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基于自适应饱和控制器的永磁同步电机直接转矩控制
Adaptive Saturation Controller-Based Direct Torque Control for Permanent-Magnet Synchronous Machines
Zhe Zhang · Chun Wei · Wei Qiao · Liyan Qu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
本文提出了一种针对永磁同步电机（PMSM）驱动的改进型直接转矩控制（DTC）方案。该方案在较低采样频率下运行，摒弃了传统DTC基于滞环控制器选择单一电压矢量的做法，转而采用非线性自适应中点饱和控制器来调节转矩和磁链跟踪性能，有效提升了系统的动态响应与稳态精度。
解读: 该研究提出的自适应饱和控制算法在低采样频率下仍能保持高性能，对阳光电源的电机驱动类产品具有重要参考价值。特别是在风电变流器（发电机侧控制）及电动汽车充电桩（若涉及电机驱动模块）领域，该算法有助于在降低控制器计算负载的同时，显著抑制转矩脉动，提升系统运行效率与稳定性。建议研发团队评估该控制策略在风电变...
一种基于自适应网络的强化学习PMSG风能转换系统MPPT控制方法
An Adaptive Network-Based Reinforcement Learning Method for MPPT Control of PMSG Wind Energy Conversion Systems
Chun Wei · Zhe Zhang · Wei Qiao · Liyan Qu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年11月
本文提出了一种基于人工神经网络（ANN）的强化学习（RL）最大功率点跟踪（MPPT）算法，用于永磁同步发电机（PMSG）变速风能转换系统。该算法通过ANN与RL的结合，学习PMSG转子转速与电功率之间的最优关系，从而实现高效的能量捕获。
解读: 该研究提出的自适应强化学习MPPT算法对阳光电源的风电变流器业务具有重要参考价值。目前风电变流器正向高效率、智能化方向演进，引入AI算法可显著提升变流器在复杂风况下的发电效率及动态响应能力。建议研发团队关注该算法在全功率变流器控制策略中的应用，通过优化转速控制逻辑，提升风机在低风速段的捕获能力，从而...
一种基于频域的IGBT模块结温在线估计方法
An Online Frequency-Domain Junction Temperature Estimation Method for IGBT Modules
Ze Wang · Wei Qiao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年9月
本文提出了一种用于IGBT模块结温在线估计的频域热模型。该模型将IGBT模块的热行为表征为线性时不变（LTI）系统，通过对瞬态热阻抗的时间导数进行快速傅里叶变换（FFT），获取系统的频率响应，从而实现对结温的精确估计。
解读: 结温是影响IGBT寿命和可靠性的核心指标。该频域估计方法无需复杂的物理传感器，通过算法即可实现实时监测，对于阳光电源的组串式和集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）以及风电变流器具有极高应用价值。该技术可集成至iSolarCloud智能运维平台，实现功率模块...
一种基于物理的改进型Cauer型IGBT模块热等效电路
A Physics-Based Improved Cauer-Type Thermal Equivalent Circuit for IGBT Modules
Ze Wang · Wei Qiao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年10月
本文提出了一种基于IGBT模块物理结构的改进型Cauer型热等效电路（TEC）。传统方法将模块各层简化为均匀温度的集总参数，导致瞬态热行为分析精度不足。该研究通过物理建模优化了热阻抗网络，能更准确地预测IGBT模块的瞬态热响应。
解读: 该研究直接服务于阳光电源核心产品线（组串式/集中式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统）的功率模块设计。IGBT作为电力电子变换器的核心器件，其热管理直接决定了系统的功率密度与可靠性。通过采用更精确的物理热模型，研发团队可在设计阶段更精准地评估IGBT在极端工况下的结温波动，从...
一种增强型线性自抗扰永磁同步电机转子位置无传感器控制
An Enhanced Linear Active Disturbance Rejection Rotor Position Sensorless Control for Permanent Magnet Synchronous Motors
Lizhi Qu · Wei Qiao · Liyan Qu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
本文提出了一种基于增强型线性自抗扰控制器（ELADRC）的永磁同步电机（PMSM）转子位置无传感器磁场定向控制方案。该方案由两个线性扩张状态观测器（LESO）和一个比例电流控制器组成，其中一个LESO用于估计反电动势，以实现高精度的转子位置观测与控制。
解读: 该技术主要应用于电机驱动控制领域，与阳光电源的电动汽车充电桩（涉及电机驱动控制逻辑）及风电变流器业务具有一定技术关联。ELADRC算法通过增强抗扰能力，可提升电机在复杂工况下的运行稳定性。建议研发团队关注该算法在风电变流器电机侧控制的移植可行性，以优化变流器在弱电网或动态负载下的响应速度，提升系统整...
基于自抗扰的永磁同步电机滑模电流控制
Active-Disturbance-Rejection-Based Sliding-Mode Current Control for Permanent-Magnet Synchronous Motors
Lizhi Qu · Wei Qiao · Liyan Qu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
针对永磁同步电机（PMSM）驱动系统在参数变化等内部扰动下的电流跟踪性能问题，本文提出了一种基于自抗扰的滑模电流控制（ADR-SMCC）方案。首先，基于扰动上界设计了快速响应的滑模电流控制器，有效提升了系统的鲁棒性与动态响应速度。
解读: 该技术主要应用于高性能电机驱动领域。对于阳光电源而言，虽然核心业务聚焦于光伏和储能，但该控制算法在风电变流器（发电机侧控制）及电动汽车充电桩（内部功率模块风扇控制或特定电机驱动应用）中具有参考价值。ADR-SMCC方案通过增强系统对参数扰动的鲁棒性，可提升风电变流器在复杂电网环境下的电流控制精度，建...
基于自适应模型预测控制的燃料电池混合动力汽车实时能量管理
Adaptive Model-Predictive-Control-Based Real-Time Energy Management of Fuel Cell Hybrid Electric Vehicles
Chao Jia · Wei Qiao · Junwei Cui · Liyan Qu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
为提升燃料电池混合动力汽车（FCHEVs）的燃油经济性并延长燃料电池寿命，本文提出了一种基于自适应模型预测控制（AMPC）的实时能量管理策略。该方法通过优化功率分配，有效平衡了系统效率与燃料电池的退化问题，为氢能交通领域的能量管理提供了先进的控制方案。
解读: 该研究涉及的能量管理策略（EMS）与阳光电源的氢能业务及电动汽车充电桩业务具有技术关联。虽然阳光电源目前侧重于电解槽电源及充电桩硬件，但文中提出的AMPC控制算法可优化氢能系统与储能系统的协同运行，提升系统整体效率。建议研发团队关注该算法在氢能制储用一体化系统中的应用，通过优化功率分配策略，提升阳光...
基于扩展磁链模型的凸极永磁同步电机无传感器控制转子位置估计器
An Extended Flux Model-Based Rotor Position Estimator for Sensorless Control of Salient-Pole Permanent-Magnet Synchronous Machines
Yue Zhao · Zhe Zhang · Wei Qiao · Long Wu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年8月
本文针对凸极永磁同步电机（PMSM），在静止坐标系下推导了一种扩展磁链模型。相较于传统的扩展反电动势模型，该模型通过数学重构，在电机无传感器控制中提供了更精确的转子位置估计方法，优化了电机在宽转速范围内的运行性能。
解读: 该技术主要涉及电机驱动的无传感器控制算法，与阳光电源的风电变流器及储能系统中的电机驱动控制逻辑高度相关。在风电变流器中，通过优化转子位置观测算法，可以提升发电机在低速或复杂工况下的控制精度，降低对物理传感器的依赖，从而提高系统的可靠性与成本竞争力。建议研发团队关注该扩展磁链模型在风电变流器控制策略中...
具有可扩展电场耦合器对的CPT系统设计与分析
Design and Analysis of a CPT System With Extendable Pairs of Electric Field Couplers
Wei Zhou · Qiao Gao · Ruikun Mai · Zhengyou He 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
针对不同功率等级无线电能传输的需求，本文提出了一种通过模块化方法利用多个电场耦合器进行扩展的电容式电能传输（CPT）系统。文章详细分析了一种具有四对耦合板的双输入双输出（DIDO）系统，旨在实现功率容量的灵活扩展。
解读: 该研究探讨的电容式无线电能传输（CPT）技术主要应用于电动汽车无线充电领域。虽然阳光电源目前在电动汽车充电桩领域以有线快充为主，但随着无线充电技术的商业化潜力提升，该模块化扩展架构可作为未来研发高功率、柔性无线充电解决方案的技术储备。对于阳光电源而言，该技术可关注其在电动汽车充电桩产品线中的潜在应用...
具有可控误差边界的SiC MOSFET功率模块低阶热模型自动提取
Automated Extraction of Low-Order Thermal Model With Controllable Error Bounds for SiC MOSFET Power Modules
Cameron Entzminger · Wei Qiao · Liyan Qu · Jerry L. Hudgins · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文探讨了通过基于有限元分析（FEA）的全阶热模型（FOM）对SiC MOSFET功率模块进行热过程建模，并利用混合模型降阶（MOR）方法降低FEA热模型阶数。该方法结合了Krylov子空间投影技术，在保证误差可控的前提下，实现了功率模块热特性的高效精确模拟。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器、PowerTitan及PowerStack储能系统中大规模应用SiC功率器件，热管理已成为提升功率密度和可靠性的核心挑战。该研究提出的低阶热模型提取方法，能够显著提升系统级仿真效率，助力研发团队在设计阶段更精准地预测SiC模块在极端工况下的结温波动。建议将此降阶建模技术集...
基于LCC/CLC谐振网络的全双工模式无线电能与数据同步传输系统
Simultaneous Wireless Power and Data Transfer System With Full-Duplex Mode Based on LCC/CLC Resonant Network
Yongzhi Jing · Wei Feng · Ke Qiao · Liangtao Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
针对无线电能传输系统对实时全双工数据传输的需求，提出了一种基于高频载波注入的全双工无线电能与数据同步传输（SWPDT）系统。通过在功率传输通道中应用LCC/CLC补偿结构，实现了电压稳压并降低了功率传输对数据传输的干扰。
解读: 该技术主要涉及无线电能传输（WPT）领域，虽然目前阳光电源的主流产品（如PowerTitan储能系统、组串式逆变器及充电桩）主要基于有线连接，但该技术在未来电动汽车无线充电桩及分布式储能系统内部的非接触式信号/能量传输方面具有潜在应用价值。LCC/CLC谐振拓扑的抗干扰能力对提升系统集成度有参考意义...
用于甚高频隔离式E类DC-DC变换器的最优占空比辅助PFM控制
Optimal Duty Ratio Assisted PFM Control for VHF Isolated Class E DC-DC Converter
Desheng Zhang · Liangliang Lu · Wei Song · Run Min 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
本文提出了一种针对甚高频（VHF）隔离式E类DC-DC变换器的最优占空比辅助脉冲频率调制（PFM）控制策略。该方法实现了连续功率流与最优开关时序，在显著降低输出纹波的同时，确保了变换器在全负载范围内的零电压开关（ZVS）特性，并最小化了反向导通损耗。
解读: 该研究聚焦于甚高频（VHF）变换技术，对于阳光电源未来的高功率密度产品研发具有前瞻性参考价值。在户用光伏逆变器及小型储能PCS领域，随着对体积和重量要求的日益严苛，向高频化甚至甚高频化演进是提升功率密度的关键路径。该文提出的最优占空比辅助PFM控制策略，有助于优化E类变换器的软开关性能，减少开关损耗...
基于新型滑模控制律与未知系统扰动估计器的PMSG扰动抑制控制
Disturbance Rejection Control for PMSGs Based on Novel Sliding Mode Control Law and Unknown System Disturbance Estimator
Chun Wei · Tianqi Yin · Wei Qiao · Ying Zhu · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年4月 · Vol.40
本文提出一种基于指数收敛终端滑模函数的新型控制策略，用于PMSG风电系统转速控制，并设计未知系统动态估计器（USDE）提升抗扰能力。硬件实验表明，该方法在跟踪精度、抖振抑制和抗扰性上优于传统全阶滑模控制。
解读: 该研究提出的USDE增强型指数滑模控制可直接迁移至阳光电源风电变流器产品线，尤其适用于直驱永磁风电机组配套的全功率变流器（如SG1000/2000系列），提升弱风速下转速响应与电网扰动鲁棒性。建议在iSolarCloud平台中集成该扰动估计模块，实现风电机组状态预判与协同优化；同时可拓展至Power...
基于Zr0.75Hf0.25O2/Al2O3复合势垒的铁电隧道结
Ferroelectric tunnel junction based on Zr0.75Hf0.25O2/Al2O3 composite barrier
Yating Cao · Jingchao Xiao · Haoxin Qiao · Wei Zhang · Applied Physics Letters · 2025年2月 · Vol.126
具有可调谐穿隧电阻效应的铁电隧道结（FTJ）在新型非易失性存储器中具有重要应用前景。本研究制备了6 nm厚、Zr:Hf=3:1的Hf掺杂ZrO2（ZHO）铁电薄膜，其剩余极化达30 μC/cm²，并引入1 nm Al2O3介质层构建Pt/ZHO/Al2O3/W结构FTJ以抑制漏电流。器件实现了超过7000的穿隧电阻比，性能优于已报道的其他铪基/锆基FTJ。在100 ns脉冲写入下，器件表现出多态稳定性、10⁴ s以上保持特性及超过5×10⁴次的耐久性，且在0.2 V下获得8 A/cm²的较高读取...
解读: 该铁电隧道结技术对阳光电源储能系统和电动汽车产品具有前瞻性价值。其7000倍穿隧电阻比、10⁴s数据保持及5×10⁴次耐久性，可应用于ST系列储能变流器的参数存储模块和车载OBC的配置记忆单元，替代传统EEPROM实现更快速的状态保存与恢复。100ns写入速度适配PowerTitan系统的实时工况记...
由杂散微波能量驱动的智能超构器件：一种屏蔽外部干扰与探测的绿色方法
Smart meta-device powered by stray microwave energies: A green approach to shielding external interference and detection
Yong Jin Zhou · Xiong Bin Wua · Xiao Dong Caia · Hong Xin Xua 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378
摘要 保护敏感电子设备免受外部杂散微波的干扰对于多种实际应用至关重要。当前的屏蔽装置，如滤波器和频率选择表面，由于其机制依赖于通过频率选择响应滤除带外信号，因此对带内频率的有害信号仍然脆弱。本研究提出一种由杂散微波能量驱动的智能超构器件，能够在无需外部电源或人工干预的情况下，自主屏蔽外部干扰与探测。该类超构器件集成了可重构的超原子阵列以及感知-供能模块，构成一个感知-供能-反馈闭环系统，从而实现对高功率微波的实时感知，并自动从高透射状态切换至屏蔽或吸收外部有害微波能量的状态。本文研制并表征了一个...
解读: 该自供能电磁屏蔽技术对阳光电源储能系统和充电桩产品具有重要应用价值。ST系列PCS和PowerTitan储能系统在高压变流环节面临电磁干扰风险,该技术可利用杂散微波能量自主实现智能屏蔽,无需外部供电,契合储能系统免维护需求。对于大功率充电站密集部署场景,可保护敏感控制电路免受高功率微波干扰,提升系统...
一种带重复和PI环节的线性机器学习模型预测控制方法在三相逆变器中的应用
A Linear Machine Learning-Based Model Predictive Control With Repetitive and PI Elements for a Three-Phase Inverter
Jianwu Zeng · Wei Qiao · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月
现有的基于机器学习（ML）的模型预测控制（MPC）方法要么不如采用二次规划（QP）的在线优化MPC，要么计算复杂度高，无法在资源受限的数字信号处理器（DSP）中实现。本文通过使用线性ML方法并添加额外的可解释特征来解决这两个问题。首先，从理论上证明了由QP - MPC生成的训练数据具有内在线性，因此可以使用线性ML方法，如线性神经网络（LNN）和线性支持向量回归（LSVR）来捕捉训练数据集的线性特征。线性运算将计算复杂度从 O(2n) 显著降低至 O(1)，从而使其能够在DSP中实现。其次，将具...
解读: 该线性ML-MPC技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。通过线性化模型降低计算复杂度，可显著减轻控制器DSP/FPGA的运算负担，降低硬件成本；引入重复控制环节能有效抑制周期性谐波，提升并网电流THD性能，满足严格的电能质量标准；PI反馈增强的鲁棒性可应对电网阻抗波动...
客座编辑特刊：面向零排放电动交通的电机驱动先进技术
Guest Editorial Special Issue on Advanced Technologies of Motor Drives for Zero-Emission E-Mobility
Yunwei Ryan Li · Wei Hua · Luca Zarri · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
为实现《巴黎协定》将全球温升控制在2°C以内的目标，电动交通（e-mobility）迅速发展。然而，其电机驱动系统所耗电能仍部分来自化石能源，因此提升驱动系统能效成为实现净零排放的关键。本期特刊聚焦电机驱动在新材料、谐波抑制、电磁干扰抑制、智能控制、故障容错、能量管理及系统设计等方面的前沿进展，收录43篇高质量论文，涵盖提高能效的多种技术路径，推动电动交通可持续发展。
解读: 该特刊聚焦的电机驱动先进技术对阳光电源新能源汽车产品线具有直接应用价值。其中SiC/GaN器件应用、三电平拓扑技术可直接优化车载OBC充电机和电机驱动系统的功率密度与效率；PWM控制、SVPWM及模型预测控制MPC等智能控制算法可提升电机驱动精度和动态响应；谐波抑制与EMI抑制技术可改善充电桩的电能...