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客座社论：电力电子快报专刊：高功率密度与高频无源元件的制造与设计
Guest Editorial: Special Section on Power Electronics Letters: Fabrication and Design of High-Power Density and High-Frequency Passive Components
Maeve Duffy · Teng Long · Ziwei Ouyang · Zhichao Luo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
本文为IEEE电力电子汇刊专刊社论，重点探讨了高功率密度与高频电力电子系统中无源元件（如电感、电容、变压器）的先进制造工艺与设计方法。文章强调了在追求系统小型化与高效化过程中，无源元件在热管理、电磁兼容及材料特性方面的关键挑战与创新解决方案。
解读: 高功率密度与高频化是阳光电源产品迭代的核心趋势。在组串式逆变器和PowerTitan系列储能变流器中，无源元件（电感、变压器）的体积与损耗直接决定了整机功率密度。该研究涉及的先进制造与设计方法，有助于优化磁性元件设计，降低高频开关下的寄生参数影响，提升整机效率。建议研发团队关注文中提及的新型磁性材料...
高频变压器漏感计算
Calculation of Leakage Inductance for High-Frequency Transformers
Ziwei Ouyang · Jun Zhang · William Gerard Hurley · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年10月
本文分析了高频变压器中随频率变化的漏感现象，指出高频涡流效应和邻近效应是导致漏感降低的主要原因。文章详细分析了高频漏感机理，并提出了一种高精度的预测方法，旨在优化高频电力电子变换器的设计。
解读: 高频变压器是阳光电源ST系列PCS、PowerTitan及PowerStack等储能变流器中DC-DC变换环节的核心磁性元件。漏感的精确计算直接影响变换器的效率、功率密度及软开关（如LLC或DAB拓扑）的实现。该研究提出的高频漏感预测方法，有助于研发团队在设计阶段更精准地优化变压器绕组结构，降低涡流...
用于LLC同步整流的自驱动栅极驱动器
Self-Driven Gate Driver for LLC Synchronous Rectification
Mingxiao Li · Ziwei Ouyang · Michael A. E. Andersen · Bin Zhao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
本文提出了一种仅由无源元件组成的LLC同步整流（SR）自驱动栅极驱动器。该方案直接利用变换器自身能量，能够自动补偿元件公差和温度变化带来的影响，并动态调节同步整流管的导通时间。该设计无需微控制器、辅助电源或电流/电压采样电路，简化了电路结构。
解读: 该技术对阳光电源的组串式光伏逆变器（特别是高功率密度机型）及储能变流器（PCS）具有重要意义。LLC拓扑广泛应用于光伏与储能系统中的DC-DC变换环节，同步整流是提升整机效率的关键。该自驱动方案通过简化外围驱动电路，不仅能降低控制复杂度和成本，还能提升系统在复杂环境下的可靠性。建议研发团队评估其在P...
多相耦合电感蝶形交错绕组布置
Butterfly Interleaving Winding Arrangements for Multiphase Coupled Inductors
Mingxiao Li · Yunfeng Liu · Ziwei Ouyang · Michael A. E. Andersen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
本文提出了一种用于四相负耦合电感的磁芯几何结构及蝶形交错绕组布置方式。该方法借鉴了平面变压器的交错绕组策略，旨在优化多相PWM变换器中的磁集成设计，从而有效降低稳态电流纹波并提升系统的动态响应性能。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及储能变流器（PCS）产品线具有重要参考价值。在PowerTitan等大功率储能系统及高功率密度组串式逆变器中，多相交错并联技术是提升效率和功率密度的关键。通过采用文中提出的蝶形交错绕组布置，可以进一步优化磁性元件的集成度，减少漏感带来的损耗，并改善电流纹波，从而减小滤...
平面变压器中两平行导体间近零磁通现象的发现
Discovery of the Nearly Zero Flux Between Two Parallel Conductors in Planar Transformers
Mingxiao Li · Ziwei Ouyang · Michael A.E. Andersen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年1月
为实现高效率、高频和高功率密度，平面变压器在现代电源中得到广泛应用。本文研究了平面变压器中两平行导体间的磁通分布特性，揭示了近零磁通现象。该发现有助于优化变压器绕组设计，降低高频损耗，提升功率变换器的整体效率与功率密度。
解读: 平面变压器是阳光电源组串式逆变器及储能变流器（如PowerTitan系列）实现高功率密度的核心组件。该研究揭示的近零磁通现象为优化变压器绕组布局、降低高频交流损耗提供了理论支撑。在产品研发中，建议利用该发现改进变压器磁芯与绕组的结构设计，以进一步提升变换效率并优化散热性能。这对于阳光电源在追求极致功...
用于集成功率变换器的硅功率中介层技术
Silicon Power Interposer Technology (PIT) for Integrated Power Converter
Hoa Thanh Le · Yasser Nour · Flemming Jensen · Arnold Knott 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
随着电子设备向小型化和智能化发展，功率变换器的集成化成为关键。本文针对封装技术和集成电感技术中的两个技术缺口，提出了功率中介层技术（PIT）。该技术通过单片集成方案，旨在实现更紧凑、高效且低成本的功率变换器设计。
解读: 该技术对于阳光电源的组串式逆变器及户用储能产品线具有重要参考价值。随着功率密度的不断提升，散热与封装体积成为制约产品竞争力的瓶颈。PIT技术通过中介层实现功率器件与磁性元件的紧凑集成，有助于进一步缩小PowerStack等储能系统及户用逆变器的体积。建议研发团队关注该技术在降低寄生参数、提升高频开关...
集成磁分流器的平面变压器高频LLC谐振变换器
High-Frequency LLC Resonant Converter With Magnetic Shunt Integrated Planar Transformer
Mingxiao Li · Ziwei Ouyang · Michael A. E. Andersen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
为实现高功率密度，LLC谐振变换器常通过集成漏感来减小无源元件尺寸。本文提出一种集成磁分流器的平面变压器设计，有效解决了传统集成漏感带来的磁场分布不均及损耗问题，提升了高频LLC变换器的效率与功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的组串式光伏逆变器及户用储能系统（如PowerStack）具有重要参考价值。随着光伏逆变器向更高功率密度和更小体积演进，高频化是核心趋势。平面变压器集成磁分流技术可显著降低高频下的磁芯损耗和绕组损耗，有助于优化逆变器内部DC-DC级的热设计与空间布局。建议研发团队关注该磁集成方案，以...
用于高紧凑度嵌入式电池充电器的集成电感设计
Integrated Inductor Design for a Highly Compact Embedded Battery Charger
Bima Nugraha Sanusi · Ziwei Ouyang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
本文设计了一种用于高紧凑度嵌入式电池充电器的集成电感。通过采用零电压开关（ZVS）Buck变换器拓扑以实现高功率密度，并引入k因子进行电感选型以实现ZVS。此外，提出了一种新型四柱磁芯结构作为集成电感，有效优化了系统体积与效率。
解读: 该研究提出的集成电感设计与新型磁芯结构，对于阳光电源的电动汽车充电桩（EV Charger）业务具有重要参考价值。通过提升功率密度和优化磁性元件设计，可显著减小充电桩体积，降低散热压力，提升产品竞争力。建议研发团队关注该四柱磁芯结构在双向DC-DC变换器中的应用，这不仅能优化充电桩的硬件架构，还可为...
用于便携式电子设备电源管理的低剖面超顺磁电感器
Low Profile Superparamagnetic Inductor for Portable Electronics Power Management
Bima Nugraha Sanusi · Mathias Zambach · Miriam Varón · Marco Beleggia 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年12月
本文旨在为下一代便携式电子设备实现从USB-C端口到电池的高效、高功率密度电源管理。研究假设通过采用具有高磁导率和极低磁滞损耗的超顺磁纳米颗粒材料，可以设计出极高效率的高频电感器。
解读: 该研究聚焦于便携式电子设备的小型化高频磁性元件，核心在于通过新型超顺磁材料提升功率密度。对于阳光电源而言，虽然主要业务集中在兆瓦级光伏逆变器和大型储能系统（如PowerTitan系列），但该技术在提升辅助电源（Auxiliary Power Supply）的效率与集成度方面具有参考价值。建议研发团队...
基于GaN的零电压开关无桥双SEPIC PFC整流器及其集成电感研究
GaN-Based ZVS Bridgeless Dual-SEPIC PFC Rectifier With Integrated Inductors
Yunfeng Liu · Xiaosheng Huang · Yi Dou · Ziwei Ouyang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
本文研究了一种基于氮化镓（GaN）器件的无桥双SEPIC功率因数校正（PFC）整流器。该拓扑实现了全输入电压范围内的零电压开关（ZVS）导通，适用于降压型AC-DC变换场景。文章详细分析了其工作原理及ZVS实现的理论基础。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。随着功率密度要求的提升，GaN器件在AC-DC前端的应用成为趋势。该拓扑实现的ZVS特性有助于降低开关损耗，提升系统效率，特别是在户用逆变器的小型化设计及充电桩的高效整流模块中具有应用潜力。建议研发团队关注其集成电感设计带来的体积...
一种具有垂直双工矩阵变压器的高变比大电流直流变压器
A High-Ratio and High-Current DCX With Vertical Duplex Matrix Transformer
Bima Nugraha Sanusi · Pinhe Wang · Ziwei Ouyang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
针对高性能处理器对高降压比和大输出电流的需求，本文提出了一种基于LLC谐振拓扑的直流变压器（DCX）。文章深入探讨了该应用场景下的电路设计挑战，并重点研究了垂直双工矩阵变压器结构对转换器性能的影响，旨在实现高功率密度与高效率的电源转换。
解读: 该研究聚焦于高功率密度、高电流输出的DCX拓扑，对阳光电源的研发具有参考价值。在光伏逆变器（特别是组串式逆变器）及储能系统（如PowerTitan系列）中，随着功率密度的不断提升，对DC-DC变换级的效率和体积要求日益严苛。矩阵变压器技术有助于优化磁性元件设计，降低损耗。建议研发团队关注该拓扑在低压...
高频功率变换中E类整流器近阻性阻抗的建模与补偿设计
Modelling and Compensation Design of Class-E Rectifier for Near-Resistive Impedance in High-Frequency Power Conversion
Yi Dou · Xiaosheng Huang · Ziwei Ouyang · Michael A.E. Andersen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
本文研究了E类整流器的电路建模、设计与优化，旨在实现大负载范围下的近阻性阻抗特性。通过电路建模与阻抗分析，提出了一种阻抗补偿设计方案，并选用串联电感作为补偿网络，以优化高频功率变换中的整流性能。
解读: E类整流器作为一种高频软开关拓扑，在高频功率变换领域具有显著的效率优势。对于阳光电源而言，该技术可探索应用于下一代高功率密度户用光伏逆变器或小型化充电桩的辅助电源及DC-DC变换环节。通过实现近阻性阻抗，能有效降低开关损耗并提升电磁兼容性（EMC）表现。建议研发团队关注该补偿设计方法在宽禁带半导体（...
具有电流平衡变压器功能的集成耦合电感用于两相同步DC-DC变换器
Integrated Coupled Inductors With Functionality of Current Balancing Transformer for Two-Phase Synchronous DC–DC Converters
Yi Dou · Ziwei Ouyang · Michael A. E. Andersen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
随着宽禁带半导体和现代铁氧体材料的发展，DC-DC变换器开关频率已迈向兆赫兹量级以提升功率密度。为应对大电流需求，多相变换器被广泛采用以分担功率器件和绕组电流。本文提出了一种集成耦合电感，兼具电流平衡变压器功能，有效解决了多相变换器中的电流不平衡问题。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及储能PCS产品线具有重要参考价值。随着功率密度要求的提升，高频化是必然趋势，多相交错技术结合集成耦合电感可有效减小磁性元件体积并优化散热。建议研发团队关注该拓扑在ST系列PCS及高功率密度组串式逆变器DC-DC级中的应用，通过集成化设计降低磁件损耗，提升整机效率与功率...
兆赫兹无线电能传输中磁集成推挽E类逆变器的分析与比较
Analysis and Comparison of Push–Pull Class-E Inverters With Magnetic Integration for Megahertz Wireless Power Transfer
Xiaosheng Huang · Yipeng Kong · Ziwei Ouyang · Wei Chen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
本文研究了用于兆赫兹无线电能传输（WPT）的推挽式E类逆变器电路设计与磁集成技术。推导了耦合绕组E类逆变器实现零电压开关（ZVS）的设计准则，并对推挽式E类逆变器的磁集成方法进行了对比分析。
解读: 该文献聚焦于兆赫兹高频功率变换与磁集成技术，主要应用于无线电能传输领域。虽然目前阳光电源的核心业务（如光伏逆变器、PowerTitan储能系统、充电桩）主要集中在千赫兹（kHz）量级，但随着电力电子技术向高功率密度和小型化发展，兆赫兹高频变换技术及磁集成设计是未来提升功率密度、减小磁性元件体积的关键...
高频下直流偏置对磁芯损耗影响的研究与建模
Investigation and Modeling of DC Bias Impact on Core Losses at High Frequency
Bima Nugraha Sanusi · Mathias Zambach · Cathrine Frandsen · Marco Beleggia 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
本文研究了兆赫兹（MHz）高频条件下，铁氧体磁芯在直流偏置叠加时的损耗特性。通过采用电感补偿法降低测量电路对相位误差的敏感度，并提出了一种改进电路以简化直流偏置的产生。此外，文章还详细讨论了测量精度问题，为高频磁性元件的设计提供了理论与实验支撑。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及PowerTitan系列储能系统向高功率密度、高频化方向演进，磁性元件的损耗优化成为提升整机效率的关键。本文提出的高频磁芯损耗建模与测量方法，可直接应用于阳光电源研发中心对高频磁性元件的选型与优化。特别是在采用SiC/GaN等宽禁带半导体的高频变换器设计中，该研究有助于精确...
一种平衡精度与计算速度的平面电感二维绕组模型
A Two-Dimensional Winding Model for Planar Inductors Balancing Accuracy and Computational Speed
Tianming Luo · Pinhe Wang · Bima Nugraha Sanusi · Hanqing Cao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
本文提出了一种用于预测平面电感绕组损耗的二维模型。与变压器不同，电感中存在显著的二维磁场，导致损耗计算复杂。该模型通过简化二维磁场分析，在保证计算精度的同时显著提升了计算速度，为高频功率变换器中电感的设计与优化提供了高效工具。
解读: 平面电感是提升阳光电源组串式逆变器、PowerStack储能系统及充电桩功率密度的关键组件。随着产品向高频化、小型化发展，绕组损耗的精确预测直接影响散热设计与效率优化。该模型在设计阶段能有效替代耗时的有限元仿真，缩短研发周期。建议研发团队将其集成至iSolarCloud配套的电力电子设计工具链中，以...
用于MHz级无线电能传输
WPT）应用的带耦合电感的负载无关推挽式E^2类拓扑
Xiaosheng Huang · Zhikun Yu · Yi Dou · Shuyi Lin 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
本文研究了带耦合电感的推挽式E^2类拓扑的负载无关运行建模与实现。通过提出的解析建模与设计方法，该拓扑在软开关性能、负载调节能力及转换效率方面均优于传统电感耦合E类拓扑，特别适用于高频无线电能传输场景。
解读: 该研究聚焦于MHz级高频功率变换技术，虽然目前阳光电源的主流光伏逆变器和储能PCS产品主要工作在kHz频段，但该技术对于公司未来的电动汽车无线充电（Wireless Charging）业务具有潜在的前瞻性参考价值。高频化是电力电子技术提升功率密度的关键路径，该拓扑在负载无关特性上的优化，有助于提升无...
用于数据中心的三维互连LLC-DCX变换器
Three-Dimensional Interconnect LLC-DCX Converter for Datacenter Application
Pinhe Wang · Bima Nugraha Sanusi · Tiberiu-Gabriel Zsurzsan · Michael A. E. Andersen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
随着数据中心电力消耗激增，48V总线配电系统成为主流。为向xPU提供大电流，通常需要非稳压中间总线变换器（IBC）进行降压。本文提出了一种三维互连的LLC-DCX变换器，旨在实现高功率密度与高效率，以满足数据中心严苛的电源管理需求。
解读: 该文章探讨的LLC-DCX拓扑及三维互连技术，主要针对高功率密度的数据中心电源应用。虽然阳光电源目前核心业务聚焦于光伏、储能及充电桩，但随着公司在工商业及大型储能系统（如PowerTitan系列）中对功率密度和效率要求的不断提升，该拓扑中涉及的高频磁集成与高密度封装技术具有重要的参考价值。建议研发团...
用于超快跟踪变换器的300W隔离电源设计
Design of a 300-W Isolated Power Supply for Ultrafast Tracking Converters
Khiem Nguyen-Duy · Ziwei Ouyang · Lars Press Petersen · Arnold Knott 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年6月
本文提出了一种用于中高压应用中超快跟踪变换器及MOS栅极驱动电路的中功率隔离电源设计。该设计的核心优势在于极低的输入输出寄生电容，从而最大程度地增强了其对电压快速变化所致噪声的免疫能力。该变换器采用电压控制电流源拓扑。
解读: 该研究关注高频、高压环境下的驱动隔离电源设计，其低寄生电容特性对阳光电源的高压组串式逆变器及PowerTitan储能系统中的SiC/GaN功率模块驱动至关重要。随着公司产品向更高功率密度和更高开关频率演进，驱动电路的抗干扰能力直接影响系统的可靠性。建议研发团队关注该拓扑在减少共模噪声干扰方面的应用，...
兆赫兹无线电能传输中负载无关特性的同步推挽E类整流器
Synchronous Push–Pull Class E Rectifiers With Load-Independent Operation for Megahertz Wireless Power Transfer
Xiaosheng Huang · Yi Dou · Shuyi Lin · Yuan Tian 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
本文提出了具有负载无关特性的同步E类整流器分析模型。该拓扑实现了零相位输入阻抗，在全负载范围内保持恒定电压增益及软开关特性。通过优化设计，实现了零电压开通（ZVS）和零电流关断（ZCS），有效提升了兆赫兹无线电能传输系统的效率与稳定性。
解读: 该文献探讨的高频E类整流技术主要应用于无线电能传输（WPT）领域。虽然目前阳光电源的核心产品线（光伏逆变器、储能PCS、充电桩）主要基于有线功率变换，但随着电动汽车无线充电技术的发展，该类高频软开关拓扑可作为未来充电桩技术储备。建议研发团队关注其在兆赫兹高频变换下的损耗抑制机理，以提升未来高功率密度...
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