒流充电模式的控制方法,用于海底无线电能传输(UWPT)系统。该方法能快速响应系统谐振频率的变化,利用数字相位控制有效解决复杂海洋环境下系统失配的问题。
解读: 该技术主要针对无线电能传输(WPT)领域,虽然目前阳光电源的核心业务集中在有线光伏逆变器和储能系统,但无线充电技术在未来电动汽车充电桩(EV Charger)及特定工业场景(如水下机器人供电)具有潜在的拓展价值。其提出的频率跟踪与恒压恒流控制策略,对于提升电力电子变换器在复杂工况下的鲁棒性有参考意义...
开关电容电路的拓扑、应用领域、建模与控制方法综述
Review of Topologies, Application Areas, Modeling, and Control Methods for Switched Capacitor Circuits
Ting Yang · Lei Yang · Bin Wu · Liangzong He 等16人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年4月
本文综述了开关电容(SC)电路在低功率至高功率领域的广泛应用,涵盖集成电路电源、可穿戴设备、数据中心及电动汽车等场景。文章详细探讨了SC拓扑在DC-DC转换、DC-AC逆变、AC-DC整流及AC-AC转换中的应用、建模方法及控制策略。
解读: 开关电容(SC)技术在提升功率密度和效率方面具有显著潜力,对阳光电源的产品线具有重要参考价值。在电动汽车充电桩领域,SC拓扑可优化DC-DC模块的体积与效率;在储能系统(如PowerTitan系列)及户用逆变器中,该技术可作为辅助电路提升变换效率或实现更紧凑的功率模块设计。建议研发团队关注SC电路在...
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