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固态断路器综述
A Review of Solid-State Circuit Breakers
Rostan Rodrigues · Yu Du · Antonello Antoniazzi · Pietro Cairoli · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
尽管传统机电断路器可靠性高，但直流微电网等新兴架构对故障切断速度提出了更高要求。本文综述了固态断路器（SSCB）的最新发展，重点探讨了其在快速开关操作及功率半导体应用方面的技术演进。
解读: 固态断路器技术对于阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流微电网解决方案至关重要。随着储能系统向高压化、大容量化发展，传统的机械式保护装置在响应速度上已成为瓶颈。引入基于SiC等宽禁带半导体的固态断路器，能显著提升PCS在直流侧短路故障下的保护速度，降低对功率模块的冲...
中压直流微电网中的故障检测与隔离：电源变换器与母线接触器的协调控制
Fault Detection and Isolation in Medium-Voltage DC Microgrids: Coordination Between Supply Power Converters and Bus Contactors
Pietro Cairoli · Roger A. Dougal · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年5月
本文提出了一种中压直流微电网故障检测与隔离方法。通过电源变换器与母线分段接触器之间的快速协调，在无需高速通信的情况下实现故障电流限制与隔离。电源变换器在识别故障后自主进入限流模式，有效提升了直流微电网的保护响应速度与系统可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan及PowerStack等储能系统业务具有重要参考价值。随着直流微电网及工商业储能应用场景的复杂化，PCS的故障穿越与限流能力是保障系统安全的核心。该研究提出的无通信协调保护机制，可优化阳光电源PCS在多机并联或直流母线架构下的故障响应逻辑，提升系统在极端工况下的...
用于高效电机控制的Si晶闸管与SiC FET混合模块固态接触器
Solid-State Contactor With Si Thyristor and SiC FET Hybrid Module for High-Efficiency Motor Control
Chunmeng Xu · Pietro Cairoli · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本文针对感应电机直接启动中高浪涌电流的挑战，提出了一种新型“ThyFET”混合拓扑固态接触器。该方案结合了Si晶闸管的通流能力与SiC FET的低损耗特性，有效解决了传统Si SCR方案在电机启动应用中的局限性，提升了系统效率与可靠性。
解读: 该技术通过Si与SiC的混合封装，在处理高浪涌电流的同时降低了导通损耗，对阳光电源的产品线具有参考价值。在风电变流器及大型储能系统（如PowerTitan）的预充电电路或软启动环节中，此类混合模块可替代传统继电器或纯SCR方案，提升系统启动效率并减小体积。建议研发团队关注该混合模块在应对高冲击电流场...
一种用于高开关电流利用率直流固态断路器的阻抗解耦栅极驱动方案
A Novel Impedance-Decoupled Gate-Drive Scheme for DC Solid-State Circuit Breakers With High Switch Current Utilization Ratio
Shuyan Zhao · Lakshmi Ravi · Pietro Cairoli · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
本文提出了一种基于阻抗解耦的直流固态断路器（SSCB）栅极驱动方案，旨在解决高密度直流电网中超高故障电流变化率（di/dt）的保护问题。通过在固态开关关断过程的不同阶段分离栅极驱动阻抗，显著提升了SSCB的故障响应速度，并优化了开关电流的利用率。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流微电网解决方案具有重要意义。随着储能系统直流侧电压等级和容量的提升，直流侧故障保护变得至关重要。该阻抗解耦栅极驱动方案能显著提升PCS内部直流侧开关器件在短路故障下的响应速度与可靠性，降低对功率模块的冲击。建议研发团队关...
一种具有内置限流能力的新型混合断路器架构——I：半导体设计
A Novel Hybrid Circuit Breaker Architecture With Built-in Current Limiting Capability – I: Semiconductor Design
Vidhi Patel · Govind Chavan · Markus Abplanalp · Xiaoqing Song 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
在高功率直流配电应用中，短路电流上升率快且缺乏自然过零点，导致故障切断困难。混合直流断路器（HCB）结合了固态断路器的快速切断速度和机械断路器的低导通损耗，成为极具前景的解决方案。本文重点研究了具备内置限流能力的HCB半导体设计。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan和PowerStack等大功率储能系统及直流微网解决方案具有重要意义。随着储能系统电压等级向1500V甚至更高演进，直流侧故障保护是系统安全的核心。该混合断路器架构通过半导体设计实现快速限流，可显著提升PCS在直流侧短路故障下的可靠性，减少对昂贵直流熔断器的依赖...