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直流与开关功率循环下IGBT功率模块热应力分析比较
Thermal Stress Analysis Comparison in IGBT Power Modules between DC and Switching Power Cycling
Zoubir Khatir · Richard Lallemand · Ali Ibrahim · Damien Ingrosso · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
本文旨在揭示直流与开关模式在功率循环测试结果中的差异。研究重点在于IGBT功率模块中产生的热应力，特别是键合线接触点和互连结构的退化。研究发现，在相同的结温波动（ΔTJ）测试条件下，直流模式下所需的更高负载电流会导致不同的失效机理。
解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品（如组串式/集中式逆变器、PowerTitan储能系统）中IGBT模块的寿命评估与可靠性设计。在实际工况中，逆变器处于复杂的开关状态，而传统的直流测试往往无法完全模拟真实热应力。建议研发团队在进行功率模块选型及可靠性验证时，引入基于开关模式的功率循环测试方法，以更精准...
具有改进直流母线电容电压平衡的六电平开关电容混合钳位变换器拓扑及混合调制
Topology and Hybrid Modulation of Six-Level Switched-Capacitor HC Converter With Improved DC-Link Capacitor Voltage Balancing
Handi Yang · Zhijiang Cheng · Xinyan Zhang · Peiyi Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年4月
针对中点电压不平衡限制载波基钳位变换器应用的问题，本文提出了一种新型六电平开关电容混合钳位（6L-SCHC）变换器。该拓扑通过离散电压升压和电容电压平衡控制，有效降低了电压应力，并解决了零序电压注入调节能力有限的瓶颈，提升了变换器在复杂工况下的运行性能。
解读: 该拓扑研究对阳光电源的组串式及集中式光伏逆变器、以及PowerTitan系列储能变流器具有重要参考价值。随着光伏系统电压等级向1500V甚至更高演进，多电平拓扑在降低开关管电压应力、提升效率及减小滤波体积方面优势显著。该研究提出的电容电压平衡控制方案，可优化阳光电源现有PCS产品的控制算法，提升在弱...
具有恒定交流电压输出和负载无关特性的EF类谐振逆变器系列
A Family of Class EF Resonant Inverters With Constant AC Voltage Output and Load-Independent Characteristics
Yi Cheng · Yueshi Guan · Tingting Yao · Jiachao Zong 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
本文提出了一系列具有恒定交流电压输出和负载无关特性的EF类谐振逆变器。文章总结了EF类谐振拓扑的设计原则及其负载无关特性，利用二阶谐振网络实现了开关管的低电压或电流应力，并探讨了共地EF类拓扑的实现。
解读: 该研究提出的EF类谐振逆变器拓扑具有高效率和低开关应力的优势，对阳光电源的户用光伏逆变器及微型逆变器产品线具有重要的参考价值。通过优化谐振网络设计，可以进一步减小逆变器体积并提升功率密度，从而增强户用产品的市场竞争力。建议研发团队评估该拓扑在小功率高频化场景下的应用潜力，特别是针对追求极致轻量化和高...
一种基于固定关断时间的图腾柱PFC变换器混合导通模式控制策略
A Mixed Conduction Mode Control Strategy Based on Fixed Turn-off Time for Totem-Pole PFC Converter
Fangang Meng · Yuan Shu · Jinmeng Wu · Shengren Yong 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
本文针对图腾柱PFC变换器在单模式运行下存在的轻载效率低、功率因数差及电流应力高等问题，提出了一种基于固定关断时间（FOT）的混合导通模式（MCM）控制策略。该策略实现了断续导通模式（DCM）与连续导通模式（CCM）的混合运行，有效优化了变换器的整体性能。
解读: 该研究针对图腾柱PFC拓扑的优化，直接契合阳光电源户用光伏逆变器及电动汽车充电桩产品线。图腾柱PFC是提升高功率密度充电模块及户用逆变器前端效率的关键技术。通过引入MCM控制策略，可显著提升阳光电源充电桩在轻载工况下的转换效率，并降低功率器件的电流应力，从而提升系统可靠性。建议研发团队在下一代高效率...
一种集成晶闸管全桥模块以抑制换相失败的演进式电网换相换流器
An Evolutional Line-Commutated Converter Integrated With Thyristor-Based Full-Bridge Module to Mitigate the Commutation Failure
Chunyi Guo · Chunhua Li · Chengyong Zhao · Xiaojun Ni 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年2月
本文提出了一种演进式电网换相换流器（ELCC），通过在换流阀中嵌入晶闸管全桥模块（TFBM）来增强系统抵御换相失败（CF）的能力。文章阐述了TFBM的工作原理及与串联阀之间的协调控制策略，并分析了TFBM的电压电流应力及选型方法。
解读: 该技术主要针对高压直流输电（HVDC）领域的换相失败问题，与阳光电源现有的光伏逆变器和储能PCS产品线（主要基于VSC技术）存在技术路线差异。然而，随着阳光电源在大型地面光伏电站及电网侧储能系统的规模化应用，面对弱电网环境下的并网稳定性挑战，该文中关于“增强换相失败免疫力”的控制策略和模块化设计思路...
用于中压直流配电的模块化多电平高频直流变换器准方波调制
Quasi-Square-Wave Modulation of Modular Multilevel High-Frequency DC Converter for Medium-Voltage DC Distribution Application
Yu Wang · Qiang Song · Biao Zhao · Jianguo Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年9月
在直流配电网中，模块化多电平高频直流变换器（MDCC）可实现低压与中压直流母线间的电气隔离、电压转换及功率传输。本文将准方波（QSW）调制应用于MDCC，该方法有效规避了dv/dt应力问题，并保持了高直流电压利用率，同时建立了相应的数学模型。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及未来中压直流接入方案具有重要参考价值。随着储能系统向更高电压等级和更高功率密度演进，模块化多电平（MMC）拓扑结合准方波调制能显著降低开关损耗并提升系统效率，同时缓解高压下的dv/dt应力，提升功率模块的可靠性。建议研发团队关注该调制策略在兆...
针对极轻载下移相全桥
PSFB）变换器扩展ZVS范围与突发模式运行的最优死区控制方案
Chong-Eun Kim · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年11月
移相全桥（PSFB）变换器因其低应力和零电压开关（ZVS）特性被广泛应用。然而，在极轻载条件下，其硬开关特性会导致严重的温升问题。本文提出一种最优死区控制方案，旨在扩展ZVS范围并优化突发模式运行，以提升轻载效率并降低热应力。
解读: PSFB变换器是阳光电源储能变流器（PCS）及部分大功率直流变换模块的核心拓扑之一。在储能系统（如PowerTitan、PowerStack）的待机或极轻载工况下，开关损耗和热管理是提升整机效率的关键。该文献提出的最优死区控制方案能有效解决轻载下的硬开关问题，有助于提升阳光电源储能产品的全功率段转换...
一种新型谐振直流环节逆变器的谐振电感设计与损耗分析
Resonant Inductance Design and Loss Analysis of a Novel Resonant DC Link Inverter
Enhui Chu · Haolin Xie · Jianqun Bao · Zhifang Chen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年2月
本文提出了一种具有脉冲电流回馈功能的新型并联谐振直流环节逆变器。该拓扑结构简单，实现了主电路所有开关管的零电压开关（ZVS）开通与关断，有效降低了电压应力，提升了变换效率，并简化了控制策略。
解读: 该软开关技术对阳光电源的核心产品线具有重要参考价值。在组串式及集中式光伏逆变器中，通过引入谐振直流环节实现ZVS，可显著降低开关损耗，从而提升整机效率并减小散热器体积，助力产品功率密度的进一步提升。此外，该技术在储能变流器（PCS）的高频化设计中亦有应用潜力。建议研发团队关注该拓扑在处理高压大电流场...
感应电能传输系统全桥逆变器零电压开关调节策略与输出特性解耦研究
Zero-Voltage Switching Regulation Strategy of Full-Bridge Inverter of Inductive Power Transfer System Decoupled From Output Characteristics
Jin Cai · Xusheng Wu · Pan Sun · Qijun Deng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月
本文针对感应电能传输（IPT）系统，提出了一种全桥逆变器零电压开关（ZVS）调节策略。该策略解决了实现软开关技术往往会改变系统恒压或恒流输出特性的问题，实现了ZVS软开关与输出特性的解耦，有效降低了开关损耗和电磁干扰，提升了功率变换效率。
解读: 该文献探讨的软开关与输出特性解耦技术，对阳光电源的电力电子变换器设计具有参考价值。虽然IPT系统主要应用于无线充电，但其核心的“软开关控制策略”可迁移至阳光电源的组串式光伏逆变器及双向DC-DC变换器（如PowerStack储能变流器）中。通过优化PWM控制算法，在不影响输出电压/电流调节精度的前提...
用于800V独立光伏充电系统的高增益交错式升压变换器
Ultra-High-Gain Interleaved Boost Converter With Low Electric Stress for 800 V Standalone Photovoltaic Charging System
Ling Qin · Fei Lin · Yu Yang · John Long Soon 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
本文提出了一种新型无变压器超高增益交错式升压变换器，旨在提升800V独立光伏充电系统的效率、可靠性与成本效益。该拓扑通过将电压倍增器及其镜像配置的输入并联至电流型半桥的支路中点，实现了高效的电压提升，适用于高压直流充电应用。
解读: 该技术对阳光电源的电动汽车充电桩及光储一体化业务具有重要参考价值。随着800V高压快充平台成为行业趋势，该高增益变换器拓扑能有效降低功率器件的电压应力，提升系统转换效率并减小体积。建议研发团队评估该拓扑在阳光电源直流充电桩（DC Charger）中的应用潜力，特别是针对光伏直驱充电场景，通过简化变换...
p型GaN高电子迁移率晶体管中关态应力诱导非均匀捕获现象的研究
Investigation of Off-State Stress-Induced Nonuniform Trapping Phenomenon in p-Type GaN High Electron Mobility Transistors (HEMTs)
Chung-Wei Wu · Po-Hsun Chen · Ming-Chen Chen · Yu-Hsuan Yeh 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
本研究探讨了 p 型氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）在关态应力（OSS）下的非均匀电子俘获行为。亚阈值摆幅（SS）退化是由电子非均匀俘获到 AlGaN 层所诱导的穿通电流引起的。进行了技术计算机辅助设计（TCAD）仿真，以重现器件在关态应力下的电场分布以及沿沟道的电势分布。仿真结果表明，在漏极侧的栅极/p - GaN/AlGaN 叠层处存在强电场。相应地，p - GaN 层中会产生一个耗尽区，导致电子在漏极侧的 AlGaN 层中被俘获。随后，提出了一个物理模型来解释这种俘获机制。此...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于p-GaN HEMT器件非均匀电子陷阱效应的研究具有重要的战略意义。GaN功率器件凭借其高频开关、低导通损耗和高温特性，已成为我们新一代光伏逆变器和储能变流器的核心技术方向，直接影响系统效率和可靠性指标。 该研究深入揭示了p-GaN HEMT在关断状态应力下的退化...
基于Y源耦合电感的可扩展高升压软开关集成Boost-SEPIC变换器
Expandable High Step-Up Soft-Switching Integrated Boost–SEPIC Converter With Y-Source Coupled Inductor
Yadong Han · Desheng Rong · Xuanjin Sun · Dengxun Ma · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
本文提出一种用于可再生能源发电系统接口电路的高升压软开关集成Boost-SEPIC变换器，结合Boost、SEPIC结构与Y源耦合电感，实现高电压增益、低输入电流纹波及输入输出共地。通过在输出侧级联多级开关电容单元，提升了拓扑的灵活性与可扩展性。输出电压由三个电容分担，降低了电容电压应力与体积。有源钳位电路利用漏感能量，实现开关管零电压开通与二极管零电流关断，减小开关损耗。开关管位于Y源前端，承受较低电压应力并可在全占空比范围内工作。实验研制了400 W样机，验证了理论分析的正确性与可行性。
解读: 该高升压软开关集成变换器技术对阳光电源光伏与储能产品具有重要应用价值。Y源耦合电感与有源钳位实现的ZVS/ZCS软开关特性，可直接应用于SG系列光伏逆变器的前级DC-DC升压环节，降低开关损耗并提升1500V系统效率。输入输出共地特性简化了ST储能变流器的隔离设计需求，多级开关电容扩展方案为Powe...
基于矩阵变换器和DD2Q线圈拓扑的24kW单级三相感应式电动汽车充电器
24 kW Single-Stage Three-Phase Inductive Power Transfer Charger for EV Applications Based on Matrix Converter and DD2Q Coil Topology
Nikola Mirković · Alberto Delgado · Pedro Alou · Miroslav Vasić · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
本文提出了一种用于电动汽车充电的24kW单级三相感应式功率传输（IPT）系统。该方案采用矩阵变换器架构，结合DD2Q线圈拓扑，旨在实现高功率密度与紧凑化设计。通过单级功率转换，有效降低了半导体器件与无源元件的电压电流应力，提升了系统整体效率。
解读: 该研究提出的单级矩阵变换器架构及高功率密度设计理念，对阳光电源充电桩产品线具有重要参考价值。随着电动汽车快充需求增长，单级变换技术能有效减少功率级数，降低损耗并缩小体积，契合阳光电源追求高效率、高功率密度的产品战略。DD2Q线圈拓扑在无线充电领域的应用探索，可作为公司在未来前瞻性充电技术储备中的重要...
基于三电平Boost变换器的光伏发电系统电压不平衡抑制系统研究
Proposed System Based on a Three-Level Boost Converter to Mitigate Voltage Imbalance in Photovoltaic Power Generation Systems
Mohammad Afkar · Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani · Matheepot Phattanasak · Jean-Philippe Martin 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
针对光伏发电系统中的电压不平衡问题，本文提出了一种基于三电平Boost变换器的模块化结构。该拓扑相比传统Boost变换器，具有更低的电流纹波和电压应力，能够有效补偿额外增加的电路元件成本，适用于提升光伏系统的整体效率与稳定性。
解读: 该研究提出的三电平Boost拓扑与阳光电源的核心产品线高度契合。在组串式逆变器（String Inverters）中，随着光伏组件电压等级的提升，采用三电平技术能显著降低功率器件的电压应力，从而选用更具性价比的器件，并减小电感体积。此外，该方案对解决多路MPPT输入下的电压不平衡问题具有参考价值，可...
用于通用输入电压应用的具有扩展增益的无桥PFC改进型SEPIC整流器
Bridgeless PFC-Modified SEPIC Rectifier With Extended Gain for Universal Input Voltage Applications
Ahmed M. Al Gabri · Abbas A. Fardoun · Esam H. Ismail · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年8月
本文提出了一种新型单相交流-直流无桥PFC整流器，通过引入倍压级结构，提升了低输入电压下的转换效率，并降低了开关管的电压应力。该拓扑去除了输入整流桥，且在每个开关周期内电流路径上仅有两个半导体开关导通，有效降低了导通损耗。
解读: 该拓扑结构在提高效率和降低电压应力方面的优势，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。在户用逆变器中，该技术可优化前端PFC级的效率，提升整机转换效率；在充电桩产品线中，该无桥SEPIC架构有助于减小体积并提升功率密度，特别适用于宽输入电压范围的应用场景。建议研发团队评估该拓...
宽负载范围ZVS三电平DC-DC变换器：四开关管、电容钳位、双次级开关及更小的输出滤波器体积
Wide Load Range ZVS Three-Level DC–DC Converter: Four Primary Switches, Capacitor Clamped, Two Secondary Switches, and Smaller Output Filter Volume
Yong Shi · Xu Yang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年5月
本文提出了一种新型软开关PWM三电平DC-DC变换器。该拓扑通过引入两个次级开关，实现了初级开关的半电压应力，并仅需一个飞跨电容即可实现电压钳位，简化了初级电路结构。该方案在宽负载范围内实现了零电压开关（ZVS），并有效减小了输出滤波器体积，提升了功率密度。
解读: 该拓扑对阳光电源的组串式光伏逆变器及储能PCS产品线具有重要参考价值。其三电平结构与电容钳位技术能有效降低开关管电压应力，非常适合高压直流母线应用，有助于提升光伏逆变器和储能变流器（如PowerTitan系列）的功率密度和效率。通过引入次级开关优化输出滤波，可进一步减小整机体积，降低散热成本。建议研...
基于峰值储能与开关应力的谐振开关电容变换器通用分析
A General Analysis of Resonant Switched-Capacitor Converters Using Peak Energy Storage and Switch Stress Including Ripple
Nathan M. Ellis · Nathan C. Brooks · Margaret E. Blackwell · Rose A. Abramson 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
本文提出了一种谐振开关电容（ReSC）变换器的通用分析框架，涵盖了在大信号特性下考虑无源元件电压与电流纹波的情况，适用于谐振及以上频率运行。研究推导了实现RMS电流最小化的相位持续时间，并提供了评估无源元件总体积的表达式。
解读: 该研究提出的谐振开关电容（ReSC）变换器分析方法，对于优化阳光电源户用光伏逆变器及小型储能系统中的DC-DC级效率具有参考价值。随着功率密度要求的不断提升，ReSC拓扑在减小无源元件体积方面展现出潜力。建议研发团队关注该分析框架在降低开关应力和优化纹波控制方面的应用，以进一步提升PowerStac...
具有770 ION/IOFF比的p-GaN栅极HEMT在800°C下工作
p-GaN Gated HEMT With 770 ION/IOFF Ratio Operating at 800 °C
Ajay Kumar Visvkarma · Juan Nicolas Jimenez Gaona · Chan-Wen Chiu · Yixin Xiong 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年9月
本文开发了一种 p - 氮化镓（GaN）栅极高电子迁移率晶体管（HEMT），并在高达 800 °C 的温度下进行了电学测试。该器件在 800 °C 时展现出 80 mA/mm 的高导通态电流，同时具有 770 的高开/关电流比（ION/IOFF）。此外，该晶体管还在 800 °C 下进行了 60 分钟的热应力测试，在整个应力测试期间均表现出稳定的工作性能。良好的导通电流、开/关电流比和稳定性为基于氮化镓的高温电子学发展提供了一条有前景的途径。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项p-GaN栅极HEMT在800°C极端高温下的突破性表现具有重要战略意义。该器件在极端温度下仍能保持80 mA/mm的高导通电流和770的开关比，为我们在光伏逆变器和储能系统中面临的散热挑战提供了全新解决思路。 在光伏逆变器应用场景中，功率器件通常是系统可靠性的瓶颈。...
基于通用低成本诊断电路的可重构双有源桥变换器多开关开路故障检测与隔离
Multiple Open-Circuit Fault Detection and Isolation Using Universal Low-Cost Diagnosis Circuits for Reconfigurable Dual-Active-Bridge Converters
Shahamat Shahzad Khan · Huiqing Wen · Haochen Shi · Yihua Hu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
针对功率电子器件在高压或大电流应力下易发生多开关开路故障（MOCFs）的问题，本文提出了一种可重构双有源桥（R-DAB）变换器。该方案通过引入低成本诊断电路，实现了快速、准确且鲁棒的故障检测与隔离，有效提升了变换器在复杂工况下的可靠性。
解读: DAB变换器是阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及直流耦合光储系统的核心拓扑。随着储能系统向高压化、高功率密度发展，功率器件的可靠性成为关键。本文提出的故障诊断与隔离技术，能够显著提升PCS在极端工况下的容错能力，降低运维成本。建议研发团队关注该“可重构”架构，将其...
大规模储能系统的无线充电：一种用于高效率的混合自组织方法
Wireless Charging of Large-Scale Energy Storage Systems: A Hybridized Ad-hoc Approach for High Efficiency
Pengcheng Zhang · Xinjie Yu · Xian Zhang · Qingxin Yang 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
本文提出了一种基于无线电能传输（WPT）的均衡器解决方案，旨在解决高压大规模储能系统在提升效率时面临的挑战。该方案采用高效的混合自组织无线充电器，在不对各电池单元施加高电流应力的前提下，实现级联储能模块的均衡。与多线圈方案不同，该方法通过优化架构提升了系统整体性能。
解读: 该技术探讨了无线电能传输在储能均衡中的应用，虽然目前阳光电源的PowerTitan和PowerStack等主流储能产品主要采用有线连接以保证高功率密度和可靠性，但该研究提出的“混合自组织均衡”思路对未来储能系统的模块化维护和安全性提升具有前瞻性参考价值。建议研发团队关注其在减少物理连接点、降低维护复...
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