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客座社论：电力电子快报专刊：高功率密度与高频无源元件的制造与设计
Guest Editorial: Special Section on Power Electronics Letters: Fabrication and Design of High-Power Density and High-Frequency Passive Components
Maeve Duffy · Teng Long · Ziwei Ouyang · Zhichao Luo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
本文为IEEE电力电子汇刊专刊社论，重点探讨了高功率密度与高频电力电子系统中无源元件（如电感、电容、变压器）的先进制造工艺与设计方法。文章强调了在追求系统小型化与高效化过程中，无源元件在热管理、电磁兼容及材料特性方面的关键挑战与创新解决方案。
解读: 高功率密度与高频化是阳光电源产品迭代的核心趋势。在组串式逆变器和PowerTitan系列储能变流器中，无源元件（电感、变压器）的体积与损耗直接决定了整机功率密度。该研究涉及的先进制造与设计方法，有助于优化磁性元件设计，降低高频开关下的寄生参数影响，提升整机效率。建议研发团队关注文中提及的新型磁性材料...
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...
使用液态金属互连实现可维修、可回收且可靠的电力电子设备
Repairable, Recyclable, and Reliable Power Electronics Using Liquid Metal Interconnection
Wei Mu · Ameer Janabi · Zhongxiu Xiao · Chengjie Du 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
电力电子技术的发展多关注效率与功率密度，忽视了全生命周期的环境影响。传统封装工艺（如焊接、烧结）导致器件难以拆解与回收。本文提出一种基于液态金属互连的新型封装方法，在保证电气与热性能的同时，实现了电力电子模块的可维修性与材料的可回收性，为解决电子废弃物问题提供了新路径。
解读: 该技术对阳光电源的功率模块封装及全生命周期管理具有重要参考价值。在组串式逆变器和PowerTitan储能系统等高功率密度产品中，散热与可靠性是核心挑战。液态金属互连技术若能实现工业化，将显著提升功率模块的维修便利性，降低售后维护成本，并符合全球绿色制造与循环经济的ESG趋势。建议研发团队关注该技术在...
PCB过孔与焊盘的热建模及设计优化
Thermal Modeling and Design Optimization of PCB Vias and Pads
Yanfeng Shen · Huai Wang · Frede Blaabjerg · Hui Zhao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
本文探讨了安装在PCB上的微型功率半导体器件的散热问题，重点分析了PCB过孔、铜焊盘及散热器的冷却作用。针对目前半导体厂商及研究人员在PCB热设计建议中存在的不一致与非最优问题，本文提出了优化设计方案，旨在为电力电子工程师提供更准确的热设计指导。
解读: 该研究直接关系到阳光电源全线产品（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统、充电桩等）的核心功率密度提升与可靠性设计。随着功率模块集成度提高，PCB热管理成为限制功率密度的瓶颈。通过优化PCB过孔与焊盘的热设计，可有效降低功率器件（如SiC/IGBT模块）的结温，从而提升产品在极端工况下的寿命与...
在并联功率FET桥臂中实现谐振换相极
Enabling Resonant Commutated Pole in Parallel Power FET Bridge Legs
Yanfeng Shen · Yunlei Jiang · Hui Zhao · Teng Long · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
为满足更高电流等级和更低热阻需求，并联功率FET成为一种经济且必要的方案。然而，并联会增加硬开关应用中的开关损耗。本文提出了一种通用的软开关调制策略，旨在解决并联FET桥臂中的开关损耗问题，提升功率变换效率。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有重要指导意义。在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器中，为了实现高功率密度，并联功率器件（如SiC MOSFET）是主流方案，但往往伴随着开关损耗和EMI挑战。本文提出的谐振换相极技术可有效降低并联器件的开关损耗，提升系统整体效率。建议研...
超快电流分流器
UFCS）：一种千兆赫兹带宽超低电感电流传感器
Luke Shillaber · Yunlei Jiang · Li Ran · Teng Long · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
随着电力电子器件开关速度进入纳秒级，寄生电感引起的过电压成为制约高频化、小型化的关键挑战。本文提出了一种超快电流分流器（UFCS），具备千兆赫兹带宽和超低电感特性，能够精确测量极高电流变化率（di/dt），为宽禁带半导体器件的驱动与保护提供了有效的测试手段。
解读: 该技术对于阳光电源在SiC和GaN等宽禁带半导体器件的应用至关重要。随着PowerTitan储能系统及组串式逆变器向更高开关频率发展，寄生参数对系统效率和可靠性的影响日益显著。UFCS技术可作为研发阶段的精密测试工具，用于优化功率模块的回路设计，降低开关损耗，并提升iSolarCloud平台对功率器...
利用纳米晶带材磁芯实现11.1kW高效无线电能传输
Highly Efficient 11.1-kW Wireless Power Transfer Utilizing Nanocrystalline Ribbon Cores
Daniel E. Gaona · Chaoqiang Jiang · Teng Long · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月
本文探讨了纳米晶合金作为感应电能传输系统中磁芯材料的优势。相比铁氧体，纳米晶材料具有更高的饱和磁通密度、磁导率、热导率及更好的温度稳定性。研究提出了一种专用设计方法，旨在利用这些特性提升无线充电系统在11.1kW功率等级下的效率与性能。
解读: 该研究关注的新型磁性材料（纳米晶）在提升功率密度和热管理方面具有潜力，对阳光电源的电动汽车充电桩业务具有参考价值。随着大功率无线充电技术的发展，该材料特性可用于优化充电模块中的高频变压器或电感设计，从而减小体积并提升散热效率。建议研发团队关注纳米晶材料在车载及地面充电桩高频功率变换单元中的应用可行性...
光触发自适应零电压开关
Optically Triggered Self-Adaptive Zero Voltage Switching
Borong Hu · Yunlei Jiang · Luke Shillaber · Hengyu Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
零电压开关（ZVS）能提升电力电子效率，但受功率半导体非线性寄生电容及负载电流变化影响，实现难度较大。本文提出一种利用SiC MOSFET本征电致发光（EL）特性的自适应ZVS方法，通过在每个开关周期自动调节开关频率，实现最优ZVS控制。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有重要价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，SiC器件已成为提升功率密度和效率的关键。利用SiC本征电致发光实现自适应ZVS，可有效降低开关损耗，解决宽禁带器件在复杂工况下的软开关控制难题。建议研发团队关注该传感机制...
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...
纳米晶带磁芯在极化感应电能传输垫中的可行性研究
Feasibility Study of Nanocrystalline-Ribbon Cores for Polarized Inductive Power Transfer Pads
Daniel E. Gaona · Saikat Ghosh · Teng Long · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年7月
本文研究了纳米晶带磁芯在感应电能传输（IPT）应用中的可行性。针对传统MnZn铁氧体材料脆性大及饱和磁通密度低的局限，探讨了纳米晶材料作为替代方案的性能与可靠性，并通过有限元仿真验证了其在IPT系统中的应用潜力。
解读: 该研究探讨的新型磁性材料对提升无线充电效率和功率密度具有参考价值。阳光电源在电动汽车充电桩领域持续深耕，若未来布局大功率无线充电技术，纳米晶磁芯可作为提升耦合机构性能、降低损耗及改善热特性的关键选型方向。建议研发团队关注该材料在高温环境下的稳定性及成本效益，评估其在车载或地面充电模块中的应用潜力，以...
通过解耦并联GaN HEMT降低轻载开关损耗
Desynchronizing Paralleled GaN HEMTs to Reduce Light-Load Switching Loss
Yanfeng Shen · Luke Shillaber · Hui Zhao · Yunlei Jiang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
为了实现更高电流等级，GaN HEMT并联是经济且必要的方案。然而，在轻载条件下，开关损耗成为主导，导致效率显著下降。本文提出了一种解耦控制策略，通过优化并联GaN器件的驱动时序，有效降低轻载开关损耗，提升整体功率转换效率。
解读: 该技术对于阳光电源的组串式逆变器及户用储能产品线具有重要参考价值。随着宽禁带半导体在光伏和储能领域的渗透，如何在高功率密度设计中平衡全负载范围的效率是核心挑战。通过解耦控制并联GaN器件，可以在不增加额外硬件成本的前提下，显著提升产品在轻载（如夜间待机或阴雨天）下的转换效率，助力提升iSolarCl...
用于零电压开关的功率MOSFET四边形电流模式并联技术
Quadrilateral Current Mode Paralleling of Power MOSFETs for Zero-Voltage Switching
Yanfeng Shen · Yunlei Jiang · Hui Zhao · Luke Shillaber 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
本文提出了一种用于并联功率MOSFET的通用零电压开关（ZVS）方案。通过在并联MOSFET半桥的中点（交流端）引入非耦合或反向耦合的差模换流电感，并结合基于时间延迟的控制策略，产生流经这些电感的循环电流，从而实现ZVS。该方案有效提升了高功率密度变换器的开关效率。
解读: 该技术对于阳光电源的高功率密度逆变器及储能变流器（PCS）产品线具有极高的应用价值。随着PowerTitan等大功率储能系统及组串式逆变器向更高功率密度演进，单管MOSFET并联带来的开关损耗和均流问题日益突出。该四边形电流模式并联技术通过优化换流路径实现ZVS，可显著降低开关损耗，提升整机效率。建...
一种简单有效的感应电机驱动预测功率控制
A Simple and Effective Predictive Power Control for Induction Motor Drives
Jin Zhang · Zhenbin Zhang · Zhen Li · Haitao Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
感应电机驱动的预测电流控制高度依赖磁链角度检测精度，现有改进方案通常导致系统设计与算法实现复杂化。本文提出了一种简单有效的预测功率控制策略，旨在简化系统结构的同时提升控制性能。
解读: 该文献探讨的预测功率控制（PPC）及磁链观测技术，核心逻辑在于优化电机驱动的动态响应与鲁棒性。虽然阳光电源主要聚焦于光伏逆变器、储能PCS及风电变流器，但其底层控制理论与电机驱动控制具有高度同源性。特别是对于风电变流器产品线，双馈或直驱风机侧的磁链观测与功率预测算法可借鉴此文的简化思路，以降低计算复...
用于全功率范围效率提升的分裂并联半桥开关单元
Split Parallel Semibridge Switching Cells for Full-Power-Range Efficiency Improvement
Yunlei Jiang · Yanfeng Shen · Luke Shillaber · Chaoqiang Jiang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月
本文提出了一种基于正向耦合电感（PCI）的半桥开关单元并联方案。通过将半桥开关单元和电感拆分为两个并联部分，在并联单元中点间形成较小的差模电感，利用时间延迟控制技术，有效提升了变换器在全功率范围内的运行效率。
解读: 该技术通过优化开关单元拓扑与电感耦合方式，显著提升了变换器在全功率范围内的效率，这对阳光电源的核心业务具有重要价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，DC-DC升压电路是决定整机效率的关键环节。应用该分裂并联方案，可有效降低轻载下的开关损耗并优化重...
感应电能传输中的叠层磁芯：一种平衡磁通与最小化屏蔽损耗的桥梁结构
Laminated Cores in Inductive Power Transfer: A Viaduct Structure for Balanced Flux and Minimal Shielding Loss
Yibo Wang · C. Q. Jiang · Xiaosheng Wang · Liping Mo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
本文提出了一种用于大功率感应电能传输的铁基纳米晶叠层磁芯结构。针对传统叠层磁芯磁通分布不均及间隙导致的漏磁与屏蔽损耗问题，该结构通过优化设计实现了磁通平衡与损耗抑制，提升了能量传输效率。
解读: 该研究关注磁性材料优化与磁场分布控制，对阳光电源的电力电子变换技术具有参考价值。虽然感应电能传输（IPT）目前非公司核心业务，但其核心技术——磁芯损耗抑制与漏磁控制，可直接迁移至光伏逆变器及储能变流器（PCS）中的高频磁性元件设计中。特别是在PowerTitan等大功率储能系统及高功率密度组串式逆变...
一种用于不平衡和非线性负载下独立运行无刷双馈感应发电机的改进转子速度观测器
An Improved Rotor Speed Observer for Standalone Brushless Doubl-Fed Induction Generator Under Unbalanced and Nonlinear Loads
Yi Liu · Wei Xu · Teng Long · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
针对无刷双馈感应发电机（BDFIG）传统控制依赖机械传感器导致成本高、可靠性差的问题，本文提出了一种改进的转子速度观测器（RSO）。该方法基于功率绕组电压，实现了BDFIG的无传感器运行，特别是在不平衡和非线性负载工况下，显著提升了系统的鲁棒性与可靠性。
解读: 该技术对于阳光电源风电变流器业务具有重要参考价值。BDFIG作为一种高可靠性、低维护成本的发电技术，在海上风电领域具有应用潜力。该研究提出的无传感器控制策略，能够有效降低变流器系统的硬件复杂度，提升在复杂电网环境（如不平衡负载）下的运行稳定性。建议研发团队关注该观测器算法在风电变流器控制平台上的移植...
利用耦合电感和并联SiC器件主动抵消反射以抑制电机过电压
Motor Overvoltage Mitigation by Active Cancellation of Reflections Using Parallel SiC Devices With a Coupled Inductor
Tim Lackie · Yunlei Jiang · Luke Shillaber · Teng Long · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
宽禁带器件的高开关速度提升了工业驱动逆变器的效率，但会导致逆变器与电机间短电缆产生电压反射，引发电机过电压。本文提出一种利用耦合电感和并联SiC器件主动抵消反射的方法，通过阻抗匹配抑制高频电压脉冲边缘的反射，从而有效降低电机侧过电压。
解读: 该技术主要针对电机驱动应用，虽然阳光电源核心业务为光伏和储能，但该研究中关于SiC器件的高频开关特性、阻抗匹配及电压反射抑制技术，对阳光电源的组串式逆变器及储能变流器（PCS）的功率模块设计具有重要参考价值。随着阳光电源产品向高功率密度和高开关频率演进，SiC器件的应用日益广泛，该文提出的主动抵消反...
外部直流磁场对多层陶瓷电容器高频阻抗特性的影响
Effects of External DC B-Fields on High-Frequency Impedance Characteristics of Multilayer Ceramic Capacitors
Rongrong Zhang · Chaoqiang Jiang · Shuo Wang · Teng Long 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
多层陶瓷电容器（MLCC）广泛应用于电力电子领域。由于顺电和铁电材料通常被视为非磁性介质，其磁场效应在设计中常被忽略。本文揭示了一个重要且此前未被记录的现象：外部直流磁场会导致MLCC的高频阻抗发生显著变化，这对于高功率密度电力电子变换器的设计具有重要参考价值。
解读: MLCC是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩中DC-Link支撑电容和滤波电路的关键元件。随着功率密度的提升，磁性元件（如电感、变压器）与电容的布局趋于紧凑，漏磁场对MLCC阻抗特性的影响可能导致滤波性能偏移或谐振点漂移。建议在研发阶段引入多物理场耦合仿真，评估高功率...
电力电子系统中功率半导体模块的热网络研究综述
Thermal Networks for Power Semiconductor Modules in Power Electronic Systems: A Review
Xiang Li · Yi Zhang · Haoze Luo · Xin Yang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
本文综述了功率半导体模块热网络模型的发展。随着电力电子应用对功率密度、开关频率、运行温度及可靠性要求的不断提高，功率模块的设计面临严峻挑战。文章重点探讨了热网络建模技术，旨在通过精确的热管理提升系统整体性能与可靠性。
解读: 热管理是阳光电源提升逆变器与储能系统功率密度的核心技术。随着PowerTitan等大功率储能系统及组串式逆变器向更高功率密度演进，功率模块（IGBT/SiC）的热设计直接决定了产品的可靠性与寿命。本文提到的热网络模型可深度集成至iSolarCloud智能运维平台，用于实时监测核心功率器件的结温状态，...
带LCL滤波器的并网变流器无源分数阶滑模控制
Passivity Fractional-Order Sliding-Mode Control of Grid-Connected Converter With LCL Filter
Bo Long · WenZe Mao · PengJie Lu · Jose Rodriguez 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
针对带LCL滤波器的并网变流器在参数设计、动态响应及鲁棒性方面的挑战，本文提出了一种无源分数阶滑模控制方法。该方法有效解决了滤波器参数时变、功率器件死区及外部扰动带来的控制难题，提升了系统在复杂电网环境下的稳定性和动态性能。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心产品线，包括组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）。LCL滤波器是上述产品并网侧的标准配置，该控制策略通过引入分数阶滑模与无源性控制，能显著提升逆变器在弱电网环境下的鲁棒性，有效抑制谐振并改善动态响应。建议研发团队在下一...
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