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电力电子系统中功率半导体模块的热网络研究综述
Thermal Networks for Power Semiconductor Modules in Power Electronic Systems: A Review
Xiang Li · Yi Zhang · Haoze Luo · Xin Yang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
本文综述了功率半导体模块热网络模型的发展。随着电力电子应用对功率密度、开关频率、运行温度及可靠性要求的不断提高，功率模块的设计面临严峻挑战。文章重点探讨了热网络建模技术，旨在通过精确的热管理提升系统整体性能与可靠性。
解读: 热管理是阳光电源提升逆变器与储能系统功率密度的核心技术。随着PowerTitan等大功率储能系统及组串式逆变器向更高功率密度演进，功率模块（IGBT/SiC）的热设计直接决定了产品的可靠性与寿命。本文提到的热网络模型可深度集成至iSolarCloud智能运维平台，用于实时监测核心功率器件的结温状态，...
基于电压矢量优化重分配的三相两电平逆变器电流纹波抑制混合PWM策略
Voltage-Vector Optimal Redistribution-Based Hybrid PWM Strategy for Current Ripple Reduction in Three-Phase Two-Level Inverter
Qipeng Tang · Xiangze Wu · Qiming Zhong · Pan Luo 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文旨在降低三相两电平逆变器在宽运行范围内的电流纹波。基于电压矢量优化重分配思想，提出了一种混合脉宽调制（PWM）策略。与传统空间矢量PWM（SVPWM）方案中零电压矢量和有源电压矢量持续时间均分不同，该混合PWM策略通过优化矢量分配，有效提升了逆变器的输出电流质量。
解读: 该研究直接针对三相两电平逆变器的核心调制算法进行优化，对阳光电源的组串式逆变器（如SG系列）及集中式逆变器产品线具有极高的应用价值。通过优化电压矢量分配来降低电流纹波，不仅能提升逆变器在宽电压范围下的并网电能质量，还能有效降低输出滤波器的设计成本与体积，提升整机功率密度。建议研发团队在下一代逆变器控...
直流与PWM波下高压功率模块空间电荷积聚及其对局部放电的影响：测试与建模
Space-Charge Accumulation and Its Impact on High-Voltage Power Module Partial Discharge Under DC and PWM Waves: Testing and Modeling
Yalin Wang · Yi Ding · Zhao Yuan · Hongwu Peng 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
紧凑型高压SiC功率模块的封装绝缘设计面临严峻挑战。该模块在开关过程中承受高压直流与PWM激励，高dV/dt干扰了局部放电（PD）的检测。本文研究了空间电荷积聚对绝缘性能的影响，并提出了相应的测试与建模方法，旨在提升高压功率模块的绝缘可靠性。
解读: 随着阳光电源在PowerTitan液冷储能系统及组串式光伏逆变器中大规模应用高压SiC器件，模块封装的绝缘可靠性成为核心竞争力。高dV/dt带来的局部放电问题直接影响产品在极端环境下的寿命。本文提出的空间电荷积聚建模方法，可指导研发团队优化高压功率模块的封装工艺与绝缘材料选型，特别是在高压直流侧（如...
基于小波变换与卷积神经网络的电容参数估计
Capacitor Parameter Estimation Based on Wavelet Transform and Convolution Neural Network
Hongjian Xia · Yi Zhang · Minyou Chen · Dan Luo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文提出了一种基于小波变换和卷积神经网络（CNN）的电容参数估计方法。通过利用小波变换和带通滤波器的非理想特性，高分辨率地提取电容电压中的低频和中频特征，并利用CNN网络实现参数的精确估计。
解读: 电容是光伏逆变器和储能变流器（PCS）中寿命最薄弱的元器件之一，其老化状态直接影响设备的可靠性。该技术通过深度学习实现电容参数的在线监测，可直接集成于iSolarCloud智能运维平台，实现对组串式逆变器、PowerTitan及PowerStack储能系统内部直流母线电容的健康状态（SOH）预警。建...
对称电网故障下并网VSC的暂态同步稳定性提升控制策略
Transient Synchronization Stability Improvement Control Strategy for Grid-Connected VSC Under Symmetrical Grid Fault
Sen Huang · Jun Yao · Jinxin Pei · Shiyue Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
在电网故障期间，并网电压源变换器（VSC）在低电压穿越（LVRT）过程中面临暂态同步失稳风险。本文基于VSC等效转子摆动方程，提出了一种改进的暂态同步稳定性控制策略，通过优化平衡点的存在性及VSC的暂态同步行为，有效提升了系统的稳定性。
解读: 该研究直接针对光伏逆变器和储能变流器（PCS）在电网故障下的核心痛点——同步稳定性。对于阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack等储能系统，在弱电网或高比例可再生能源接入场景下，该策略能显著增强设备在LVRT过程中的鲁棒性。建议研发团队将该摆动方程分析法集成至iSolarC...
基于充电瞬态电压分析的模块化多电平变换器电容状态监测
Capacitor Condition Monitoring for Modular Multilevel Converter Based on Charging Transient Voltage Analysis
Hongjian Xia · Yi Zhang · Minyou Chen · Wei Lai 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
本文提出了一种针对模块化多电平变换器（MMC）电容的状态监测方法。该方法利用瞬态电压信号的小波分解技术，无需依赖特定的调制策略或控制方案，即可有效检测等效串联电阻（ESR）的变化，且计算需求适中。该研究通过仿真和实验验证了其在电机驱动应用中的有效性。
解读: 该技术对于阳光电源的组串式及集中式逆变器，特别是针对大功率、高压等级的储能变流器（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。MMC拓扑在大型储能及高压并网系统中应用广泛，电容作为核心储能元件，其ESR监测直接关系到系统的全生命周期可靠性。通过引入该瞬态电压分析法，阳光电源可在iSolarClou...
用于铁路系统直流供电的混合整流双半桥变换器
A Dual Half-Bridge Converter With Hybrid Rectifier for DC Power Supply in Railway Systems
Lei Zhao · Zejia Luo · Zhun Fan · Yi Shi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
双半桥（DHB）变换器作为全桥变换器家族的新型拓扑，具有更高的效率。本文针对传统中心抽头整流（CTR）和全桥整流（FBR）在特定输出电压范围下的局限性，提出了一种混合整流方案，旨在优化中等电压输出应用下的变换效率与性能。
解读: 该研究提出的混合整流双半桥拓扑在提升变换效率方面具有显著优势，与阳光电源的储能变流器（PCS）及直流变换产品线高度相关。在PowerTitan等大型储能系统中，DC-DC环节的效率直接影响系统整体能效。该拓扑通过优化整流结构，可为阳光电源在宽电压范围下的储能PCS设计提供技术参考，特别是在提升中等电...
用于双接收器AGV感应电能传输
IPT）系统的解耦电路
Ruikun Mai · Ying Luo · Bin Yang · Yi Song 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年7月
相比传统插拔式充电，感应电能传输（IPT）系统在AGV充电中更具效率。为实现AGV驱动系统与控制系统的独立且差异化功率供给，本文提出了一种同轴双接收器结构及解耦电路，通过无源元件实现功率解耦，提升了系统设计的灵活性与效率。
解读: 该技术涉及无线电能传输（WPT）领域，与阳光电源的电动汽车充电桩业务具有技术关联性。虽然目前阳光电源充电桩以有线快充为主，但随着工业自动化及AGV应用场景的扩展，无线充电技术可作为未来智能工厂物流配套的潜在技术储备。该解耦电路设计思路可优化多负载功率分配，对公司未来研发高集成度、多功能充电模块具有参...
基于相位补偿因子的负载变化下无传感器感应电机驱动低频穿越方法
Phase Compensation Factor-Based Low Frequency Crossing for Sensorless Induction Motor Drives With Changing Loads
Ruhan Li · Kai Yang · Cheng Luo · Yi Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
本文研究了无传感器感应电机驱动（SIMD）的转速观测方法，重点解决了在零定子频率附近转速可观测性差的问题。针对现有方法仅适用于恒定负载的局限性，提出了一种基于相位补偿因子的新方法，实现了在负载动态变化条件下的零频穿越，提升了电机驱动系统的鲁棒性与控制精度。
解读: 该技术主要应用于电机驱动控制算法领域。虽然阳光电源的核心业务聚焦于光伏逆变器、储能PCS及风电变流器，但该研究中涉及的“零频穿越”及“无传感器观测”控制策略，在风电变流器（如双馈或直驱风机控制）以及储能系统中的辅助电机驱动应用中具有一定的参考价值。建议研发团队关注其相位补偿算法在处理低频工况下的稳定...
SiC MOSFET多芯片并联功率模块热网络模型的快速修正方法
Fast Correction Method for Thermal Network Models of Multi-Chip Parallel Power Modules
Qian Luo · Yi Li · Bin Zhao · Peng Sun 等7人 · IET Power Electronics · 2025年5月 · Vol.18
本文提出了一种考虑热扩散与热耦合效应的SiC MOSFET多芯片并联热网络模型快速修正方法。该方法能够高效准确地评估功率模块内并联芯片的结温，显著提升热网络模型的预测精度，为功率模块的热设计与散热性能优化提供有力指导。
解读: 该SiC MOSFET多芯片并联热网络快速修正方法对阳光电源功率模块设计具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，多芯片并联SiC模块广泛应用于提升功率密度，但热耦合效应导致的芯片温度不均衡直接影响系统可靠性。该方法可精准预测各芯片结温分布，优化PowerTitan大型储能系统的散热...
基于免疫混沌反捕食粒子群算法的永磁同步电机鲁棒模型预测电流闭环控制策略
A Robust Model Predictive Current Closed-Loop Control With Parameter Estimation Strategy Based on Immune Chaotic Antipredator PSO for PMSM
Yang Zhang · Sicheng Li · Wenjing Yi · Yiping Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
针对永磁同步电机（PMSM）模型预测电流控制（MPCC）中电流波动及控制性能依赖模型参数精度的问题，提出了一种基于免疫混沌反捕食粒子群优化（ICAPSO）的多参数估计鲁棒控制策略。该方法通过在线参数辨识提升了系统的鲁棒性与动态响应性能。
解读: 该研究提出的鲁棒模型预测控制（MPCC）及参数辨识策略，对阳光电源的电机驱动类产品具有参考价值。虽然阳光电源核心业务集中在光伏和储能，但在风电变流器及电动汽车充电桩的功率模块控制中，电机控制算法的鲁棒性至关重要。该算法通过ICAPSO优化参数，能有效降低系统对模型精度的依赖，提升变流器在复杂工况下的...
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...
材料创新与界面工程协同优化以缓解高功率氮化镓基蓝光激光二极管中的COD
Synergistic optimization of material innovation and interface engineering for COD mitigation in high-power GaN-based blue laser diodes
Qiangqiang Guo · Shuiqing Li · Heqing Deng · Zhibai Zhong 等7人 · Applied Physics Letters · 2025年8月 · Vol.127
针对高功率GaN基蓝光激光二极管中常见的灾变性光学损伤（COD）问题，本文提出了一种材料创新与界面工程协同优化的策略。通过改进电子阻挡层设计并引入高Al组分渐变层，有效抑制了电子泄漏并提升了空穴注入效率；同时优化p型欧姆接触界面，显著降低了接触电阻与界面缺陷密度。实验结果表明，该协同优化方法大幅提高了器件的COD阈值与可靠性，为高性能激光二极管的开发提供了关键技术路径。
解读: 该研究在GaN器件COD可靠性提升方面的创新对阳光电源的高频化产品布局具有重要参考价值。通过材料与界面优化提升的GaN器件可靠性，可直接应用于新一代SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的高频DC/DC模块，以及车载OBC等对功率密度要求较高的产品。特别是其提出的界面工程优化方法，有助于提升阳光电源...
一种用于大规模储能系统的双向LLC集成均衡器：一种高效紧凑的并联变压器方法
A Bidirectional LLC-Based Integrated Equalizer for Large-Scale Energy Storage Systems: A Parallel Transformer Approach for Efficient and Compact
Buxiang Zhou · Zhipeng Chen · Shi Chen · Zhaotian Yan 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
针对大规模储能系统中传统变压器均衡方案磁性元件数量随电池单元线性增加的问题，本文提出了一种基于并联模块化变压器架构的双向LLC集成均衡器。该方案有效提升了系统的可扩展性，实现了高效且紧凑的均衡电路设计，解决了大规模储能系统在均衡效率与空间占用方面的瓶颈。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan和PowerStack系列储能系统具有重要参考价值。在大规模储能应用中，电池组的一致性直接影响系统寿命与可用容量。该文提出的并联模块化LLC均衡架构，能够有效解决多串电池组的均衡难题，提升系统能量利用率。建议研发团队评估该拓扑在BMS主动均衡模块中的应用潜力，通...
功率半导体开关的功率循环测试：方法、标准、局限性与展望
Power Cycling Testing for Power Semiconductor Switches: Methods, Standards, Limitations, and Outlooks
Yi Zhang · Patrick Heimler · James Opondo Abuogo · Xinyue Zhang 等14人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
可靠性是功率半导体及电力电子系统的核心指标。随着宽禁带（WBG）器件及新型封装技术的快速应用，现有的可靠性测试与量化标准显得碎片化。本文综述了功率循环测试的方法、标准及局限性，为设计人员和可靠性工程师提供了关键指导，旨在提升电力电子系统的寿命评估能力。
解读: 可靠性是阳光电源的核心竞争力。随着PowerTitan储能系统及组串式逆变器向高功率密度演进，SiC等宽禁带器件的应用日益广泛，其热疲劳与功率循环寿命成为系统长效运行的关键。本文研究的方法论可直接指导阳光电源研发中心对功率模块进行更精准的寿命预测与加速老化测试，优化散热设计与封装工艺。建议在iSol...
单级交错式图腾柱LLC AC-DC变换器输入输出功率解耦的混合控制策略
Hybrid Control Strategy for Single-Stage Interleaved Totem-Pole LLC AC–DC Converter With Input and Output Power Decoupling
Buxiang Zhou · Chongfu Zhao · Huan Luo · Yiwei Qiu 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
本文提出了一种用于单级交错式图腾柱LLC AC-DC变换器的混合控制策略。由于图腾柱PFC前端提供双向电感电流，该变换器受限于连续导通模式或临界导通模式。传统控制策略在谐振槽电压上表现出可变的占空比，本文旨在通过功率解耦优化控制性能。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。单级变换器架构能有效提升功率密度并降低系统成本，符合户用产品小型化、集成化的趋势。图腾柱PFC与LLC的结合是高效率充电桩的核心拓扑，通过混合控制策略实现输入输出功率解耦，有助于提升充电桩在宽电压范围下的效率及电能质量。建议研发团...
考虑对称电网故障下RSC-GSC交互的DFIG风电系统改进型低电压穿越策略
Improved LVRT Strategy for DFIG-Based Wind Turbine Considering RSC-GSC Interaction During Symmetrical Grid Faults
Yi Luo · Jun Yao · Dong Yang · Hai Xie 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年2月
在严重对称电网故障期间，转子侧变流器与网侧变流器（RS - GSC）之间的相互作用对基于双馈感应发电机的并网风力发电机组（WT - DFIG）的低电压穿越（LVRT）性能有显著影响。因此，为提高WT - DFIG在对称电网故障期间的LVRT性能，本文提出一种LVRT控制策略，该策略通过协调RS - GSC的电流参考值来实现。与现有LVRT策略相比，通过协调RS - GSC的有功和无功电流，所提出的策略不仅可以提高直流母线电压的暂态稳定水平，还能提升WT - DFIG的LVRT性能。最后，利用实验...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的双馈风电机组低电压穿越（LVRT）改进策略具有重要的技术参考价值。虽然我司核心业务聚焦于光伏逆变器和储能系统，但该研究中关于转子侧与网侧变流器（RSC-GSC）协调控制的思想，与我司风电变流器产品线及新能源并网技术存在显著的技术共性。 该技术的核心价值在于通过...
具有独立可调输出的双频双类型输出无线电力传输系统
Dual-Frequency Dual-Type-Output Wireless Power Transfer System with Independent Adjustable Outputs
Hao Ruan · Yi Xiao · Hao Luo · Yongheng Yang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
提出一种双频双类型输出DT-DTO无线电力传输系统。通过在DT-DTO变换器控制信号上叠加可调正弦信号，实现多负载同时且独立可调充电。该系统支持不同类型负载（电压型和电流型）在不同频率下独立控制，提高系统灵活性和应用范围。实验验证系统有效性。
解读: 该双频双类型输出WPT研究对阳光电源多样化充电需求有重要参考价值。独立可调输出能力可应用于阳光无线充电系统为不同类型设备同时充电，提高系统利用率和用户体验。该技术对阳光拓展商业充电站业务有实用价值。...
一种具有折叠结构和封装太阳能电池的宽带天线
A Broadband Antenna With Folded Structure and Packaged Solar Cell
Wenxing An · Chenxi Liu · Kai Han · Yi Wu 等5人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年3月
提出了一种用于2G/3G/4G/5G sub-6-GHz通信的水平-垂直折叠结构宽带天线。通过封装工艺，将两个太阳能电池集成于水平结构上以替代金属辐射贴片，实现绿色通信。针对传统太阳能电池形状规则导致设计受限的问题，本文提出折叠式结构以提升设计灵活性。该多谐振结构激发高阶模式，拓展工作带宽，并优化电流分布以保持稳定的辐射特性。实测−10 dB阻抗带宽为1.7–3.85 GHz，相对带宽达77.4%，峰值增益5.96 dBi，方向图呈单向性。太阳能电池覆盖顶部面积的55%，具备自供能能力，兼具光伏...
解读: 该光伏-天线集成技术对阳光电源iSolarCloud云平台及分布式光伏监控系统具有重要应用价值。文章提出的折叠式宽带天线（1.7-3.85GHz覆盖2G/3G/4G/5G频段）与太阳能电池封装集成方案，可直接应用于SG系列光伏逆变器的无线通信模块，实现自供能数据传输单元。55%的光伏覆盖率设计理念可...
一种具有自驱动电子积累层的新型4H-SiC/金刚石超结MOSFET，实现极低比导通电阻
A Novel 4H-SiC/Diamond SuperJunction MOSFET With Self-Driving Electron Accumulation Layer Realizing Extremely Low Ron,sp
Bo Yi · JunFeng Duan · Qian Zhang · ShengNan Zhu 等7人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年11月 · Vol.47
本文提出一种基于4H-SiC/金刚石超结结构并集成自驱动电子积累层（SD-EAL）的新型MOSFET，通过TCAD仿真验证其在1.6 kV耐压下比导通电阻低至0.75 mΩ·cm²，较传统超结降低36%，优值提升94%。
解读: 该器件显著优化高压SiC功率模块的导通损耗与功率密度，可直接赋能阳光电源ST系列PCS、PowerTitan储能系统及组串式逆变器中主功率开关的升级换代。建议在下一代1500V+高压平台产品中开展SiC/金刚石复合超结器件的封装适配与可靠性验证，优先用于高功率密度户用及工商业光储一体机，以提升系统效...
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