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基于矢量磁路理论的非正弦激励磁芯损耗模型
Core Loss Model for Nonsinusoidal Excitations Based on Vector Magnetic Circuit Theory
Chengbo Li · Ming Cheng · Wei Qin · Zheng Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月
随着电力电子器件向高频化发展，磁性材料在高频下的损耗预测变得至关重要。由于现代电力电子系统中磁性元件常处于非正弦激励下，本文提出了一种基于矢量磁路理论的分析型磁芯损耗计算模型，旨在提高复杂工况下磁性元件损耗计算的准确性。
解读: 磁性元件（电感、变压器）是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器及风电变流器的核心损耗源。随着产品向高功率密度和高频化演进，传统的Steinmetz方程在非正弦工况下误差较大。该模型能够精确评估复杂PWM波形下的磁芯损耗，有助于优化磁性元件设计，提升整机效率，降低...
氮化镓高电子迁移率晶体管
GaN-based HEMTs）击穿特性表征方法分析
Sheng Lei Zhao · Bin Hou · Wei Wei Chen · Min Han Mi 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年2月
本文通过研究关断状态漏电流和击穿曲线，分析了GaN HEMT的击穿特性表征方法。研究发现，在七种常规击穿曲线中，仅有两种能通过传统三端击穿表征方法合理呈现，并针对其余五种击穿类型进行了深入探讨。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化充电桩领域对功率密度要求的不断提升，GaN器件的应用成为关键技术趋势。本文提出的击穿特性表征方法，对于优化阳光电源功率模块的选型、提升高频变换器的可靠性设计具有重要参考价值。建议研发团队将此表征方法引入GaN器件的入库测试与失效分析流程中，以更精准地评估器件在极端...
基于双栅器件技术的p-GaN功率HEMT单片集成双向栅极ESD保护方案
Monolithically Integrated Bidirectional Gate ESD Protection Scheme of p-GaN Power HEMT by Dual-Gate Device Technology
Yanfeng Ma · Sheng Li · Mingfei Li · Weihao Lu 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
本文提出了一种用于p-GaN功率高电子迁移率晶体管（HEMT）的单片集成双向栅极静电放电（ESD）保护方案。设计采用双栅HEMT作为放电管，在几乎不牺牲器件性能的前提下，将正向/反向传输线脉冲失效电流从0.156 A/0.08 A显著提升至1.36 A/5.26 A。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及微型逆变器领域对高功率密度和高效率的追求，GaN器件的应用日益广泛。该研究提出的单片集成ESD保护方案有效解决了GaN器件栅极脆弱的痛点，显著提升了器件在复杂工况下的静电耐受能力和可靠性。建议研发团队关注该双栅结构在提升功率模块鲁棒性方面的潜力，特别是在高频化、小型化的...
面向高安全性万物互联设备Buck DC-DC变换器的真随机数伪滞环控制器
A True-Random-Number-Based Pseudohysteresis Controller for Buck DC–DC Converter in High-Security Internet-of-Everything Devices
Wen-Hau Yang · Shao-Wei Chiu · Chun-Chieh Kuo · Yen-Ting Lin 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
针对高安全性万物互联（IoE）设备，本文提出了一种基于真随机数（TRN）的伪滞环控制器（PHC）。该方法在不牺牲瞬态响应和调节性能的前提下，有效防御了功率侧信道攻击（PSCA）和功率注入攻击（PIA），并降低了电磁干扰（EMI）。
解读: 该技术主要针对高安全等级的微型电子设备，通过随机化开关频率来提升抗攻击能力和EMI性能。对于阳光电源而言，该技术在户用光伏逆变器或iSolarCloud智能运维平台的通信模块、传感器及边缘计算网关中具有潜在的参考价值。随着光伏与储能系统数字化程度提升，设备的信息安全与抗干扰能力日益重要。虽然该技术目...
一种具有增强功率和线性性能的AlN/Al_x_Ga1-_x_N/GaN梯度沟道HEMT
An AlN/Al_x_Ga1-_x_N/GaN graded channel HEMT with enhanced power and linearity performance
Xiang Du · Can Gong · Yue Hao · Applied Physics Letters · 2025年2月 · Vol.126
本文报道了一种基于AlN/Al_x_Ga1-_x_N/GaN梯度沟道结构的高电子迁移率晶体管（HEMT），旨在提升器件的功率与线性性能。通过在沟道层引入Al组分渐变的Al_x_Ga1-_x_N缓冲结构，并结合超薄AlN插入层，有效调控了二维电子气分布，增强了载流子输运特性，同时降低了短沟道效应。实验结果表明，该器件在保持高开关比的同时，显著提高了击穿电压、最大电流密度及跨导峰值。此外，线性跨导和栅极电容特性的改善有效提升了器件的线性度与高频稳定性。该梯度沟道设计为高性能射频与功率放大器应用提供了...
解读: 该梯度沟道GaN HEMT技术对阳光电源的功率变换产品具有重要应用价值。通过AlN/AlGaN梯度结构提升的击穿电压和电流密度特性,可显著提高SG系列逆变器和ST系列储能变流器的功率密度。改善的线性度和高频特性有助于优化车载OBC和充电桩的EMI性能。该器件在高压大功率应用场景下的优异开关特性,可支...
直流电网直流变电站——第二部分：分层控制策略与验证
DC Substation for DC Grid—Part II: Hierarchical Control Strategy and Verifications
Jianjun Ma · Miao Zhu · Xu Cai · Yun Wei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年9月
本文针对直流电网中的直流变电站，提出了一种多输入多输出系统的分层控制策略。该策略包含两层：底层针对单输入单输出变换器实现电压与电流的协同调节，上层负责整体功率调度与电压稳定，并通过实验验证了该控制架构在直流电网中的有效性。
解读: 该研究提出的直流变电站分层控制策略，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及PCS产品线具有重要参考价值。随着直流微电网和直流配电网的发展，储能变流器需具备更强的直流侧电压支撑与多机协同调度能力。该分层控制架构可优化阳光电源在大型储能电站及工商业直流耦合系统中的功率分配...
基于复合指标的功率器件剩余寿命在线预测方法
Online Prediction Method for the Remaining Useful Life of Power Devices Based on Composite Indicator
Xiao Ma · Jianing Wang · Zhaoyang Wei · Lijian Ding · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
功率开关器件是电力转换系统的核心，其寿命评估对系统安全运行至关重要。本文提出了一种基于多监测指标融合的剩余寿命（RUL）预测方法，旨在解决现有方法中预测精度低、监测指标利用率不足及故障信息获取不全等问题。
解读: 功率器件（IGBT/SiC）的可靠性是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统长寿命运行的关键。该研究提出的多指标融合RUL预测方法，可直接集成于iSolarCloud智能运维平台，实现对逆变器及PCS核心功率模块的健康状态实时监测。通过提前预判器件失效风...
用于车载逆变器应用的耦合电感隔离升压变换器的谐振分析与软开关设计
Resonance Analysis and Soft-Switching Design of Isolated Boost Converter With Coupled Inductors for Vehicle Inverter Application
Yuxi Wang · Wei Liu · Hao Ma · Longyu Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年3月
本文研究了带耦合电感的隔离升压变换器的谐振特性及软开关设计。通过电压倍增电容、钳位电容与耦合电感漏感的谐振，有效抑制了二次侧二极管的反向恢复问题，实现了全工作范围内的软开关，提升了变换效率。
解读: 该技术主要涉及高效率DC-DC变换拓扑，与阳光电源的电动汽车充电桩业务高度契合。通过耦合电感技术优化软开关，能显著提升充电模块的功率密度与转换效率，降低散热压力。建议研发团队关注该拓扑在车载充电机（OBC）及大功率直流快充模块中的应用，以提升产品在轻量化和高效率方面的竞争力。同时，该谐振分析方法可借...
基于参数辨识与Lyapunov函数的自适应切换控制在水下电声换能系统中的应用
Parameter Identification and Lyapunov Function Based Adaptive Switched Control for Underwater Electroacoustic Transduction System
Xinwei Wei · Hongliang Wang · An Luo · Fujun Ma 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
水下电声换能系统广泛应用于导航与通信。针对巨磁致伸缩换能器（GMT）在电压型放大器驱动下电流控制困难的问题，本文提出了一种基于参数辨识与Lyapunov函数的自适应切换控制策略，以应对非正弦波需求及负载参数随频率剧烈变化带来的挑战。
解读: 该研究关注非线性负载下的高精度电流控制与参数自适应算法，虽主要应用于水下电声领域，但其核心控制逻辑对阳光电源的电力电子产品具有参考意义。特别是在光伏逆变器或储能变流器（PCS）面对复杂电网环境（如弱电网、非线性负载）时，文中提到的参数辨识与自适应切换控制策略，可为提升逆变器在极端工况下的鲁棒性提供算...
一种用于太阳能机翼驱动的旋转轻量化无线电能传输系统
A Rotation-Lightweight Wireless Power Transfer System for Solar Wing Driving
Kai Song · Bingqing Ma · Guang Yang · Jinhai Jiang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年9月
本文设计了一种用于航天器太阳能机翼驱动的无线电能传输系统磁耦合机构。与传统滑环供电相比，该方案具有非接触、高效率、无磨损、安全可靠的特点，特别适用于旋转工况，且实现了轻量化与小型化。
解读: 该技术主要针对航天领域的旋转机构供电，与阳光电源现有的光伏逆变器及储能系统核心业务（地面/工商业/户用）关联度较低。但其核心的“非接触式电能传输”及“旋转工况下的高效能量转换”技术，在未来阳光电源探索极端环境下的跟踪支架供电、旋转式光伏阵列或特殊工业自动化场景中具有一定的技术储备价值。建议关注其磁耦...
一种具有随机并行功率注入和电荷回收功能的加密片上电源，用于抵御功率/电磁侧信道攻击
An Encrypted On-Chip Power Supply With Random Parallel Power Injection and Charge Recycling Against Power/EM Side-Channel Attacks
Kang Wei · Jin Woong Kwak · D. Brian Ma · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
随着硬件安全成为现代电子设备保护信息隐私的关键挑战，本文提出了一种加密片上电源，旨在抵御针对加密核心的功率和电磁侧信道攻击（SCA）。通过将电源路径与安全路径分离，利用随机并行功率注入和电荷回收技术，实现了供电功率的加密，有效增强了硬件系统的安全性。
解读: 该技术主要针对芯片级的硬件安全防护，通过电源层面的加密来抵御侧信道攻击。对于阳光电源而言，该技术在当前主流的光伏逆变器、储能PCS及充电桩产品中应用场景有限，主要因为电力电子设备的核心安全诉求更多集中在通信协议安全、固件防篡改及电网安全接入。但在iSolarCloud智能运维平台及未来高度集成化的智...
高功率砷化镓光导半导体开关失效机理研究
Research on the Failure Mechanism of High-Power GaAs PCSS
Wei Shi · Cheng Ma · Mengxia Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年5月
本文通过实验研究了高功率砷化镓（GaAs）光导半导体开关（PCSS）的失效机理。重点分析了两种典型失效场景：一是3mm间隙PCSS在45A输出电流下的失效；二是2mm间隙PCSS在1.45kA和1.8kA输出电流下的失效。研究揭示了高功率脉冲应用中GaAs材料的退化与击穿特性。
解读: 该文献研究的GaAs PCSS属于宽禁带半导体领域，主要应用于高功率脉冲功率系统。虽然目前阳光电源的主流光伏逆变器和储能PCS产品主要采用Si IGBT或SiC MOSFET，尚未大规模应用GaAs PCSS，但该研究中关于宽禁带半导体材料的失效机理、热应力分析及高电流密度下的退化模型，对公司研发部...
不同储能模式下高功率砷化镓光导半导体开关
PCSS）寿命研究
Cheng Ma · Lei Yang · Shaoqiang Wang · Yu Ji 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年6月
本文通过实验研究了不同储能模式下高功率砷化镓（GaAs）光导半导体开关（PCSS）的寿命。研究发现，在电容储能模式下，通过减小电容容量以缩短载流子雪崩倍增的维持时间，可将PCSS的寿命延长10倍。
解读: 该研究聚焦于宽禁带半导体材料（GaAs）在高功率开关应用中的可靠性与寿命优化，对阳光电源的功率器件选型与前沿技术储备具有参考价值。虽然GaAs目前主要应用于脉冲功率领域，但其提升开关寿命的机理（如通过优化储能参数减少载流子雪崩应力）对于公司在研的下一代高功率密度逆变器及储能变流器（PCS）中的SiC...
基于SoC的独立供电系统恒功率负载下垂系数稳定性区域分析
SoC-Based Droop Coefficients Stability Region Analysis of the Battery for Stand-Alone Supply Systems With Constant Power Loads
Rui Wang · Qiuye Sun · Wei Hu · Yushuai Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
本文针对多电池组成的独立供电系统，研究了下垂控制在无通信条件下的运行稳定性。指出电池荷电状态（SoC）及充放电模式的变化会导致下垂系数波动，进而引发小信号失稳。文章提出了一种分析方法，以评估恒功率负载下电池系统的稳定性区域，为优化储能系统控制策略提供了理论支撑。
解读: 该研究直接关联阳光电源PowerTitan和PowerStack等储能变流器（PCS）的核心控制算法。在微电网或离网应用场景中，PCS通常采用下垂控制实现多机并联。随着电池SoC动态变化，传统的固定下垂系数可能导致系统振荡。该分析方法有助于阳光电源研发团队优化PCS的自适应下垂控制策略，提升在恒功率...
基于电压预选的永磁同步电机低复杂度多矢量模型预测转矩控制
Low-Complexity Multivector-Based Model Predictive Torque Control for PMSM With Voltage Preselection
Xianglin Li · Zhiwei Xue · Xueyu Yan · Lixia Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
在双矢量模型预测转矩控制（MPTC）中，一个控制周期内应用两个电压矢量。由于电压矢量组合数量庞大，确定最优矢量对的过程往往十分复杂。本文提出了一种减少候选有源电压矢量数量的新方法，通过预选有源电压矢量来降低计算复杂度。
解读: 该研究提出的低复杂度模型预测控制（MPC）算法对于阳光电源的电机驱动类产品（如风电变流器及部分储能系统中的电机控制单元）具有重要价值。通过电压预选策略，该算法在保持高性能转矩响应的同时，显著降低了对控制芯片算力的要求，有助于提升阳光电源风电变流器在复杂电网环境下的动态响应速度和控制精度。建议研发团队...
感应电能传输系统中宽偏移容限的多频补偿策略分析与设计
Analysis and Design of Multifrequency Compensation Strategy for Wide Misalignment Tolerance in Inductive Power Transfer Systems
Zirui Yao · Shiying Luo · Zhuhaobo Zhang · Guanxi Li 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
针对感应电能传输系统在偏移情况下输出功率不一致的问题，本文提出了一种基于原边失谐多频补偿电路的拓扑结构。通过在多个开关频率下实现功率与耦合系数曲线的交叉，该方案在宽偏移范围内保持了输出功率的稳定性。
解读: 该研究提出的多频补偿策略旨在解决无线充电系统在偏移条件下的功率波动问题，这对阳光电源的电动汽车充电桩业务具有参考价值。虽然目前阳光电源充电桩以有线快充为主，但随着大功率无线充电技术的演进，该拓扑可提升充电桩在车辆停放位置偏差时的用户体验。建议研发团队关注该多频控制策略在提升功率密度和降低磁耦合敏感度...
用于感应电能传输系统优势的全失谐三线圈配置
All-Detuned Three-Coil Configuration for Advantages in Inductive Power Transfer Systems
Zirui Yao · Shiying Luo · Xuan Wei · Zhuhaobo Zhang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
本文针对感应电能传输（IPT）系统在长气隙、高功率及空间受限场景下的性能衰减问题，提出了一种全失谐三线圈配置方案。通过优化线圈耦合机制，该设计有效提升了系统的整体耦合系数与传输效率，为复杂环境下的无线电能传输提供了新的拓扑优化思路。
解读: 该技术主要应用于无线充电领域，与阳光电源的电动汽车充电桩业务具有潜在的技术关联。虽然目前主流充电桩以有线连接为主，但随着大功率无线充电技术在电动汽车及工业自动导引车（AGV）领域的渗透，该“全失谐三线圈”拓扑可作为提升长距离、高功率无线充电效率的储备技术。建议研发团队关注该拓扑在提升系统抗偏移能力方...
一种机制-数据驱动的电池三维温度分布自适应在线估计算法
A Mechanism-Data Driven Self-Adaptive Online Estimation Algorithm for 3-D Temperature Distribution of Battery
Yi Xie · Wensai Ma · Wei Li · Rui Yang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
锂电池性能受温度影响显著。本文提出了一种自适应三维热建模方法，通过两步电阻传递算法（RTA）实现模型自适应。该方法结合物理机制与数据驱动，能够实现电池内部三维温度场的在线精确估计，为电池热管理提供技术支撑。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan和PowerStack储能系统具有极高应用价值。目前储能系统面临高倍率充放电带来的热失控风险，传统BMS仅能监测表面温度，无法获取内部三维热场。引入该机制-数据驱动算法，可显著提升BMS对电芯内部温度的感知精度，优化液冷系统控制策略，从而提升系统循环寿命与安全性...
一种基于内置NTC传感器的SiC功率模块多芯片结温估计AI新方法
A Novel Artificial Intelligence-Enabled Junction Temperature Estimation Method for Multiple Chips in a SiC Power Module Based on an Inherent Built-in NTC Sensor
Zhewei Zhang · Laili Wang · Jin Zhang · Yi Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
结温是SiC功率模块监测的关键参数。针对现有非侵入式结温估计方法在处理多芯片热耦合及复杂工况时精度与分辨率不足的问题，本文提出了一种基于人工智能的创新结温估计方法，有效提升了多芯片模块的温度监测精度。
解读: 该技术对于阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统至关重要。随着SiC器件在高性能逆变器和PCS中的广泛应用，多芯片热耦合导致的结温不均是影响系统可靠性的核心挑战。该AI方法利用内置NTC传感器实现高精度结温估计，可直接集成于iSolarCloud智能运维平台，实现...
基于广义分布函数与Preisach模型的磁性元件磁滞建模及高效参数辨识
Hysteresis Modeling of Magnetic Components With Generalized Distribution Function and Efficient Parameter Identification Based on Preisach Model
Zhan Shen · Lexing Zhang · Shunshun Ma · Kaiyuan Liu 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
软磁材料广泛应用于电力电子变换器的磁性元件中。其磁滞效应导致磁芯呈现非线性阻抗特性，进而引发损耗增加、波形畸变及电磁干扰问题。本文针对磁性材料的非线性行为，提出了一种基于广义分布函数的Preisach磁滞建模方法，并实现了高效的参数辨识，为优化变换器磁性元件设计提供了理论支持。
解读: 磁性元件（电感、变压器）是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）的核心部件。该研究提出的高精度磁滞建模与参数辨识方法，能有效提升磁性元件在复杂工况下的损耗预测精度，有助于优化磁芯设计，从而提升逆变器与PCS的整机效率。此外，该方法在减少电磁干...
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