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一种降低计算负担的T型三相三电平逆变器改进模型预测电压控制
An Improved Model Predictive Voltage Control With Reduced Computational Burden for T-Type Three-Phase Three-Level Inverters
Youcheng Wang · Yong Yang · Shengwei Chen · Rong Chen 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年2月
针对带LC滤波器的三相三电平逆变器，传统有限集模型预测电压控制存在计算负担重、权重系数调节复杂及开关频率可变等问题。本文提出了一种基于最优开关序列的改进模型预测电压控制方案，有效解决了上述挑战。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及大型集中式逆变器产品线具有重要参考价值。T型三电平拓扑是阳光电源高性能光伏逆变器的核心技术路径之一。该研究提出的降低计算负担的MPC算法，能够显著提升控制器在复杂电网环境下的响应速度，同时通过优化开关序列改善谐波性能，有助于进一步提升阳光电源逆变器在弱电网下的并网稳定...
解析自适应LLC谐振变换器同步整流控制
Analytic–Adaptive LLC Resonant Converter Synchronous Rectifier Control
Peyman Amiri · Chris Botting · Marian Craciun · Wilson Eberle 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
针对高输出电流LLC谐振变换器，同步整流（SR）是提升效率的关键。现有基于漏源电压检测的方法受FET封装寄生电感影响，难以发挥SR的全部潜力。本文提出了一种解析自适应SR控制策略，旨在解决工业应用中的局限性，优化变换器效率。
解读: 该技术对阳光电源的户用及工商业光伏逆变器、储能系统（如PowerStack/PowerTitan）中的DC-DC变换环节具有重要参考价值。LLC拓扑常用于高功率密度电源模块，通过优化同步整流控制，可显著降低导通损耗，提升系统整体转换效率。建议研发团队关注该解析自适应控制算法，以克服寄生参数带来的驱动...
一种提供标准化电网服务且效率达99%的无变压器电动汽车充电器控制设计
Control Design of a 99% Efficiency Transformerless EV Charger Providing Standardized Grid Services
Liwei Zhou · Matthew Jahnes · Michael Eull · Weizhong Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
本文提出了一种用于电动汽车电池系统的非隔离式直流充电器。该系统通过创新的充电架构，在无需笨重变压器的情况下有效降低了漏电流。文中开发了一种零序电压控制方法，通过稳定共模电压来抑制漏电流。该快速充电器包含两级能量转换：用于电池侧控制的DC-DC变换器及电网侧接口。
解读: 该技术对阳光电源的电动汽车充电桩产品线具有重要参考价值。无变压器拓扑结构能显著提升充电桩的功率密度并降低成本，符合当前充电桩小型化、高效化的发展趋势。文中提出的零序电压控制方法可有效解决非隔离架构下的漏电流安全问题，为阳光电源开发更高效率、更安全的直流快充产品提供技术支撑。建议研发团队关注该拓扑在提...
具有减小电流纹波的耦合电感Buck-Boost逆变器
Coupled-Inductor Buck–Boost Inverter With Reduced Current Ripple
Ashraf Ali Khan · Wilson Eberle · Liwei Wang · Fazal Akbar 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
本文提出了一种利用耦合电感和半周期移相调制的新型Buck-Boost逆变器。该拓扑将输入电感的有效开关频率提升至开关器件频率的两倍，增加了输入电感电压电平数并降低了电压幅值，从而优化了电感设计，有效降低了电流纹波。
解读: 该拓扑通过耦合电感技术有效降低电流纹波，对于阳光电源的组串式逆变器（如SG系列）具有重要的技术参考价值。在光伏应用中，更低的电流纹波意味着更小的磁性元件体积和更低的电磁干扰（EMI），有助于进一步提升逆变器的功率密度和转换效率。建议研发团队评估该拓扑在户用及工商业组串式逆变器中的应用潜力，特别是在追...
具有固定节点导纳矩阵的电压源变换器通用线性化模型
General Linearized Model of Voltage Source Converter With Fixed Nodal Admittance Matrix
Fei Zhang · Wei Gu · Yuanshi Zhang · Liwei Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
随着可再生能源的发展，电压源变换器（VSC）在电力系统中应用广泛。由于VSC的非线性特性及开关事件导致的节点导纳矩阵（NAM）频繁变化，限制了电网仿真规模。本文提出了一种基于固定NAM的通用线性化建模方法，旨在实现VSC的高效实时仿真。
解读: 该研究提出的固定NAM线性化建模方法，对于阳光电源的研发具有重要价值。在组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack等储能变流器（PCS）的开发中，随着并网规模扩大，仿真计算压力剧增。该方法能显著提升大规模光储电站并网仿真效率，特别是在弱电网环境下，有助于优化构网型（GFM）控制策略的验...
单相分体电感差分升降压逆变器
Single-Phase Split-Inductor Differential Boost Inverters
Ashraf Ali Khan · Yun Wi Lu · Wilson Eberle · Liwei Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
本文提出了两种单相单级分体电感升降压逆变器（Type-I和Type-II）。Type-I适用于单位功率因数，Type-II适用于任意功率因数。两种拓扑均消除了直通问题，并消除了所有开关管的反向恢复损耗，从而使MOSFET能够实现更高的效率。
解读: 该研究提出的单级升降压拓扑在消除直通风险和反向恢复损耗方面具有显著优势，非常契合阳光电源户用光伏逆变器及微型逆变器产品线对高效率、高功率密度的追求。通过采用该拓扑，可进一步优化MOSFET的开关性能，提升整机转换效率。建议研发团队评估其在小功率单相逆变器中的应用潜力，特别是在追求紧凑型设计和高可靠性...
一种用于固态变压器实时仿真的数值高效且准确的隐式-显式积分模型
A Numerically Efficient and Accurate Model for Real-Time Simulation of Solid-State Transformer Using Implicit-Explicit Integration Methods
Hengyu Li · Walid Hatahet · Jared J. Paull · Fei Zhang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
本文提出了一种基于开关函数的详细等效模型（SFB-DEM），利用隐式-显式（ImEx）多步Gear积分方法，实现了电力电子变换器电磁暂态（EMT）仿真的高效与高精度。该方法有效提升了复杂电力电子系统的实时仿真性能。
解读: 该研究提出的高效EMT仿真模型对阳光电源的研发具有重要价值。在PowerTitan等大型储能系统及组串式逆变器的开发中，高精度的实时仿真能显著缩短控制算法（如构网型GFM控制）的验证周期。特别是针对复杂电网环境下的故障分析，该ImEx积分方法可提升iSolarCloud运维平台中数字孪生系统的仿真效...
使用单个电感并消除共模漏电流的单级双向Buck-Boost逆变器
Single-Stage Bidirectional Buck–Boost Inverters Using a Single Inductor and Eliminating the Common-Mode Leakage Current
Ashraf Ali Khan · Yun W. Lu · Wilson Eberle · Liwei Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年2月
本文提出了一种新型单相单级Buck-Boost逆变器。该拓扑支持宽范围输入直流电压下的升降压运行，具备双向功率流和无功补偿能力，且仅需单个电感。通过将输出中性点连接至特定节点，有效消除了共模漏电流，提升了系统性能。
解读: 该拓扑对阳光电源的户用光伏逆变器及小型储能PCS产品线具有重要参考价值。单级Buck-Boost架构简化了电路设计，降低了电感数量，有助于进一步提升功率密度并降低成本。消除共模漏电流的特性对于提升户用光伏系统的安规性能和电磁兼容性（EMC）至关重要。建议研发团队评估该拓扑在单相户用储能系统中的应用潜...
一种用于单向功率流模块化多电平变换器的非对称功率模块设计
An Asymmetrical Power Module Design for Modular Multilevel Converter With Unidirectional Power Flow
Hua Mao · Huaping Jiang · Li Ran · Jiayu Hu 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
模块化多电平变换器（MMC）在电网级电力电子设备中应用广泛。由于桥臂电流中直流分量的存在，MMC子模块（SM）表现出不平衡的电流负载特性，导致部分半导体器件应力过大，影响整体可靠性。本文提出一种非对称功率模块设计，旨在平衡结温并提升SM的可靠性。
解读: 该研究针对MMC拓扑中子模块电流不平衡导致的可靠性问题，提出了非对称功率模块设计方案。对于阳光电源而言，该技术对大型地面电站及高压直流输电（HVDC）场景下的集中式逆变器及储能PCS产品具有重要参考价值。通过优化子模块内部的功率器件布局与选型，可以有效降低热应力，提升高压大功率变换器的使用寿命和运行...
无变压器模块化多电平直流-直流变换器的调制指数优化与故障阻断能力
Modulation Index Optimization and Fault Blocking Capability of Transformer-less Modular Multilevel DC-DC Converters
Fei Zhang · Yuanshi Zhang · Yiqi Liu · Liwei Wang 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
大功率直流 - 直流（DC - DC）变换器对于不同电压等级的高压直流（HVDC）系统互连至关重要。本文介绍了由半桥子模块（HBSM）和全桥子模块（FBSM）组成的无变压器混合模块化多电平直流 - 直流变换器（MMDC）的优化设计与运行。由于桥臂内部直流分量电压和交流分量电压可以自由选择，因此针对不同的电压转换比推导出了使开关视在功率最小的最优调制指数。为了降低变换器成本，还考虑了过调制情况。出于系统安全性和可靠性的考虑，直流故障阻断能力是高压直流应用中直流 - 直流变换器的一个理想特性。得益于...
解读: 该无变压器模块化多电平DC-DC变换器技术对阳光电源PowerTitan储能系统和直流侧产品具有重要应用价值。调制指数优化方案可直接应用于ST系列储能变流器的DC-DC变换环节，提升不同电压等级储能单元间的功率转换效率。故障阻断能力分析为大型储能系统的直流侧保护设计提供理论支撑，增强系统安全性。小信...
基于PdSe2/Al2O3/AlGaN肖特基异质结的自供电日盲紫外探测器用于日盲紫外通信
Self-Powered Photodetectors Based on PdSe2/Al2O3/AlGaN Schottky Heterojunctions for Solar-Blind Ultraviolet Communication
Tingting Lin · Liwei Liu · Changjian Zhou · Wenliang Wang · IEEE Electron Device Letters · 2025年4月
通常情况下，基于AlGaN的自供电日盲紫外光探测器（SBPDs）会出现响应缓慢的问题，这是由于AlGaN的载流子迁移率较低且表面陷阱密度较高。为解决这些问题，人们提出了PdSe₂/Al₂O₃/AlGaN SBPDs。得益于直接生长出具有高功函数和优异迁移率的单晶PdSe₂，其可用于构建具有清晰界面的高质量肖特基异质结，以及用于钝化界面处悬挂键并提高肖特基势垒高度的薄型高介电常数Al₂O₃中间层，所制备的自供电SBPDs在254 nm光照、0 V偏压下展现出2.9/3.5 ms的快速响应速度、95...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于PdSe2/Al2O3/AlGaN异质结的日盲紫外光电探测器技术虽属前沿光电器件领域，但与我司核心业务的直接关联度相对有限，更多体现为技术生态层面的潜在价值。 该技术的核心突破在于通过构建高质量肖特基异质结和界面钝化，实现了自供电探测器的快速响应（2.9/3.5毫...
新型屏蔽式主动磁悬浮轴承的自感知建模与控制
Self-Sensing Modeling and Control of a Novel Canned Active Magnetic Bearing
Rui Zhang · Ning Wang · Wei Hao · Liwei Song · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年8月
磁轴承在飞轮储能等能量转换领域的应用越来越广泛。为了拓展磁轴承的应用领域，使其能在腐蚀性液体等恶劣环境中工作，本文提出了一种新型屏蔽式主动磁轴承（CAMB）。分别在转子外表面和定子内表面焊接一层非磁性且耐腐蚀的金属屏蔽套。为了降低成本、减小体积并提高环境适应性，对转子位移估计策略进行了研究。本文提出了一种考虑气隙边缘效应、磁饱和和涡流的自传感模型，分析了边缘效应对自传感精度的影响机制，提出了一种考虑磁饱和的双绕组协同估计策略。最后，搭建了屏蔽式主动磁轴承的自传感实验平台，验证了所提出的自传感模型...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，该论文提出的罐式主动磁悬浮轴承（CAMB）技术具有重要的战略价值。磁悬浮轴承在飞轮储能系统中的应用正逐步成为高性能储能技术的关键支撑，而该技术通过在转子和定子表面焊接非磁性耐腐蚀金属罐体，显著提升了系统在恶劣环境下的适应性，这与我司储能产品面临的多样化应用场景高度契合...
软件定义的电力电子：功率模块的互连与协同
Software-Defined Power Electronics: Interconnection and Coordination of Power Modules
Liwei Zhou · Boya Wang · Zong-Han Lin · Matthias Preindl · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年12月 · Vol.14
本文提出软件定义电力电子（SWD-PE）概念，通过三层架构（应用功能层、互连层、物理层）实现功率模块的标准化、可重构与广适配。其核心优势在于通用化设计流程、拓扑柔性重构及多源/负载接口兼容性，显著提升能量转换控制鲁棒性。
解读: 该SWD-PE架构高度契合阳光电源ST系列PCS、PowerTitan及组串式逆变器的模块化与智能化演进方向。其三层解耦设计可加速多场景（光储、风储、微电网）下PCS与逆变器的快速配置与控制复用；互连层支持iSolarCloud平台对异构功率模块的统一调度，强化构网型GFM与VSG能力；建议在下一代...
用于加速EMT型仿真的通用解耦等效电路模型
Universal Decoupled Equivalent Circuit Models of Solid-State Transformer for Accelerated EMT‐Type Simulation
Hengyu Li · Walid Hatahet · Jared J. Paull · Jintao Han 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年6月
多电平多模块固态变压器（SST）通过链式AC-DC变换器和双有源桥（DAB）DC-DC变换器实现中压交流与低压交流系统的接口，具有高模块化、双向功率传输、电气隔离和高频变换等优势。为支持快速控制原型开发，亟需高效且精确的电磁暂态（EMT）等效电路模型。本文提出基于开关函数的通用解耦等效电路模型，可统一描述全桥、DAB及三相三电平等变换器在导通与阻断模式下的行为。通过开关函数与直流母线解耦策略，模型实现了恒定G矩阵并显著降低节点数量。同时提出一种适用于大步长仿真的开关插值技术，以准确刻画开关事件。...
解读: 该SST解耦等效电路模型技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST储能变流器方面，所提出的DAB DC-DC变换器恒定G矩阵建模方法可显著加速储能系统多模块级联拓扑的EMT仿真效率，支持PowerTitan大型储能系统的快速控制原型开发与参数优化。在SG光伏逆变器领域，三相三电平变换器的通用解...
自适应粒度指数积分算法用于电力电子变换器系统的高效仿真
Adaptive-Grained Exponential Integrator Algorithm for Efficient Simulation of Power Converter Systems
Jared Paull · Carl Knickle · Nicole Lofroth · Liwei Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年2月
电磁暂态（EMT）仿真在复杂电力电子变换器系统的设计与验证中日益重要。本文提出一种自适应粒度指数积分（AGEI）算法，通过预计算离散化步长以降低内存开销，并在开关事件间执行序贯中间积分以加速暂态过程仿真。该算法采用变步长高阶积分策略，在仿真速度与计算开销之间取得平衡，并根据误差阈值动态调整激励函数项数。AGEI算法具有L稳定性，可灵活适用于刚性和非刚性电路系统，兼容多种变换器拓扑与参数。实验验证了其精度，仿真案例表明其较Simulink和PLECS分别实现8倍和3倍以上的速度提升，尤其在仅含直流...
解读: 该自适应粒度指数积分算法对阳光电源电力电子系统开发具有重要价值。在**ST储能变流器**和**SG光伏逆变器**的设计验证阶段，AGEI算法可将EMT仿真速度提升3-8倍，显著缩短三电平/多电平拓扑的开发周期。对于**车载OBC**和**电机驱动器**等含刚性电路的产品，该算法的L稳定性和变步长策略...
采用三次谐波注入、扩展自然平衡及故障阻断能力的开关中点式模块化多电平变换器
Switched Midpoint Modular Multilevel Converter With Third-Order Harmonic Injection, Extended Natural Balancing, and Fault-Blocking Capability
Saeed Sharifi · Levi Bieber · Liwei Wang · Juri Jatskevich · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年6月
本文研究一种新型开关中点式模块化多电平变换器（SMPC），通过引入三次谐波注入和故障阻断能力，显著提升调制比，适用于电压变化范围宽的高压直流（HVdc）系统。该拓扑每相共享一组半桥子模块（HBSM），实现导通开关的零电压切换（ZVS），较传统MMC减少17.7%子模块数量和40%储能需求。扩展型SMPC简化了堆栈电压平衡所需的谐波电流消除，降低半导体应力，损耗表现优于HBSM-MMC。外侧全桥子模块提供基于电容反电动势的固有直流故障保护与穿越能力。文中阐述其运行原理与能量平衡机制，并通过OPAL...
解读: 该SMPC拓扑技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。其17.7%子模块数量削减和40%储能需求降低，可直接优化ST2752KWH等高压储能系统的成本结构和功率密度。三次谐波注入扩展调制比特性适配宽电压范围应用场景，增强系统灵活性。ZVS软开关技术与阳光电...