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多电压等级直流电网中臂共享直流变压器的直流故障建模
DC Fault Modeling of Arm-Shared DC Transformers for Multivoltage HVDC Grids
Yilin Wu · Zhiyuan He · Guangfu Tang · Chong Gao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
短路电流计算与故障特性分析对保护系统设计至关重要。本文针对多电压等级直流电网中连接的臂共享直流变压器（ASDCT），基于RLC电路与等效电流源建立了一种简化的直流故障模型，为直流电网的故障分析与保护策略提供了理论依据。
解读: 该研究关注直流电网中的直流变压器故障建模，对于阳光电源在大型储能系统（如PowerTitan系列）及未来直流微电网、直流配电网业务具有参考价值。随着储能系统向高压化、直流耦合化发展，直流侧故障保护是提升系统可靠性的关键。虽然目前阳光电源产品线以PCS为主，但该故障建模方法可借鉴用于优化储能变流器在直...
适用于高压直流应用的新型混合级联DC-DC变换器
The Hybrid-Cascaded DC–DC Converters Suitable for HVdc Applications
Jie Yang · Zhiyuan He · Hui Pang · Guangfu Tang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年10月
本文提出了一种新型混合级联DC-DC变换器（HCDC），由半导体开关和子模块堆叠组成，旨在解决不同电压等级高压直流（HVdc）网络的互联问题。该拓扑结构在资本成本和功率损耗方面表现出显著优势，具有良好的工程应用前景。
解读: 该研究提出的混合级联DC-DC变换器（HCDC）在高压直流输电及大规模储能互联领域具有重要参考价值。对于阳光电源而言，该技术可优化PowerTitan等大型储能系统在更高电压等级直流侧的接入方案，降低系统损耗并提升功率密度。建议研发团队关注该拓扑在模块化设计中的可扩展性，评估其在大型地面光伏电站直流...
高压IGBT载流子复合关断瞬态解析模型
An Analytical Carrier Recombination Turn-Off Transient Model for High-Voltage IGBTs
Zhiyuan Zhang · Hengxin He · Kejie Li · Nianwen Xiang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
本文针对高压IGBT在铁路牵引、柔性直流输电及风力发电等领域的应用，提出了一种基于开关瞬态机制的关断过程解析模型。该模型深入分析了载流子复合对关断特性的影响，为高压功率器件的瞬态建模提供了理论支撑。
解读: 该研究对阳光电源的核心业务具有重要意义。高压IGBT是阳光电源集中式光伏逆变器、风电变流器及大型储能系统（如PowerTitan系列）中的核心功率半导体器件。通过建立精确的关断瞬态解析模型，研发团队可以更准确地预测器件在极端工况下的损耗与应力，从而优化驱动电路设计，提升逆变器和PCS的转换效率。此外...
桥式结构中IGBT的短路行为与电压重分布
Short-Circuit Behavior and Voltage Redistribution of IGBTs in Bridge Structures
Yixuan Yang · Yilin Wu · Xuebao Li · Zhibin Zhao 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
本文通过半导体器件理论、实验及物理仿真，深入分析了桥式结构中因栅极信号错误导致的短路行为。研究揭示了电压重分布现象及其引发的动态雪崩失效机制，并设计了实验平台进行验证，为提升功率器件在复杂电路中的可靠性提供了理论支撑。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线（光伏逆变器、储能PCS、风电变流器）至关重要。这些产品普遍采用桥式拓扑结构，IGBT作为核心功率开关，其短路耐受能力直接决定了系统的可靠性。文中揭示的电压重分布机制有助于优化驱动电路设计与保护逻辑，特别是在PowerTitan等大功率储能系统及组串式逆变器中，能有效预防...
一种具有可靠开断过程的新型基于有源晶闸管的直流断路器
A New Active Thyristor-Based DCCB With Reliable Opening Process
Ji Shu · Junpeng Ma · Shunliang Wang · Yuqing Dong 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
针对晶闸管直流断路器（T-CB）因半控特性导致关断不可控的问题，本文提出了一种新型有源晶闸管直流断路器。该拓扑通过引入有源控制策略，解决了传统T-CB开断过程不可控及可靠性不足的缺陷，在保持低成本和低导通损耗优势的同时，实现了直流故障电流的可靠切断。
解读: 该技术对于阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大型光伏电站的直流侧保护具有重要参考价值。目前直流侧故障保护多依赖昂贵的IGBT方案，该研究提出的低成本、低损耗晶闸管方案，若能进一步提升其控制灵活性，有望优化阳光电源大功率储能变流器（PCS）及直流汇流箱的保护电路设计，...
基于插入指数修正的IGBT高功率MMC组件级半导体损耗平衡
Component-Level Semiconductor Loss Balancing for IGBT Based High Power MMC Through Insertion Index Modification
Bin Xu · Li Tu · Shaoyan Gong · Gaoyong Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
模块化多电平变换器（MMC）是高压直流输电领域的主流拓扑。功率半导体的运行损耗是影响器件老化和系统可靠性的关键因素。本文提出了一种通过修正插入指数来平衡MMC上下桥臂开关器件损耗的方法，旨在优化热分布，从而提升高功率变换器的整体寿命与可靠性。
解读: 该技术对于阳光电源的大功率储能系统（如PowerTitan系列）及未来高压直流侧并网应用具有重要参考价值。MMC拓扑在高压大容量储能领域应用广泛，通过优化插入指数实现损耗平衡，能够有效降低功率模块的局部热应力，延长IGBT模块寿命，从而提升产品在极端工况下的可靠性。建议研发团队关注该控制策略在降低散...
不同功率循环导通模式下商用SiC MOSFET老化前兆与失效机理的对比研究
Comparative Investigation on Aging Precursor and Failure Mechanism of Commercial SiC MOSFETs Under Different Power Cycling Conduction Modes
Mei Wang · Yuan Chen · Zhiyuan He · Zhaohui Wu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
功率循环测试（PCT）是评估SiC MOSFET长期可靠性的关键方法。本文探讨了在多种失效机理竞争环境下，单一老化前兆失效的问题，并深入分析了不同导通模式对封装可靠性的影响，旨在优化SiC器件在电力电子系统中的寿命预测与可靠性评估。
解读: SiC器件是阳光电源组串式光伏逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩提升效率与功率密度的核心。该研究关于SiC MOSFET在复杂功率循环下的老化机理分析，对阳光电源提升产品在极端工况下的可靠性至关重要。建议研发团队利用该研究成果优化功率模块的封装设计与热管理策略，并将其转化为iSol...
一种考虑驱动电路影响的高压场截止型IGBT温度相关关断模型
An Analytical Temperature-Dependent Turn-Off Model for High-Voltage Field-Stop IGBTs Considering the Influence of Drive Circuit
Zhiyuan Zhang · Hengxin He · Kejie Li · Nianwen Xiang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
随着制造技术的进步，IGBT在电力电子系统中应用广泛。本文针对高压场截止型IGBT，提出了一种考虑驱动电路影响的温度相关关断瞬态模型。该模型深入分析了载流子输运过程，旨在实现对IGBT开关瞬态特性的高精度建模，为优化电力电子系统的效率与可靠性提供理论支撑。
解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器）中功率模块的选型与驱动设计。高压IGBT是这些大功率变换设备的核心器件，其关断损耗与温度特性直接影响整机的效率与热设计。通过引入该温度相关模型，研发团队可更精确地评估IGBT在极端工况...
一种结合SCR和IGBT的有源Z源直流断路器
An Active Z-Source DC Circuit Breaker Combined With SCR and IGBT
Ji Shu · Shunliang Wang · Junpeng Ma · Tianqi Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
针对传统基于IGBT的直流断路器（DCCB）成本高昂的问题，本文提出了一种结合IGBT与SCR的有源Z源直流断路器（AZ-DCCB）。该拓扑利用SCR的低导通损耗特性与IGBT的主动关断能力，解决了SCR作为半控型器件无法主动关断的局限，为直流系统保护提供了更具成本效益的方案。
解读: 该技术对阳光电源的直流侧保护方案具有重要参考价值。在PowerTitan等大型储能系统及光伏直流汇流箱中，直流侧故障保护是核心安全环节。目前主流方案多依赖高成本IGBT，该AZ-DCCB拓扑通过SCR与IGBT的混合使用，有望在保证主动关断能力的同时显著降低系统BOM成本。建议研发团队评估该拓扑在兆...
一种用于基于VSC的海上风电场连接的新型直流斩波器拓扑
A Novel DC Chopper Topology for VSC-Based Offshore Wind Farm Connection
Bin Xu · Chong Gao · Jing Zhang · Jun Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
交流电网电压跌落会导致直流母线电压骤升，可能损坏海上风电系统设备。本文研究了现有的直流斩波器拓扑，总结了其优缺点，并在此基础上提出了一种新型直流斩波器拓扑，旨在有效吸收多余能量，确保直流母线电压维持在安全范围内。
解读: 该研究针对海上风电直流侧过压保护问题，提出的新型斩波器拓扑对阳光电源的风电变流器及海上风电并网解决方案具有重要参考价值。在海上风电场高压直流输电（HVDC）或柔性直流并网场景中，直流斩波器是保障系统低电压穿越（LVRT）能力的关键组件。建议研发团队评估该拓扑在提升系统功率密度和可靠性方面的潜力，并将...
一种用于高压直流输电应用中降低储能需求和功率损耗的新型混合多电平直流-交流变换器
A New Hybrid Multilevel DC–AC Converter With Reduced Energy Storage Requirement and Power Losses for HVDC Applications
Jie Yang · Zhiyuan He · Jinkun Ke · Minhua Xie · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
本文提出了一种用于电压源换流器（VSC）HVDC技术的新型直流-交流变换器。该拓扑由子模块和串联IGBT开关组成，核心思想是通过子模块构建交流电压波形，并利用半周期重连机制，有效降低了系统的储能需求和功率损耗，提升了高压直流输电系统的整体性能。
解读: 该研究提出的混合多电平拓扑主要针对高压直流输电（HVDC）领域，旨在优化功率损耗与储能配置。虽然阳光电源目前的核心业务聚焦于光伏逆变器、储能系统（PowerTitan/PowerStack）及风电变流器，尚未直接涉及大型HVDC输电工程，但该拓扑中关于“降低储能需求”和“多电平开关控制”的设计理念，...
基于状态平面分析的LCC谐振电容充电电源多模式恒功率控制策略
Multimode Constant Power Control Strategy for LCC Resonant Capacitor Charging Power Supply Based on State Plane Analysis
Yun Xu · Chao Lu · Zhiyuan Yu · Junyu Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
本文提出了一种新型LCC谐振电容充电电源（CCPS）恒功率充电策略。该策略结合了断续电流模式（DCM）和连续电流模式（CCM）的优势，有效提升了电容充电速度及电网容量利用率。通过状态平面分析，实现了多模式恒功率控制（CPC）。
解读: 该研究提出的LCC谐振多模式恒功率控制策略对阳光电源的电动汽车充电桩（EV Charger）业务具有重要参考价值。在直流快充场景中，电容充电过程的效率与速度是核心指标，通过DCM与CCM的平滑切换，可优化充电模块的功率密度与动态响应。建议研发团队评估该控制策略在模块化充电堆中的应用，以提升充电桩在全...
一种用于雷击期间电场模拟的模块化推挽-反激式高压脉冲发生器
A Modular Push–Pull–Flyback High-Voltage Pulse Generator for Electric Field Emulation During a Lightning Strike
Zhiyuan Zhang · Hengxin He · Hui Yu · Kejie Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
为模拟雷击时的电场环境，本文提出了一种基于推挽式DC-DC变换器与反激式变换器结合的新型脉冲发生器结构。该装置能够产生符合雷击电场特性的高压脉冲，为电力电子设备的抗雷击浪涌测试提供了有效的仿真手段。
解读: 该文献提出的高压脉冲发生器主要应用于电力电子设备的电磁兼容性（EMC）及抗雷击浪涌测试。对于阳光电源而言，该技术属于研发测试环节的辅助手段，而非核心产品拓扑。在光伏逆变器、储能PCS及充电桩等产品的研发过程中，利用此类高压脉冲发生器进行严苛的浪涌抗扰度测试，有助于提升产品在复杂电网环境下的可靠性与安...
钳位电感电路中高压IGBT开通瞬态dVCE/dt和dIC/dt的建模
Modeling the dVCE/dt and dIC/dt at the Turn-On Transient for High-Voltage IGBTs in the Clamped Inductive Circuit
Zhiyuan Zhang · Hengxin He · Kejie Li · Nianwen Xiang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文研究了高压IGBT在开通阶段的集电极-发射极电压下降斜率（dVCE/dt）和集电极电流上升斜率（dIC/dt）。这些参数对功率电子系统的开通损耗及电磁干扰（EMI）具有显著影响。文章重点分析了高压IGBT在钳位电感电路中的开通行为，并建立了相应的数学模型以优化开关性能。
解读: IGBT是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能PCS以及风电变流器的核心功率器件。该研究提出的dVCE/dt和dIC/dt建模方法，能够精确预测高压IGBT的开关损耗与EMI特性，对优化逆变器功率模块的驱动电路设计、提升整机效率及电磁兼容性具有直接指导意义...
台风条件下含大规模海上风电的电力系统调度策略：一种两阶段样本鲁棒优化方法
Dispatch Strategy for the Power System With Large Offshore Wind Power Integration Under a Typhoon: A Two-Stage Sample Robust Optimization Approach
Jinhua He · Zechun Hu · Yang Liu · Zhiyuan Bao 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
台风作为极端天气事件，对电力系统的安全稳定运行构成重大威胁，尤其是那些接入大型海上风电场的电力系统。台风期间对电力系统的影响往往十分严重且难以预测。鉴于获取台风条件下风力发电数据存在挑战，本文利用台风的气压和风场模型，结合蒙特卡罗模拟，生成实时风电数据样本。随后，采用两阶段样本鲁棒优化（SRO）模型来解决大规模海上风电接入电力系统的机组组合（UC）问题。该模型将两阶段样本平均近似（SAA）与鲁棒优化原理相结合，确保了渐近最优性和强大的样本外性能。为处理决策中的非预见性问题，采用隐式决策规则指导火...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的台风条件下海上风电调度优化方法具有重要的战略参考价值。随着我国海上风电装机规模快速增长，极端天气下的电网安全稳定运行已成为新能源并网领域的核心挑战，这与阳光电源在储能系统集成、新能源电站解决方案等业务板块高度契合。 论文采用的两阶段样本鲁棒优化方法为应对极端天...
一种用于电池管理系统中具有42 ppm/V线性灵敏度的2.69 ppm/℃带隙基准源
A 2.69 ppm/℃ bandgap reference with 42 ppm/V line sensitivity for battery management system
Jing Wang1Feixiang Zhang1Zhiyuan He1Hui Zhang2Lin Cheng1 · 半导体学报 · 2025年6月 · Vol.46
本文提出了一种面向电池管理系统（BMS）的高精度带隙基准源（BGR），具备超低温度系数（TC）和线性灵敏度（LS）。该BGR采用电流模式结构，结合斩波运放与内部时钟发生器以消除运放失调，利用低压差稳压器（LDO）和预稳压器分别提升输出驱动能力与LS性能。通过曲率补偿抑制高阶非线性效应，并在20℃和60℃两点进行修调，结合固定曲率校正电流，实现芯片级超低TC。基于CMOS 180 nm工艺实现，核心面积0.548 mm²，工作电压2.5 V，从5 V电源汲取84 μA电流。在-40℃至125℃范围...
解读: 该超低温度系数带隙基准源技术对阳光电源储能与充电产品线具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统和ST系列储能变流器的BMS模块中，2.69 ppm/℃的温度系数和42 ppm/V线性灵敏度可显著提升电池电压采样精度，优化SOC/SOH估算算法，增强储能系统在-40℃至125℃宽温域的可靠...