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双向多电平LCL谐振变换器全范围软开关的混合调制策略
Hybrid Modulation Strategy for Full Range Soft Switching
Wenhui Qiu · Hui Wang · Guo Xu · Xida Chen 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
多电平混合调制可有效降低双向LCL谐振变换器轻载下环流。传统非对称多电平调制难以在正向和反向功率传输时同时维持软开关。基于基波谐波分析(FHA)的电流计算在瞬时电流方面存在显著偏差,特别是轻载和多电平调制下影响ZVS特性分析精度。本文提出基于多电平桥结构的混合调制策略,通过选择适当变换器开关逻辑拓宽反向功率传输软开关范围。结合移相角所提混合调制确保轻载下软开关。采用时域信号叠加分析方法替代FHA获得更准确的开关瞬时电流值。1.5kW实验样机验证混合调制策略有效性和时域分析方法准确性。
解读: 该混合调制软开关技术对阳光电源双向谐振变换器有重要优化价值。该策略可应用于ST储能系统双向DC-DC变换器的多电平拓扑,实现全负载范围软开关提高效率并降低EMI。时域分析方法对PowerTitan大型储能系统LCL谐振变换器的精确建模和控制设计有参考意义。该技术对阳光电源双向充放电系统和V2G应用的...
基于矢量空间解耦调制的级联双三相电流源逆变器共模电压抑制
Common-Mode Voltage Reduction for Cascaded Dual Three-Phase CSIs Based on Vector Space Decoupling Modulation
Wenhui Huang · Zheng Wang · Yang Xu · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
共模电压（CMV）是电力电子变换器的关键性能指标，过高的CMV会损害电机系统绝缘、引发行电流和电磁干扰（EMI），影响系统可靠性与寿命。本文提出一种基于矢量空间解耦（VSD）的调制策略，用于级联双三相电流源逆变器（DTP-CSI）驱动系统，以抑制共模电流与EMI。该策略通过全面比较所有可行电流矢量状态下的CMV幅值，离线选取最小CMV对应的矢量组合，无需实时电容电压比较，提升系统鲁棒性与可靠性。同时，所提方法保持了较低的电压变化率（dv/dt）、高短路耐受能力、良好的总谐波畸变（THD）及直流母...
解读: 该级联双三相电流源逆变器共模电压抑制技术对阳光电源储能与电驱产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，所提VSD调制策略可有效降低共模电流和EMI，提升系统电磁兼容性与长期可靠性，特别适用于大型PowerTitan储能系统的多模块级联场景。对于新能源汽车电机驱动系统，该技术可减少轴承电流损伤，...
一种实现氮化镓单级车载充电机全范围零电压开关的多目标优化调制策略
A Multi-Objective Optimization Modulation Strategy for Achieving Full-Range ZVS in GaN-Based Single-Stage On-Board Charger
Wenhui Li · Yuxuan Li · Jiancheng Zhao · Junzhong Xu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
为提升电动汽车充电系统的功率密度与效率，Boost型集成双有源桥（BI-DAB）变换器备受关注。然而，传统调制策略的零电压开关（ZVS）范围有限且优化灵活性不足，影响效率并制约其应用。本文提出一种软硬件结合的多目标优化调制策略，通过建立完整的ZVS模型并考虑励磁电感的影响，结合励磁电感优化设计与移相调控，实现全范围ZVS运行。该策略还支持无缝模式切换，有效实现功率因数校正与准最优电流应力。实验研制了2 kW/150 kHz的GaN基BI-DAB样机，峰值效率达96.6%，总谐波畸变率为1.5%。
解读: 该GaN基BI-DAB全范围ZVS调制策略对阳光电源车载充电机产品线具有重要应用价值。通过软硬件协同的多目标优化，实现全工况ZVS运行，峰值效率96.6%、THD仅1.5%，可直接应用于阳光电源OBC产品的功率密度提升与效率优化。其励磁电感优化设计与移相调控相结合的方法，为ST储能变流器的双向DC-...
面向SiC上异质集成β-Ga2O3 SBD布局设计的电热分析
Electrothermal Analysis for Layout Design of Hetero-Integrated β-Ga2O3 SBDs on SiC
Yinfei Xie · Yang He · Zhenghao Shen · Zhenyu Qu 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年12月
β相氧化镓（β - Ga₂O₃）在下一代电力电子领域具有广阔前景，但其较低的热导率要求进行有效的热管理，特别是在高功率应用中。以往的研究主要集中于采用高导热率衬底策略来增强β - Ga₂O₃器件的散热性能。本研究通过三维拉曼测温法和电热模拟进行综合分析，对碳化硅（SiC）上异质集成的β - Ga₂O₃肖特基势垒二极管（SBD）的电极布局（包括形状、尺寸和间距）进行了优化。由于电流密度较高，圆形电极肖特基势垒二极管的峰值温度出现在内电极附近，而叉指电极肖特基势垒二极管的峰值温度出现在阳极附近。特别...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于β-Ga2O3肖特基势垒二极管（SBD）异质集成技术的研究具有重要的战略参考价值。作为功率半导体器件的潜在革新方向，β-Ga2O3材料凭借其超宽禁带特性，理论上可实现比传统硅基甚至碳化硅器件更高的击穿电压和更低的导通损耗，这与我们在光伏逆变器和储能变流器领域追求的高...
单极正负偏压应力下Ga₂O₃-on-SiC MOSFET阈值电压独特的单调正向漂移
Unique Monotonic Positive Shifts in Threshold Voltages of Ga₂O₃-on-SiC MOSFETs Under Both Unipolar Positive and Negative Bias Stresses
Chenyu Liu · Bochang Li · Yibo Wang · Wenhui Xu 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月
本研究系统地研究了异质碳化硅基氧化镓（GaOSiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）在单极正/负偏置应力（UPBS/UNBS）下的不稳定性。通过调整应力电压波形的关键参数，包括频率（f）、保持时间（$t_{\text {h}}$）、上升时间（$t_{\text {r}}$）和下降时间（$t_{\text {f}}$），在 UPBS 测量中观察到阈值电压（$V_{\text {T}}$）随循环次数（$C_{n}$）呈现两阶段偏移。UPBS 引起的正 $V_{\text {T...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于Ga₂O₃-on-SiC MOSFET器件可靠性的研究具有重要的前瞻性价值。该研究系统揭示了异质结构功率器件在单极性偏置应力下的阈值电压漂移机制，这对我们开发下一代高效光伏逆变器和储能变流器至关重要。 Ga₂O₃/SiC异质结构结合了氧化镓的超宽禁带特性（约4.8...