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基于最优开关序列的双向全桥
DAB）变换器轻载效率提升研究
Ziheng Xiao · Muxuan Xiao · Zhixing He · Liang Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
本文提出了一种通过优化开关序列来最小化功率损耗，从而提升双向全桥（DAB）变换器轻载效率的方法。文章通过综合损耗计算模型确定了不同工况下的峰值效率点，并结合单移相控制与梯形电流调制模式，通过迭代算法实现了效率优化。
解读: DAB变换器是阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack及ST系列PCS）中DC-DC级核心拓扑。储能系统在实际运行中常处于轻载或待机状态，该研究提出的最优开关序列与调制策略，能显著降低轻载下的开关损耗与导通损耗，直接提升储能系统的全功率段转换效率。建议研发团队将该算法集成至PC...
混合钳位三电平全桥LLC谐振变换器的开关器件热平衡调制
Thermal Balance Modulation of Switching Devices for Hybrid-Clamped Three-Level Full-Bridge LLC Resonant Converter
Junjie Qin · Zongjian Li · Zhixing He · Zhijie Weng 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
混合钳位三电平全桥LLC谐振变换器因软开关特性和低电压应力，广泛应用于轨道交通及船舶电力系统。然而，现有的宽电压范围调制模式会导致开关器件热分布不均，限制了其应用潜力。本文提出了一种热平衡调制策略，旨在优化变换器在宽电压范围下的热性能。
解读: 该研究针对三电平LLC拓扑的热平衡优化，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及大功率光伏逆变器具有重要参考价值。随着储能系统向高压化、高功率密度发展，三电平拓扑的应用日益广泛。该文提出的热平衡调制策略可有效解决高功率密度下功率模块局部过热问题，提升变换器在宽电压范...
硅/碳化硅混合开关的短路耐受能力与失效机理
Short-Circuit Ruggedness and Failure Mechanisms of Si/SiC Hybrid Switch
Jun Wang · Xi Jiang · Zongjian Li · Z. John Shen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
本文研究了由大电流Si IGBT与小电流SiC MOSFET并联组成的混合开关（HyS），旨在探讨其短路耐受能力、失效机理及性能提升技术。分析了限制混合开关可靠性的关键因素，为优化功率电子设计提供了理论依据。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有重要价值。在光伏组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，通过引入Si/SiC混合开关，可以在不显著增加成本的前提下，提升系统效率并优化热管理。该研究揭示的短路失效机理对于提升阳光电源功率模块的可靠性设计至关重要。建议研发团队在下...
双有源桥DC-DC变换器的统一描述与优化方法
Unified Description and Optimization Method of Dual Active Bridge DC–DC Converters
Ziheng Xiao · Zhixing He · Zongjian Li · Lipeng Zhu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
本文针对双有源桥（DAB）变换器，提出了一种兼顾时域与频域分析的统一描述方法。针对传统调制策略优化中存在的非凸可行域难题，该方法有效提升了DAB变换器的性能优化效率，为实现更高效的功率变换控制提供了理论支撑。
解读: DAB拓扑是阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及直流耦合光储一体化方案中核心的DC-DC变换环节。该研究提出的统一描述与优化方法，能够显著提升PCS在宽电压范围下的效率，优化软开关实现范围，从而降低系统损耗并提升功率密度。建议研发团队将其应用于新一代储能变流器的调制...
一种具有低电压纹波和电压降的混合全波倍压高压电源
A High Voltage Power Supply With a Hybrid Full Wave Voltage Multiplier Featuring Low Voltage Ripple and Voltage Drop
Yang Liu · Zhixing He · Jie Zeng · Jiasheng Qiu 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
本文提出了一种新型混合全波倍压电路，旨在解决传统倍压器在多级联时输出电压降（OVD）大及电压纹波（OVR）高的问题。该拓扑通过优化电路结构，在减少对高压元器件依赖的同时，提升了输出性能，并降低了对逆变器调节范围的要求。
解读: 该研究聚焦于高压倍压电路拓扑优化，主要应用于高压直流电源领域。对于阳光电源而言，其核心产品线（如光伏逆变器、储能PCS、充电桩）多采用基于IGBT/SiC的DC-DC及DC-AC变换架构，而非传统的倍压整流电路。该技术在公司现有主流产品中直接应用场景有限，但其在降低电压纹波和提升输出稳定性方面的设计...
一种基于三端子子模块的高直流变换比系统及其自平衡特性
A Three-Terminal Submodule Based High DC Conversion Ratio System With Self-Balance Feature
Ziheng Xiao · Zhixing He · Renfeng Guan · Zongjian Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
针对高直流变换比应用，ISOP和IPOS系统在实际应用中面临高压隔离变压器设计难度大及控制系统可靠性要求高等挑战。本文提出了一种基于三端子子模块的新型拓扑，通过其独特的自平衡特性，有效简化了系统控制复杂度，提升了高压直流变换场景下的系统可靠性与效率。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高参考价值。在高压光伏组串式逆变器及PowerTitan系列大容量储能变流器中，直流侧变换效率与电压等级是提升系统功率密度的关键。该三端子子模块拓扑通过自平衡特性，可降低对复杂均压控制电路的依赖，提升系统在极端工况下的可靠性。建议研发团队评估该拓扑在兆瓦级储能PCS中...
硅/碳化硅混合开关的功率损耗模型与器件选型优化
Power Loss Model and Device Sizing Optimization of Si/SiC Hybrid Switches
Zongjian Li · Jun Wang · Bing Ji · Z. John Shen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
本文研究了由硅IGBT与碳化硅MOSFET并联组成的混合开关技术。该方案在保持SiC器件大部分性能优势的同时，显著降低了全SiC方案的成本。通过优化混合开关的SiC芯片尺寸，可在满足结温限制的前提下，实现总功率损耗的最小化。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器）具有极高的应用价值。在当前碳化硅成本依然较高的背景下，Si/SiC混合开关方案是实现高效率与高性价比平衡的有效路径。建议研发团队在下一代大功率PCS及逆变器设计中，评估该拓扑在降低开关损耗...
用于高压超级共源共栅功率开关的栅极电压闭环调节技术
Gate Voltage Closed-Loop Regulation Technique for High-Voltage Supercascode Power Switches
Yu Xiao · Zongjian Li · Renfeng Guan · Biao Liu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文提出了一种基于常关型器件的高压超级共源共栅（Supercascode）开关拓扑，并引入了栅极电压自适应闭环调节技术。通过闭环电路对串联器件的栅极电压进行动态调节，实现了电压均衡，显著提升了开关导通的一致性及串联器件的可靠性，适用于高压变换器应用。
解读: 该技术对于阳光电源的高压电力电子产品具有重要参考价值。在PowerTitan等大型储能系统及高压集中式光伏逆变器中，随着直流侧电压等级的不断提升，如何解决功率器件串联带来的均压与驱动一致性问题是提升系统效率与可靠性的关键。该闭环调节技术可优化高压功率模块的驱动设计，降低器件应力，从而提升逆变器及PC...
面向效率、电能质量与成本最优权衡的WBG与Si混合半桥功率处理技术
WBG and Si Hybrid Half-Bridge Power Processing Toward Optimal Efficiency, Power Quality, and Cost Tradeoff
Chao Zhang · Jun Wang · Kun Qu · Bo Hu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
宽禁带（WBG）半导体具备高开关频率和低损耗优势，但成本高昂。本文提出一种WBG与Si混合半桥（HHB）功率处理方案，通过结合WBG的高频性能与Si器件的低成本优势，在效率、电能质量与系统成本之间实现最优平衡。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。在组串式光伏逆变器和PowerStack/PowerTitan储能变流器（PCS）中，通过采用SiC/GaN与Si IGBT的混合拓扑，可以在不显著增加BOM成本的前提下，有效提升功率密度并降低开关损耗。建议研发团队在下一代高功率密度逆变器设计中评估该...
用于结温平衡与功率损耗降低的Si/SiC混合开关栅极控制优化
Gate Control Optimization of Si/SiC Hybrid Switch for Junction Temperature Balance and Power Loss Reduction
Jun Wang · Zongjian Li · Xi Jiang · Cheng Zeng 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
Si/SiC混合开关通过并联大电流Si IGBT与小电流SiC MOSFET，在功率转换器中实现了成本与性能的平衡。现有栅极控制策略多侧重于效率优化，但忽略了器件过热风险。本文提出了一种新的栅极控制策略，旨在实现混合开关内部器件的结温平衡，同时有效降低总功率损耗，提升系统可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统）具有极高的应用价值。随着功率密度要求的不断提升，Si/SiC混合开关方案能在保证成本竞争力的同时，通过优化栅极驱动实现热管理升级。建议研发团队在下一代大功率逆变器及PCS模块设计中引入该控制策略，以解决高功率密度下的局部过热...
Si/SiC混合开关在宽功率范围下结温平衡的主动栅极延迟时间控制
Active Gate Delay Time Control of Si/SiC Hybrid Switch for Junction Temperature Balance Over a Wide Power Range
Zongjian Li · Jun Wang · Linfeng Deng · Zhizhi He 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
本文研究了Si/SiC混合开关的栅极延迟时间控制策略。针对传统固定延迟时间方案在不同工况下性能受限的问题，提出了一种主动控制方法，旨在优化混合开关的电气与热性能，实现宽功率范围内的结温平衡，从而提升功率变换器的可靠性与效率。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）具有重要参考价值。随着碳化硅（SiC）器件在高性能逆变器中的渗透率提升，Si/SiC混合封装方案是平衡成本与效率的有效路径。通过主动栅极延迟控制实现结温平衡，可显著提升功率模块的可靠性，延长产品寿命，并优化...
一种具有全输出功率调节功能的串联半桥恒流转恒压变换器
A Series-Connected Half-Bridge Constant Current to Constant Voltage Converter With Full Output Power Regulation
Zhiyao Shen · Zhixing He · Renfeng Guan · Peijiu Sun 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
针对海底长距离输电中恒流（CC）配电的高鲁棒性优势，本文提出了一种串联半桥CC/CV变换器。该拓扑解决了恒流输入下输出功率调节的难题，实现了全范围的功率控制，为特殊应用场景下的直流变换提供了高效的电路解决方案。
解读: 该研究聚焦于恒流输入下的直流变换拓扑，虽然目前阳光电源的主流产品（如组串式/集中式逆变器、PowerTitan储能系统）多基于恒压直流母线设计，但该拓扑在直流微网、长距离直流输电或特定工业直流供电场景中具有潜在参考价值。建议研发团队关注其在特殊直流输入环境下的功率调节机制，以评估其在未来直流配电或特...
基于栅极电压自平衡超共源共栅功率开关的部分功率变换器
Partial Power Converter Based on the Gate Voltage Self-Balancing Supercascode Power Switch
Yu Xiao · Renfeng Guan · Zongjian Li · Zhikai Chen 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
为简化中压直流输入下的拓扑与控制，本文提出了一种基于栅极电压自平衡超共源共栅功率开关（GVSB-SCPS）的新型部分功率直流变压器（DCX）。该DCX前级由GVSB-SCPS构成，实现了单模块中压直流输入及固定电压比，并通过闭环控制实现了稳压输出。
解读: 该技术通过超共源共栅结构解决了高压输入下的器件耐压与平衡问题，对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能PCS具有重要参考价值。随着光伏系统向高压化（1500V及以上）发展，该拓扑有助于简化DC-DC变换级设计，提升功率密度并降低系统成本。建议研发团队评估GVSB-SCPS在下一代高压储...
一种具有功率自平衡和输出故障隔离的中压输入多端口隔离型直流变压器
A Medium Voltage Input Multiport Isolated Output DC Transformer With Power Self-Balancing and Output Fault Isolation
Renfeng Guan · Zhixing He · Muxuan Xiao · Ruxin Liang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
本文提出了一种新型中压输入、多端口隔离输出的直流变压器拓扑。该拓扑解决了多输出端口直流变换器中输入模块功率平衡控制及输出端口间故障隔离的难题。该架构具有良好的扩展性，在输入端采用k个模块串联的情况下，可扩展至多达2k-1个不同电压等级的输出端口，适用于中压直流配电及多端口能量转换场景。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及中压直流接入方案具有重要参考价值。随着储能系统向高压化、大容量化发展，多端口隔离技术能有效提升系统对不同电压等级电池簇的兼容性，并增强故障隔离能力，提升系统安全性。建议研发团队关注该拓扑的功率平衡控制策略，探索其在大型储能电站直流耦合方案中的...
一种用于宽输入电压范围中压直流应用的高降压比部分功率处理开关电容变换器
A High Step-Down Partial Power Processing Switched-Capacitor Converter for Wide Input Voltage Range Medium Voltage DC Applications
Renfeng Guan · Zhixing He · Qiqi Wei · Lingqing Fang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
本文提出了一种用于中压直流应用的部分功率处理开关电容变换器（P3SCC）。该拓扑利用工作在串联谐振状态的高频开关电容变换器（HFSCC）传输大部分功率，并通过部分功率处理移相全桥（P4SFB）调节剩余小部分功率。该方案有效提升了宽输入电压范围下的转换效率与功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及中压直流接入场景具有重要参考价值。通过采用部分功率处理（Partial Power Processing）架构，可显著降低变换器在宽电压范围下的损耗，提升系统整体转换效率。建议研发团队关注该拓扑在储能PCS直流侧DC-DC环...
Si/SiC混合开关的自适应门极延迟时间控制以提升逆变器效率
Adaptive Gate Delay-Time Control of Si/SiC Hybrid Switch for Efficiency Improvement in Inverters
Zishun Peng · Jun Wang · Zeng Liu · Zongjian Li 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
针对Si/SiC混合开关在不同结温和电流工况下的时变特性，本文提出了一种基于群智能算法的自适应门极延迟时间控制方法。该方法旨在优化混合开关的开关过程，从而显著提升逆变器在全工况下的转换效率。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，Si/SiC混合开关方案能有效平衡成本与效率。通过引入自适应门极延迟控制，可进一步挖掘SiC器件的性能潜力，降低开关损耗，提升整机功率密度。建议研发团队在下一代高压大功率...
一种改善Si/SiC混合开关逆变器效率与SiC MOSFET过流应力权衡的变频电流相关开关策略
A Variable-Frequency Current-Dependent Switching Strategy to Improve Tradeoff Between Efficiency and SiC MOSFET Overcurrent Stress in Si/SiC-Hybrid-Switch-Based Inverters
Zishun Peng · Jun Wang · Zeng Liu · Zongjian Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
针对Si/SiC混合开关在传统开关策略下，SiC MOSFET在重载工况下承受过流应力导致可靠性下降的问题，本文提出了一种变频电流相关开关策略。该方法在不增加额外功率损耗的前提下，有效缓解了SiC MOSFET在栅极延迟期间的过流应力，提升了混合开关系统的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerStack储能系统具有重要价值。随着公司产品向高功率密度和高效率演进，Si/SiC混合开关技术是平衡成本与性能的关键路径。本文提出的变频策略能有效解决混合开关在重载下的可靠性痛点，延长核心功率模块寿命。建议研发团队在下一代高压组串式逆变器及大功率PCS模块设...
通过最优开关序列提升DAB变换器轻载效率
Light Load Efficiency Improvement of DAB Converters With Optimal Switching Sequences
Ziheng Xiao · Muxuan Xiao · Zhixing He · Liang Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
本文介绍了一种通过采用最优开关序列使功率损耗最小化来提高双有源桥变换器轻载效率的方法。利用全面的功率损耗计算方法确定了各种运行条件下的峰值效率点。采用了单移相调制和梯形电流调制模式，并通过迭代算法确定了在各种运行条件下给定电感电流峰值时，第一个、重复的和最后的开关脉冲的最优开关序列。所提出的控制方法的综合状态机图展示了连续模式和突发模式的无缝集成，以提高效率。一台1千瓦样机的实验波形、效率曲线和功率损耗分解图表明，所提出的方法明显优于连续运行模式以及传统和先进的突发模式，将轻载效率从低于60%提...
解读: 从阳光电源储能系统和光伏逆变器产品线角度分析，该论文提出的DAB（双有源桥）变换器轻载效率优化技术具有显著的应用价值。DAB拓扑是我司储能变流器和直流变换模块的核心架构，而轻载效率问题长期制约着系统全生命周期的能量利用率，特别是在夜间或低辐照条件下的光储系统运行场景。 该技术通过最优开关序列设计，...
用于高压应用中串联SiC-MOSFET的单门极驱动与非隔离供电技术
Single-Gate Driving and Nonisolated Power Supply Technology for Series SiC-MOSFETs in High-Voltage Applications
Yu Xiao · Zhixing He · Zongjian Li · Biao Liu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
串联碳化硅（SiC）MOSFET在简化高压变流器拓扑与控制方面具有显著优势，但其门极信号传输与驱动电源仍面临高隔离要求和信号串扰难题。本文提出一种基于级联自举电路的非隔离门极驱动拓扑，仅需一个非隔离电源和单一门极信号即可驱动多个串联器件，有效降低系统复杂度。门极信号路径采用光耦隔离，避免了信号串扰；同时引入缓冲电路，在开通过程中实现电压钳位与电容电压自动均压。通过构建6 kV至24 V的四管串联反激变换器实验平台验证了该拓扑的可行性，实验结果表明其在6.05 kV输入、32 kHz开关频率下可稳...
解读: 该单门极驱动与非隔离供电技术对阳光电源高压产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和1500V光伏逆变器中，串联SiC-MOSFET可简化多电平拓扑设计，该技术通过级联自举电路实现单信号驱动多器件，显著降低隔离驱动电源数量和成本，同时光耦隔离方案有效解决高压应用中的信号串扰问题。对PowerTi...
一种适用于负载功率宽范围变化的直流电流源输入/电压源输出变换器
A DC Current-Source Input and Voltage-Source Output Converter for Wide Range Variation of Load Power
Renfeng Guan · Zhixing He · Zhiyao Shen · Peijiu Sun 等9人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年11月 · Vol.14
本文提出一种电流源输入、电压源输出的DC-DC变换器，解决恒流供电下输入电压随负载突变而发散的问题；通过MOSFET-变压器续流支路维持恒定输入电流，利用浮空电容储能缓冲负载阶跃，结合磁复位供能与电容串充并放结构，提升输入电压等级、减小滤波电感，并实现ZVS。
解读: 该拓扑在储能系统PCS（如ST系列、PowerStack）的直流侧接口中具有重要应用潜力，尤其适用于光伏+储能直流耦合架构中应对MPPT电流波动及电池充放电宽功率动态响应场景。其恒流输入特性可适配组串式逆变器直流侧或光伏直流汇流母线，浮空电容能量管理机制有助于提升PCS在零载至满载切换时的暂态稳定性...