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一种基于数字孪生的DC-DC变换器健康指标估计方法
A Digital Twin Based Estimation Method for Health Indicators of DC–DC Converters
Yingzhou Peng · Shuai Zhao · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
本文提出了一种基于数字孪生概念的电力电子变换器状态监测健康指标估计方法。该方法具有非侵入性，无需额外的硬件电路及校准。文中以Buck DC-DC变换器为例，通过理论分析、实际考量及实验验证，展示了该方法在变换器健康状态评估中的有效性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。在光伏组串式逆变器及储能系统（如PowerTitan、PowerStack）中，DC-DC变换级是核心功率转换单元，其可靠性直接影响整机寿命。通过引入数字孪生技术，可以在无需增加硬件成本的前提下，实现对功率模块（如IGBT/SiC）老化程度的实时监测与...
一种简化的功率半导体器件通态电压测量电路
A Simplified On-State Voltage Measurement Circuit for Power Semiconductor Devices
Yingzhou Peng · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
本文提出了一种简化的功率半导体器件通态电压测量电路，无需外部电源或自供电电路。该方案显著降低了组件数量和电路复杂度，同时保持了即插即用的特性，并具备与现有主流方法相当的测量精度和动态响应能力。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高的应用价值。通态电压（Vce/Vds）是评估IGBT或SiC MOSFET健康状态及功率损耗的关键指标。在阳光电源的组串式逆变器、PowerTitan储能变流器及风电变流器中，集成该简化测量电路可实现更低成本的在线监测。通过实时获取功率器件的通态压降，iSolarC...
一种用于变换器级通态电压测量概念的自供电方法
A Self-Power Method for a Converter-Level on-State Voltage Measurement Concept
Yingzhou Peng · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
本文提出了一种针对功率半导体器件的即插即用型变换器级通态电压测量方法。为解决传统测量电路需要外部电源的问题，提出了一种自供电方案，可提供所需的双向低压电源。该测量电路在功率器件状态监测与可靠性评估中具有应用潜力。
解读: 该技术对于提升阳光电源组串式逆变器及PowerTitan储能系统的功率模块健康管理具有重要意义。通过实现通态电压的自供电在线监测，可有效降低复杂电路的辅助电源设计难度，提升系统集成度。建议研发团队关注该技术在IGBT/SiC模块老化监测与故障预警中的应用，将其集成至iSolarCloud平台，实现从...
基于膝点电压的IGBT器件在线结温估计
Online Junction Temperature Estimation for IGBT Devices Through Knee Voltage
Xing Wei · Bo Yao · Yichi Zhang · Yingzhou Peng 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文研究了IGBT在低电流水平（数十至百毫安）下的导通饱和电压，即“膝点电压”，并探讨了其在在线结温评估中的应用。该方法克服了传统离线测试的局限，为电力电子器件的实时热状态监测提供了一种实用的实现方案。
解读: 结温是影响IGBT寿命和可靠性的核心指标。阳光电源的组串式逆变器、PowerTitan及PowerStack储能系统均大量使用高功率IGBT模块，该在线结温估计技术可直接集成于iSolarCloud智能运维平台或逆变器/PCS的控制固件中。通过实时监测器件热应力，可实现更精准的寿命预测（RUL）和主...
一种功率半导体器件的变换器级通态电压测量方法
A Converter-Level on-State Voltage Measurement Method for Power Semiconductor Devices
Yingzhou Peng · Yanfeng Shen · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
本文提出了一种变换器级测量方法，仅需单个电路即可测量单相逆变器中所有功率半导体的通态电压。该方法通过连接至各桥臂中点而非单个器件的两端，显著降低了电路复杂度，在功率器件状态监测与可靠性评估方面具有应用潜力。
解读: 该技术对于阳光电源的组串式逆变器及户用逆变器产品线具有重要价值。通过简化通态电压测量电路，公司可在不增加硬件成本的前提下，实现对IGBT/SiC模块健康状态的实时监测与故障预警。这不仅能提升iSolarCloud智能运维平台的故障诊断精度，还能为预防性维护提供数据支撑，从而降低运维成本，提升产品全生...
基于物理信息机器学习的电力电子变换器参数估计
Parameter Estimation of Power Electronic Converters With Physics-Informed Machine Learning
Shuai Zhao · Yingzhou Peng · Yi Zhang · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
物理信息机器学习（PIML）将领域知识与物理模型相结合，在电力电子领域展现出巨大潜力。本文提出了一种基于PIML的参数估计方法，并通过DC-DC Buck变换器案例进行了验证。该方法将深度神经网络与变换器的动态模型无缝耦合，实现了对关键参数的精确估计。
解读: 该技术对阳光电源的逆变器及储能PCS产品线具有重要应用价值。在复杂的电网环境下，功率变换器内部关键参数（如电感、电容老化状态）的实时精准估计是实现预测性维护的核心。通过将物理模型嵌入神经网络，阳光电源可在iSolarCloud平台及本地控制器中部署该算法，无需额外传感器即可实现对核心功率模块健康状态...
SiC MOSFET导通电压测量电路中的集成短路保护方法
Integrated Short-Circuit Protection Method in On-State Voltage Measurement Circuit for SiC MOSFETs
Jiahong Liu · Xing Wei · Bo Yao · Yichi Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
本文提出了一种SiC MOSFET状态监测与短路保护的集成方案。通过改进导通电压测量电路，将状态监测与短路保护功能整合在单一电路中，有效提升了系统的紧凑性，并实现了对SiC器件的高效保护与健康管理。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线至关重要。随着公司组串式逆变器及PowerTitan储能系统向高功率密度、高效率方向演进，SiC MOSFET的应用日益广泛。该集成保护方案能显著提升功率模块的可靠性，缩短短路故障响应时间，降低驱动电路复杂度。建议在下一代高压储能PCS及组串式逆变器研发中引入该集成监测技...
牵引逆变器应用中IGBT导通电压测量的寄生效应补偿方法
Parasitic Effect Compensation Method for IGBT ON-State Voltage Measurement in Traction Inverter Application
Yingzhou Peng · Kaiqi Chu · Shujia Mu · Hu Cao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
本文提出了一种新型补偿方法，旨在消除运行中变换器内寄生电感对功率半导体器件导通电压测量精度的影响。该方法通过在线、无损的方式，仅利用逆变器输出电流和功率器件导通电压数据，即可实现对寄生效应的有效补偿。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（光伏逆变器、储能PCS、风电变流器）具有极高的应用价值。IGBT作为上述产品的核心功率器件，其导通电压（Vce_on）是评估器件健康状态和结温监测的关键指标。通过该补偿方法，阳光电源可以在iSolarCloud智能运维平台中实现更精准的功率模块在线状态监测与故障预警，有...
一种用于LLC变换器交直流电容的边缘侧状态监测方案
An Edge-Based Condition Monitoring Scheme for the AC and DC Capacitors in LLC Converter
Zhikang Shuai · Quanjie Wang · Wei Wang · Yingzhou Peng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
LLC变换器因高频运行和电气隔离特性广泛应用于高功率密度场景。然而，其谐振电容和直流输出电容在高频充放电下易老化失效。本文提出了一种针对LLC变换器多电容器的在线状态监测方案，旨在提升系统运行可靠性。
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，如PowerTitan系列）具有重要价值。LLC拓扑常用于DC-DC级以实现高效率，电容作为关键易损件，其在线监测直接关系到产品的全生命周期可靠性。通过边缘侧监测方案，阳光电源可结合iSolarCloud平台实现电容健康状态（SOH）的实时预警...
一种用于牵引逆变器应用的变流器级健康监测方法
A Converter-Level Health Monitoring Method for Traction Inverter Application
Xing Wei · Zhaoxin Wang · Bo Yao · Yingzhou Peng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
本文提出了一种变流器级健康监测方法，用于检测牵引逆变器中直流母线电容或功率半导体模块的关键退化。该方法基于直流母线电压特性，通过监测关键组件的健康状态，为基于状态的维护决策提供依据，从而判断是否需要更换逆变器或其功率级整体。
解读: 该研究提出的变流器级健康监测技术对阳光电源的PowerTitan液冷储能系统及组串式逆变器具有重要参考价值。通过监测直流母线电压特性实现对电容和功率模块的在线诊断，可显著提升iSolarCloud智能运维平台的预测性维护能力，降低运维成本。建议研发团队将此算法集成至PCS控制策略中，实现从“事后维修...
基于桥臂中点电压积分的LLC谐振变换器开关管开路故障诊断方法
Switch Open-Circuit Fault Diagnosis Method Using Bridge Arm Midpoint Voltage Integral for LLC Resonant Converter
Wei Wang · Yang Li · Quanjie Wang · Chenchen Fang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
LLC谐振变换器因其高效率和高功率密度，广泛应用于空间受限的场景。然而，主开关管的故障严重影响了系统的可靠性。本文提出了一种基于桥臂中点电压积分的诊断方法，能够有效识别并定位LLC变换器中的开关管开路故障，提升系统运行的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及户用光伏逆变器中的DC-DC级具有重要参考价值。LLC拓扑常用于储能变流器（PCS）的隔离级，开关管故障诊断是提升系统全生命周期可靠性的关键。通过引入桥臂中点电压积分诊断算法，可实现故障的快速定位与预警，减少运维成本，并...
海底ISOP型直流变换器子模块故障诊断与冗余协同控制容错方法
A Fault-Tolerant Method of Submodule Fault Diagnosis and Redundant Cooperative Control for Subsea ISOP-Type DC Converters
Wei Wang · Zhikang Shuai · Hanwen Long · Feng Zhao 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
针对海底直流变换器在密闭小空间内散热受限导致的开关器件及电容故障问题，本文提出了一种多级协同故障诊断与冗余控制策略。该方法旨在提升输入串联输出并联（ISOP）架构直流变换器的可靠性，通过实时监测与容错控制，确保在部分模块失效时系统仍能稳定运行。
解读: 该研究关注高可靠性直流变换架构及容错控制，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大功率组串式逆变器具有参考价值。随着储能系统向高压化、高功率密度发展，模块化设计（如多电平或级联架构）成为趋势。文中提出的故障诊断与冗余协同控制策略，可优化阳光电源iSolarCloud平...
一种航空电机驱动器直流母线电容组的鲁棒健康监测方法
A Robust Health Monitoring Method for DC-Link Capacitor Banks in Aerospace Motor Drives
Xing Wei · Bo Yao · Zhaoxin Wang · Yingzhou Peng 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
本文提出了一种针对航空电机驱动器直流母线电容组的健康监测方案。该方法利用电机驱动器停机后的标准放电过程，仅通过直流母线电压曲线即可直接评估电容相对于健康基准的衰减百分比，无需额外的硬件升级或复杂的计算。
解读: 直流母线电容是光伏逆变器和储能PCS（如PowerTitan、ST系列）中最易老化的核心元器件之一。该研究提出的无需额外硬件、基于电压曲线的电容健康监测方法，具有极高的工程应用价值。阳光电源可将此算法集成至iSolarCloud智能运维平台或逆变器本地控制软件中，实现对电容寿命的在线预测与预警，从而...
一种基于放电曲线的电动汽车牵引逆变器直流母线电容估算改进方法
An Improved Discharge Profile-Based DC-Link Capacitance Estimation for Traction Inverter in Electric Vehicle Applications
Xing Wei · Bo Yao · Yingzhou Peng · Yongchao Sun 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
直流母线电容是电动汽车牵引逆变器的关键组件，直接影响成本、体积及故障率。本文提出了一种非侵入式电容估算方法，利用逆变器关断过程中的电容放电特性进行监测。该方法无需额外硬件，仅依赖现有的控制与测量系统，有效提升了车载电力电子系统的可靠性评估能力。
解读: 该技术对阳光电源的电动汽车充电桩及车载电力电子业务具有重要参考价值。直流母线电容是逆变器中易损件之一，通过非侵入式估算方法实现电容健康状态（SOH）的在线监测，可显著提升阳光电源充电桩及相关电力电子产品的运维智能化水平，实现从“事后维修”向“预测性维护”的转型。建议研发团队关注该算法在iSolarC...
利用短路电流识别监测IGBT模块键合线疲劳状态
Condition Monitoring IGBT Module Bond Wires Fatigue Using Short-Circuit Current Identification
Pengju Sun · Can Gong · Xiong Du · Yingzhou Peng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年5月
本文提出了一种通过识别IGBT模块短路电流来监测键合线老化状态的方法。通过及时监测IGBT的老化程度并更换缺陷模块，可有效提升功率变换器的可靠性，减少因器件失效带来的经济损失。
解读: 该研究对于阳光电源的核心产品线（组串式/集中式逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统）具有极高的应用价值。IGBT作为功率变换的核心器件，其键合线失效是导致逆变器和PCS故障的主要原因之一。通过短路电流特征实现非侵入式的在线状态监测，能够显著提升iSolarCloud智能运维平台...
基于开关频率调制的VSG基频结温主动热控制方法
Active Thermal Control With Switching Frequency Modulation for Fundamental Frequency Junction Temperature of the VSG
Yiming Cao · Yingzhou Peng · Chongyu Zhao · Quanjie Wang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
随着可再生能源的广泛应用，具备自同步并网能力的虚拟同步发电机（VSG）受到广泛关注。作为功率转换核心器件，IGBT因易发生故障而影响系统可靠性与寿命，成为研究重点。现有主动热控制（ATC）方法虽可调控IGBT芯片结温并延长寿命，但多需改动模块结构或导致电能质量下降，且忽视基频电流引起的长期热循环对周期性结温波动的影响。为此，本文提出一种基于开关频率调制的VSG内部IGBT主动热控制方法，有效降低IGBT平均结温及周期性结温波动。仿真与实验验证了该方法的有效性。
解读: 该基于开关频率调制的VSG热控制技术对阳光电源储能与光伏产品线具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统，该方法可在不改动IGBT模块结构的前提下，通过动态调节开关频率有效降低功率器件平均结温及基频热循环引起的周期性温度波动，直接提升系统可靠性与寿命。对于阳光电源已广...
一种面向功率半导体器件的在线换流器级老化故障模式分离方法
An Online Converter-Level Wear-Out Failure Mode Separation Method for Power Semiconductor Devices
Yingzhou Peng · Kaichun Wang · Xing Wei · Zhikang Shuai 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月
引线键合功率半导体器件有两种主要的与封装相关的老化模式：键合线脱落和焊点退化。在运行的功率变换器中区分这两种老化模式非常重要，这样可以定位退化点，并分别监测老化过程。因此，这有助于实现功率半导体器件封装的优化设计以及开发更精确的寿命模型。本文重点研究功率器件运行时主要老化模式的分离问题。通过变换器级导通电压测量电路，获取功率器件输出电流 - 电压（I - V）特性曲线上的两个点，从而实现功率变换器中所有功率器件老化模式的分离。与传统方法相比，该方法是一种在线解决方案，从变换器层面来看适用于不同类...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项功率半导体器件在线失效模式分离技术具有重要的战略价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，IGBT、MOSFET等功率器件是决定系统可靠性和寿命的关键部件。该技术能够在设备运行状态下区分键合线脱落和焊层退化两种主要失效模式，这为我们实现预测性维护和精准故障定位提供了新...
一种用于模块化级联LLC变换器的在线多电容监测方案
An Online Multi-capacitors Monitoring Scheme for the Modular Cascaded LLC Converter
Zhikang Shuai · Quanjie Wang · Zhang Hong · Wei Wang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
模块化级联LLC变换器广泛应用于具有宽电压增益的直流系统高功率场合，其电压耐受能力不受现有器件限制。然而，级联结构导致电容数量增多，一旦单个电容失效可能增加系统整体故障风险。传统监测方法需复杂电路，难以适用。本文提出一种仅基于一次瞬态大信号轨迹的在线多电容监测方法，适用于输入串联输出并联型LLC级联变换器。该方法无需额外传感器，利用现有检测装置同步提取输入、谐振及输出电容参数，不影响变换器正常运行。实验结果验证了该方法在LLC变换器平台上的有效性和准确性。
解读: 该在线多电容监测技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。模块化级联LLC拓扑在储能系统的DC-DC变换环节可实现宽电压范围适配和高功率密度，但多电容失效风险制约系统可靠性。该方案无需额外传感器，仅利用单次瞬态响应即可同步提取输入、谐振及输出电容参数，可直接...