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一种用于三相四电平混合钳位变换器的优化模型预测控制
An Optimized Model Predictive Control for Three-Phase Four-Level Hybrid-Clamped Converters
Yong Yang · Jianyu Pan · Huiqing Wen · Risha Na 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
本文提出了一种针对四电平混合钳位变换器的优化模型预测控制（MPC）方法。通过将候选开关状态从512个精简至64个，在大幅降低计算负担的同时，实现了高质量的输出电流调节及电容电压平衡。
解读: 该研究针对多电平拓扑的控制优化，对阳光电源的高功率密度组串式逆变器及大型集中式逆变器具有重要参考价值。随着光伏系统电压等级的提升，四电平拓扑能有效降低开关损耗并提升电能质量。该优化MPC算法通过减少计算量，使得在现有DSP/FPGA硬件平台上实现更复杂的控制策略成为可能，有助于提升阳光电源在大型地面...
四电平混合钳位变换器的电容电压平衡与稳定控制
Capacitor Voltage Balancing and Stabilization for 4-Level Hybrid-Clamped Converter Using Selected Switching States
Jianyu Pan · Risha Na · Yong Yang · Haiwei Cai 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年12月
针对四电平混合钳位变换器（4L-HCC）在低频运行下直流侧及飞跨电容电压波动大的问题，本文利用其开关状态冗余特性，提出了一种新型电容电压平衡与稳定控制方法，有效抑制了电容电压波动。
解读: 该研究针对多电平拓扑的电容电压平衡问题，对阳光电源的高功率密度逆变器及储能变流器（PCS）具有重要参考价值。随着光伏和储能系统向更高电压等级和更高效率演进，4L-HCC等先进拓扑能有效降低开关损耗并提升输出波形质量。建议研发团队关注该平衡算法在PowerTitan等大功率储能变流器中的应用潜力，通过...
超快dv/dt方波脉冲下功率模块的局部放电行为
Partial Discharge Behaviors in Power Modules Under Square Pulses With Ultrafast dv/dt
Haoyang You · Zhuo Wei · Boxue Hu · Zheng Zhao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
宽禁带半导体器件的高速开关特性可能改变功率模块、母排及负载的局部放电（PD）特性。本文针对超快dv/dt方波脉冲下的PD行为进行了研究，重点分析了不同沟槽间距的直接键合铜（DBC）样品的放电特性，为高频功率变换系统的绝缘设计提供了理论依据。
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等宽禁带半导体器件，高频化带来的超快dv/dt对功率模块绝缘性能提出了严峻挑战。本文研究的局部放电行为直接关系到高压功率模块的长期可靠性与寿命。建议研发团队在设计高功率密度产品时，参考该研究优化DBC布局与绝缘结构，以规避高频...
基于氮化镓的三模智能固态断路器在低压直流电网中的应用
GaN-Based Tri-Mode Intelligent Solid-State Circuit Breakers for Low-Voltage DC Power Networks
Yuanfeng Zhou · Risha Na · Yanjun Feng · Zheng John Shen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
本文探讨了基于氮化镓（GaN）器件的“iBreaker”智能固态断路器设计。通过利用GaN器件低导通电阻的特性，结合新型拓扑与控制技术，实现了针对低压（<1000V）直流电网的高效保护方案，旨在解决传统机械断路器响应慢的问题，提升直流配电系统的安全性与可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的户用及工商业储能系统（如PowerStack、PowerTitan）具有重要参考价值。随着直流微电网和储能系统内部直流侧电压等级的提升，传统机械开关在快速故障切断和电弧抑制方面面临挑战。引入GaN基固态断路器技术，可显著提升直流侧保护的响应速度与可靠性，减小保护模块体积。建议研发团...
一种用于超快直流故障保护的串联型混合断路器概念
A Series-Type Hybrid Circuit Breaker Concept for Ultrafast DC Fault Protection
Zheng John Shen · Yuanfeng Zhou · Risha Na · Triston Cooper 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
本文提出了一种新型串联型混合断路器（S-HCB）概念，用于直流故障保护。与现有混合断路器或固态断路器不同，S-HCB通过金属导线传导负载电流而非电力电子开关，在整个开断过程中将故障电流限制在接近零的水平，实现了高效的直流故障切除。
解读: 该技术对阳光电源的直流侧保护具有重要意义。在PowerTitan及PowerStack等大型储能系统以及高压光伏直流汇流场景中，直流故障的快速切除是提升系统安全性的关键。传统的断路器方案往往存在损耗大或响应速度受限的问题，而该S-HCB概念通过金属导线传导电流，能有效降低稳态损耗，同时实现超快故障保...
基于SiC器件的模块化多电平变换器中降低dv/dt的简单开关策略
Simple Switching Strategies for dv/dt Reduction in SiC-Device-Based Modular Multilevel Converters
Xiao Li · Rui Liu · Ziwei Ke · Jianyu Pan 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
本文提出两种简单的策略，通过协调子模块的开关瞬态来降低模块化多电平变换器（MMC）的输出dv/dt。第一种方法是在常规策略中应同时切换的两个子模块之间增加延迟时间；第二种方法通过优化开关序列，有效抑制了高频开关带来的电压应力。
解读: 该技术对于阳光电源的组串式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着SiC器件在高性能功率模块中的普及，高dv/dt带来的电磁干扰（EMI）和绝缘应力问题日益突出。本文提出的开关协调策略无需额外硬件成本，即可优化输出波形质量，有助于提升阳光电源逆变器及PCS产品的功率密...
智能插头 2.0：一种预防火灾和电击危险的固态智能插头设备
Smart Plug 2.0: A Solid-State Smart Plug Device Preventing Fire and Shock Hazards
Zhixi Deng · Yuanfeng Zhou · Ahmad Kamal · Risha Na 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
电气故障是家庭和办公环境火灾及电击事故的主要诱因，尤其是柔性电源线易发生金属或绝缘层退化。本文提出了一种新型智能插头2.0设备，除具备无线功率控制与监测功能外，还集成了短路、过载、电弧及接地故障保护功能，实现了全方位的电气安全防护。
解读: 该技术在电气故障检测与保护方面的研究，对阳光电源的户用光伏系统及电动汽车充电桩业务具有参考价值。随着户用储能与充电桩的普及，用户侧电气安全至关重要。该文提出的电弧及接地故障保护算法，可集成至阳光电源的iSolarCloud平台或户用逆变器/充电桩固件中，提升终端产品的安全等级。建议研发团队关注其固态...
变速驱动器模块化多电平变换器电容电压纹波估计与最优选型
Capacitor Voltage Ripple Estimation and Optimal Sizing of Modular Multi-Level Converters for Variable-Speed Drives
Ziwei Ke · Jianyu Pan · Muneer Al Sabbagh · Risha Na 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文研究了用于中高压电机变速驱动的模块化多电平变换器（MMC）子模块电容选型问题。针对低频运行（<30Hz）时电容电流纹波大导致电容体积过大的挑战，提出了电容电压纹波估计方法及最优选型策略，以优化系统设计并提升功率密度。
解读: MMC拓扑在阳光电源的高压大功率风电变流器及大型储能系统（如PowerTitan系列）中具有潜在应用价值。该研究提出的电容电压纹波分析与选型优化方法，有助于提升大功率变流器在低频工况下的运行稳定性，并进一步优化子模块的体积与成本。建议研发团队关注该方法在提升高压变流器功率密度及降低电容损耗方面的应用...
面向中压电机驱动的7-kV 1-MVA碳化硅模块化多电平变换器原型
7-kV 1-MVA SiC-Based Modular Multilevel Converter Prototype for Medium-Voltage Electric Machine Drives
Jianyu Pan · Ziwei Ke · Muneer Al Sabbagh · He Li 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
本文介绍了一款基于1.7-kV碳化硅（SiC）MOSFET的7-kV直流母线、1-MVA、0-1000 Hz模块化多电平变换器（MMC）原型，旨在满足高速中压变频驱动需求。文章详细阐述了子模块、桥臂电感及系统集成的设计方案。
解读: 该研究采用的SiC模块化多电平拓扑（MMC）在高压大功率变流领域具有显著优势。对于阳光电源而言，该技术路线可为公司未来的中压大功率储能变流器（PCS）或大型工业驱动产品提供技术储备。SiC器件的应用能有效提升系统功率密度并降低开关损耗，有助于优化PowerTitan系列等大型储能系统的散热设计与体积...