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电力变换器变开关频率技术：综述与未来趋势
Variable Switching Frequency Techniques for Power Converters: Review and Future Trends
Liwei Zhou · Matthias Preindl · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
本文综述了电力电子与电机驱动领域中的变频（VF）技术。根据频率变量的分类，VF技术可分为变驱动速度频率、变开关频率（VSF）和变采样频率三个维度。文章重点探讨了变开关频率技术在优化变换器性能、降低损耗及改善电磁干扰方面的应用现状与未来发展趋势。
解读: 变开关频率（VSF）技术对阳光电源的核心产品线具有重要价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器中，通过动态调整开关频率，可以在轻载时降低开关损耗以提升整机效率，在重载或特定工况下优化谐波频谱以减小磁性元件体积。建议研发团队在iSolarCloud智能运维平台结合...
基于模型预测控制的分布式/并联单相及三相并网逆变器环流抑制方法
Decentralized Circulating Current Attenuation With Model Predictive Control for Distributed/Shunted Single/Three-Phase Grid-Tied Inverters
Liwei Zhou · Matthias Preindl · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
本文提出了一种无需额外通信成本的分布式控制方法，用于抑制并联并网逆变器间的环流。该方法结合了级联模型预测控制（MPC）与改进的LCL滤波器拓扑，能够针对不同类型的单相或三相逆变器实现环流的本地化抑制。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及集中式逆变器并联运行具有重要价值。在大型地面光伏电站或工商业光伏项目中，多台逆变器并联易产生环流，影响系统效率与稳定性。本文提出的基于MPC的分布式环流抑制方案，无需增加通信链路，降低了系统复杂度与成本，且具备良好的动态响应特性。建议研发团队在下一代组串式逆变器控制算...
基于优化的估计与模型预测控制在高性能低成本软件定义电力电子中的应用
Optimization-Based Estimation and Model Predictive Control for High Performance, Low Cost Software-Defined Power Electronics
Liwei Zhou · Michael Eull · Matthias Preindl · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
本文开发了一种结合基于优化的估计（OBE）与模型预测控制（MPC）的技术，旨在提升可重构LC功率模块的动态性能，同时降低成本并减少噪声与振荡。该方法基于软件定义电力电子概念，支持拓扑重构，为电力电子变换器的灵活性与控制精度提供了新思路。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan储能系统具有重要参考价值。软件定义电力电子概念与可重构拓扑符合未来产品模块化、平台化设计的趋势，有助于在保证高性能的同时降低硬件冗余成本。OBE-MPC算法能显著提升系统在复杂电网环境下的动态响应速度和抗干扰能力，建议研发团队关注其在多电平拓扑及高...
用于共模稳定并网LCL逆变器的级联模块化模型预测控制的最优跟踪与谐振阻尼设计
Optimal Tracking and Resonance Damping Design of Cascaded Modular Model Predictive Control for a Common-Mode Stabilized Grid-Tied LCL Inverter
Liwei Zhou · Matthias Preindl · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
本文针对改进型非隔离LCL并网逆变器，提出了一种级联模块化模型预测控制（MMPC）方法。该方法利用连续控制集模型预测控制策略，在实现谐振阻尼的同时，提升了系统的动态性能并有效抑制了漏电流。文中详细分析了内环MMPC的有源阻尼功能。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心产品——组串式及集中式光伏逆变器。LCL滤波器是逆变器并网的主流方案，而模型预测控制（MPC）在提升动态响应速度和简化谐振抑制设计方面具有显著优势。该文提出的级联MMPC策略能有效解决高频谐振与漏电流问题，对于提升阳光电源逆变器在复杂电网环境下的电能质量和可靠性具有重要...
单相光伏逆变器中性点钳位电路族：广义原理与实现
A Family of Neutral-Point-Clamped Circuits of Single-Phase PV Inverters: Generalized Principle and Implementation
Liwei Zhou · Feng Gao · Tao Xu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年6月
在无变压器光伏逆变器设计中，共模漏电流是导致输出电流畸变和运行风险的关键因素。本文针对传统H桥逆变器单极性SPWM调制产生的共模电压波动问题，提出了一系列中性点钳位（NPC）电路拓扑，通过广义原理分析，旨在优化单相光伏逆变器的共模特性与输出性能。
解读: 该研究针对无变压器单相光伏逆变器的核心痛点——共模漏电流问题，提出了系统性的NPC拓扑解决方案。这对阳光电源的户用光伏逆变器（如SG系列）产品线具有重要参考价值。通过采用文中提出的广义NPC电路族，可以在不增加变压器的情况下，有效抑制漏电流，提升系统效率与电磁兼容性（EMC）。建议研发团队评估该拓扑...
基于模型预测控制的二次谐波注入：单相逆变器直流侧脉动衰减
Second Harmonic Injection With Model Predictive Control: Attenuation of DC-Link Pulsations in Single-Phase Inverters
Liwei Zhou · Noah Silverman · Matthias Preindl · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
本文提出了一种基于模型预测控制的二次谐波注入（MPC-SHI）方法，旨在衰减单相逆变器直流侧的二次谐波脉动。通过将直接计算的二次谐波注入分量作为跟踪参考，并利用模型预测控制进行调节，显著提升了系统的动态性能。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器（Residential Inverters）产品线具有极高的应用价值。单相逆变器在工作时，直流侧固有的二次谐波脉动会缩短电解电容寿命并降低系统可靠性。通过引入MPC-SHI方法，可以在不增加额外硬件成本的前提下，利用先进控制算法有效抑制直流侧波动，从而提升户用逆变器...
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...
基于神经网络模型的实心与利兹线PCB绕组非隔离临界软开关变换器电感设计
Inductor Design for Nonisolated Critical Soft Switching Converters Using Solid and Litz PCB and Wire Windings Leveraging Neural Network Model
Liwei Zhou · Matthias Preindl · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月
本文提出了一种针对高频（300 kHz–1 MHz）、高效率（≥99.7%）临界软开关变换器的电感设计方法，适用于大电流纹波（ΔiL ≥ 200%）场景。通过结合神经网络模型，优化了磁芯/线圈尺寸、匝数、气隙及电感量，旨在提升电力电子转换系统的功率密度与效率。
解读: 该研究聚焦于高频、高效率电感设计及神经网络建模，对阳光电源的组串式逆变器和储能PCS（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着功率密度要求的不断提升，高频化是必然趋势，该方法可有效优化磁性元件设计，降低损耗并减小体积。建议研发团队将其应用于高频DC-DC变换级，利用神经网络模型加速磁性元件...
一种15kW、kHz至MHz级变频临界软开关非隔离并网逆变器的模块化模型预测控制
Modular Model Predictive Control of a 15-kW, Kilo-to-Mega-Hertz Variable-Frequency Critical-Soft-Switching Nonisolated Grid-Tied Inverter With High Efficiency
Liwei Zhou · Matthew Jahnes · Matthias Preindl · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
本文提出了一种变频临界软开关（VF-CSS）模型预测控制方法，并结合改进型非隔离逆变器以提升效率。控制架构分为两层：中央层负责电网侧电感电流及零序电压控制；局部层负责各相功率模块的VF-CSS模型预测控制，有效提升了系统整体转换效率。
解读: 该研究提出的高频、高效率软开关拓扑及模块化模型预测控制技术，对阳光电源的组串式逆变器（如SG系列）及户用逆变器产品线具有重要参考价值。随着功率密度要求的不断提高，kHz至MHz级的开关频率是未来提升逆变器功率密度的关键路径。该控制策略通过中央与局部两级架构，能有效解决高频化带来的复杂控制难题。建议研...
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...
基于模型预测控制的二次谐波注入：单相逆变器直流链路脉动的抑制
Second Harmonic Injection With Model Predictive Control: Attenuation of DC-Link Pulsations in Single-Phase Inverters
Liwei Zhou · Noah Silverman · Matthias Preindl · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文提出了一种基于模型预测控制的二次谐波注入（MPC - SHI）方法，用于抑制单相逆变器直流侧的二次脉动。将直接计算得到的二次谐波注入（SHI）分量设置为跟踪参考，并通过模型预测控制（MPC）进行调节，以改善动态性能。MPC与SHI相结合，可减少响应时间和振荡，增强瞬态性能。与传统方法相比，在控制过程中无需额外的陷波滤波器或带通滤波器来处理二次谐波。控制带宽得以增加，调谐灵活性更高，动态性能更优。无需额外的无源或有源元件来抑制直流侧二次脉动，从而大幅节省了成本。实验结果验证了所提方法的有效性。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于模型预测控制的二次谐波注入技术具有重要的应用价值。该技术针对单相逆变器直流侧二次脉动问题提出了创新性解决方案，这与我司在户用光伏、小型储能系统等单相应用场景高度契合。 技术价值方面，该方法的核心优势在于无需额外的无源或有源器件即可抑制直流侧脉动，这意味着可以显著降...
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...
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...