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模块化多电平变换器子模块电容电压估计的分布式神经网络观测器
Distributed Neural Network Observer for Submodule Capacitor Voltage Estimation in Modular Multilevel Converters
Pablo Poblete · German Pizarro · Gabriel Droguett · Felipe Nunez 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
模块化多电平变换器（MMC）广泛应用于中高压输电及电机驱动。传统控制需为每个子模块配置电压传感器，导致系统复杂且通信压力大。本文提出一种分布式神经网络观测器，通过算法估计电容电压，有效减少了传感器数量及通信需求，提升了系统可靠性与控制效率。
解读: MMC技术在阳光电源的高压大功率储能系统及大型地面光伏并网变流器中具有潜在应用价值。目前阳光电源的PowerTitan等储能产品主要采用多电平拓扑，该研究提出的神经网络观测器能有效降低传感器成本，减少硬件冗余，提升系统故障容错能力。建议研发团队关注该算法在复杂工况下的鲁棒性，评估其在降低系统BOM成...
具有受控直流侧故障阻断能力的模块化多电平变换器
MMC）建模研究
Willem Leterme · Paul D. Judge · James Wylie · Tim C. Green · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
直流系统中的故障电流特性很大程度上取决于交直流变换器的响应及拓扑结构。本文针对具有受控故障阻断能力的变换器拓扑，探讨了其直流侧故障响应的通用建模方法，旨在为直流保护研究提供理论支撑。
解读: 该研究关注MMC拓扑的故障阻断能力及建模，对阳光电源的电力电子技术储备具有重要意义。在大型储能系统（如PowerTitan系列）及高压直流输电应用中，具备故障阻断能力的拓扑能显著提升系统安全性。建议研发团队参考该建模方法，优化大功率PCS在直流侧故障下的保护策略，提升系统在复杂电网环境下的鲁棒性，并...
并联SiC MOSFET模块中减少过冲、振荡及dV/dt产生的可选主动电流平衡技术
Reduced Overshoots, Oscillations, and dV/dt Generation in Parallel Connected SiC MOSFET Modules With Optional Active Current Balancing
Mason Parker · Sebastián Neira · Edward L. Horsley · Stephen Finney 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
碳化硅（SiC）MOSFET相比硅基IGBT具有更高的开关速度和更低的损耗。然而，在并联应用中，其开关振荡、漏源电压过冲及高dV/dt问题限制了其在中高功率变换器中的应用。本文研究了通过主动电流平衡技术来抑制这些负面效应，以提升功率模块的可靠性与性能。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式光伏逆变器、PowerTitan储能系统）具有极高的应用价值。随着公司产品向更高功率密度和更高效率演进，SiC器件已成为主流选择。并联SiC模块带来的电压过冲和EMI问题是研发中的难点，该文提出的主动电流平衡方案可有效降低开关应力，提升系统可靠性。建议研发团队在...
用于变速电机驱动中带电感能量回收的模块化多电平变换器准方波PWM调制
Quasi-Square-Wave PWM Modulation for Modular Multilevel Converter in Variable Speed Motor Drives With Inductor Energy Recovery
Peizhou Xia · Xinyun Zhang · Paul D. Judge · Michael Marc Claude Merlin 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
本文研究了准方波（QSW）PWM调制的模块化多电平变换器（MMC）在变速电机驱动中的应用。通过分析，探讨了QSW-PWM调制下MMC子模块电容和桥臂电感的选型要求，并提出了一种能量回收方案，旨在降低系统无源元件的尺寸，提升功率密度。
解读: 该技术主要针对MMC拓扑在电机驱动领域的优化，虽然阳光电源目前的核心业务集中在光伏逆变器和储能PCS，但MMC拓扑在超大功率光伏并网及高压储能系统（如PowerTitan系列）中具有潜在应用价值。QSW-PWM调制通过减小电容和电感体积，有助于提升大功率变换器的功率密度并降低成本。建议研发团队关注该...
混合模块化多电平变换器的选型与调制指数选择
Dimensioning and Modulation Index Selection for the Hybrid Modular Multilevel Converter
Paul D. Judge · Geraint Chaffey · Michael M. C. Merlin · Philip R. Clemow 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年5月
本文研究了由全桥和半桥子模块组成的混合模块化多电平变换器（MMC）。该拓扑在不显著牺牲效率的前提下，具备直流故障穿越能力。全桥子模块的引入为交流与直流电压比的选择提供了新的自由度，进而影响变换器的内部电压及设计优化。
解读: 该技术对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）发展，直流侧故障保护与效率平衡成为核心挑战。混合MMC拓扑通过全桥模块实现直流故障阻断，可提升系统安全性。建议研发团队关注该拓扑在大型电网侧储能PCS...
准方波调制DC-DC变换器的双模式运行以提升全工况效率
Dual-Mode Operation of Quasi-Square-Wave Modulated DC–DC Converter for Enhanced Efficiency Across a Wide Operating Range
Peizhou Xia · Xinyun Zhang · Paul D. Judge · Michael Marc Claude Merlin 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
本文针对双有源桥（DAB）等DC-DC变换器在高压应用中的电压均衡问题，提出了一种准方波调制策略。传统缓冲电容方案在低电流下会导致高电容放电损耗，而该准方波调制技术通过优化开关过程，有效提升了变换器在宽负载范围内的运行效率，解决了高压下功率器件的电压应力平衡难题。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack系列）及大功率组串式逆变器具有重要意义。随着储能系统向高压化（1500V及以上）发展，DAB变换器作为核心DC-DC环节，面临严苛的效率与电压应力挑战。本文提出的准方波调制策略能显著降低低负载下的开关损耗，提升系统全工况转换效率...
用于SiC模块端子开关电流测量的毫米级200 MHz带宽磁场传感器
Millimetre-Scale 200 MHz Bandwidth Magnetic Field Sensor to Measure Switching Current in SiC Module Terminals With Minimal Insertion Inductance
Jiaqi Yan · Yushi Wang · Harry C. P. Dymond · Sebastian Neira 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
本文提出了一种微型电流传感器设计方案，专门用于SiC功率模块端子。该传感器解决了传统罗氏线圈在空间受限或影响母排性能场景下的应用难题，通过在模块端子间插入低电感铜垫片实现电流传感，具有高带宽和低插入电感的特性。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器和PowerTitan储能系统中大规模应用SiC功率模块，高频开关下的电流精准监测对于提升系统效率和保护器件至关重要。该传感器技术能有效解决SiC高频开关带来的寄生参数干扰问题，有助于优化逆变器及PCS的驱动电路设计，提升功率密度。建议研发团队关注此传感技术的集成化方案，将...
兆瓦级应用中降低滤波需求的变换器拓扑：由1000Hz运行的IGBT桥与并联部分额定高频SiC MOSFET桥构成
Converter Topology for Megawatt Scale Applications With Reduced Filtering Requirements, Formed of IGBT Bridge Operating in the 000 Hz Region With Parallel Part-Rated High-Frequency SiC MOSFET Bridge
Ning Li · Marlee Basurto Macavilca · Chenqi Wu · Stephen Finney 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文研究了一种并联混合变换器（PHC），由共直流母线的硅基IGBT桥和部分额定碳化硅（SiC）MOSFET桥并联组成。IGBT桥处理大部分功率并以低频开关以保证效率，而SiC MOSFET桥负责补偿谐波，从而在降低滤波需求的同时提升系统整体性能。
解读: 该技术对阳光电源的兆瓦级储能系统（如PowerTitan系列）及大功率集中式光伏逆变器具有重要参考价值。通过IGBT与SiC的混合并联，可在不显著增加成本的前提下，利用SiC的高频特性优化输出电流质量，从而减小磁性元件体积，提升功率密度。建议研发团队评估该拓扑在大型储能PCS中的应用潜力，以应对未来...
基于长时域FCS-MPC训练的一维卷积神经网络用于FPGA平台电力电子变换器控制——以Si/SiC混合变换器为例
Long-Horizon FCS-MPC Trained 1-D Convolution Neural Networks for FPGA-Based Power-Electronic Converter Control With a Si/SiC Hybrid Converter Case Study
Ning Li · Hao Yu · Stephen Finney · Paul D. Judge · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年2月
传统的电力电子长时域有限控制集模型预测控制（FCS - MPC）在实时实现方面存在两个主要问题：1）计算负担和延迟；2）对现场可编程门阵列（FPGA）等实时平台的硬件资源要求较高。为解决这些问题，研究人员提出利用模型预测控制结果作为离线训练数据来训练人工神经网络（ANN），并将其应用于实时控制器中，以替代原有的模型预测控制模型。通过这种方式，人工神经网络减轻了在线计算负担和对硬件资源的需求。本文提出了一种基于FPGA的用于长时域FCS - MPC的一维卷积神经网络（CNN）。为进一步简化网络模型...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于FPGA的一维卷积神经网络（CNN）控制技术对我们的核心产品线具有重要战略价值。该技术通过机器学习方法解决了长时域有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）在功率电子变换器中的实时实现难题，这与我们在光伏逆变器、储能变流器等产品中面临的控制性能优化需求高度契合。 技...
基于部分黑箱控制的模块化多电平换流器交流故障响应关键参数识别
Identification of Critical Parameters for AC Fault Response of Modular Multilevel Converters with Partially Black-Boxed Control
Xiaoxiao Liu · Willem Leterme · Paul D. Judge · Geraint Chaffey Chaffey 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年8月
模块化多电平换流器（MMC）高压直流输电系统的控制结构复杂，其交流侧短路故障响应由多个交互控制环路共同决定。本文采用基于初等效应和Morris筛选的全局敏感性分析方法，识别部分黑箱化MMC控制模型中的关键参数。结果表明，故障电流注入参数与锁相环增益对内部及交流侧故障行为均有显著影响，且二者存在非线性交互作用；总能量控制对交流侧故障响应与保护性能亦具重要影响，但常被现有研究忽视。本文进一步研究了电网强度、故障前运行模式和故障类型的影响，以增强结论的普适性。该方法为输电系统运营商在无需完整模型访问权...
解读: 该MMC交流故障响应关键参数识别技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究揭示的故障电流注入参数、锁相环增益与总能量控制的非线性交互作用，可直接应用于优化阳光电源构网型GFM控制策略中的故障穿越能力。基于Morris筛选的全局敏感性分析方法为ST储能系统...
采用可选有源电流均衡的并联SiC MOSFET模块中降低过冲、振荡及dV/dt产生
Reduced Overshoots, Oscillations, and $dV/dt$ Generation in Parallel Connected SiC MOSFET Modules With Optional Active Current Balancing
Mason Parker · Sebastián Neira · Edward L. Horsley · Stephen Finney 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
与功率转换器中的硅绝缘栅双极型晶体管（IGBT）相比，碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）具有更高的开关速度、更小的滤波元件尺寸和更低的开关损耗。然而，可用的模块电流额定值、加剧的振荡开关行为、较大的漏源电压过冲以及较高的输出电压 $dV/dt$ 水平，都是其在中高功率应用中推广的限制因素。此前已证明，采用具有开关沿偏斜特性的器件间电感是一种在模块并联时限制电流不平衡的方法。本文表明，通过精确控制此类配置中各模块之间施加的时序偏斜，可以显著降低过冲、振荡以及输...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于并联SiC MOSFET模块的优化控制技术具有重要的应用价值。当前我们在大功率光伏逆变器和储能变流器产品中正面临功率等级提升与开关性能优化的双重挑战，该技术提供了一个切实可行的解决方案。 该研究通过精确控制并联模块间的时序偏移和器件间电感，在实现1600A大电流应...