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一种基于关断最大电流变化率diC/dt且解耦负载电流的IGBT结温估计方法
An IGBT Junction Temperature Estimation Method Based on Turn-Off Maximum diC/dt With Decoupling Load Current
Yafei Shi · Boyang Zhang · Jianlong Kang · Yaokang Lai 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
IGBT模块结温监测对中高压应用至关重要。最大集电极电流下降率(diC/dtmax)作为温度敏感电参数，具有线性度好、易于实时检测等优点。本文提出了一种解耦负载电流的结温估计方法，解决了传统方法中电流依赖性带来的干扰，提升了在复杂工况下的监测精度。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（组串式/集中式逆变器、PowerTitan储能系统）具有极高的应用价值。IGBT是上述产品的核心功率器件，其结温直接决定了系统的可靠性与寿命。通过引入基于diC/dt的实时结温监测，阳光电源可在iSolarCloud智能运维平台中实现更精准的器件健康状态评估（PHM），...
一种用于三相逆变器的闭环补偿罗氏线圈电流传感器
A Closed-Loop Compensated Rogowski Coil Current Sensor for Three-Phase Inverter
Zhen Xin · Yu Yao · Jianlong Kang · Qian Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
精确的电流测量对于电力电子变换器的故障保护和电流控制至关重要。PCB罗氏线圈电流传感器（PCB RCCS）因其高带宽、体积小、成本低等优势成为强有力的竞争方案。本文针对其运行中存在的偏置电压和偏置电流问题，提出了一种闭环补偿方案以提升测量精度。
解读: 电流采样是阳光电源组串式逆变器、集中式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）的核心环节。该技术提出的PCB罗氏线圈闭环补偿方案，能有效解决传统电流传感器在宽频带下的偏置漂移问题，显著提升逆变器在复杂电网环境下的控制精度与故障保护响应速度。建议研发团队评估该方案在提升高...
缩短Crowbar动作时间的双馈变速抽水蓄能混合LVRT控制
Hybrid LVRT Control of Doubly-Fed Variable Speed Pumped Storage to Shorten Crowbar Operational Duration
Donghai Zhu · Zhen Wang · Yumei Ma · Jiabing Hu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
Crowbar电路是双馈变速抽水蓄能机组（VSPS）常用的低电压穿越（LVRT）方案。然而，在大规模机组中，传统Crowbar动作时间过长，导致无功功率吸收过多及电磁转矩剧烈振荡。本文提出一种混合LVRT控制策略，旨在有效缩短Crowbar动作时间，提升系统在电网故障下的稳定性与响应性能。
解读: 该研究针对双馈机组在电网故障下的LVRT性能优化，与阳光电源风电变流器业务高度相关。随着风电及抽水蓄能项目对电网支撑能力要求提高，缩短Crowbar动作时间能显著降低故障期间的无功损耗，并减少对发电机组的机械应力。建议研发团队借鉴该混合控制策略，优化变流器在弱电网下的故障穿越逻辑，提升阳光电源风电变...
通过三次谐波电压注入降低子模块电容电压纹波的改进型模块化多电平变换器
Modified Modular Multilevel Converter With Third-Order Harmonic Voltage Injection to Reduce Submodule Capacitor Voltage Ripples
Ming Huang · Zhen Kang · Weilin Li · Jianlong Zou 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
本文提出了一种改进型模块化多电平变换器（MMC），通过引入中间单元及控制算法，在不向交流侧注入共模电压的前提下，利用三次谐波电压注入（THVI）和二次谐波电流注入（SHCI）技术，有效降低了子模块电容的电压纹波，适用于中压应用场景。
解读: 该技术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）具有重要参考价值。MMC拓扑在高压大功率并网场景中优势显著，通过优化电容电压纹波控制，可有效减小储能PCS或大型逆变器中电容的体积与成本，提升系统功率密度及可靠性。建议研发团队关注该控制策略在减少无源器件损耗及提升变换器效...
一种基于非接触式PCB罗氏线圈的SiC MOSFET栅极氧化层退化在线监测方法
An Online Gate Oxide Degradation Monitoring Method for SiC MOSFETs With Contactless PCB Rogowski Coil Approach
Jianlong Kang · Ankang Zhu · Yu Chen · Haoze Luo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
SiC MOSFET栅极氧化层的实时退化监测是提升功率变换器可靠性的关键。现有监测方法多需直接电气连接，降低了系统可靠性。本文提出一种基于开通瞬态电流变化率的非接触式监测方法，通过PCB罗氏线圈实现，有效避免了对主电路的干扰，提升了监测的安全性与准确性。
解读: 随着阳光电源在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC功率模块，器件的长期可靠性成为核心竞争力。该非接触式监测技术无需改变主电路拓扑，即可实现对SiC器件栅极健康状态的实时评估，极大地降低了系统故障风险。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能运...
评估LCL滤波器光伏逆变器中谐振电流引起的可靠性退化
Evaluating the Reliability Degradation Caused by Resonant Current in Photovoltaic Inverters With LCL Filters
Xinyue Zhang · Jiacheng Sun · Zhongzheng Zhou · Zhen Kang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年9月
随着光伏（PV）系统部署数量的不断增加，LCL 型并网逆变器因其卓越的谐波衰减能力而变得十分普遍。然而，传统的可靠性评估往往忽略了由控制回路不稳定或参数漂移引起的谐振电流的影响，而这种谐振电流会显著加速关键组件的老化。本文提出了一个全面的 LCL 型光伏逆变器可靠性评估框架，该框架能更好地反映实际运行条件。开发了一个电热模型，该模型考虑了与温度相关的功率损耗、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）热耦合以及电容器老化。采用蒙特卡罗模拟和威布尔分布来推导逆变器在年度任务剖面下的使用寿命。实验验证证实，谐振...
解读: 该研究对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能变流器的可靠性设计具有重要价值。LCL滤波器谐振电流导致的IGBT热应力问题直接关联功率模块寿命，研究提出的电热耦合模型与雨流计数疲劳分析方法可应用于：1）SG系列逆变器功率模块热设计优化，通过主动阻尼控制抑制谐振电流，降低结温波动；2）ST储能变流器在频...
一种用于三相逆变器的闭环补偿罗氏线圈电流传感器
A Closed-Loop Compensated Rogowski Coil Current Sensor for Three-Phase Inverter
Zhen Xin · Yu Yao · Jianlong Kang · Qian Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
精确的电流测量对于电力电子变换器实现故障保护和电流控制至关重要。在众多可选方案中，印刷电路板罗氏线圈电流传感器（PCB RCCS）凭借其带宽更高、体积更小、成本更低等优势，成为有力的竞争者。然而，运算放大器中的失调电压和失调电流极大地限制了PCB RCCS的测量精度，并且受运算放大器个体差异和温度变化的影响较大。传统的误差补偿方法缺乏自调节能力，导致补偿效果存在显著局限。本文提出了一种闭环误差补偿方法，该方法能够在实际运行条件下实时监测补偿效果，及时调整补偿信号，实现对PCB RCCS积分误差的...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于闭环补偿的PCB罗氏线圈电流传感器技术具有显著的应用价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，精确的电流测量直接关系到系统的功率控制精度、效率优化和安全保护性能。 该技术的核心创新在于解决了传统PCB罗氏线圈因运放失调而导致的积分误差问题。通过实时监测和动态调整...
功率模块可集成高频三维磁场扫描方法
An Integrable High-Frequency 3-D Magnetic Field Scanning Method for Power Module
Ze Zhou · Jingxin Li · Jianlong Kang · Zhen Xin 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
提出基于空心线圈的可集成三维磁场扫描方法,用于功率模块电磁兼容评估、可靠性设计和芯片选型。针对多场源强耦合环境下现有技术带宽、尺寸和成本的挑战,设计可集成三维磁场探头,通过捕获x/y/z轴磁场分布重构器件内部三维磁场图。开发多脉冲平台验证,实验样机带宽达30MHz,灵敏度约10V/T(0.2mm处0.01V/(A/m))。
解读: 该三维磁场扫描技术对阳光电源功率模块设计和测试具有重要应用价值。可用于ST储能变流器和SG光伏逆变器中SiC/IGBT功率模块的电磁特性评估,优化器件布局和EMC设计。高频高灵敏度磁场探头技术可集成到阳光电源功率模块封装中实现在线监测,提升产品可靠性。该方法对PowerTitan等大功率储能系统的多...
具有低非热开关瞬态效应的瞬态热阻抗测量脉冲电流源
A Pulse Current Source for Transient Thermal Impedance Measurement with Low Nonthermal Switching Transient Effects
Xinyu Wang · Jianlong Kang · Yaokang Lai · Yichao Duan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
热特性准确评估对半导体器件高可靠性运行至关重要。在瞬态热阻抗测量TTIM期间，大功率加热阶段与小功率测量阶段之间的非热开关瞬态效应NSTE掩盖了器件早期散热特性，导致结温Tj测量延迟并损害TTIM准确性。为解决该问题，所提电流源在非热开关瞬态期间提供额外电流路径，无需外部控制电路即可自主停用。该方法实现的加速Tj测量有效降低热估计误差。首先详细分析揭示NSTE的潜在机制，然后提出集成瞬态补偿电路的新型脉冲电流源以消除调节延迟并减少寄生电容充电时间。在Simcenter MicReD Power ...
解读: 该瞬态热阻抗测量技术研究对阳光电源功率器件可靠性测试有重要参考价值。结温Tj测量延迟从500μs降至100μs以下的技术进步可应用于阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的SiC/GaN功率模块出厂测试和在线监测。瞬态补偿电路消除NSTE的方法为阳光iSolarCloud平台的数字孪生热管理系统...