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具有AlN超晶格背势垒的SiC衬底双通道AlGaN/GaN肖特基势垒二极管
Double-channel AlGaN/GaN Schottky barrier diode with AlN super back barrier on SiC substrate
Tao Zhang · Junjie Yu · Heyuan Chen · Yachao Zhang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年6月 · Vol.126
本文报道了一种在SiC衬底上制备的具有AlN超晶格背势垒结构的双通道AlGaN/GaN肖特基势垒二极管。通过引入AlN超晶格作为背势垒，有效抑制了二维电子气向衬底方向的扩展，增强了载流子 confinement 效应，提升了器件的反向阻断能力与正向导通性能。该结构实现了高击穿电压与低泄漏电流的优异平衡。实验结果表明，器件具有较低的开启电压和高电流密度，同时反向击穿电压显著提高。该设计为高性能GaN基功率二极管的发展提供了可行方案。
解读: 该双通道AlGaN/GaN肖特基二极管技术对阳光电源的功率器件升级具有重要参考价值。AlN超晶格背势垒结构可显著提升GaN器件的击穿电压和导通特性,这对SG系列1500V光伏逆变器和ST系列储能变流器的高频化设计至关重要。特别是在三电平拓扑中,该技术可用于优化快恢复二极管的性能,有助于提升系统效率和...
基于人工神经网络和单向距离算法的牵引逆变器散热器状态监测方法
Condition Monitoring Method for Heatsink of Traction Inverter Using ANN and OWD
Yaoyi Yu · Xiong Du · Junjie Zhou · Hongyu Ren · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
本文提出了一种通过检测温度动态曲线变化来监测城市轨道交通牵引逆变器散热器状态的新方法。利用人工神经网络预测各种工况下健康状态的参考曲线，并通过单向距离算法提取温度动态曲线之间的差异，从而实现对散热器性能的有效监测。
解读: 该研究提出的基于ANN和OWD的散热器状态监测技术，对于提升阳光电源组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统的可靠性具有重要参考价值。在逆变器和PCS产品中，散热系统是影响功率模块寿命的关键因素。通过引入此类智能监测算法，iSolarCloud平台可实现对核心功率器件热性能的...
基于自然换流策略的电流型推挽DC-DC变换器环流抑制
Circulating Current Suppression of Current-Fed Push–Pull DC–DC Converter With Natural Commutation Strategy
Zhifeng Sun · Yankun Chen · Jinhui Zeng · Qunfang Wu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
在低压大电流应用中，电流型推挽（CFPP）变换器极具潜力。然而，当输入电感与漏感电流不匹配时会产生电压尖峰。自然换流技术因无需额外钳位电路即可抑制电压尖峰而备受关注。本文研究了该拓扑下的环流抑制策略，旨在提升变换效率与可靠性。
解读: 该研究聚焦于电流型推挽拓扑的电压尖峰抑制与环流优化，对阳光电源的储能系统（如ST系列PCS）及户用光伏逆变器中的DC-DC级设计具有重要参考价值。在低压大电流储能应用场景下，通过自然换流策略优化电路，可有效减少对无源钳位器件的依赖，从而降低系统成本、减小体积并提升功率密度。建议研发团队评估该策略在双...
磁控管灯丝加热与腔体驱动电路的增益频率调节控制组合研究
Combination of Filament-Heating and Cavity-Driven Circuit With Gain-Frequency Regulation Control for Magnetrons
Tsong-Shing Lee · Shyh-Jier Huang · Yu-Ren Lin · Te-Chun Hung 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
本文提出了一种磁控管灯丝加热与腔体驱动电路的组合方案，并引入了增益频率调节控制。针对现有磁控管驱动系统通常将灯丝加热与腔体驱动电路独立设计，导致功率传输与调制灵活性受限的问题，本文通过电路集成与控制优化，提升了系统的功率调节能力与灵活性。
解读: 该研究主要针对磁控管驱动电路的拓扑优化与控制，属于高频功率电子变换领域。虽然阳光电源的核心业务（光伏逆变器、储能PCS、风电变流器）主要基于电力电子变换技术，但磁控管驱动属于工业微波电源应用，与公司现有的电力电子产品线（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统）在应用场景上差异较大。不过，其提出...
基于电感耦合理论的并联SiC MOSFET功率模块共模EMI数学建模
Common-Mode EMI Mathematical Modeling Based on Inductive Coupling Theory in a Power Module With Parallel-Connected SiC MOSFETs
Xiliang Chen · Wenjie Chen · Xu Yang · Yu Ren 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
SiC MOSFET的并联应用可显著提升功率变换器的电流容量与功率等级。然而，并联支路间寄生电感的电感耦合效应，是功率模块电磁干扰（EMI）数学建模的关键挑战。本文提出了针对该问题的精确建模方法，旨在优化高功率密度电力电子系统的电磁兼容性设计。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的高功率密度产品研发。随着公司组串式逆变器（如SG系列）和大型储能系统（如PowerTitan）向更高功率密度演进，SiC器件的并联应用已成为主流。并联支路间的寄生参数耦合是导致EMI超标和开关损耗不均的核心痛点。该建模方法能有效指导研发团队在设计阶段优化功率模块布局，降低E...
水下感应电能传输系统共模噪声分析与抑制
Analysis and Suppression of Common Mode Noise for Underwater IPT Systems With Parasitic Capacitances
Jiapeng Li · Shuai Wu · Xiuyun Ren · Chunnuan Liang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
海水的高导电性显著增强了水下感应电能传输（IPT）系统中的寄生电容，从而加剧了共模（CM）干扰，严重影响系统可靠性。本文针对海水浸没环境，对IPT系统组件的寄生电容进行建模，并提出了相应的抑制策略以提升系统运行稳定性。
解读: 该研究关注复杂环境下的寄生参数建模与电磁干扰（EMI）抑制，虽然主要针对水下IPT场景，但其共模噪声分析方法对阳光电源的电力电子产品具有参考价值。在光伏逆变器和储能变流器（PCS）的研发中，随着高频化和功率密度的提升，寄生参数对EMI的影响日益显著。该文提出的建模与抑制思路可辅助优化PowerTit...
基于晶闸管与IGBT半桥子模块串联的新型混合直流断路器
Novel Hybrid DC Circuit Breaker Based on Series Connection of Thyristors and IGBT Half-Bridge Submodules
Fan Zhang · Yu Ren · Zenan Shi · Xu Yang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
混合直流断路器（HCB）是直流电网的关键设备，但因需大量全控型功率器件以承受高浪涌电压电流，成本高昂。本文提出一种结合晶闸管与IGBT半桥子模块的新型HCB拓扑，利用晶闸管低成本、高通流能力的优势，有效降低了系统成本，并解决了晶闸管关断困难的问题。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大型直流微电网解决方案具有重要参考价值。随着储能系统向高压化、大容量化发展，直流侧故障保护成为核心挑战。该拓扑通过晶闸管与IGBT的混合串联，在保证快速切断故障电流的同时显著降低了功率器件成本，有助于提升阳光电源大型储能变流...
基于参数设计方法的电容式电能传输系统效率优化
Efficiency Optimization Based Parameter Design Method for the Capacitive Power Transfer System
Yu Wu · Qianhong Chen · Xiaoyong Ren · Zhiliang Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
本文提出了一种旨在提升电容式电能传输（CPT）系统DC-DC效率的参数设计方法。通过类比电感式电能传输（IPT）系统，利用T型模型分析电容耦合器，直观地揭示了二次侧的阻抗反射特性，为优化系统参数提供了理论依据。
解读: 电容式电能传输（CPT）技术作为一种非接触式能量传输方案，在电动汽车无线充电领域具有潜在应用前景。虽然阳光电源目前主营业务集中在有线充电桩，但该研究中关于T型模型分析及阻抗匹配的参数优化方法，对提升高频DC-DC变换器的功率密度和转换效率具有参考价值。建议研发团队关注该技术在未来高功率密度充电模块及...
用于生物医学植入物的经皮谐振电容式功率传输链路的建模与设计
Modeling and Design of a Transcutaneous Resonant Capacitive Power Transfer Link for Biomedical Implants
Chunwei Cai · Tian Chen · Xiuyun Ren · Yujie Jiao 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
本文提出了一种用于生物医学植入物的经皮谐振电容式功率传输链路，采用平行薄膜电极作为耦合板。通过分析组织介电特性和电流路径，建立了多层组织电路模型，并深入研究了影响功率传输效率（PTE）和功率输出的损耗机制。
解读: 该文献研究的是微功率级别的经皮电容耦合无线电能传输技术，主要应用于生物医学植入领域。阳光电源的核心业务聚焦于兆瓦级及千瓦级的光伏、储能、风电及充电桩等大功率电力电子变换系统。该技术在功率等级、应用场景及物理拓扑上与阳光电源现有的组串式/集中式逆变器、PowerTitan储能系统及充电桩产品线存在巨大...
一种基于单门极驱动器的串联SiC MOSFET固态断路器
A Single Gate Driver Based Solid-State Circuit Breaker Using Series Connected SiC MOSFETs
Yu Ren · Xu Yang · Fan Zhang · Fred Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
本文提出了一种基于串联碳化硅（SiC）MOSFET的固态断路器（SSCB）拓扑结构。该方案仅需单个隔离门极驱动器，有效降低了直流配电系统中保护装置的成本与复杂性，并保持了半导体器件超短动作时间的优势。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流配电应用具有重要价值。在兆瓦级储能系统中，直流侧保护是提升系统安全性的关键，串联SiC方案能有效解决高压直流分断难题，同时通过简化驱动电路降低成本。建议研发团队关注该拓扑在直流汇流排保护中的应用，以提升系统响应速度和可靠...
一种用于SiC-MOSFET串联的新型有源电压钳位电路拓扑
A Novel Active Voltage Clamping Circuit Topology for Series-Connection of SiC-MOSFETs
Fan Zhang · Yu Ren · Xu Yang · Wenjie Chen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
SiC-MOSFET串联是实现高压、高速开关功率器件的有效途径。针对串联应用中电压不均衡问题，本文提出了一种新型有源电压钳位电路拓扑，能够有效钳位串联SiC-MOSFET的最大漏源电压。
解读: 该技术对阳光电源的高压光伏逆变器（如1500V及以上组串式逆变器）和大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要意义。随着光伏系统电压等级不断提升，SiC器件的应用已成为提升功率密度和效率的关键。通过该有源电压钳位技术，可以解决高压场景下SiC器件串联的均压难题，从而在不依赖超高压单管的情况下...
基于高精度闭环同步旋转坐标变换的磁悬浮控制力矩陀螺同步振动控制
Synchronous Vibration Control of MSCSG Based on High-Precision Closed-Loop Synchronous Rotating Frame Transformation
Wenjing Han · Yuanwen Cai · Wenting Han · Chunmiao Yu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
针对磁悬浮控制力矩陀螺（MSCSG）因转子质量不平衡产生的同步振动问题，本文提出了一种基于高精度闭环同步旋转坐标变换的抑制方法。该方法旨在降低不平衡振动对陀螺性能及角速度测量精度的影响，提升系统运行稳定性。
解读: 该文献研究的同步旋转坐标变换及振动抑制算法，主要应用于高精度旋转机械的控制。虽然阳光电源的核心业务（光伏逆变器、储能PCS、风电变流器）属于电力电子变换领域，与磁悬浮陀螺的机械动力学控制存在差异，但其核心控制思想——即在旋转坐标系下对特定频率干扰进行提取与补偿，可借鉴用于风电变流器中对电网谐波的抑制...
用于高功率IGBT开关性能提升与过压保护的先进有源门极驱动
Advanced Active Gate Drive for Switching Performance Improvement and Overvoltage Protection of High-Power IGBTs
Fan Zhang · Xu Yang · Yu Ren · Lei Feng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年5月
本文提出了一种新型有源门极驱动（AGD）技术，旨在提升高功率IGBT的开关性能并实现过压保护。相较于传统的固定电压源和固定门极电阻驱动方式，该AGD引入了互补电流源，可为门极提供额外的驱动电流，从而有效优化开关过程中的电压电流波形，降低损耗并抑制过电压。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有显著的工程价值。在集中式光伏逆变器和PowerTitan系列大型储能PCS中，高功率IGBT模块的开关损耗与过电压抑制是提升效率与可靠性的关键。通过引入有源门极驱动技术，可以更精细地控制IGBT的开关轨迹，在保证器件安全工作区（SOA）的前提下，进一步提升系统功率密度...
一种新型五电平双有源桥变换器的电容电压平衡控制
Capacitor Voltage Balancing Control for a Novel 5-Level Dual Active Bridge Converter
Fan Zhang · Yu Ren · Xu Yang · Wenjie Chen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
本文提出了一种新型五电平（5L）双有源桥（DAB）变换器拓扑。通过在原边堆叠两个中点钳位（NPC）变换器，该拓扑可将传统两电平变换器的输入直流母线电压提高至四倍，有效提升了直流固态变压器的成本效益与功率密度，并重点研究了电容电压平衡控制策略。
解读: 该五电平DAB拓扑通过提升直流母线电压等级，显著提升了功率密度，这对阳光电源的PowerTitan系列液冷储能系统及高压直流变换应用具有重要参考价值。多电平技术能有效降低开关器件的电压应力，有助于在更高电压等级的储能PCS中应用更具性价比的器件。建议研发团队关注该拓扑在提升储能系统效率及降低系统成本...
大尺寸高压反向阻断IGCT的异常开通现象
Abnormal Turn-ON Phenomenon of Large-Size and High-Voltage Reverse Blocking IGCT
Chunpin Ren · Jiapeng Liu · Jinpeng Wu · Jianhong Pan 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
大尺寸高压反向阻断IGCT（RB-IGCT）可用于混合式电网换相换流器拓扑，以降低换相失败概率。然而，在8kV RB-IGCT样品中观察到一种异常开通现象，这可能阻碍正常的电流切换，目前尚未得到深入研究。
解读: 该研究关注高压大功率器件的开关特性与可靠性，对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）的功率模块选型具有参考价值。虽然IGCT主要应用于超高压输电领域，但其揭示的功率器件异常开通机制对优化大功率IGBT/SiC模块的驱动电路设计、提升系统在复杂工况下的可靠性具有借鉴意义...
不同占空比矩形电压激励下叠片硅钢能量损耗解析模型
Analytical Energy Loss Model for Laminated Silicon Steels Under Rectangular Voltage Excitations With Different Duty Cycles
Ren Liu · Weining Xu · Yu Zeng · Anlong Hu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文针对中频范围内工作的薄叠片硅钢，提出了一种在电力电子矩形电压激励下预测能量损耗的解析模型。该模型解决了传统Steinmetz方程在处理非正弦激励时精度不足的问题，能够高效、准确地计算不同占空比下的磁芯损耗，为电力电子磁性元件的设计与优化提供了理论支持。
解读: 磁性元件（电感、变压器）是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）的核心部件。随着功率密度提升和开关频率增加，磁芯损耗成为影响整机效率和热设计的关键瓶颈。该解析模型能显著提升研发阶段磁性元件损耗评估的准确性，有助于优化PCS及逆变器在高频工况下...
基于壳温预热阶段转折点的IGBT模块热疲劳状态监测
Condition Monitoring of Thermal Fatigue of IGBT Module Using Turning Point of Preheating Stage of Case Temperature
Yaoyi Yu · Xiong Du · Junjie Zhou · Hongyu Ren 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
本文提出利用IGBT模块壳温（Tc）动态响应中预热阶段的转折点作为热疲劳状态监测的有效指标。理论分析表明，该转折点随老化过程而增加，实验验证了该方法的有效性。该方法仅需温度测量，无需额外硬件，为功率器件的健康管理提供了低成本方案。
解读: IGBT是阳光电源光伏逆变器（组串式、集中式）及储能变流器（PowerTitan、ST系列）的核心功率器件。该研究提出的基于壳温转折点的在线监测方法，无需复杂传感器，非常适合嵌入到iSolarCloud智能运维平台中。通过对逆变器和PCS内部IGBT模块进行实时健康状态评估，可实现从“事后维修”向“...
一种基于动态扩散磁场的强抗偏移无线电能传输系统及其在无人机应用中的研究
A Strong Misalignment-Tolerance Wireless Power Transfer System Based on Dynamic Diffusion Magnetic Field for Unmanned Aerial Vehicle Applications
Can Zhang · Shuai Wu · Xichen Liu · Xiuyun Ren 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
针对无人机（UAV）载荷受限及着陆位置偏差导致的无线电能传输（WPT）难题，本文提出了一种基于两相间隔排列圆形发射线圈的动态扩散磁场设计。该方法通过优化磁场分布，显著提升了系统在位置偏移下的传输效率与稳定性，为无人机自动充电提供了高效的解决方案。
解读: 该技术主要针对无人机无线充电场景，与阳光电源现有的电动汽车充电桩业务在底层磁耦合与功率变换原理上有一定共性。虽然目前阳光电源充电桩业务聚焦于地面交通工具，但该研究中关于“强抗偏移”的磁场设计与有限元仿真方法，可为未来探索移动式充电、无人机巡检设备补能或特种充电场景提供技术储备。建议研发团队关注其动态...
一种用于串联IGBT开关损耗降低与电压均衡的混合有源门极驱动
A Hybrid Active Gate Drive for Switching Loss Reduction and Voltage Balancing of Series-Connected IGBTs
Fan Zhang · Xu Yang · Yu Ren · Lei Feng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年10月
本文针对高压电力电子应用中IGBT串联运行时的电压不平衡问题，提出了一种混合有源门极驱动技术。该方案旨在解决开关暂态及拖尾电流期间的电压分配不均，同时实现开关损耗的优化，提升高压功率变换系统的可靠性与效率。
解读: 该技术对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。在高压大功率应用场景中，通过串联IGBT提升系统耐压等级是主流方案，但电压均衡与损耗控制一直是技术难点。该混合有源驱动技术可有效提升功率模块的可靠性，减少因电压应力不均导致的器件失效，有助于优化大功率逆变器及...
基于自适应查找表的CRM Boost PFC变换器变导通时间控制
Adaptive LUT-Based Variable On-Time Control for CRM Boost PFC Converters
Xiaoyong Ren · Zhehui Guo · Yu Wu · Zhiliang Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年9月
本文提出了一种用于临界导通模式（CRM）Boost PFC变换器的自适应查找表（LUT）变导通时间（VOT）控制策略。该方法结合了传统LUT法与实时计算法的优势，通过数值拟合推导出与输入电压和负载相关的导通时间函数，优化了变换器在不同工况下的性能。
解读: 该技术主要应用于阳光电源的户用光伏逆变器及充电桩产品线。在户用逆变器和电动汽车充电桩的前级PFC电路中，CRM模式因其零电流开关特性具有高效率优势。本文提出的自适应VOT控制策略，通过平衡查找表与实时计算，能有效降低轻载下的开关损耗并改善总谐波失真（THD）。建议研发团队在户用逆变器的高效化设计中引...
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