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磁感应：概念、定义与应用
Magnetic-Inductance: Concept, Definition, and Applications
Ming Cheng · Wei Qin · Xinkai Zhu · Zheng Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
本文针对传统磁路分析法无法描述交变磁通相位偏移与幅值衰减的局限，提出了“磁感应”这一新物理概念。该方法完善了电磁器件的磁路分析理论，为电磁场分析提供了更精确的工具，有助于优化电力电子设备的磁性元件设计。
解读: 该研究提出的“磁感应”概念对阳光电源的核心磁性元件（如逆变器电感、储能变流器PCS中的高频变压器）设计具有重要指导意义。在PowerTitan等大功率储能系统及组串式逆变器中，磁性元件的损耗与发热是影响效率与可靠性的关键。引入该理论可提升磁场仿真精度，优化电感设计，从而降低磁滞与涡流损耗，提升整机功...
基于矢量磁路理论的非正弦激励磁芯损耗模型
Core Loss Model for Nonsinusoidal Excitations Based on Vector Magnetic Circuit Theory
Chengbo Li · Ming Cheng · Wei Qin · Zheng Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月
随着电力电子器件向高频化发展，磁性材料在高频下的损耗预测变得至关重要。由于现代电力电子系统中磁性元件常处于非正弦激励下，本文提出了一种基于矢量磁路理论的分析型磁芯损耗计算模型，旨在提高复杂工况下磁性元件损耗计算的准确性。
解读: 磁性元件（电感、变压器）是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器及风电变流器的核心损耗源。随着产品向高功率密度和高频化演进，传统的Steinmetz方程在非正弦工况下误差较大。该模型能够精确评估复杂PWM波形下的磁芯损耗，有助于优化磁性元件设计，提升整机效率，降低...
一种具有高互操作性的无线电能传输垂直重叠解耦线圈
A Vertical Overlapping Decoupled Coil for Wireless Power Transfer With High Interoperability
Yang Li · Xiaolin Chu · Zheng Li · Yujie Zhai 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
无线电能传输技术备受关注，但不同接收线圈通常仅适用于特定发射线圈，导致系统互操作性差。为此，本文提出了一种基于垂直重叠解耦（VOD）的新型双层线圈结构，旨在解决无线充电系统的兼容性问题。
解读: 该研究聚焦于无线电能传输的线圈拓扑优化，旨在提升不同设备间的兼容性。对于阳光电源而言，该技术主要关联电动汽车充电桩业务。虽然目前阳光电源的充电桩产品以有线快充为主，但随着未来无线充电技术在电动汽车领域的商业化渗透，该解耦线圈结构可作为技术储备，用于提升充电桩产品的通用性和用户体验。建议研发团队关注其...
实现精确功率平衡的多双有源桥变换器模型预测控制
Model-Predictive Control With Parameter Identification for Multi-Dual-Active-Bridge Converters Achieving Accurate Power Balancing
Xuming Li · Zheng Dong · Yan Cao · Jiawang Qin 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
双有源桥（DAB）变换器是电力转换系统的关键接口。为满足高功率、高电压或大电流需求，多模块串并联DAB系统成为主流方案。本文提出一种带参数辨识的模型预测控制（MPC）策略，旨在解决复杂多DAB系统中的功率平衡控制难题，提升系统动态响应与控制精度。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack系列）具有极高价值。目前大功率储能变流器（PCS）常采用多模块并联架构，模块间的功率均衡直接影响系统效率与寿命。本文提出的MPC结合参数辨识方法，能有效解决多模块并联时的环流与不均流问题，提升PCS在复杂工况下的动态性能。建议研...
一种用于自主水下航行器的双极与单极磁通道复用无线电能与数据同步传输系统
A Bipolar and Unipolar Magnetic Channel Multiplexed WPT System With Simultaneous Full-Duplex Communication for Autonomous Underwater Vehicles
Chunwei Cai · Jiapeng Li · Shuai Wu · Zheng Qin 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
本文提出了一种用于自主水下航行器（AUV）的单极与双极磁通道复用无线电能与数据同步传输系统。该系统利用双极线圈通过水平磁通传输电能，利用单极线圈通过垂直磁通传输数据。接收端结构紧凑，重量仅为741克，实现了高效的能量与信息同步传输。
解读: 该技术主要针对水下无线充电场景，属于无线电能传输（WPT）的前沿拓扑研究。虽然阳光电源目前的核心业务聚焦于光伏、储能及地面/工商业充电桩，与水下应用场景差异较大，但其磁通道复用与电能/数据同步传输技术对于未来充电桩的智能化、无线化升级具有一定的参考价值。建议关注该拓扑在提升功率密度和集成度方面的设计...
基于矢量磁路理论考虑涡流和磁滞效应的表贴式永磁同步电机数学模型及矢量控制
Mathematical Model and Vector Control of SPMSM Considering Eddy Current and Hysteresis Effects Based on Vector Magnetic Circuit Theory
Xinkai Zhu · Dajun Zhao · Ming Cheng · Wei Qin 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
传统的表贴式永磁同步电机（SPMSM）数学模型常忽略涡流和磁滞效应，缺乏定量表征参数。随着电机运行频率及变流器开关频率的提升，这些效应的影响愈发显著。本文基于矢量磁路理论，建立了考虑上述效应的电机数学模型，并提出了相应的矢量控制策略，以提升系统在高频工况下的控制精度与效率。
解读: 该研究聚焦于电机高频运行下的损耗建模与控制优化，对阳光电源的风电变流器及电动汽车驱动系统具有参考价值。随着风电变流器向高功率密度发展，电机侧的高频损耗分析至关重要。建议研发团队关注该模型在提升变流器驱动电机效率方面的应用，特别是针对高转速永磁电机驱动场景，通过优化矢量控制算法，降低电机铁耗，从而提升...
基于虚拟电容的连续控制集模型预测控制DC-DC变换器噪声容忍策略
Noise Tolerance Strategy Based on Virtual Capacitor for DC–DC Converters With Continuous Control Set Model Predictive Control
Zheng Dong · Qian Chen · Jiawang Qin · Zhenbin Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
针对连续控制集模型预测控制（CCS-MPC）在DC-DC变换器应用中易受噪声干扰导致性能下降的问题，本文提出了一种基于虚拟电容的噪声容忍方法。该方法结构简单且有效，能够显著提升CCS-MPC在实际电力电子变换器中的鲁棒性与控制精度。
解读: 该研究直接针对DC-DC变换器的控制算法优化，对阳光电源的储能变流器（如PowerTitan、PowerStack系列）及光伏组串式逆变器中的DC-DC级具有重要参考价值。CCS-MPC算法在高性能变换器中应用广泛，但噪声敏感性一直是工程落地的痛点。引入“虚拟电容”策略可有效提升系统在复杂电磁环境下...
基于电聚合多巴胺的忆阻器利用阈值开关行为实现人工电流激活型脉冲神经元
Electropolymerized dopamine-based memristors using threshold switching behaviors for artificial current-activated spiking neurons
Bowen ZhongXiaokun QinZhexin LiYiqiang ZhengLingchen LiuZheng LouLili Wang · 半导体学报 · 2025年2月 · Vol.46
忆阻器具有类似突触的两端结构和电学特性，广泛用于人工突触的构建。然而，与无机材料相比，有机材料因忆阻性能较差而较少用于人工脉冲突触。本文首次报道了一种基于电聚合多巴胺忆阻层的有机忆阻器。该聚多巴胺忆阻器表现出优异的关键性能，包括0.3 V的低阈值电压、16 nm的薄层厚度以及约1 μF∙mm⁻²的高寄生电容。利用这些特性及其稳定的阈值开关行为，构建了一种无需电容元件且功耗低的人工脉冲神经元，可输出振荡电压，其脉冲频率随输入电流增加而升高，类似于生物神经元。实验结果表明，该器件在神经形态计算与系统...
解读: 该有机忆阻器的阈值开关特性与低功耗脉冲神经元技术，对阳光电源智能控制系统具有前瞻性启发价值。其0.3V低阈值电压和高寄生电容特性可借鉴应用于ST系列储能变流器的快速响应控制单元，实现更低功耗的状态检测与决策。神经形态计算的电流激活脉冲机制可启发iSolarCloud平台的边缘智能诊断算法优化，通过类...
功率振荡定位：一种基于同步相量的自适应Vold-Kalman滤波能量法
Power Oscillation Localization: A Synchrophasor Based Adaptive Vold-Kalman Filtering Energy Flow
Qin Huang · Wei Qiu · Yao Zheng · Junfeng Duan 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年11月
随着相量测量单元（PMU）在电力系统中的广泛应用，利用同步相量数据实现功率振荡源定位成为可能。然而，传统的基于能量的定位方法易受噪声及无关频率成分干扰。为此，本文提出一种基于自适应Vold-Kalman滤波的能量法（A-VKF-Energy）。首先通过快速傅里叶变换识别有功功率中的振荡频率，进而采用自适应Vold-Kalman滤波提取各支路振荡分量，并计算其耗散能量。以能量变化斜率比作为能量流动方向判据，自动判定振荡源位置。仿真与实际事件验证表明，该方法能有效抑制频域耦合干扰，准确识别振荡源。
解读: 该功率振荡定位技术对阳光电源大型储能系统（PowerTitan）和构网型控制产品具有重要应用价值。在储能电站并网场景中，A-VKF-Energy方法可集成至iSolarCloud平台，实时监测ST系列储能变流器引发的次同步/超同步振荡，通过PMU数据精准定位振荡源支路，避免误判。该技术可优化GFM构...
一种用于氮化镓电机驱动器的新型自适应死区时间控制方法
A Novel Adaptive Dead-Time Control Method for GaN-Based Motor Drives
Haihong Qin · Xiaoxue Zheng · Wenlu Wang · Qian Xun · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年7月
与硅器件相比，氮化镓（GaN）器件更适合在电机驱动应用中实现高开关频率，从而提高功率密度。然而，提高开关频率也会导致额外的开关损耗和较差的总谐波失真（THD）。较小的死区时间可以缓解这些问题，但传统的恒定死区时间设计方法难以在所有负载范围内确保最佳性能。本文针对相臂中的氮化镓高电子迁移率晶体管（HEMT）提出了一种新颖的自适应死区时间控制方法，以同时提高电机驱动的效率和总谐波失真性能。为此，对双脉冲测试电路中氮化镓高电子迁移率晶体管的详细开关过程进行了建模和分析。揭示了死区时间设置的优化原理，考...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于GaN器件的自适应死区时间控制技术具有重要的战略价值。GaN功率器件相比传统Si器件能够实现更高的开关频率，这与我们在光伏逆变器和储能变流器领域追求高功率密度、小型化设计的目标高度契合。 该技术的核心创新在于通过动态调整死区时间来平衡开关损耗与总谐波畸变率（THD...
一种基于反串联线性变压器的双极脉冲源及其多尺度验证
A Bipolar Pulse Source Driven by Reverse-Series-Connected Linear Transformers With Its Multiscale Validation
Chao Zhu · Zheng Fang · Shuangquan Yu · Lingchao Chen 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
在脉冲电场肿瘤消融应用中，双极脉冲因具有更均匀的治疗效果和更少的肌肉收缩而优于单极脉冲。本研究设计了一种基于反串联拓扑结构的线性变压器驱动（LTD）源以产生双极脉冲。放电阶段，各级LTD初级模块接地，具备低隔离电压、开关控制简单可靠及理论上可无限级联的优点。该双极脉冲源由次级绕组反串联的结构相同单极模块构成，但会引入反向感应电动势叠加的副作用。为此，提出一种双极性互补短路电路以消除该效应，并采用负极性电容充电电源提升触发电路稳定性，设计磁芯复位电路以拓展输出脉宽并提高磁芯利用率。多尺度实验结果表...
解读: 该双极脉冲源技术对阳光电源的储能变流器和充电桩产品线具有重要参考价值。其反串联线性变压器拓扑结构可应用于ST系列储能变流器的高频隔离DC-DC模块设计，有助于提升变压器利用率和系统功率密度。文中提出的双极性互补短路技术和磁芯复位方案，对优化PowerTitan储能系统的双向变换效率和动态响应具有启发...
特刊主编寄语：电力电子在未来可再生能源和Power-to-X系统中的作用
Guest Editorial: Special Issue on Power Electronics Role in Future Renewables and Power-to-X Systems
Ahmed Abdelhakim · Dmitri Vinnikov · Jon Are Suul · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
2015巴黎协定和2023年IPCC气候变化报告将主要能源消费部门的脱碳列为首要任务，对当今能源系统提出了长期可持续能源生产和存储的重大挑战。氢能和Power-to-X（P2X）方案是最具前景的应对策略之一，可大量利用可再生能源并开辟绿色能源存储和运输的新途径。P2X是将电力转换为碳中和合成燃料（如氢气、合成天然气或化学品）的转换技术集合术语。电力电子在提升此类系统性能和降低最终产品成本方面发挥关键作用，需整合不同系统如各类可再生能源供电电解槽集群制氢并可能连接电网提供电网支持。
解读: 该P2X特刊主题与阳光电源氢能战略高度契合。阳光电源在电解槽变流器、氢能源管理系统和可再生能源制氢一体化解决方案方面具有技术积累。特刊涵盖的电力电子变换器及调制、直流和交流微电网控制、变换器分析建模、测量与保护四大主题与阳光ST系列储能变流器、SG系列光伏逆变器和微电网解决方案的技术路线一致。文中提...