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一种用于单开关和多开关故障容错的新型单相五电平逆变器拓扑
A New Single-Phase Five-Level Inverter Topology for Single and Multiple Switches Fault Tolerance
Mokhtar Aly · Emad M. Ahmed · Masahito Shoyama · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年11月
电力逆变器的可靠性在工业、军事及商业应用中至关重要。本文提出了一种新型单相五电平逆变器拓扑，旨在实现故障容错（FT）功能。该拓扑能够在发生单开关或多开关故障时，通过特定的冗余设计维持系统运行，确保输出额定功率，从而显著提升系统的可用性并避免潜在的故障危害。
解读: 该研究提出的五电平容错拓扑对阳光电源的户用光伏逆变器及小型储能变流器（PCS）具有重要的参考价值。随着户用市场对系统可靠性和长寿命要求的提高，引入故障容错机制可以显著降低售后维护成本，提升用户体验。建议研发团队评估该拓扑在单相组串式逆变器中的应用潜力，特别是在复杂电网环境下，通过冗余设计增强逆变器在...
用于单相多电平逆变器的热应力缓解载波PWM策略
Thermal Stresses Relief Carrier-Based PWM Strategy for Single-Phase Multilevel Inverters
Mokhtar Aly · Emad M. Ahmed · Masahito Shoyama · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年12月
为提升多电平逆变器的长期可靠性，增强功率半导体器件的功率循环能力至关重要。功率开关及其冷却系统的老化会导致损耗增加和结温升高，从而加速器件损坏。本文提出了一种热应力缓解（TSR）策略，通过优化PWM调制方式，有效降低器件热应力，从而延长逆变器的使用寿命。
解读: 该研究关注多电平逆变器的热管理与可靠性提升，对阳光电源的组串式逆变器及户用光伏产品线具有重要参考价值。随着多电平拓扑在更高功率密度产品中的应用，结温波动是限制寿命的关键因素。通过引入TSR调制策略，可以在不增加硬件成本的前提下，优化功率器件的损耗分布，显著提升产品在严苛环境下的可靠性。建议研发团队在...
一种考虑直流偏置磁化的多相Boost变换器集成磁件设计方法
A Magnetic Design Method Considering DC-Biased Magnetization for Integrated Magnetic Components Used in Multiphase Boost Converters
Jun Imaoka · Kenkichiro Okamoto · Shota Kimura · Mostafa Noah 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年4月
针对汽车等应用中对高功率密度和高效率DC/DC变换器的需求，本文提出了一种多相交错Boost变换器中集成磁件的设计方法。该方法重点解决了直流偏置磁化下的磁性元件设计难题，通过优化磁件结构，在不提高开关频率的前提下有效减小了无源元件体积，提升了变换器的功率密度。
解读: 该研究对阳光电源的储能PCS（如PowerTitan、PowerStack系列）及电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。在储能变流器中，高功率密度是核心竞争力，集成磁件技术能显著减小体积并提升效率。建议研发团队借鉴该直流偏置磁化设计方法，优化大功率DC/DC变换器中的电感设计，以降低磁芯损耗并提升散热...
应用功率反馈控制的输入输出LC滤波器双向双主动桥变换器稳定性分析
Stability Analysis of Bidirectional Dual Active Bridge Converter With Input and Output LC Filters Applying Power-Feedback Control
Yasushi Eto · Yuichi Noge · Masahito Shoyama · Tadatoshi Babasaki · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
本文分析了连接输入/输出LC滤波器并采用功率反馈控制的双主动桥（DAB）变换器的动态特性，探讨了关于两侧LC滤波器与变换器之间的阻抗稳定性判据。功率控制因其与能量管理系统的兼容性，非常适用于并网变换器。
解读: DAB变换器是阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及直流耦合光储一体化方案中的核心DC-DC拓扑。该研究针对LC滤波器与变换器交互引起的阻抗失稳问题，对于提升储能变流器（PCS）在弱电网环境下的并网稳定性具有重要指导意义。建议研发团队将此阻抗稳定性判据集成至PCS控制...
三相分裂源逆变器供电的光伏系统：共模电压的分析与抑制
Three-Phase Split-Source Inverter-Fed PV Systems: Analysis and Mitigation of Common-Mode Voltage
M. S. Hassan · Ahmed Abdelhakim · Masahito Shoyama · Jun Imaoka 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
本文研究了由高频脉宽调制（PWM）电压源逆变器引起的共模电压（CMV）问题，该问题在无变压器光伏系统和并网逆变器中尤为突出。由于传统电压源逆变器仅具备降压能力，通常需额外升压级。文章重点分析了分裂源逆变器（SSI）的拓扑特性，并提出了针对共模电压的抑制策略，以提升光伏系统的电磁兼容性和运行可靠性。
解读: 该研究针对无变压器光伏逆变器中关键的共模电压（CMV）抑制问题，对阳光电源的组串式逆变器（SG系列）具有重要的技术参考意义。随着光伏系统向高功率密度和无变压器化发展，漏电流抑制是提升系统安全性和认证合规性的核心。分裂源逆变器（SSI）拓扑通过单级实现升降压，减少了功率器件数量，有助于进一步优化阳光电...
光伏系统分裂源逆变器并联运行：环流与EMI噪声抑制的分析与调制
Parallel Operation of Split-Source Inverters for PV Systems: Analysis and Modulation for Circulating Current and EMI Noise Reduction
M. S. Hassan · Ahmed Abdelhakim · Masahito Shoyama · Jun Imaoka 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
为满足日益增长的负载需求并提升电能质量，并联逆变器结构成为有效方案。然而，共享直流和交流侧的并联逆变器面临由共模电压差异引起的环流挑战。本文针对分裂源逆变器，分析了环流产生机理，并提出了相应的调制策略以抑制环流及电磁干扰（EMI）噪声。
解读: 该研究针对多机并联运行中的环流与EMI抑制问题，对阳光电源的组串式逆变器（如SG系列）及大型地面电站的集中式逆变器解决方案具有重要参考价值。随着光伏电站单体容量增加，多机并联成为常态，该文提出的调制策略可有效优化并联系统的共模电流控制，降低EMI噪声，从而提升系统的电磁兼容性（EMC）水平。建议研发...
考虑直流叠加特性的功率变换器用各类粉末磁芯的建模、磁设计、仿真方法及实验评估
Modeling, Magnetic Design, Simulation Methods, and Experimental Evaluation of Various Powder Cores Used in Power Converters Considering Their DC Superimposition Characteristics
Jun Imaoka · Kenkichiro Okamoto · Masahito Shoyama · Yuki Ishikura 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年9月
粉末磁芯因高饱和磁通密度及分布式气隙抑制边缘磁通的优势，在功率变换器中应用广泛。然而，其相对磁导率随磁场强度变化的直流叠加特性是设计难点。本文探讨了粉末磁芯的建模、磁设计、仿真方法及实验验证，旨在优化变换器磁性元件性能。
解读: 磁性元件是阳光电源组串式/集中式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）的核心损耗源。该研究针对粉末磁芯直流叠加特性的建模与仿真，直接指导高功率密度磁性元件的设计。在PCS及光伏逆变器追求小型化、高效率的背景下，应用该方法可精确评估电感在宽负载范围下的温升与损耗，优化磁...
LLC谐振变换器中浪涌电流分析及基于脉冲频率调制与移相调制混合控制策略的抑制方法
Surge Current Analysis and Reduction in LLC Resonant Converter With a New Hybrid Control Strategy of Pulse-Frequency Modulation and Phase-Shift Modulation
Ryo Moriyasu · Hideaki Funaki · Masahito Shoyama · Yuichi Noge 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
高容量电池组的快速充电对交流供电系统造成了更多干扰，因此需要高效且低畸变的智能变换器。本文针对LLC谐振变换器在宽电池电压范围下的浪涌电流问题，提出了一种结合脉冲频率调制（PFM）和移相调制（PSM）的混合控制策略，以优化充电过程并提升系统性能。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的电动汽车充电桩及储能系统（如PowerTitan/PowerStack）业务。LLC谐振变换器是高功率密度充电模块的核心拓扑，针对宽电压范围下的浪涌电流抑制，能显著提升充电模块的可靠性与效率。建议研发团队将该混合控制策略应用于新一代高压快充模块，以优化轻载及宽电压输出下的动...