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一种改进的电感寄生电容模型
An Improved Stray Capacitance Model for Inductors
Zhan Shen · Huai Wang · Yanfeng Shen · Zian Qin 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年11月
本文提出了一种改进的电感寄生电容解析模型。该模型综合考虑了绕组与磁芯中心柱、侧柱及磁轭之间的电容。随着磁芯窗口利用率的提高,后两者在总电容中占比显著增加。文中推导了浮空磁芯/屏蔽层的电位,为高频磁性元件设计提供了理论支撑。
解读: 电感是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan及PowerStack储能变流器中的核心磁性元件。随着功率密度提升和开关频率增加,寄生电容导致的EMI问题及高频损耗日益突出。该模型能更精确地预测电感寄生参数,有助于优化磁性元件设计,减少高频振荡,提升逆变器与PCS的电磁兼容性(EMC)表现。建议研发...
一种用于光伏微型逆变器的双模式整流器1-MHz串联谐振DC-DC变换器
A 1-MHz Series Resonant DC–DC Converter With a Dual-Mode Rectifier for PV Microinverters
Yanfeng Shen · Huai Wang · Zhan Shen · Yongheng Yang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年7月
光伏输出电压随工况变化范围广,要求光伏变换器在宽输入电压范围内保持高效率。本文提出了一种适用于光伏微型逆变器的新型串联谐振DC-DC变换器,通过引入双模式整流器,优化了宽范围电压下的转换效率。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏及微型逆变器产品线具有重要参考价值。随着户用光伏对功率密度和转换效率的要求日益提升,1-MHz高频化设计是实现小型化的关键路径。文中提出的双模式整流器拓扑能够有效解决光伏组件在阴影遮挡或低辐照度下的宽电压输入效率损失问题。建议研发团队关注该拓扑在下一代高功率密度微型逆变器中...
直流母线薄膜电容器的安全工作区
Safe Operating Area of DC-Link Film Capacitors
Shuai Liu · Zhan Shen · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
本文提出了直流母线应用中薄膜电容器的安全工作区(SOA)概念。该SOA通过电容器电压和纹波电流来界定,综合考虑了环境温度、老化程度及参数偏差的影响,并提供了理论推导与实验验证。
解读: 直流母线电容是光伏逆变器(如SG系列组串式逆变器)和储能系统(如PowerTitan/PowerStack)中决定寿命的关键薄膜器件。该研究提出的SOA概念为阳光电源的研发提供了量化评估工具,有助于在设计阶段更精准地平衡功率密度与可靠性。通过引入环境温度与老化参数,可优化iSolarCloud平台的...
电感与变压器中正绕组的寄生参数研究
Parasitics of Orthocyclic Windings in Inductors and Transformers
Zhan Shen · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
正绕组在磁性元件制造中广泛应用。本文系统研究了其对绕组寄生参数(电容、交流电阻、漏感)的影响。忽略或计算不准这些参数会导致电流振荡及额外损耗,本文旨在提升磁性元件设计的精确度。
解读: 磁性元件(电感、变压器)是阳光电源光伏逆变器、储能PCS及风电变流器的核心功率变换单元。正绕组技术直接影响高频化设计下的损耗与电磁兼容性(EMC)。通过对寄生参数的精确建模,可优化PowerTitan等储能系统及组串式逆变器的磁性元件设计,降低高频振荡,提升整机效率与功率密度。建议研发团队在磁性元件...
基于改进浣熊优化算法的表贴式永磁同步电机参数辨识
Parameter Identification for SPMSM Based on a Superior ROA
Xiaoliang Yang · Jihao Zhan · Yongpeng Shen · Pu Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
为提高表贴式永磁同步电机(SPMSM)参数辨识的精度,本文提出了一种改进的浣熊优化算法(SROA)。该算法通过引入迁移优化策略、最优浣熊随机交互策略以及多维单向启发式自学习策略,有效提升了原始算法的寻优性能,为电机控制系统的精确建模提供了高效的参数辨识手段。
解读: 该技术主要针对永磁同步电机(PMSM)的参数辨识,与阳光电源的电动汽车充电桩(电机驱动控制部分)以及风电变流器业务具有一定的技术关联性。精确的参数辨识是实现高性能电机矢量控制的基础,有助于提升变流器在动态响应和效率优化方面的表现。建议研发团队关注该算法在变流器嵌入式系统中的计算开销,评估其在实时控制...
三电平有源中点钳位逆变器中的EMI滤波器鲁棒性
EMI Filter Robustness in Three-Level Active Neutral-Point-Clamped Inverter
Zhan Shen · Mengxing Chen · Huai Wang · Xiongfei Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
电磁干扰(EMI)滤波器是电力电子设备符合电磁兼容标准的核心组件。然而,长期运行中被动元件的退化会导致滤波器衰减能力发生偏移,进而引发合规性风险。本文探讨了三电平有源中点钳位(ANPC)逆变器中EMI滤波器的鲁棒性设计问题,旨在确保设备在全生命周期内的电磁兼容性能。
解读: 该研究对阳光电源的组串式及集中式光伏逆变器产品线具有重要指导意义。随着逆变器功率密度的提升,ANPC等三电平拓扑被广泛应用,EMI滤波器的设计直接影响电磁兼容性(EMC)合规及产品可靠性。针对被动元件(如电容、电感)在长期运行中的老化问题,建议研发团队在设计阶段引入老化模型,优化EMI滤波器参数的冗...
基于改进分段等效电路的利兹线绕组交流电阻建模
Modeling of Litz Wire Winding AC Resistance Based on Improved Segmented Equivalent Circuit
Yueyin Wang · Wu Chen · Zhan Shen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
利兹线是降低高频磁性元件绕组损耗的有效方案,但其交流电阻建模仍具挑战。本文提出了一种改进的分段等效电路法(iSEC),通过将利兹线绞合效应近似为级联的分段并联股线,实现了对同心和复合利兹线交流电阻的精确建模。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能系统及高频充电桩向高功率密度和高效率方向演进,磁性元件(电感、变压器)的损耗优化成为提升整机效率的关键。该iSEC建模方法能更精准地预测利兹线在高频下的交流电阻,有助于研发团队在设计阶段优化绕组结构,降低磁性元件温升,从而提升产品可靠性并缩短研发周期...
变压器法拉第屏蔽损耗研究
The Faraday Shields Loss of Transformers
Zhan Shen · Murat Kaymak · Huai Wang · Jingxin Hu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文针对高频变压器中用于传导共模电流的法拉第屏蔽层进行了研究。由于屏蔽层通常位于高磁动势区域,会产生严重的涡流损耗。文章提出了一种分析法拉第屏蔽层磁致损耗的解析程序,旨在优化高频变压器设计,降低损耗并提升效率。
解读: 在高频化趋势下,阳光电源的组串式光伏逆变器及PowerTitan系列储能变流器(PCS)中,高频变压器是实现电气隔离与电压变换的核心组件。法拉第屏蔽层虽能抑制共模干扰,但其带来的涡流损耗直接影响整机效率与温升。本文提出的损耗解析模型可辅助研发团队在产品设计阶段精确评估屏蔽层损耗,优化绕组结构与屏蔽布...
重新思考电感寄生电容建模的基本假设
Rethinking Basic Assumptions for Modeling Parasitic Capacitance in Inductors
Hongbo Zhao · Shaokang Luan · Zhan Shen · Alex J. Hanson 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
本文重新审视了电感寄生电容解析建模中的常用假设,重点分析了集总电容网络法和能量守恒法。研究指出集总电容网络法在计算等效寄生电容时存在局限性,并对相关物理建模方法进行了修正与优化,旨在提升高频功率变换器中电感设计的准确性。
解读: 电感是阳光电源光伏逆变器(如组串式、集中式)及储能系统(如PowerTitan、ST系列PCS)的核心磁性元件。随着功率密度提升和开关频率增加,寄生电容对EMI性能及高频损耗的影响愈发显著。本文提出的建模优化方法有助于研发团队在设计阶段更精确地预测磁性元件的高频行为,减少样机调试迭代次数。建议在iS...
基于四端口磁集成耦合电感的磁网络能量路由器及其高功率密度研究
Quad-Port Magnetic Integrated Coupled Inductor Based Magnetic Network Energy Routers With High Power Density
Yongqing Lv · Fujin Deng · Zhan Shen · Sahar S. Kaddah 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
磁网络能量路由器(MNER)在集成多源可再生能源、储能及负载方面具有显著优势。本文针对MNER功率密度受限的问题,提出了一种基于四端口磁集成耦合电感的拓扑结构,通过减少高频变压器及分支电感等磁性元件的数量,有效提升了系统的功率密度与集成度。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及光储一体化解决方案具有重要参考价值。当前储能变流器(PCS)正向高功率密度和多端口集成方向发展,通过磁集成技术减少磁性元件体积,可显著降低PCS的重量与成本,提升整机效率。建议研发团队关注该四端口磁集成方案在多源直流耦合系统...
一种用于双有源桥变换器的低损耗正交解耦磁集成结构
A Low Loss Orthogonal Decoupling Magnetic Integrated Structure for Dual Active Bridge Converter
Zhenkai Cao · Wu Chen · Zhan Shen · Yichen Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
本文提出了一种用于双有源桥(DAB)变换器的正交解耦磁集成结构(ODMIS),旨在减小变压器和电感的体积。该结构通过正交解耦设计,实现了集成串联电感与励磁电感的磁通独立,有效降低了磁性元件的体积,提升了变换器的功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务(如PowerTitan、PowerStack系列PCS)具有极高的应用价值。DAB拓扑是双向DC-DC变换器的核心,磁集成技术能显著提升PCS的功率密度,降低系统体积与成本。建议研发团队评估该正交解耦结构的损耗特性与散热表现,探索其在兆瓦级储能变流器中的应用潜力,以进一步...
镍锌
NiZn)电感器的核心能量电容
Zhan Shen · Wu Chen · Hongbo Zhao · Long Jin 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
在高频(3-30 MHz)应用中,NiZn磁芯因其低磁导率和介电常数被广泛使用。传统基于理想导体假设的电容模型在NiZn磁芯中不再适用。本文提出了一种通用的核心能量电容模型,用于精确描述高频下的寄生参数特性。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及储能PCS向高功率密度和高频化方向演进,磁性元件的寄生参数对EMI及效率的影响日益显著。该研究提出的NiZn磁芯电容模型,有助于优化高频变换器中的磁性元件设计,减少寄生振荡,提升系统电磁兼容性(EMC)表现。建议研发团队在开发下一代高频化户用光伏逆变器及小型化储能模块时,引...
多应力下高频变压器绝缘的相互作用分析与寿命建模
Interactions Analysis and Life Modeling for High-Frequency Transformers Insulation Under Multistress
Zhaoxin Wang · Xing Wei · Filipe Faria da Silva · Henrik Sørensen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
高频变压器(HFT)是固态变压器(SST)的核心组件。准确预测其剩余寿命对保障系统可靠性至关重要。本文研究了HFT绝缘在PWM高频电压与高温多重应力下的老化机理,旨在解决复杂工况下绝缘失效预测的难题,为电力电子设备的长期稳定运行提供理论支撑。
解读: 高频变压器是阳光电源储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及组串式逆变器中DC-DC变换环节的关键磁性元件。随着功率密度提升,高频PWM电压与热应力的耦合作用成为影响产品寿命的瓶颈。本文提出的多应力寿命建模方法,可指导阳光电源研发团队优化磁性元件的绝缘设计与选型,提升iSola...
基于高频谐波调制的高速通信电力变换器
Real-Time and High-Speed Talkative Power Converter Based on High-Frequency Harmonic Modulation
Yueyin Wang · Wu Chen · Zhan Shen · Song Hu 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
高效隔离型DC-DC变换器需在隔离侧间建立信息链路以优化性能。Talkative Power Converter (TPC) 技术提供了一种经济高效的通信方案,但现有技术易受功率噪声干扰,且传输延迟较高。本文提出一种基于高频谐波调制的新型TPC方法,实现了实时高速通信,显著提升了功率变换器的控制性能与响应速度。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及组串式光伏逆变器中的隔离型DC-DC电路具有重要参考价值。在储能PCS中,隔离侧的高速通信对于实现更精准的功率分配、电池组均衡及故障快速响应至关重要。通过采用高频谐波调制技术,可省去额外的通信隔离器件,从而降低硬件成本并提升...
基于广义分布函数与Preisach模型的磁性元件磁滞建模及高效参数辨识
Hysteresis Modeling of Magnetic Components With Generalized Distribution Function and Efficient Parameter Identification Based on Preisach Model
Zhan Shen · Lexing Zhang · Shunshun Ma · Kaiyuan Liu 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
软磁材料广泛应用于电力电子变换器的磁性元件中。其磁滞效应导致磁芯呈现非线性阻抗特性,进而引发损耗增加、波形畸变及电磁干扰问题。本文针对磁性材料的非线性行为,提出了一种基于广义分布函数的Preisach磁滞建模方法,并实现了高效的参数辨识,为优化变换器磁性元件设计提供了理论支持。
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。该研究提出的高精度磁滞建模与参数辨识方法,能有效提升磁性元件在复杂工况下的损耗预测精度,有助于优化磁芯设计,从而提升逆变器与PCS的整机效率。此外,该方法在减少电磁干...
带气隙NiZn磁芯电感的寄生电容解析模型
An Analytical Stray Capacitance Model of NiZn Inductors With Gapped Cores
Zhan Shen · Qiming Liu · Kaiyuan Liu · Yueyin Wang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
本文针对MHz以上高频电力电子变换器中广泛使用的NiZn磁芯电感,提出了一种解析模型,用于量化分析磁芯气隙产生的寄生电容。该寄生电容会导致电流振荡及电磁干扰(EMI)问题,对于高频磁性元件的精确建模与设计至关重要。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及储能PCS向高功率密度和高频化方向演进,磁性元件的体积与效率成为核心竞争力。NiZn磁芯在高频应用中表现优异,但气隙带来的寄生电容是导致EMI超标和高频振荡的关键因素。该研究提供的解析模型可直接应用于公司研发阶段的磁性元件设计,优化电感绕线结构与气隙布局,从而提升逆变器及P...
一种抑制电压振荡的双有源桥变换器调制策略
Modulation Strategy for Dual-Active-Bridge Converter With Mitigated Voltage Oscillation
Yueyin Wang · Zhan Shen · Wu Chen · Zewei Hao 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
双有源桥(DAB)变换器因其电气隔离和高效率在直流系统中应用广泛。然而,变压器端口常存在高频电压振荡(HFVOs),威胁变压器绝缘性能。本文分析了HFVOs的产生机理,并提出了一种新型调制策略以有效抑制该振荡,提升系统运行可靠性。
解读: DAB变换器是阳光电源储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及直流耦合光储系统的核心拓扑。变压器高频电压振荡直接影响磁性元件的绝缘寿命及电磁兼容性(EMC)。该研究提出的调制策略能够有效降低应力,对于提升阳光电源储能变流器(PCS)在复杂工况下的长期可靠性具有重要工程价值。建议...
中压中频变压器绕组内电压振荡的起源分析与抑制方法
Origin Analysis and Mitigation Method of Voltage Oscillation Occurred Inside the Winding of Medium-Voltage Medium-Frequency Transformer
Yueyin Wang · Wu Chen · Zhan Shen · Xiao Yu 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
中压中频变压器是高功率直流变换器的核心部件。宽禁带半导体的高速开关特性会在变压器内部诱发电压振荡,增加主绝缘局部放电风险,甚至导致永久性击穿。本文旨在分析此类振荡的产生机理,并提出相应的抑制策略,以提升电力电子变换器的可靠性。
解读: 该研究直接关联阳光电源PowerTitan和PowerStack等大功率储能系统中的隔离型DC-DC变换环节。随着SiC等宽禁带器件在PCS中的广泛应用,高频开关带来的电压振荡与绝缘应力问题日益突出。本文提出的振荡抑制方法对于优化高压储能变流器的变压器设计、提升系统长期运行的绝缘可靠性具有重要指导意...
中压中频变压器绕组内部电压振荡的起因分析与抑制方法
Origin Analysis and Mitigation Method of Voltage Oscillation Occurred Inside the Winding of Medium-Voltage Medium-Frequency Transformer
Yueyin Wang · Wu Chen · Zhan Shen · Xiao Yu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
中压中频变压器是大功率直流变换器的关键部件。然而,宽禁带半导体的超快开关速度会在中频变压器中引发电压振荡,增加一次绝缘局部放电的风险,并导致永久性击穿。现有研究主要关注端口处发生的电压振荡,但对绕组内部发生的电压振荡了解不足。本文提出了一种计算内部电压振荡的模型。与传统模型相比,该模型简单且首次考虑了铁芯的电能。据此,推导了基于物理原理的解析公式来计算电压振荡。基于该模型,分析了电压振荡、端口电压和变压器结构之间的关系。提出了振荡抑制方法并通过实验进行了验证。
解读: 从阳光电源的业务视角来看,该论文针对中压中频变压器内部电压振荡问题的研究具有重要的战略价值。作为光伏逆变器和储能系统的核心部件,中压中频变压器在阳光电源的大功率直流变换器产品中扮演关键角色,特别是在1500V光伏系统、集中式储能变流器以及新能源并网解决方案中应用广泛。 该研究的核心价值在于解决了宽...