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电力电子变换器多层器件级电热实时仿真与多用途硬件在环测试
Multilayer Device-Level Electro-Thermal Real-Time Simulation and Multipurpose HIL Testing of Power Electronics Converters
Hao Bai · Xinyang Li · Jiaxin Tang · Zhen Yao 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
本文提出了一种多层器件级电热实时仿真方法,旨在解决现代电力电子变换器在全生命周期中面临的计算限制问题。该方法能够同时处理电热耦合效应与半导体开关特性,为电力电子系统的实时仿真与硬件在环(HIL)测试提供了高效的解决方案。
解读: 该技术对阳光电源的组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan储能系统具有重要参考价值。在产品研发阶段,通过高精度的电热耦合实时仿真,可更准确地评估功率模块(IGBT/SiC)在极端工况下的热应力,从而优化散热设计并提升产品可靠性。此外,该方法能显著缩短HIL测试周期,加速iSolarCloud智...
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...
一种具有高度均匀磁场分布的立方体无线充电容器系统
A Cubic Wireless Charging Container System With Highly Uniform Magnetic Field Distribution
Kaiyuan Wang · Zhen Sun · Xinze Li · Yao Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
本文介绍了一种空间无线充电系统,其核心是一个立方体发射器(Tx),旨在实现容器内部磁场的强且均匀分布。Tx线圈采用解耦结构,通过在容器外表面缠绕两组独立导线实现。此外,文中采用了旋转电流控制方法对x轴和y轴上的Tx谐振器进行控制。
解读: 该研究提出的立方体无线充电空间场分布技术,为无线充电领域提供了新的磁场优化思路。对于阳光电源的电动汽车充电桩业务,虽然目前主流仍以有线快充为主,但该技术在提升充电便利性、实现自动驾驶车辆的无感充电方面具有潜在应用价值。建议研发团队关注其磁场解耦与旋转电流控制算法,探索其在特定工业场景(如AGV自动充...
一种DCM反激变换器输出电容C和ESR的无损在线监测方法
A Noninvasive Online Monitoring Method of Output Capacitor's C and ESR for DCM Flyback Converter
Kai Yao · Hui Li · Lei Li · Chanbo Guan 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年6月
电解电容是电力电子系统中的关键易损件,其性能退化表现为电容值(C)和等效串联电阻(ESR)的变化。本文提出了一种针对DCM模式反激变换器输出电解电容的在线监测方案,通过建立数学模型实现对C和ESR的实时监测,为电力电子设备的健康管理提供了有效手段。
解读: 电解电容的寿命是影响逆变器和储能系统可靠性的核心瓶颈。该研究提出的无损在线监测方法,可直接应用于阳光电源的户用光伏逆变器及小型储能PCS的辅助电源或DC-DC级电路中。通过集成该算法至iSolarCloud平台,可实现对关键电容健康状态(SOH)的实时预警,将传统的“事后维修”转变为“预测性维护”,...
维也纳整流器DQ轴坐标系过零效应建模及电流畸变补偿方法
DQ-Frame Zero-Crossing Effect Modeling and Current Distortion Compensation Method for Vienna Rectifier
Zheyu Miao · Hao Tong · Xiaoguang Jin · Wenxi Yao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年7月
维也纳整流器因其高效率和高功率密度被广泛应用。然而,该拓扑在电流过零点附近存在电流畸变问题,尤其在纹波较大时更为明显。本文揭示了该现象的机理,建立了过零电流畸变模型,并提出了一种补偿方法以优化电流质量。
解读: 维也纳整流器(Vienna Rectifier)作为一种经典的三电平PFC拓扑,常用于阳光电源的充电桩模块及部分工业电源前端。该研究针对过零点电流畸变提出的建模与补偿方法,有助于提升充电桩模块的输入电流总谐波畸变率(THDi)和功率因数,从而改善电网侧电能质量。建议研发团队参考该补偿算法,优化充电桩...
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...
基于逆变侧电流反馈的LCL滤波电压源逆变器电网电流畸变抑制
Mitigation of Grid-Current Distortion for LCL-Filtered Voltage-Source Inverter With Inverter-Current Feedback Control
Zhen Xin · Paolo Mattavelli · Wenli Yao · Yongheng Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年7月
LCL滤波器电感较小,易受电网电压谐波影响导致并网电流畸变。对于采用逆变侧电流反馈(ICF)的控制系统,由于谐波信息在滤波电容处流失,该问题尤为严峻。本文旨在解决ICF控制下LCL逆变器的电网电流谐波抑制难题。
解读: 该研究直接针对阳光电源核心产品——组串式及集中式光伏逆变器的并网控制技术。LCL滤波器是逆变器的标准配置,而逆变侧电流反馈(ICF)因其控制简单、易于实现过流保护而被广泛应用。然而,在弱电网环境下,电网电压谐波会导致并网电流畸变,影响电能质量。该文献提出的抑制策略可直接优化阳光电源逆变器的控制算法,...
实现6.78 MHz多千瓦级H桥DC-AC逆变器中高压SiC与GaN开关器件的挑战与对比
Challenges and Comparison in Achieving 6.78 MHz Multi-kW H-Bridge DC–AC Inverters Using High-Voltage SiC and GaN Switching Devices
Yao Wang · Zhen Sun · Yun Yang · Cheng Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月
本文探讨了设计6.78 MHz多千瓦级H桥逆变器时,使用高压碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)器件面临的挑战,并对比了其性能。文章提出了一种MHz开关频率逆变器的设计方法,重点解决了开关选型、栅极驱动设计、寄生电感最小化等关键问题。
解读: 该研究聚焦于MHz级高频功率变换,对阳光电源的下一代高功率密度逆变器及充电桩技术具有重要参考价值。随着宽禁带半导体(SiC/GaN)在高频领域的应用深入,该设计方法有助于减小磁性元件体积,提升组串式逆变器和电动汽车充电桩的功率密度。建议研发团队关注该文在寄生电感抑制和高频驱动设计方面的结论,这对于优...
基于变电感的CRM Boost PFC变换器准固定开关频率控制
Quasi-Fixed Switching Frequency Control of CRM Boost PFC Converter Based on Variable Inductor in Wide Input Voltage Range
Kai Yao · Zhen Zhang · Jian Yang · Jintao Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
针对传统恒定导通时间控制下CRM Boost PFC变换器在宽输入电压范围内开关频率变化剧烈的问题,本文提出了一种结合变导通时间和变电感技术的准固定开关频率控制策略,有效优化了变换器在全工作范围内的频率特性。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及充电桩产品线具有重要参考价值。在户用逆变器和充电桩的前级PFC电路中,宽输入电压范围下的EMI设计和磁性元件优化一直是难点。通过引入变电感技术和准固定频率控制,可以有效缩小磁性元件体积,降低EMI滤波器设计难度,提升整机功率密度和效率。建议研发团队评估该控制策略在小...
无通信的SS感应式电动汽车充电系统校正控制以实现功率可调性、错位容忍性和双向性
Communication-Free Rectification Control of SS Inductive EV Charging System for Power Regulatability, Misalignment Tolerance, and Bidirectionality
Yao Wang · Zhen Sun · Kaiyuan Wang · Yun Yang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
本文提出一种无需通信的串联-串联(SS)感应式电力传输(IPT)系统,用于电动汽车(EV)充电,具备三大优势:优异的功率调节能力以适应电池充电特性、高错位容忍度以确保偏移条件下的稳定充电,以及双向能量传输能力。通过车载有源整流器调控交流输出电流与电压间的相角差Δθ:当0≤Δθ<90°时,系统工作于电网到车辆(G2V)模式,实现恒流与恒压充电;当90°<Δθ≤180°时,进入车辆到电网(V2G)放电模式。所有功能均由车载侧实现,无需电网侧变换器及双端通信。实验验证了3kW样机在180mm距离下G2...
解读: 该无通信SS感应充电技术对阳光电源车载充电及储能产品具有重要应用价值。核心创新点在于通过单侧相角控制实现G2V/V2G双向功率调节,与阳光电源车载OBC充电机的双向架构高度契合,可简化通信协议降低系统成本。其恒流恒压无缝切换能力可直接应用于动力电池充电管理,96.9%的高效率指标达到行业领先水平。错...
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...
利用聚光太阳能热能储存优化固体氧化物电解池:一种混合深度学习方法
Optimization of solid oxide electrolysis cells using concentrated solar-thermal energy storage: A hybrid deep learning approach
Hongwei Liua1 · Wei Shuaia1 · Zhen Yao · Jin Xuan 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 固体氧化物电解池(SOEC)是一种将CO2和H2O转化为合成气的前沿技术,具有显著的经济与环境效益。然而,该过程需要大量的高温热量输入,传统上依赖电能供给。本研究提出一种创新方法,利用聚光太阳辐射作为SOEC的可再生热源,并通过集成热能储存(TES)系统来应对太阳辐射固有的波动性挑战。我们构建了一种混合模型,将多物理场仿真与深度学习算法相结合,能够在实时直法向辐照度条件下快速优化电解过程。研究结果表明,在系统架构中引入TES后,SOEC入口处的温度变化率显著降低了53%,从而确保了运行的稳...
解读: 该研究将光热储能与固体氧化物电解耦合的深度学习优化方法,对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要借鉴价值。其热能存储系统可降低53%温度波动率的控制策略,可应用于我司储能系统的热管理优化;混合多物理场仿真与深度学习算法的实时优化框架,可增强iSolarCloud平台的预测性维护...