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基于CS-MCT的高效固态断路器设计与实验验证
Design and Experimental Verification of an Efficient SSCB Based on CS-MCT
Xiaorui Xu · Wanjun Chen · Hong Tao · Qi Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文提出了一种用于直流微电网保护的新型固态断路器（SSCB）。该方案采用阴极短路MOS控制晶闸管（CS-MCT）作为主开关，实现了高功率效率。该SSCB具备单次触发特性的换流电路，结构紧凑，简化了跳闸过程并易于集成。
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参考价值。直流侧快速故障切除是高压储能系统安全性的核心，CS-MCT器件的高效特性可降低PCS内部损耗，提升系统整体能效。建议研发团队关注该拓扑在直流配电及储能变流器直流侧保护中的应用，以替代传统机...
一种基于混合器件的高效可靠固态断路器
An Efficient and Reliable Solid-State Circuit Breaker Based on Mixture Device
Xiaorui Xu · Wanjun Chen · Chao Liu · Ruize Sun 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月
本文提出了一种用于直流配电系统的新型混合器件固态断路器（MD-SSCB）。该方案无需额外的晶闸管、充电电源及复杂的充电策略即可主动切断故障电流。此外，其断路能力不受外部电路参数影响，具有极高的可靠性与响应速度。
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。在大型储能电站中，直流侧故障保护是系统安全的核心。该MD-SSCB拓扑通过简化电路结构提升了可靠性，有助于降低储能变流器（PCS）在直流侧发生短路时的保护成本与响应延迟。建议研发团队评估该混合...
用于电动飞机推进的高比功率密度高效低温固态断路器模块开发
Module Development for a High Specific Power Density High-Efficiency Cryogenic Solid-State Circuit Breaker for Electrified Aircraft Propulsion
Shimul K. Dam · Ching-Hsiang Yang · Zhou Dong · Dehao Qin 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
针对电动飞机推进（EAP）系统对高效率、高重量功率密度的需求，本文开发了一种基于低温冷却氮化镓（GaN）器件的固态断路器（SSCB）模块。该模块适用于中压直流（MVdc）应用，通过低温技术显著提升了功率密度，为航空电力电子系统的轻量化提供了解决方案。
解读: 该研究聚焦于宽禁带半导体（GaN）在极端环境下的高功率密度应用，虽然目前主要针对航空领域，但其核心技术对阳光电源的电力电子产品演进具有参考价值。首先，GaN器件在低温或高效散热条件下的高频开关特性，可为未来组串式逆变器及小型化储能PCS（如PowerStack系列）的功率密度提升提供技术储备。其次，...
基于SiC MOSFET固态断路器的电机控制中心：设计分析、新型软启动与软关断策略
SiC MOSFET Solid-State Circuit Breaker-Based Motor Control Center: Design Analysis, Novel Soft Start, and Soft Turn-Off Strategies
Jiale Zhou · Haichen Liu · Xiwen Xu · Yao Wang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
固态断路器（SSCB）被视为直流配电系统中具有变革潜力的技术，但在交流系统中的研究与应用较少，主要受限于与成熟机械断路器的竞争。本文提出一种集成软启动器、接触器、断路器及热继电器功能的三相SSCB，适用于电机控制中心（MCC）。重点探讨其电流保护、软启动与接触器功能，给出380 V/63 A SSCB的关键设计，包括半导体器件、压敏电阻（MOV）、缓冲电路与散热器选型，并分析MOV寿命。在200 A下验证了故障保护性能。提出新型软启动与软关断策略，关断时机由电网电压锁相环（PLL）相位决定，无需...
解读: 该SiC MOSFET固态断路器技术对阳光电源储能与充电桩产品线具有重要应用价值。其集成软启动、接触器、断路器多功能的设计理念可直接应用于PowerTitan储能系统的电池簇保护与并网控制，替代传统机械接触器，提升响应速度至微秒级。新型软启动/软关断策略基于PLL相位控制、无需电流传感器的特点，可优...
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...
一种具有集成能量吸收支路的新型多端口固态断路器概念
A Novel Multi-Port Solid-State Circuit Breaker Concept With Integrated Energy Absorbing Branch
Jin Zhu · Qingpeng Zeng · Songming He · Xu Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
针对直流微电网中多端口系统使用固态断路器（SSCB）导致导通损耗和成本增加的问题，本文提出了一种新型多端口SSCB（M-SSCB）概念。通过将能量吸收支路（EAB）集成化，有效减少了组件数量，在保证高效关断的同时，降低了系统成本与损耗，适用于直流配电与微电网保护。
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参考价值。随着直流侧电压等级提升，直流侧保护成为关键痛点。该多端口SSCB方案通过集成化设计降低了损耗与成本，可优化阳光电源储能变流器（PCS）直流侧的保护架构，提升系统整体效率与可靠性。建议研发团...
基于故障电流旁路的低压直流固态断路器
Fault Current Bypass-Based LVDC Solid-State Circuit Breakers
Reza Kheirollahi · Shuyan Zhao · Fei Lu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年1月
本文提出了一种基于碳化硅（SiC）MOSFET的新型低压直流（LVDC）固态断路器（SSCB）。该方案通过故障电流旁路技术，使得金属氧化物压敏电阻（MOV）的钳位电压能够接近直流系统额定电压，从而有效降低了主开关和缓冲电路上的电压过冲，并提升了系统的最大断流能力。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。随着直流微网和高压储能系统的普及，直流侧故障保护是提升系统安全性的核心。该方案利用SiC器件的高频特性实现更精准的故障电流旁路，有助于减小断路器体积并降低损耗。建议研发团队关注该拓扑在储能...
基于知识蒸馏轻量化卷积神经网络与SSCB集成的光伏电弧故障断路器
PV Arc Fault Circuit Interrupter with Knowledge Distillation-Based Lightweight Convolutional Neural Network and SSCB Integration
Kamal Chandra Paul · Jiale Zhou · Shen-En Chen · Tiefu Zhao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年12月
光伏系统中的直流电弧故障易引发火灾及电力中断，精准检测至关重要。本文提出PArcNet，一种通过知识蒸馏优化的轻量化卷积神经网络，专为资源受限环境下的高效电弧故障检测而设计，显著提升了检测的实时性与准确性。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。电弧故障检测是组串式逆变器及户用逆变器安全合规的关键功能（如AFCI认证）。PArcNet的轻量化设计使其能直接嵌入逆变器现有的DSP或MCU中，无需额外昂贵的计算硬件，即可实现边缘侧的高精度故障诊断。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能运维平台及...
一种新型单驱动串并联IGBT固态断路器组件
A Novel Single-Driver Series-Parallel IGBTs Solid State Circuit Breaker Component
Junhao Ma · Chenguo Yao · Kai Li · Shoulong Dong 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
固态直流断路器（SSCB）是高压直流系统中实现快速故障隔离的关键部件。针对传统断路器在串并联连接中存在的灵活性低和冗余问题，本文提出了一种新型单驱动串并联IGBT固态断路器组件，旨在优化高压直流应用中的开关性能与系统可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的高压储能系统（如PowerTitan系列）及大型地面光伏电站的直流侧保护具有重要意义。随着光储系统电压等级不断提升，直流侧故障保护成为提升系统安全性的核心。该单驱动串并联方案能有效简化高压直流断路器的控制复杂度，降低冗余成本，提升系统集成度。建议研发团队关注该拓扑在大型储能PCS直...
直流微电网可靠双向固态断路器设计
Design of a Reliable Bidirectional Solid-State Circuit Breaker for DC Microgrids
Xiaohui Xu · Jiamin Ye · Yu Wang · Xiaorui Xu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
直流微电网在工业应用中日益受到关注，但高效可靠的故障切断仍是挑战。本文提出了一种用于直流微电网保护的可靠双向固态断路器（RB-SSCB），该装置能够实现双向故障电流的切断与重合，且无故障电流浪涌。
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参考价值。直流侧故障保护是提升储能系统安全性的核心，RB-SSCB的无浪涌切断技术可优化系统保护策略，降低对功率器件的冲击，提升系统可靠性。建议研发团队关注该拓扑在储能PCS直流侧保护中的应用，以替...
一种基于单门极驱动器的串联SiC MOSFET固态断路器
A Single Gate Driver Based Solid-State Circuit Breaker Using Series Connected SiC MOSFETs
Yu Ren · Xu Yang · Fan Zhang · Fred Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
本文提出了一种基于串联碳化硅（SiC）MOSFET的固态断路器（SSCB）拓扑结构。该方案仅需单个隔离门极驱动器，有效降低了直流配电系统中保护装置的成本与复杂性，并保持了半导体器件超短动作时间的优势。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流配电应用具有重要价值。在兆瓦级储能系统中，直流侧保护是提升系统安全性的关键，串联SiC方案能有效解决高压直流分断难题，同时通过简化驱动电路降低成本。建议研发团队关注该拓扑在直流汇流排保护中的应用，以提升系统响应速度和可靠...
一种具有可控电流切断能力的新型晶闸管双向固态断路器
A Novel Thyristor-Based Bidirectional SSCB With Controllable Current Breaking Capability
Xiaorui Xu · Wanjun Chen · Chao Liu · Ruize Sun 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
针对晶闸管导通损耗低、成本低的优势，本文提出了一种新型双向固态断路器（SSCB）。针对晶闸管半控特性导致的电流切断难题，该拓扑实现了电流的完全可控切断，为电力电子系统提供了一种高效、低成本的保护方案。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大功率光伏逆变器具有重要参考价值。目前储能系统直流侧保护多依赖熔断器或机械断路器，存在响应速度慢、寿命有限等问题。采用基于晶闸管的固态断路器（SSCB）方案，可显著降低系统导通损耗，提升大电流工况下的故障切断速度与可靠性。建...
自供电380V直流碳化硅固态断路器及故障限流器
Self-Powered 380 V DC SiC Solid-State Circuit Breaker and Fault Current Limiter
David Marroqui · Jose Manuel Blanes · Ausias Garrigos · Roberto Gutierrez · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
本文提出了一种新型超快直流固态断路器（SSCB），采用碳化硅（SiC）共源共栅结构作为核心开关与限流器件，并配备隔离式光伏驱动器。该拓扑结构具备自供电能力，且完全由分立元件实现。SSCB的共源共栅结构可在额定运行、线性限流及关断三种状态下工作，有效提升了直流系统的保护速度与可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的直流侧保护具有重要参考价值。在PowerTitan及PowerStack等储能系统，以及工商业光伏直流汇流箱中，直流侧故障保护是提升系统安全性的关键。SiC器件的应用能显著提升断路器的响应速度并减小体积，符合阳光电源产品高功率密度和高可靠性的发展趋势。建议研发团队关注该自供电拓扑在...
一种在调试和重合闸期间具有增强性能的改进型Z源直流断路器
Modified Z-Source DC Circuit Breaker With Enhanced Performance During Commissioning and Reclosing
Venkata Raghavendra I · Satish Naik Banavath · Sreekanth Thamballa · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年1月
固态直流断路器（SSCB）在直流系统过载和短路故障保护中至关重要。Z源直流断路器（ZSCB）无需故障传感电路即可实现快速故障切断，但存在启动电流冲击大等问题。本文提出了一种改进型ZSCB拓扑，通过优化电路结构，显著提升了系统在调试和重合闸过程中的性能，有效解决了传统ZSCB的启动电流过高及可靠性挑战。
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的提升，直流侧故障保护的响应速度和可靠性成为核心痛点。改进型ZSCB拓扑通过优化启动和重合闸性能，可降低储能PCS在直流侧短路保护时的器件应力，减少对预充电电路的依赖...
一种基于耦合电感的组件精简型直流微电网固态断路器
A Coupled Inductor-Based SSCB With Reduced Components for DC Microgrid Protection
Prasanth Pithanisetty · Daniel Dsa · Satish Naik Banavath · Edivan Laercio Carvalho 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
直流微电网因其高效率和高电能质量备受关注，但快速可靠的过流与短路故障保护仍是技术难点。本文提出一种基于耦合电感的固态断路器（SSCB），通过减少组件数量，实现了快速、无电弧的故障清除，为直流配电系统的保护提供了高效解决方案。
解读: 该技术对阳光电源的直流微电网及储能系统业务具有重要参考价值。随着PowerTitan和PowerStack等储能系统在直流侧应用场景的增加，直流侧故障保护的响应速度与可靠性至关重要。该文提出的低组件SSCB方案有助于优化阳光电源储能变流器（PCS）内部及直流汇流侧的保护电路设计，在降低成本的同时提升...
一种用于低压直流电网应用的低成本固态断路器设计
A Design of Cost-Efficient Solid-State Circuit Breaker for LVDC Grid Applications
Simon Shek-Mong Wong · Xin Li · Terence Chung-Yin Lau · River Tin-Ho Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
本文提出了一种用于住宅和商业直流建筑的自然冷却直流固态断路器（SSCB）。该设计通过矩阵式连接低压MOSFET处理主电流，在25%负载下实现了99.90%以上的效率，并保持了超快断路能力，解决了成本、噪声和能效方面的关键挑战。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏、储能系统（如PowerStack）及电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。随着直流微电网和户用直流配电系统的发展，高效、静音且低成本的固态断路器是提升系统安全性和可靠性的关键组件。建议研发团队关注矩阵式MOSFET拓扑在直流侧保护中的应用，这不仅能优化现有储能PCS的直流侧...
低压直流微电网总线故障中断时瞬态过电压抑制的固态断路器缓冲电路设计
Solid-State Circuit Breaker Snubber Design for Transient Overvoltage Suppression at Bus Fault Interruption in Low-Voltage DC Microgrid
Fei Liu · Wenjun Liu · Xiaoming Zha · Hua Yang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年4月
在低压直流微电网短路故障中，固态断路器（SSCB）负责快速隔离故障区域，其安全性和可靠性高度依赖于缓冲电路的过电压抑制能力。本文针对SSCB缓冲电路设计提出了优化方法，解决了传统转换器开关缓冲设计在直流断路器应用中的局限性。
解读: 该研究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。随着直流侧电压等级提升，储能变流器（PCS）内部直流母线及直流侧保护面临严峻的瞬态过电压挑战。优化SSCB缓冲电路设计不仅能提升PCS在直流侧短路故障下的硬件可靠性，还能降低功率器件（如IGB...
基于电容-电容对结构互补换流的快速Y型晶闸管直流固态断路器
Fast Y-Type Thyristor-Based DC SSCB Using Complementary Commutation in a Capacitor–Capacitor Pair Structure
Reza Kheirollahi · Shuyan Zhao · Xin Zan · Hua Zhang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
本文提出了一种新型Y型晶闸管直流固态断路器（SSCB）。核心贡献在于一种包含电容-电容对的互补换流电路，具有三大优势：一是利用电容对结构实现反向电流脉冲注入，从而实现快速换流；二是优化了金属氧化物避雷器（MOV）的能量吸收效率，提升了断路器的整体可靠性与响应速度。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack系列）具有重要参考价值。直流侧短路保护是高压大容量储能系统的核心安全挑战，传统的机械断路器响应慢，而基于晶闸管的SSCB能实现微秒级故障切除。该文提出的电容-电容对互补换流结构，有望优化PCS内部直流侧保护方案，提升系统在极端故...
一种用于低压直流保护的多端口固态断路器：迈向无损设计
A Multi-Port Solid State Circuit Breaker for LVDC Protection: Towards A Lossless Design
Yannal Nawafleh · Mohammad Dehan Rahman · Xiaoqing Song · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
固态断路器（SSCB）凭借其超快的故障切断速度（比机械断路器快100倍）成为直流系统保护的理想方案。SSCB不仅实现了无弧电流切断，还具备状态监测和通信等智能化功能。本文探讨了如何通过优化设计实现低损耗的SSCB，以提升直流配电系统的安全性和效率。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及电动汽车充电桩业务具有重要意义。随着直流微网和高压直流母线架构的普及，SSCB的无弧切断和快速响应能力可显著提升系统安全性，并降低长期运行损耗。建议研发团队关注该无损拓扑，将其集成至储能PCS的直流侧保护单元或大功率充电桩的...
一种基于混合器件的双向中压直流固态断路器
A Bidirectional MVDC Solid-State Circuit Breaker Based on Mixture Device
Jin Zhu · Qingpeng Zeng · Xu Yang · Mi Zhou 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
本文提出了一种基于晶体管（IGBT）与晶闸管混合结构的双向固态断路器（SSCB）。针对传统双向拓扑中IGBT数量倍增导致的导通损耗增加及成本上升问题，该方案通过混合拓扑优化了器件配置，在保证快速切断能力的同时，有效降低了系统损耗与成本。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及中压直流并网应用具有重要参考价值。随着储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）发展，直流侧故障保护至关重要。该混合型SSCB方案通过优化IGBT与晶闸管的组合，能在降低PCS直流侧保护成本的同时提升效率，有助于优化大功率...
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