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纳米晶薄带在高频磁芯中的特性研究
Characterization of Nanocrystalline Flake Ribbon for High Frequency Magnetic Cores
Zhichao Luo · Xinru Li · Chaoqiang Jiang · Teng Long · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
本文研究了一种新型纳米晶薄带（NFR）软磁材料。通过与N87、N27铁氧体材料在不同温度、频率及峰值磁通密度下的对比分析，实验证明NFR材料具有更低的损耗密度、更高的饱和磁通密度以及更优的温度稳定性。
解读: 磁性元件是逆变器及储能PCS中体积占比大、损耗高的核心部件。该研究提出的NFR材料在高频下表现出的低损耗和高饱和磁通密度特性，对于阳光电源提升组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器的功率密度具有重要意义。应用建议：研发团队可评估该材料在兆瓦级储能PCS高频磁性元件中的应用...
考虑均匀磁通分布的感应功率传输系统阶梯形磁芯设计方法
Terrace-Shaped Core Design Method for Inductive Power Transfer System Considering Uniform Magnetic Flux Distribution
Chen Chen · C. Q. Jiang · Xiaosheng Wang · Liping Mo 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
感应电能传输（IPT）已引起广泛关注，且呈现向高功率应用发展的趋势。然而，IPT 系统中存在磁通量分布不均匀的问题且尚未得到解决，这会导致磁芯损耗不均衡和局部发热，降低系统的稳定性。因此，本文提出并研究了一种由纳米晶薄片带材（NFR）制成的新型阶梯形磁芯，用于平衡弯曲双 D 型耦合器磁芯中的磁通量。与仅增加中心区域磁芯厚度不同，阶梯形纳米晶薄片带材（T - NFR）能够实现沿磁芯的磁通量均匀分布和温度均衡。在传输效率为 92.13%的 1 kW IPT 系统上验证了 T - NFR 磁芯的可行性...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项梯形磁芯无线电能传输技术具有重要的战略价值。当前我们在储能系统、电动汽车充电设备及分布式能源管理等领域正面临功率密度提升和热管理优化的双重挑战，该技术提供了一个创新性的解决思路。 该论文提出的纳米晶薄带梯形磁芯设计通过优化磁通分布，在1kW系统上实现了92.13%的传...
采用纳米晶片状带材的无气隙变压器设计
Gapless Transformer Design by Using Nanocrystalline Flake Ribbon
Xinru Li · Xufu Ren · Zhichao Luo · Borong Hu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年7月
在功率磁元件中，气隙可防止磁芯饱和，但离散气隙会加剧边缘效应，增加绕组与铁芯损耗。高功率应用中因材料电磁性能限制，难以实现无气隙设计。本文采用新型纳米晶片状带材（NFR）构建高频变压器的无气隙磁芯，在数百kHz下兼具适宜的磁导率与饱和磁密，显著提升功率密度。实验在5.5 kW、100 kHz双有源桥变换器中对比了铁氧体与传统纳米晶变压器，NFR变压器效率最高，绕组损耗分别降低33.2%和67.1%，总损耗测量误差小于6.1%。
解读: 该纳米晶片状带材无气隙变压器技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高频隔离变压器设计具有重要价值。在100kHz开关频率下，NFR材料可实现无气隙设计，绕组损耗降低33-67%，直接提升PowerTitan储能系统和1500V光伏系统的功率密度与效率。该技术特别适用于双有源桥DAB拓...
使用非线性频率响应方法预测强制周期性操作下的电解槽性能
Predicting electrolyzer performance under forced periodic operation using nonlinear frequency response method
Tamara Miličić · Simon Puteanus · Xenia Becker · Steffen Bernet 等5人 · Applied Energy · 2025年10月 · Vol.396
工业级电解槽由电力变换器供电，其电流为直流电流与叠加的电流纹波的混合。因此，电解槽不可避免地处于强制周期性运行状态。另一方面，脉冲电解作为一种强制周期性操作，已成为一种有吸引力的过程强化策略。尽管已有研究报道了电流纹波对电解槽性能的负面影响，但也有研究声称脉冲电解具有正面作用。然而，由于这两种运行模式均属于强制周期性操作，理论上应产生类似的影响。为了澄清这一矛盾，本文提出采用非线性频率响应（NFR）方法来评估质子交换膜水电解槽（PEMWE）在强制周期性操作下的性能。NFR方法表明，在强制周期性操...
解读: 该研究揭示电解槽在纹波电流下性能劣化机理,对阳光电源制氢系统集成具有重要指导意义。ST系列PCS为电解槽供电时,需优化变流器拓扑设计以抑制电流纹波,降低非线性损耗。建议在三电平拓扑中引入主动滤波算法,结合非线性频率响应分析方法优化PWM策略,减少欧姆损耗主导的功耗增加。可应用于光伏制氢一体化方案,通...
用于自主水下航行器的具有新型柔性纳米晶薄带磁芯的紧凑型弯曲耦合器
Compact Curved Coupler With Novel Flexible Nanocrystalline Flake Ribbon Core for Autonomous Underwater Vehicles
Chen Chen · Chaoqiang Jiang · Yibo Wang · Yuanshuang Fan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
传统感应电能传输（IPT）系统多采用铁氧体拼接磁芯，存在装配耗时且难以贴合曲面的问题。本文提出了一种采用新型柔性纳米晶薄带（NFR）磁芯的紧凑型弯曲耦合器。相较于传统铁氧体，NFR材料不仅提升了磁芯在复杂曲面应用中的灵活性，还优化了耦合器的结构紧凑度与电磁性能。
解读: 该研究提出的柔性纳米晶磁芯技术主要针对特殊形状的无线电能传输场景。对于阳光电源而言，虽然目前核心业务（如PowerTitan储能系统、组串式逆变器）主要基于标准化的功率模块与磁性元件，但该技术在未来针对特定空间受限或异形结构（如移动充电机器人、特殊工业场景下的非接触式供电）的充电桩产品研发中具有一定...
定制化高频磁性元件中的磁导率可调纳米晶薄片带
Permeability-Adjustable Nanocrystalline Flake Ribbon in Customized High-Frequency Magnetic Components
Zhichao Luo · Xinru Li · Chaoqiang Jiang · Zongzhen Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
铁基纳米晶带材因低磁滞损耗和高饱和磁感应强度，成为高频磁芯的理想选择。然而，其高导电性限制了应用。本文提出将均匀带材粉碎重构为纳米晶薄片带（NFR），在降低涡流损耗的同时保持优异的磁性能，为高频磁性元件设计提供了新方案。
解读: 该技术对阳光电源的高功率密度产品线具有重要意义。随着组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统向高频化、小型化发展，磁性元件的损耗与体积成为瓶颈。NFR技术通过优化磁芯材料，能有效降低高频下的涡流损耗，提升系统转换效率。建议研发团队关注该材料在PCS高频变压器及电感中的应用，以...
具有均匀磁通密度分布的磁导率梯度纳米晶环形磁芯的热增强研究
Thermal Enhancement of Permeability-Gradient Nanocrystalline Toroidal Core With Uniform Magnetic Flux Density Distribution
Chen Chen · C. Q. Jiang · Sheng Ren · Weisheng Guo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
电感是电力电子设备的核心元件，但环形磁芯中非均匀的磁通密度分布会导致过早饱和及材料利用率下降。本文提出了一种沿径向具有磁导率梯度的纳米晶环形磁芯，通过优化磁通分布，改善了磁芯的热性能和材料利用效率。
解读: 该研究针对磁性元件的磁通分布优化，对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中的高频电感设计具有重要参考价值。通过采用磁导率梯度技术，可以有效降低电感磁芯的局部过热，提升功率密度，并减少磁性材料损耗。建议研发团队在下一代高功率密度PCS及逆变器磁性元件选...