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用于组件级光伏系统直流串联电弧故障检测与熄灭的机器学习与电流调制协调控制
Coordination of Machine Learning and Current Modulation for DC Series Arc Fault Detection and Extinguishing for Module-Level PV Systems
Byungki Kim · Wan Kim · Minseo Jeon · Sung-Geun Song 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月
组件级电力电子设备虽能优化光伏发电效率，但也增加了直流串联电弧故障的风险。本文提出了一种结合电流调制与机器学习的方法，利用电弧电阻特性实现故障的精准检测与熄灭，解决了传统单一方法在复杂工况下的局限性，提升了光伏系统的安全性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及户用光伏产品线具有极高价值。随着光伏系统向组件级安全标准（如NEC 2017/2020）演进，电弧故障检测是核心竞争力。该研究提出的机器学习与电流调制协同方案，可显著提升阳光电源逆变器在复杂环境下的电弧识别准确率，降低误报率。建议研发团队将此算法集成至iSolarCl...
基于LCL型升压变换器的光伏应用中利用频谱分析检测直流串联电弧故障能力
DC Series Arc Fault Detection Capability With Frequency Spectrum Analysis Using LCL-Type Boost Converter for PV Applications
Byungki Kim · Mina Kim · Wan Kim · Hwa-Pyeong Park · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年2月
模块级电力电子技术可实现每个光伏（PV）面板的最大发电量。然而，这增加了光伏面板与直流/直流转换器之间发生电弧故障的可能性。损坏和松动的连接器可能引发直流串联电弧故障。此前，基于光伏电流的频域分析，如傅里叶变换和小波变换，被广泛用于串联电弧故障检测。然而，根据系统配置的不同，电弧故障检测性能并不稳定。本文基于功率转换器的阻抗，通过频谱分析来研究直流串联电弧故障检测能力。从电弧故障状态的特性来看，包含LCL型滤波器的升压转换器可在频域分析中明确电弧故障状态。在考虑串联电弧故障检测和功率转换的同时，...
解读: 从阳光电源组件级电力电子产品和光伏系统安全角度分析，该论文提出的基于LCL型升压变换器的直流串联电弧故障检测技术具有重要的工程应用价值。 在组件级功率优化器（Module-Level Power Electronics）场景中，每块光伏组件配备独立DC/DC变换器虽能实现最大功率点跟踪，但确实增加...
用于飞跨电容自平衡的无环路自校准双路径三电平Buck变换器
Dual-Path Three-Level Buck Converter With Loop-Free Autocalibration for Flying Capacitor Self-Balancing
Woojoong Jung · Se-Un Shin · Sung-Wan Hong · Sung-Min Yoo 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
本文提出了一种用于三电平DC-DC Buck变换器中飞跨电容自平衡的无环路自校准技术。该变换器采用双路径功率级，通过平衡开关在去磁阶段自适应短接飞跨电容，从而确保飞跨电容电压自动平衡在输入电压的一半。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及储能PCS产品具有重要参考价值。三电平拓扑在提升功率密度和降低开关损耗方面优势显著，但飞跨电容电压平衡一直是工程难点。本文提出的无环路自校准方案简化了控制逻辑，降低了对复杂采样电路的依赖，有助于提升系统可靠性。建议研发团队评估该双路径拓扑在户用及工商业储能DC-DC环...
一种用于热电能量收集应用的具有时域MPPT和数字自跟踪ZCD的升压变换器设计
A Design of Boost Converter With Time-Domain MPPT and Digital Self-Tracking ZCD for Thermoelectric Energy Harvesting Applications
Jong Wan Jo · Dae-Han Yu · YoungGun Pu · Yeon Jae Jung 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
本文提出了一种用于能量收集的DC-DC升压变换器。采用时域最大功率点跟踪（MPPT）技术，无需额外的开关和时间片即可最大化能量收集性能。此外，通过实现数字自跟踪零电流检测器（ZCD）以提升效率。该变换器采用180nm CMOS工艺制造。
解读: 该文献聚焦于微功率能量收集领域的DC-DC拓扑优化及高效控制，与阳光电源目前主流的兆瓦级光伏逆变器、大功率储能系统（PowerTitan/PowerStack）及风电变流器业务在功率等级和应用场景上存在较大差异。然而，其提出的时域MPPT算法和数字自跟踪ZCD技术，在提升功率变换效率和控制精度方面具...
实现88.6%峰值效率的20MHz LTE射频功率放大器用无失配占空比双相三电平包络跟踪电源调制器
2-Phase 3-Level ETSM With Mismatch-Free Duty Cycles Achieving 88.6% Peak Efficiency for a 20-MHz LTE RF Power Amplifier
Hui-Dong Gwon · Jun-Suk Bang · Kye-Seok Yoon · Se-Hong Park 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年4月
本文提出了一种用于20MHz LTE射频功率放大器的双相三电平（2P3L）包络跟踪电源调制器（ETSM）。该调制器仅由开关变换器组成，实现了高效率、快速瞬态响应及较小的输出电流纹波。通过采用无失配占空比控制策略，有效提升了系统性能。
解读: 该文献探讨的高频、高效率三电平DC-DC变换技术主要应用于射频通信领域，与阳光电源的核心业务（光伏逆变器、储能PCS）在应用场景上存在差异。然而，其提出的‘无失配占空比’控制策略和‘多相三电平’拓扑对于提升阳光电源在微型逆变器或高频功率模块的功率密度与转换效率具有一定的参考价值。建议研发团队关注该拓...
具有可调中间态的P型三值逻辑MOSFET
P-Type Ternary Logic MOSFET With Tunable Middle State Using Bidirectional Threshold Switching
Jeong-A Han · Jung-Woo Lee · Joon-Kyu Han · Do-Wan Kim 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2024年11月
本文展示了一种 p 型三值逻辑金属氧化物半导体场效应晶体管（P - TMOS），它是此前报道的 n 型三值逻辑金属氧化物半导体场效应晶体管（N - TMOS）的互补器件，而互补标准三值反相器的构建一直缺少该器件。P - TMOS 由一个 PMOS 和一个 n 型阈值开关（TS）串联组成。虽然 PMOS 决定了三值逻辑器件的类型，但 TS 尽管是 n 型器件，却同时具备 n 型和 p 型特性，使其具有双向性，并在三值逻辑中拥有可调节的中间状态。这种可调节的中间状态对于平衡噪声容限和控制功耗 - 延...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项P型三态逻辑MOSFET技术为我们的核心产品带来了值得关注的创新方向。该技术通过PMOS与n型阈值开关的串联结构，实现了可调谐的中间态，补全了三态逻辑互补体系，这对我们的光伏逆变器和储能系统的控制电路优化具有潜在应用价值。 在光伏逆变器领域，三态逻辑器件可为功率开关控...
基于非反相升降压变换器的组串级电弧故障检测能力研究
DC Series Arc Fault Detection Capability with Non-Inverting Buck-Boost Converter for Module-Level Power Electronics Applications
SeungJin Chang · Daeseok Cha · Jeongsik Choi · Jung-Hoon Ahn 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
组件级电力电子设备可优化每块光伏面板的发电效率，但增加了其与DC-DC变换器间发生直流串联电弧故障的风险。连接器损坏或松动易引发电弧故障。传统方法多采用傅里叶变换或小波变换等频域分析技术进行检测，但其效果受系统配置影响较大。本文通过分析电弧电阻特性，结合功率调制与信号处理实现电弧故障的检测与熄灭。针对非反相升降压（NIBB）变换器的控制自由度，设计了适用于电弧与光伏特性的占空比调制策略。提出一种基于时域分析的混合算法，可有效区分正常与电弧故障状态，并在正常工况下最大化发电效率。800W样机实验验...
解读: 该非反相升降压变换器的直流电弧故障检测技术对阳光电源组件级电力电子产品具有重要应用价值。针对SG系列光伏逆变器的组串优化器和功率优化器模块，该时域混合检测算法可有效替代传统频域方法，降低系统配置依赖性，提升电弧故障识别准确率。所提占空比调制策略可集成至阳光现有MPPT算法框架，在保障安全的同时最大化...