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无直通问题多电平逆变器的拓扑构建、建模与控制
Topology Construction, Modeling, and Control of Multilevel Inverters Without Shoot-Through Problem
Xinxin Zheng · Jingwen Hu · Xintian Liu · Yao He 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
直通故障是桥式逆变器的固有缺陷,在多电平逆变器中,死区时间的设置与补偿对控制策略提出了更高要求。本文提出了一种三相逆变器拓扑构建规则,可将现有的两电平或多电平桥式逆变器转换为无直通风险的新型拓扑,有效提升了系统的可靠性。
解读: 该研究直接针对光伏逆变器(组串式及集中式)的核心痛点——桥臂直通风险。通过消除直通隐患,可以简化死区时间控制逻辑,降低对功率器件驱动保护电路的极端要求,从而提升逆变器在极端工况下的可靠性。对于阳光电源的下一代高功率密度组串式逆变器及大型集中式逆变器,该拓扑构建方法有助于在不牺牲效率的前提下,进一步优...
基于近临界导通模式的交错三电平DC-DC变换器电压电流无传感器自平衡机制
Sensorless Simultaneous Self-Balance Mechanism of Voltage and Current Based on Near-CRM in Interleaved Three-Level DC–DC Converter
Zhigang Yao · Xinyu He · Ziheng Xiao · Zhou He 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年2月
本文提出了一种基于近临界导通模式(Near-CRM)的交错三电平DC-DC变换器电压电流自平衡机制。该机制无需额外传感器即可实现电流与电压的自动平衡,并分析了零电压开关(ZVS)及谐振特性,为提升变换器效率与可靠性提供了新方案。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及组串式逆变器中的DC-DC环节具有极高价值。通过实现无传感器的电压电流自平衡,可以显著降低硬件成本,简化控制逻辑,并提升多模块并联时的均流精度。在阳光电源的高功率密度储能变流器(PCS)设计中,应用此机制能有效优化三电平...
基于半导体的电气隔离:接触电流抑制
Semiconductor-Based Galvanic Isolation: Touch Current Suppression
Chengcheng Yao · Xuan Zhang · Yue Zhang · Pengzhi Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
本文深入分析了采用半导体电气隔离(SGI)技术时共模(CM)接触电流的产生机理及抑制方法。SGI通过半导体开关在导通时传输差模功率,在关断时维持共模隔离电压来实现电气隔离。研究重点在于优化SGI转换器中的共模电流路径,以满足安规对接触电流的严格限制。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有重要指导意义。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中,随着功率密度的提升,电气隔离方案的优化直接影响安规合规性与系统体积。SGI技术可替代传统笨重的工频或高频变压器,实现更轻量化的设计。建议研发团队关注该技术在提升系统功率密度、降低漏...
CLLC谐振变换器动态过程的最优开关模式控制
Optimal Switching Pattern Control of the CLLC Resonant Converters in Dynamic Processes
Ziheng Xiao · Jiayang Wu · Zhou He · Zhigang Yao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
CLLC谐振变换器因其高功率密度和高效率而备受青睐,但在谐振频率附近因谐振腔低阻抗特性导致动态性能下降。本文提出了一种在特定峰值谐振电流条件下的最优开关模式,以实现快速且平滑的动态过渡。
解读: 该研究直接关联阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及电动汽车充电桩业务。CLLC拓扑是实现双向DC-DC变换的核心,广泛应用于储能PCS及直流快充模块中。通过优化开关模式,可显著提升系统在负载突变或电网波动下的动态响应速度,减少谐振腔电流应力,从而提升变换器的可靠性...
自触发高频纳秒脉冲发生器
Self-Triggering High-Frequency Nanosecond Pulse Generator
Weirong Zeng · Chenguo Yao · Shoulong Dong · Yilin Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
随着全固态高压纳秒脉冲发生器在国防及工业领域的广泛应用,传统脉冲发生器在驱动隔离、紧凑化设计及减重方面面临挑战。本文提出了一种新型自触发高频纳秒脉冲发生器电路拓扑,旨在解决上述关键技术瓶颈。
解读: 该文献研究的高频纳秒脉冲发生技术主要针对高压脉冲应用,与阳光电源现有的光伏逆变器及储能PCS产品线直接关联度较低。然而,其涉及的紧凑化设计理念及高压驱动隔离技术,对公司未来探索更高功率密度、更小体积的功率模块设计具有参考价值。建议关注该拓扑在功率器件驱动保护电路中的潜在应用,特别是针对SiC/GaN...
双三相永磁同步电机驱动开路故障的自适应容错控制
Adaptive Fault-Tolerant Control for Open-Circuit Faults in Dual Three-Phase PMSM Drives
Pengchuan Shi · Xueqing Wang · Xin Meng · Mingzhi He 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
传统容错控制通常包含故障检测与容错处理两个步骤,其中故障检测增加了系统复杂性及误诊风险。本文提出了一种针对双三相永磁同步电机开相及开关故障的自适应容错控制策略,无需复杂的故障定位过程,有效提升了驱动系统的可靠性与鲁棒性。
解读: 该技术主要针对多相电机驱动,虽然阳光电源目前核心业务聚焦于光伏逆变器与储能PCS,但该研究提出的“无需显式故障定位的自适应容错控制”思路,对提升阳光电源风电变流器及未来高性能电机驱动类产品的可靠性具有重要参考价值。在风电变流器领域,面对恶劣工况下的功率器件故障,该算法可降低系统停机风险,提升发电效率...
一种双有源桥变换器混合数据驱动的功率损耗最小化方法
A Hybrid Data-Driven Power Loss Minimization Method of Dual-Active Bridge Converters
Ziheng Xiao · Yu Jiang · Zhigang Yao · Zhou He 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
由于控制参数复杂,DAB变换器的效率优化过程繁琐且耗时。传统基于理想无损模型的方法与实验结果存在偏差。本文提出一种混合数据驱动方法,通过结合理论模型与实验数据,有效解决了DAB变换器在实际运行中的功率损耗最小化问题,提升了变换效率。
解读: DAB变换器是阳光电源储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及PCS核心功率模块的关键拓扑。该研究提出的混合数据驱动方法,能够弥补传统解析模型在复杂工况下精度不足的问题,显著提升储能变流器的全功率段转换效率。建议研发团队将其应用于iSolarCloud智能运维平台的数据分析中,...
用于HERIC逆变器的混合UP-PWM方案以提高电能质量和效率
Hybrid UP-PWM Scheme for HERIC Inverter to Improve Power Quality and Efficiency
Zhongting Tang · Mei Su · Yao Sun · Bin Cheng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
HERIC逆变器因其低漏电流和高效率,成为无变压器光伏系统的理想选择。然而,现有调制方法难以在保持高效率的同时兼顾电能质量和无功功率注入。本文提出了一种混合UP-PWM方案,旨在优化HERIC逆变器的性能,解决效率与并网控制能力之间的矛盾。
解读: HERIC拓扑是阳光电源户用及部分工商业组串式逆变器的核心技术之一。该文献提出的混合UP-PWM调制方案,直接针对无变压器逆变器在提升效率与实现无功补偿(如夜间SVG功能)之间的平衡问题。对于阳光电源而言,该技术可优化现有户用逆变器产品在弱电网环境下的电能质量表现,并提升在复杂电网条件下的无功支撑能...
具有高电压增益和多模式的MHz纳秒级矩形脉冲发生器
MHz Nanosecond Rectangular Pulse Generator With High Voltage Gain and Multimode
Jianhao Ma · Liang Yu · Shoulong Dong · Chenguo Yao 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
本文提出了一种能在MHz重复频率下连续工作的纳秒级短脉冲发生器。针对传统气体火花隙脉冲形成线存在的电极烧蚀问题,该研究旨在实现高压纳秒脉冲的高频稳定输出,在加速器、激光调制及电磁生物效应等领域具有重要应用价值。
解读: 该技术主要针对高频、高压脉冲功率应用,与阳光电源现有的光伏逆变器、储能PCS及充电桩产品线在应用场景上有较大差异。然而,其涉及的MHz级高频开关技术及宽禁带半导体应用,对于提升电力电子变换器的功率密度具有参考价值。建议研发团队关注其高频驱动电路设计及电磁兼容性处理方法,以探索未来在超高功率密度变换器...
一种用于生物医学应用的新型高频双极性脉冲功率发生器
A Novel High-Frequency Bipolar Pulsed Power Generator for Biological Applications
Weirong Zeng · Liang Yu · Shoulong Dong · Jianhao Ma 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
高频双极性高压脉冲电场在肿瘤消融中能有效均匀电场分布并抑制肌肉收缩。开发一种电压幅值、波形、重复频率及脉宽可调的高频双极性脉冲功率发生器(HBPPG),对于生物医学应用具有重要意义。
解读: 该文章研究的高频双极性脉冲功率发生器主要针对生物医疗领域,与阳光电源的核心业务(光伏、储能、充电桩)直接关联度较低。然而,其涉及的高频高压脉冲拓扑及宽禁带半导体应用技术,与阳光电源在电力电子变换器中追求的高功率密度、高开关频率设计趋势具有底层技术共性。建议研发团队关注该拓扑在极端工况下的功率变换效率...
基于无源性的构网型逆变器稳定性分析与通用控制器设计
Passivity-Based Stability Analysis and Generic Controller Design for Grid-Forming Inverter
Guotao Wu · Yuying He · Hao Zhang · Xuehua Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
随着可再生能源的增长,具备电压/频率支撑功能的构网型(GFM)逆变器备受关注。由于逆变器与电网的交互作用,GFM逆变器的稳定性成为关键问题。本文证明了基于无源性的分析方法在GFM逆变器稳定性研究中具有显著优势,并提出了相应的通用控制器设计方案。
解读: 构网型(GFM)技术是阳光电源下一代逆变器及储能系统的核心竞争力。随着高比例新能源接入,电网强度下降,该研究提出的无源性分析方法可直接优化阳光电源PowerTitan系列储能变流器及大型组串式逆变器的并网控制算法,有效提升在弱电网环境下的系统稳定性。建议研发团队将此无源性判据集成至iSolarClo...
基于非线性电感的交错式DC-DC变换器单传感器电流平衡方法
Nonlinear Inductor-Based Single Sensor Current Balancing Method for Interleaved DC–DC Converters
Zhigang Yao · Haogang Lan · Xinyu He · Fei Deng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年4月
本文提出了一种利用非线性电感特性来实现交错式DC-DC变换器电流平衡的创新方法。通过分析交错后的总电流波形,利用软磁粉芯电感的非线性行为,仅需单个传感器即可实现多相电流的精确平衡,有效降低了系统硬件成本与复杂度。
解读: 该技术对阳光电源的储能变流器(如PowerTitan、PowerStack系列)及大功率组串式光伏逆变器具有重要价值。在多相交错并联DC-DC拓扑中,电流平衡通常依赖多个电流传感器,增加了成本与故障点。利用电感非线性特性实现单传感器平衡,不仅能显著降低硬件成本,还能提升系统功率密度。建议研发团队评估...
控制器饱和对并网逆变器失稳行为的影响
Impact of Controller Saturation on Instability Behavior of Grid-Connected Inverters
Xuehua Wang · Yuying He · Kuang Qin · Hao Zhang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
针对电力电子化电力系统中常见的恒幅振荡现象,本文探讨了线性模型和阻抗分析法无法解释的负阻尼振荡发散问题。研究指出,控制器饱和非线性特性是导致系统从发散振荡转变为恒幅极限环振荡的关键因素,为理解并网逆变器在极端工况下的稳定性提供了新视角。
解读: 该研究直接关联阳光电源组串式及集中式光伏逆变器在弱电网或复杂电网环境下的稳定性设计。控制器饱和是逆变器在故障穿越(LVRT/HVRT)或高比例可再生能源接入场景下常见的非线性行为。建议研发团队在iSolarCloud运维平台中引入基于该理论的振荡监测算法,并在逆变器控制策略中优化限幅逻辑与环路补偿,...
一种具有更低涡流损耗的中压高频变压器绕组内部屏蔽结构改进
An Improved High Voltage Winding Internal Shielding Structure With Lower Eddy Loss for Medium Voltage High-Frequency Transformer
Rui Lu · Chushan Li · Jianxiong Yu · Yinan Yao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
本文针对高功率密度中压高频变压器,研究了电场屏蔽结构对高频附加损耗的影响。传统屏蔽结构虽能优化电场分布,但会引入涡流损耗。文章提出了一种改进的内部屏蔽结构,在保证绝缘性能的同时,有效降低了绕组的高频涡流损耗,提升了变压器整体效率。
解读: 该研究对于阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及中压组串式逆变器具有重要参考价值。随着光储系统向更高电压等级(如1500V及以上)和更高功率密度发展,高频变压器作为核心磁性元件,其绝缘设计与损耗控制直接影响系统效率与可靠性。该改进的屏蔽结构能有效平衡电场应力与高频涡...
基于单传感器的五电平DC-DC变换器全范围电压平衡方法
Single Sensor-Based Full-Range Voltage Balancing Method for Five-Level DC–DC Converters
Zhigang Yao · Muyang Liu · Xinyu He · Fei Deng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
多电平DC-DC变换器通常需要大量电压传感器来实现电容电压平衡。本文提出了一种基于单传感器的全范围电压平衡方法,旨在减少五电平DC-DC变换器中电压检测器的数量,降低系统复杂性与成本,同时保持变换器的稳定运行。
解读: 该技术对阳光电源的组串式光伏逆变器及储能变流器(PCS)具有重要参考价值。在追求高功率密度和高效率的过程中,多电平拓扑被广泛应用。通过减少电压传感器数量,不仅能显著降低硬件成本和PCB空间占用,还能提升系统的可靠性(减少传感器故障点)。建议研发团队评估该单传感器平衡算法在PowerTitan等大功率...
一种具有电压平衡能力的3LNPC级联多电平变换器简化三维NLM-SVPWM技术
A Simplified 3-D NLM-Based SVPWM Technique With Voltage-Balancing Capability for 3LNPC Cascaded Multilevel Converter
Hongjian Lin · Zeliang Shu · Jiaxuan Yao · Han Yan 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年4月
基于最近电平调制(NLM)的空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法因其在优化开关序列和调节占空比方面的灵活性而备受关注。本文提出了一种在三维坐标系下的简化三维NLM-SVPWM算法,旨在解决三电平中点钳位(3LNPC)级联多电平变换器的控制复杂性与电容电压平衡问题。
解读: 该技术对阳光电源的大功率集中式光伏逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)具有重要参考价值。随着光伏和储能系统向更高电压等级和多电平拓扑演进,中点电位平衡是提升系统可靠性和电能质量的核心挑战。该简化算法能有效降低计算复杂度,提升控制实时性,有助于优化阳光电源大功率变换器的调制策略,减少开关...
基于级联H桥的光伏固态变压器直流母线电压平衡的新型高频脉冲置换方案
Novel High-Frequency Pulse Permutation Scheme for DC-Link Voltage Balance of CHB-Based PV Solid-State Transformer
Yuying He · Chuan Yao · Xuehua Wang · Jingxin Hu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
基于级联H桥(CHB)的固态变压器是实现大规模光伏电站接入中压电网的有效方案。直流母线电压平衡对于电容寿命、器件可靠性及并网电能质量至关重要。本文提出了一种新型高频脉冲置换方案,旨在解决CHB拓扑中的电压平衡难题,提升系统运行稳定性。
解读: 该研究针对级联H桥(CHB)拓扑的电压平衡控制,这对阳光电源的中压大功率光伏逆变器及电网接入方案具有重要参考价值。随着光伏电站向更高电压等级(如1500V及以上)发展,CHB拓扑在提升电能质量和系统可扩展性方面优势明显。该脉冲置换方案可优化阳光电源集中式逆变器或中压直挂式光伏系统的控制策略,有效降低...
双向三电平DC-DC变换器中实现平滑功率转换与ZVS的混合TZCM-QCM控制方法
Hybrid TZCM–QCM Control Method for Smooth Power Transition and ZVS in a Bidirectional Three-Level DC–DC Converter
Xinyu He · Zhigang Yao · Xiaoxiao Yang · Bac-Bien Ngo 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
双向三电平DC-DC变换器因其低电压应力和紧凑的无源元件,广泛应用于电池和超级电容储能系统。然而,传统的梯形电流模式(TZCM)在双向功率运行时难以实现零电压开关(ZVS)。本文提出了一种混合TZCM-QCM控制方法,有效解决了双向运行过程中的功率平滑过渡与ZVS实现问题,提升了变换效率。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心储能产品线,如PowerTitan和PowerStack系列储能变流器(PCS)。三电平拓扑是实现高压储能系统高效率、高功率密度的关键技术路径。该混合控制方法通过优化ZVS实现,能够显著降低PCS在宽电压范围下的开关损耗,提升系统整体转换效率。建议研发团队评估该控制策略在...
一种低杂散电感与热应力平衡的紧凑型夹层压接式SiC功率模块
Compact Sandwiched Press-Pack SiC Power Module With Low Stray Inductance and Balanced Thermal Stress
Yao Chang · Haoze Luo · Francesco Iannuzzo · Amir Sajjad Bahman 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
本文提出了一种具有低杂散电感和平衡热阻的紧凑型碳化硅(SiC)功率模块。为充分发挥SiC器件在高频、高功率密度应用中的优势,将层叠母排与双面散热器直接封装为模块的一部分。该设计有效平衡了芯片上的机械与热应力,提升了模块的可靠性与电气性能。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。随着公司组串式逆变器和PowerTitan系列储能系统向更高功率密度演进,SiC器件的应用已成为提升效率的关键。该模块采用的层叠母排集成与双面散热技术,能显著降低杂散电感,抑制高频开关下的电压尖峰,从而提升逆变器和PCS的整体效率与可靠性。建议研发团队关注该压...
不平衡负载下三电平Boost变换器ZVS优化调制方法
Optimized Modulation Method for Three-Level Boost Converter With ZVS Under Unbalanced-Load Operation
Zhou He · Hongfa Ding · Ziqi Zhang · Zibo Chen 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
三电平(TLB)Boost变换器是双极性直流微电网的关键接口。在正负直流母线功率不平衡时,传统调制方法难以实现全开关管零电压开关(ZVS),且存在峰值电流过高及电感饱和风险。本文提出了一种优化调制(OM)方法,有效解决了上述问题,提升了变换效率与可靠性。
解读: 该研究针对三电平Boost拓扑在不平衡负载下的控制优化,对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及直流微电网解决方案具有重要参考价值。在双极性直流母线应用场景中,该调制策略能有效降低开关损耗并抑制电感饱和风险,有助于提升PCS产品的功率密度和转换效率。建议研发团队在储...
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