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用于磁能收集的饱和与可钳位级联磁性元件的数学建模与验证
Mathematical Modeling and Validation of Saturating and Clampable Cascaded Magnetics for Magnetic Energy Harvesting
Min Gao · Lifang Yi · Jinyeong Moon · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
本文提出了一种基于周期性饱和级联磁性元件的交流驱动电磁能量收集器。该装置由可钳位磁芯组成,无需额外电池或外部电源,即可为传感器、监控节点及控制元件供电。文章建立了详细的数学模型,并通过实验验证了其在电磁能量转换与管理中的有效性。
解读: 该技术主要涉及电磁能量收集与磁性元件建模,属于电力电子基础研究范畴。对于阳光电源而言,其核心价值在于磁性元件的优化设计与损耗分析。虽然该技术不直接应用于光伏逆变器或PowerTitan储能系统的主功率链路,但其提出的级联磁性元件建模方法可为iSolarCloud智能运维平台中的无线传感器供电提供技术...
电力电子电路中磁损耗的直接原位测量
Direct in-situ Measurement of Magnetic Loss in Power Electronic Circuits
Lifang Yi · Jinyeong Moon · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
测量通道间的时间偏移会导致功率损耗测量产生不可接受的误差,且难以量化,使得磁损耗的原位精确测量难以实现。本文通过建立时间偏移的数学模型,提出了两种实现磁损耗原位直接测量的方法,有效解决了这一技术难题。
解读: 该研究针对电力电子变换器中磁性元件(电感、变压器)的损耗测量难题,提出了高精度的原位测量方法。对于阳光电源而言,磁性元件是光伏逆变器(如组串式、集中式)和储能系统(如PowerTitan、ST系列PCS)的核心部件,其损耗直接影响整机效率与散热设计。该技术可应用于研发阶段的损耗精细化分析,帮助优化磁...
双向Q-Z源直流断路器
Bidirectional Q-Z-Source DC Circuit Breaker
Lifang Yi · Jinyeong Moon · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
本文提出了一种具有Q型阻抗网络的新型Z源直流断路器拓扑。该拓扑相比现有的O-Z源断路器具有更优的性能和更强的鲁棒性。该Q-Z拓扑不仅实现了双向保护功能,且在电流路径中仅需一个半导体开关,有效降低了损耗。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及大功率充电桩业务具有重要参考价值。直流侧故障保护是高压储能系统安全的核心,该拓扑通过单开关路径实现双向保护,能显著降低PCS直流侧的导通损耗并提升系统效率。建议研发团队评估该拓扑在直流微网接口或高压储能直流汇流侧的应用潜力,...
电力电子电路中微创直接原位磁损耗测量
Minimally Invasive Direct In-Situ Magnetic Loss Measurement in Power Electronic Circuits
Lifang Yi · Mike McTigue · David Gines · Brad Doerr 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
设计高性能磁性元件对提升电力变换器效率至关重要,但原位工况下的损耗验证极具挑战。本文针对测量通道间的时间偏差问题,提出了一种微创直接原位磁损耗测量方法,解决了因时序偏差导致的测量精度难题,为电力电子系统的高效设计提供了可靠的验证手段。
解读: 磁性元件(电感、变压器)是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器(PCS)的核心损耗源。该研究提出的原位测量技术,能够精准量化实际工况下的磁损耗,有助于研发团队在产品设计阶段优化磁性元件选型与散热设计,从而进一步提升整机效率。建议在研发测试环节引入该方...
无中点H型三电平逆变器
NPL.H: Neutral-Point-Less H-Type 3-Level Inverter
Xiaofeng Dong · Mikayla Benson · Kangbeen Lee · Lifang Yi 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年2月
本文提出了一种用于电机驱动的无中点H型(NPL.H)三电平双逆变器拓扑。该拓扑通过消除中点钳位和中点电流,在保持多电平优势的同时,显著降低了直流母线电容需求。
解读: 该拓扑通过消除中点电流和降低直流母线电容需求,为电力电子变换器的小型化和高功率密度设计提供了新思路。虽然该研究主要针对电机驱动领域,但其核心思想(如降低电容应力、优化中点平衡)对阳光电源的组串式光伏逆变器及储能PCS产品具有参考价值。在追求更高功率密度的设计趋势下,该拓扑可作为未来研发高效率、低成本...
无中点H型逆变器中具有共模电压主动抵消的共模EMI分析
Common-Mode EMI Analysis With Active CMV Cancellation in Neutral-Point-Less H-Type Inverter
Kangbeen Lee · Mikayla Benson · Xiaofeng Dong · Lifang Yi 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
本文探讨了宽禁带器件在脉宽调制逆变器中的应用,虽提升了效率,但也加剧了共模电磁干扰(CM EMI)。文章研究了无中点H型逆变器拓扑,通过主动抵消共模电压(CMV)技术,旨在实现CMV的零化,从而有效抑制电磁干扰。
解读: 该研究针对宽禁带半导体(如SiC)应用带来的高频EMI挑战,提出了主动抵消CMV的拓扑优化方案。这对阳光电源的组串式光伏逆变器和储能变流器(PCS)具有重要参考价值。随着公司产品向更高功率密度和更高开关频率演进,EMI抑制是提升产品电磁兼容性(EMC)和减小滤波器体积的关键。建议研发团队评估该无中点...
负载不平衡下无中性点H型逆变器拓扑中基于负载阻抗的多电平电压生成鲁棒性研究
Robustness of Load Impedance-Based Multilevel Voltage Generation in Neutral-Point-Less H-Type Inverter Topology With Load Imbalance
Mikayla Benson · Kangbeen Lee · Xiaofeng Dong · Lifang Yi 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
多电平逆变器(MLI)因其高功率密度和优异的波形质量被广泛应用。传统电容式MLI面临中性点电压不平衡及中性电流引起的器件应力问题。本文引入无中性点H型(NPL.H)逆变器拓扑,消除了静态中性点,并重点分析了在负载不平衡条件下,基于负载阻抗的多电平电压生成的鲁棒性。
解读: 该研究针对多电平逆变器中常见的电压平衡难题,提出了无中性点H型拓扑,这对阳光电源的组串式逆变器及大功率集中式逆变器具有重要的技术参考价值。通过消除中性点,可有效降低系统复杂度和器件应力,提升逆变器在复杂负载工况下的可靠性。建议研发团队评估该拓扑在光伏并网中的应用潜力,特别是针对工商业光伏场景中可能出...
通过交叉开关实现周期内无间隙磁芯去饱和以最大化磁能收集
Intracycle Gapless Core Desaturation via Crisscross Switches for Maximal Magnetic Energy Harvesting
Min Gao · Lifang Yi · Jinyeong Moon · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
基于电流互感器(CT)的磁能收集技术利用交流电流产生的磁场获取能量,在能量水平与可预测性方面优于其他环境能量收集方法,适用于为嵌入式系统、传感器节点、物联网(IoT)和信息物理系统(CPS)等低功耗设备供电。研究表明,当磁芯适度饱和时能量收集效率最高,但完全饱和后电能传输即终止。本文提出一种新颖的去饱和策略,采用四只双向开关构成交叉结构,动态反转磁芯电压方向,避免深度饱和,实现周期内无间隙能量收集。通过仿真与实验验证,所提方法使采集能量提升逾六倍,并展现出能量收集量随初级电流呈二次增长的独特特性...
解读: 该磁能收集技术对阳光电源储能与光伏产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和SG光伏逆变器中,可利用母线电流或功率回路的交流磁场实现辅助供电,为传感器节点、通信模块及iSolarCloud云平台的边缘采集设备提供自供能方案,降低辅助电源设计复杂度。所提交叉开关去饱和策略与阳光电源在SiC双向开关...