找到 11 条结果 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics
六开关五电平升压型ANPC逆变器实现全直流源利用率
Six-Switch Five-Level Boost-Type ANPC Inverter With Full DC Source Utilization
M. Jagabar Sathik · Cristian Garcia · Hanlei Tian · Wei Han 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年11月 · Vol.14
本文提出一种六开关五电平升压型有源中点钳位（BANPC）开关电容逆变器，器件数量少、无需额外升压级，可充分利用直流母线电压；通过软充电技术将冲击电流限制为负载电流的两倍；直流链与电容电压自均衡，无需额外平衡电路；500W实验验证了其有效性。
解读: 该BANPC拓扑显著提升直流电压利用率和功率密度，契合阳光电源组串式逆变器（如SG系列）及ST系列储能PCS对高效率、紧凑化、宽输入电压范围的需求；尤其适用于户用/工商业光储场景中低压侧（如1000V以下）升压直连高压电池簇的应用。建议在下一代SiC基组串逆变器和PowerStack模块化PCS中开...
基于超螺旋积分滑模观测器的无模型预测电流控制在ANPC逆变器驱动PMSM中的应用
Model-Free Predictive Current Control for PMSM Driven by ANPC Inverter with Super-Twisting Integral Sliding Mode Observer
Zibo Sun · Hongzhi Yang · Haoran Wang · Yipei Wang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
针对由有源中点钳位（ANPC）三电平逆变器驱动的永磁同步电机（PMSM）因参数失配导致控制精度下降的问题，提出一种基于超螺旋积分滑模观测器的无模型预测电流控制策略（MFPCC-STISMO）。构建与参数无关的一阶超局部模型替代传统PMSM数学模型，并设计具有积分滑模面的STISMO以估计集总扰动，抑制参数失配对控制性能的影响。同时，为避免传统三电平模型预测电流控制中中点电压平衡依赖权重因子的问题，提出一种无需权重因子的平衡策略，通过合理分配正负小矢量作用时间，利用其产生幅值相等、方向相反的中点电...
解读: 该MFPCC-STISMO技术对阳光电源ST系列储能变流器和新能源汽车驱动系统具有重要应用价值。其无模型预测控制策略可有效解决ANPC三电平拓扑中因温度漂移、老化导致的参数失配问题，提升PowerTitan储能系统在宽工况下的电流控制精度。超螺旋滑模观测器的强抗扰特性可增强储能变流器在电网扰动下的鲁...
航空电气化电力电子与驱动系统特刊主编寄语
Editorial Letter for the Special Issue on Power Electronics and Drive Systems for Aviation Electrification
Tao Yang · Jin Wang · Yilmaz Sozer · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
为响应COP26峰会强调的2050全球净零排放紧迫呼吁，交通运输行业正经历快速转型。汽车工业在电气化方面取得显著进展，航空业现正加强对可持续推进技术的关注。电力推进是这一转型的关键推动因素，与传统燃气涡轮发动机相比可显著降低温室气体排放、噪音水平并提高运行效率。电力电子和驱动系统构成电力推进的技术支柱，在实现电气化飞机所需的性能、安全性和可靠性方面发挥核心作用。该特刊从46篇投稿中精选20篇高质量同行评审文章，涵盖能源管理、保护与可靠性、系统稳定性、功率变换器创新和热管理解决方案等主题。
解读: 该航空电气化特刊对阳光电源拓展高功率密度电力电子应用有重要参考价值。特刊涵盖的500kW谐振开关电容变换器、1600V电动卡车和电动飞机动力总成应用与阳光电源在大功率储能变流器和电动汽车领域的技术发展方向一致。GaN基逆变器模块的高功率密度设计、热管散热管理系统和1MVA三电平ANPC逆变器热解决方...
数字孪生驱动的高可靠性电力电子系统特刊主编寄语
Guest Editorial Special Issue on Digital Twin Driven High-Reliability Power Electronic Systems
Jiangbiao He · Paolo Mattavelli · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
为满足全球零排放可持续能源发展需求，交通和公用电力等行业正经历快速变革，电力电子在电动汽车、电动船舶、飞机、太阳能/风能发电和储能等众多功率转换系统中发挥支柱作用。然而电力电子可靠性尚未受到足够重视，特别是在安全关键应用中可靠性应是首要设计优先级。工业4.0和5.0着重互联性、自动化、智能和实时状态监测，数字在线预防性维护和优化至关重要。数字孪生是物理系统的数字复制品，可准确预测和反映物理系统的实时健康状况，通过物理组件与数字孪生模型间的实时双向数据流实现。该特刊发表10篇文章涵盖数字孪生参数估...
解读: 该数字孪生特刊与阳光电源智能运维战略高度契合。特刊涵盖的Buck/Boost变换器数字孪生参数估计、五电平ANPC逆变器故障诊断和SiC MOSFET模块电-热-机械建模与阳光iSolarCloud平台的智能诊断和预测性维护功能发展方向一致。数字孪生技术在直流电容、电感、开关管寄生电阻实时估计方面的...
航空航天应用中1-MVA三电平ANPC逆变器的实用热解决方案
Practical Thermal Solution for 1-MVA Three-Level ANPC Inverter in Aerospace Applications
Linke Zhou · Mohamed Hefny · Samuel Hemming · Di Wang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
在航空航天应用中，高性能冷却系统对确保电力逆变器在极端工况下的可靠性至关重要。本文提出了一种适用于1-MVA碳化硅三电平有源中点钳位逆变器的实用针翅液冷系统设计。通过有限元分析与计算流体动力学仿真，评估了系统的热-流体性能，在70°C冷却液温度下满足航空环境的散热需求。采用交错针翅结构提升换热效率，兼顾可制造性与成本。对比了串并联冷板配置的流体分布均匀性与经济性，并优化密封设计以防止泄漏。实验验证表明，该系统可有效管理超过7.2 kW的功率损耗，结温低于150°C，压降低，具备高鲁棒性与成本效益...
解读: 该1-MVA三电平ANPC逆变器的针翅液冷方案对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有直接应用价值。研究中的交错针翅结构设计和串并联冷板配置优化可提升SiC功率模块在高功率密度场景下的热管理能力，使结温控制在150°C以下，压降更低。该方案的有限元与CFD联合仿真方法可应用...
用于PMSM驱动的三电平ANPC逆变器的降低共模电压非最近空间矢量调制
A Non-Nearest Space Vector Modulation with Reduced Common-Mode Voltage for Three-Level ANPC Inverter Fed PMSM Drives
Guanzhou Ren · Guangtong Ma · Chunxing Yao · Shuai Xu · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
由于低谐波失真、低电压应力和高效率优势，三电平逆变器已广泛应用于各种场合。传统三电平PWM方法通常调节冗余小矢量占空比以实现中点电压控制。共模电压CMV降低方法避免使用产生高共模电压的冗余小矢量。为解决该问题，提出一种三电平逆变器的新型调制技术。该方法基于非最近空间矢量合成准则开发，与传统SVPWM相比将CMV幅值降低至50%。提出新的中点电压平衡方法，利用具有相反中点电流的小和中矢量调节中点电压。通过对比仿真和实验测试验证该调制方法性能，结果显示更低总谐波失真、改善的中点电压调节能力和增强的逆...
解读: 该三电平ANPC调制研究对阳光电源三电平逆变器技术优化有重要参考价值。CMV降低至50%和改善中点电压平衡的性能提升与阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的EMI抑制和可靠性需求一致。非最近空间矢量合成准则和利用小中矢量平衡中点电压的方法可应用于阳光三电平拓扑的调制算法优化。更低THD和更高效...
轴向磁通永磁电机的参数估计与控制及其在电推进飞机中的应用：评估磁场定向控制方法中轴向力的影响
Parameter Estimation and Control of Axial Flux Permanent Magnet Motors for Electric Aircraft: Evaluating Axial Force Implications in Field-Oriented Control Methods
S. Mehdi Seyedi · Dorsa Talebi · Ankit Vivek Deshpande · Sina Khalesidoost 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月
轴向磁通永磁（AFPM）电机因其高功率密度、高转矩和高效率，成为电动航空推进系统的理想候选。本文建立了AFPM电机模型，揭示其电感矩阵因采用分数槽集中绕组（FSCW）而显著区别于传统电机。基于有限元分析（FEA）在宽工况范围内完成ASCEND电机的参数辨识，并据此构建场定向控制（FOC）算法，采用两台基于半桥碳化硅（SiC）模块的三电平有源中点钳位（ANPC）逆变器实现驱动。提出结合最大转矩每安培（MTPA）与最大转矩每损耗（MTPL）策略的优化电流轨迹，以提升转矩输出并评估电流变化对转子轴向力...
解读: 该AFPM电机的场定向控制技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要参考价值。研究中采用的SiC三电平ANPC逆变器拓扑与阳光电源功率器件技术路线高度契合，可直接应用于电机驱动系统优化。MTPA/MTPL联合优化策略可提升电机控制效率，降低轴向力24%的成果对延长电机寿命具有实际意义。分数槽集中绕组的电...
一种采用分数频率半周期调制策略的新型五电平混合NPC-ANPC H桥单相逆变器
A Novel Five-Level Hybrid NPC-ANPC H-Bridge Single-Phase Inverter With Fractional Frequency Half-Cycle Modulation Strategy
Xinyuan Zhang · Zhijian Feng · Shuzhe Zhao · Zixiang Sun 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
本文提出了一种新型五电平混合中点钳位（NPC）-有源NPC（ANPC）H桥单相逆变器，通过结合使用硅（Si）器件的NPC臂与碳化硅（SiC）器件的ANPC臂，有效控制SiC器件成本。提出分数频率半周期（FFHC）空间矢量脉宽调制（SVPWM）策略，使NPC臂开关器件工作于基频，ANPC臂器件仅在半个周期内高频开关，从而提升效率、功率密度与热稳定性。详细阐述了逆变器的工作原理，并建立损耗与热模型以分析器件损耗分布、温度分布及最大结温。实验样机验证了该拓扑在效率、功率密度和热性能方面的优势。
解读: 该混合NPC-ANPC五电平拓扑及FFHC调制策略对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在车载OBC充电机领域，通过Si/SiC混合方案可有效控制成本，同时ANPC臂半周期高频开关策略显著降低开关损耗，提升功率密度，契合车载轻量化需求。在ST储能变流器单相模块设计中，该拓扑的基频开关特性可降低NPC...
一种采用最优开关策略的混合三级混合开关
Hybrid2）有源中点钳位变换器
Tianlun Xia · Xinchun Feng · Chushan Li · Rulei Han 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
多电平变换器拓扑适应航空电力系统高电压、大功率的发展趋势。为实现高效率与高功率密度，常采用碳化硅（SiC）等宽禁带器件，但全SiC方案成本过高。本文提出一种混合型Hybrid2有源中点钳位（ANPC）变换器，仅含两个Si/SiC混合开关，其余为硅基IGBT。通过混合频率调制策略，将绝大部分开关任务转移至混合开关。结合实验与理论分析，深入研究混合开关的特性，并提出最优开关策略以降低损耗、提升功率能力并保障器件安全。实验平台验证了该拓扑在成本、效率与可靠性方面的优势，适用于现代航空高功率变流器。
解读: 该混合型Hybrid2 ANPC拓扑对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。通过Si IGBT与SiC混合开关的协同设计，可在保持三电平拓扑高效率优势的同时，显著降低全SiC方案的成本压力。混合频率调制策略将高频开关损耗集中于SiC器件，低频开关由IGBT承担...
一种固定开关频率的混合型ANPC优化模型预测控制方法
An Optimized Model Predictive Control Method for Hybrid ANPC With Fixed Switching Frequency
Zhaohui Wang · Shunfeng Yang · Ling Feng · Zhe Li 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
本文提出一种改进的有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）策略，用于三电平Si/SiC混合有源中点钳位（3L-HANPC）变换器，旨在多目标下优化控制性能。该方法通过将电流约束转化为电压约束，降低计算复杂度，减少除法运算；并设计特定电压矢量序列，实现低频与高频开关单元的固定开关频率，有效抑制中点电压波动。所提策略提升了效率、计算简洁性及损耗分布均匀性，改善了热管理性能。基于4-SiC HANPC逆变平台的实验验证了其在稳态与动态性能上的优越性，并显著降低数字信号处理器的计算负担，具备良好的工程应...
解读: 该固定开关频率混合ANPC优化模型预测控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列大功率光伏逆变器具有重要应用价值。通过Si/SiC混合拓扑实现损耗均衡与热管理优化，可直接应用于PowerTitan储能系统的功率单元设计，提升系统效率和可靠性。所提电流约束转化为电压约束的简化算法降低DSP计算负担...
基于数字孪生的五电平ANPC多电平变换器开路故障诊断
Digital Twin Enabled Open-Circuit Fault Diagnosis for Five-Level ANPC Multilevel Converters
Majid T. Fard · Benjamin J. Luckett · JiangBiao He · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月
本文提出一种面向五电平有源中点钳位（5L-ANPC）功率变换器的创新性数字孪生（DT）健康监测策略，针对其在高功率、安全关键应用中因半导体器件数量多而导致可靠性下降的问题。该方法构建实时DT副本，利用直流母线电容与飞跨电容电压、负载电流及开关模式等现有信号，在无需额外传感器的前提下实现开关开路故障的快速在线诊断，检测时间小于一个输出基波周期。实验结果验证了该DT健康监测方法在多种工况下的鲁棒性与有效性，显著提升系统可靠性并降低维护成本。
解读: 该数字孪生故障诊断技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。五电平ANPC拓扑与阳光电源储能产品采用的多电平技术架构高度契合，其无需额外传感器、仅利用现有电压电流信号实现快速故障诊断的方案，可直接集成至iSolarCloud智能运维平台，增强预测性维护能力。...