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一种13电平升压逆变器拓扑中功率半导体器件的可靠性评估
Reliability Assessment of Power Semiconductor Devices for a 13-Level Boost Inverter Topology
Marif Daula Siddique · Prasanth Sundararajan · Sanjib Kumar Panda · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
本文探讨了多电平逆变器（MLI）在电力电子领域的应用优势。针对13电平升压逆变器拓扑，研究了其功率半导体器件的可靠性。通过分析不同拓扑架构下器件的组合方式，评估了其在多电平输出波形下的性能表现与寿命影响，为电力电子系统的设计优化提供了理论依据。
解读: 该研究关注多电平拓扑的可靠性，对阳光电源的组串式逆变器及大型集中式逆变器研发具有参考价值。随着光伏系统向更高电压等级和更高效率演进，多电平技术是提升功率密度和降低谐波的关键。建议研发团队结合该评估方法，针对PowerTitan等储能PCS产品中使用的功率模块进行多物理场寿命预测，优化散热设计与驱动策...
具有减少开关数量的四倍升压多电平逆变器
QB-MLI）拓扑
Atif Iqbal · Marif Daula Siddique · B. Prathap Reddy · Pandav Kiran Maroti · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
本文提出了一种基于开关电容（SC）技术的四倍升压多电平逆变器（QB-MLI）。该拓扑通过组合直流源与电容电压，在减少直流源数量和开关器件数量的前提下，实现了高增益输出。这种设计旨在提升可持续能源系统及高压应用中的功率密度与转换效率。
解读: 该拓扑通过开关电容技术实现高升压比，对阳光电源的组串式逆变器和户用逆变器产品线具有重要参考价值。在光伏组件电压不断提升的趋势下，该技术有助于简化逆变器前端升压电路设计，减少开关器件数量，从而降低损耗并提升功率密度。建议研发团队评估该拓扑在提升逆变器转换效率及降低系统成本方面的潜力，特别是在追求极致轻...
一种具有故障后至少2/3电平能力的容错高增益多电平逆变器拓扑
Open-Circuit Fault-Tolerant High-Gain Multilevel Inverter Topology With Minimum of 2/3 Level in Postfault Condition
Marif Daula Siddique · Mehdi Seyedmahmoudian · Saad Mekhilef · Alex Stojcevski · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
针对多电平逆变器因器件数量多导致的可靠性问题，本文提出了一种基于开关电容的新型单源高增益变换器。该拓扑具备开路故障容错能力，在发生故障后仍能维持至少2/3的电平输出，有效提升了系统的运行可靠性。
解读: 该研究提出的高增益多电平拓扑及容错机制，对阳光电源的组串式逆变器及集中式逆变器产品线具有重要参考价值。随着光伏系统向高电压、高效率方向发展，多电平拓扑的应用日益广泛，但器件数量增加带来的可靠性挑战显著。该技术通过冗余设计实现故障后的降额运行，可提升逆变器在极端工况下的可用性，减少运维成本。建议研发团...
基于谐振与准Z源的多端口变换器用于高功率电动汽车快速充电中的全功率与部分功率处理
Resonant and Quasi-Z Source based Multiport Converter for High Power EV Fast Charging with Full and Partial Power Processing
Zarren Firdous · Saad Mekhilef · Marif Daula Siddique · Marizan Mubin · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
本文为电动汽车（EV）快速充电设计了两种新型多端口变换器（MPC）拓扑结构，实现了电网、电池储能系统（BESS）与电动汽车充电的集成。所提出的设计采用全功率处理变换器（FPPC）和部分功率处理变换器（PPPC）两种配置，利用诸如用于电池储能系统的准 Z 源变换器（qZSC）和用于电动汽车充电的串联谐振变换器（SRC）等特性，减小了尺寸并降低了成本。准 Z 源变换器有助于提升电池储能系统的电压，实现电网与电池储能系统之间的双向能量流动，电池储能系统可在非高峰时段储存能量，并在高峰需求时向电网或电动...
解读: 该多端口变换器技术对阳光电源充电桩及储能产品线具有重要应用价值。谐振与准Z源混合拓扑可直接应用于阳光电源直流快充桩设计，通过部分功率处理模式降低变换器容量需求，提升系统效率与功率密度。该技术与阳光电源ST系列储能变流器的多端口架构高度契合，可实现电网-储能-充电桩的协调控制，优化光储充一体化场站的能...
一种具有高可靠性的可配置SC型双源逆变器拓扑
A New Configurable SC-based Dual Source Inverter Topology with Improved Reliability
Mohammad Anas Anees · Saad Mekhilef · Marif Daula Siddique · Marizan Mubin 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月
本文提出了一种可配置的十五电平双电源中性点钳位逆变器拓扑结构，该拓扑对电源故障和开关故障具有可靠的应对能力。该拓扑有两个直流电源、四个电容，总共包含六个单向开关和四个双向开关。采用电平移相脉宽调制（PWM）来生成所需数量的电平。所提出的拓扑即使在出现电源故障和开关故障时，也能够令人满意地生成多电平输出波形。在PLECS中进行了功率损耗分析，以证明所提出的多电平逆变器（MLI）具有较高的效率。通过获取开关故障率，表明该MLI的可靠性得到了提高。此外，针对不同的故障情况进行了开关故障分析，以展示系统...
解读: 该可配置双源逆变器拓扑对阳光电源储能与充电产品线具有重要应用价值。其开关电容多电平技术可应用于ST系列储能变流器，通过冗余路径设计提升系统容错能力，在功率模块故障时维持降额运行，契合PowerTitan大型储能系统的高可靠性需求。双源架构适配光储融合场景，可优化ESS集成方案中的直流母线管理。十五电...
基于容错分析的减少开关数单相多电平逆变器拓扑性能评估
Fault-Tolerant Analysis-Based Performance Assessment of Single-Phase Multilevel Inverter Topologies With Reduced Switch Count
Marif Daula Siddique · Prasanth Sundararajan · Mrutyunjaya Sahani · Sanjib Kumar Panda · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
研究多电平逆变器(MLI)因元件和子组件数量多而易受多种故障影响的问题,容错(FT)能力对系统可靠运行至关重要。提供不同类型MLI的FT能力研究,分析中考虑开关和电源故障(SF)的不同故障类别,分析单开关、双开关组合和SF。提供不同故障指标对比,指导FT MLI领域未来研究方向。对两种常用拓扑进行实验验证,展示FT分析对各类故障的实用性并提供测试结果。
解读: 该多电平逆变器容错分析技术对阳光电源多电平拓扑产品设计有重要参考价值。容错能力评估方法可应用于ST储能变流器的三电平/五电平拓扑设计,提高系统在开关故障和电源故障下的可靠性。该研究对SG光伏逆变器多电平拓扑的冗余设计和故障处理策略有指导意义。容错指标对比对PowerTitan储能系统模块化设计的可靠...
带LCL滤波器并网逆变器的减传感器最优开关序列模型预测电流控制
Reduced-Sensor-Based Optimal Switching Sequence Model Predictive Current Control
Mohammad Anas Anees · Saad Mekhilef · Marizan Mubin · Mostefa Kermadi 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
提出带LCL滤波器并网逆变器的改进减传感器最优开关序列模型预测电流控制(OSS-MPCC)算法,仅需并网电流测量。OSS-MPCC算法利用四类信号:虚拟磁链观测器获得的估计电网电压对称分量、全状态Luenberger观测器获得的状态估计、基于SOGI-QSG对称电压估计获得的正序并网电流参考、逆变器开关状态,实现并网运行预测电流跟踪。该算法同时提供多项优势:成功限制逆变器电压开关频率频谱、传感器数量从9个减至3个、即使电压不平衡情况下电网电流总谐波畸变(THD)仍低于2.5%、对滤波器参数失配展...
解读: 该减传感器最优开关序列MPC技术对阳光电源并网逆变器控制优化有重要应用价值。传感器数量减少67%可应用于SG光伏逆变器和ST储能变流器,降低成本并提高可靠性。虚拟磁链和全状态观测器技术对阳光电源并网控制算法的无传感器化有借鉴意义。2.5%低THD和参数鲁棒性对户用和工商业并网系统的电能质量和适应性有...