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基于任务剖面的电力电子可靠性设计与实时寿命损耗评估
Mission Profile-Based Reliability Design and Real-Time Life Consumption Estimation in Power Electronics
Mahera Musallam · Chunyan Yin · Christopher Bailey · Mark Johnson · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年5月
电力电子设备在广泛应用中高效转换电能。本文研究了在实际任务剖面条件下,电力电子设备实时寿命损耗评估方法。该方法不仅能有效评估产品预期寿命,还能为可靠性设计提供关键指导,以应对复杂工况下的长期运行挑战。
解读: 该研究对阳光电源全线产品至关重要。在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中,基于任务剖面(如环境温度、负载波动、电网电压)的实时寿命评估,可实现从“事后维护”向“预见性维护”的转型。通过在iSolarCloud平台集成此类算法,可实时监测IGBT模块及电容的健康状态,优化...
基于维也纳整流器的鼠笼式感应发电机独立风能转换系统
Vienna Rectifier-Fed Squirrel Cage Induction Generator Based Stand-Alone Wind Energy Conversion System
Aradhya Satpathy · Debaprasad Kastha · N. K. Kishore · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月
针对鼠笼式感应发电机(SCIG)在独立风电系统中的应用,传统背靠背电压源变换器损耗较高。本文提出采用维也纳(Vienna)整流器以降低变换器损耗,并实现最大功率点跟踪(MPPT),为提升风电变流效率提供了新的拓扑方案。
解读: 该文献探讨的维也纳整流器拓扑在降低变换器损耗方面具有显著优势,对阳光电源风电变流器产品线具有参考价值。随着风电市场对高效率、高功率密度要求的提升,三电平整流技术可优化现有风电变流器的热管理与效率指标。建议研发团队评估该拓扑在中小功率风电变流器中的应用潜力,特别是在降低开关损耗和提升系统可靠性方面的表...
一种用于单级并网光伏逆变器的双功能功率解耦电路
A Dual-Function Power Decoupling Circuit for Single-Stage Grid-Connected PV Inverter
Elaheh Heydari · Ali Yazdian Varjani · Demba Diallo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
光伏发电是主流可再生能源,单级并网逆变器因其高效率、低成本和紧凑尺寸备受青睐。然而,受光照和温度影响,其运行范围受限。本文提出一种双功能功率解耦电路,旨在解决单级系统在处理二次谐波功率时的挑战,提升系统性能与稳定性。
解读: 该研究针对单级并网逆变器的功率解耦技术,与阳光电源的组串式逆变器(String Inverter)产品线高度契合。单级拓扑是阳光电源户用及工商业组串式逆变器的主流架构,通过引入双功能功率解耦电路,可有效抑制直流侧二次谐波,从而减小直流侧电容体积,提升功率密度并延长电解电容寿命。建议研发团队评估该拓扑...
基于复合指标的功率器件剩余寿命在线预测方法
Online Prediction Method for the Remaining Useful Life of Power Devices Based on Composite Indicator
Xiao Ma · Jianing Wang · Zhaoyang Wei · Lijian Ding · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
功率开关器件是电力转换系统的核心,其寿命评估对系统安全运行至关重要。本文提出了一种基于多监测指标融合的剩余寿命(RUL)预测方法,旨在解决现有方法中预测精度低、监测指标利用率不足及故障信息获取不全等问题。
解读: 功率器件(IGBT/SiC)的可靠性是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统长寿命运行的关键。该研究提出的多指标融合RUL预测方法,可直接集成于iSolarCloud智能运维平台,实现对逆变器及PCS核心功率模块的健康状态实时监测。通过提前预判器件失效风...
基于深度学习的功率MOSFET剩余寿命预测方法
Prediction Method for the Remaining Useful Life of Power MOSFETs Based on Deep Learning
Le Gao · Chaoming Liu · Fengjiang Wu · Yongfeng Qin 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月
功率开关器件是电力转换系统的核心,其寿命评估对系统安全可靠运行至关重要。针对现有统计数据驱动方法在处理复杂、非线性及大规模数据时精度低、稳定性差及适应性不足的问题,本研究提出了一种基于深度学习的功率MOSFET剩余寿命(RUL)预测方法,旨在提升器件健康状态监测的准确性与鲁棒性。
解读: 该研究对阳光电源全系列产品(光伏逆变器、储能PCS、风电变流器及充电桩)具有极高应用价值。功率器件(MOSFET/IGBT)是上述产品的核心损耗与故障源,通过深度学习实现器件RUL预测,可将传统的“事后维修”升级为“预测性维护”,显著提升iSolarCloud平台的运维智能化水平。建议研发团队将此算...
基于高增益谐振开关电容单元的海上风电直流/直流变换器
High-Gain Resonant Switched-Capacitor Cell-Based DC/DC Converter for Offshore Wind Energy Systems
Amir Parastar · Jul-Ki Seok · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年2月
随着可再生能源并网规模扩大,直流输电在海上风电等高功率应用中优势显著。本文提出了一种新型高电压增益谐振开关电容DC/DC变换器,旨在满足海上风电场与高压输电网之间的接口需求,实现高效的电压升压转换。
解读: 该技术对于阳光电源的海上风电变流器及直流汇集系统具有重要参考价值。随着海上风电向深远海发展,直流输电架构成为趋势,该高增益DC/DC拓扑可优化变流器前端升压级设计,提升功率密度并降低损耗。建议研发团队关注该谐振开关电容技术在海上风电变流器及大型储能系统(如PowerTitan系列)直流侧接口的应用潜...
用于电动和混合动力汽车驱动的开关电容升压变换器
Switched-Capacitor Voltage Boost Converter for Electric and Hybrid Electric Vehicle Drives
Ameer Janabi · Bingsen Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
本文提出了一种用于直流-交流及交流-直流功率转换的开关电容(SC)升压变换器及其控制方法。该电路通过在主变换器中引入开关电容网络,实现了传统电压源逆变器(VSI)或升压型VSI无法达到的独特性能,显著提升了功率转换效率与功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。开关电容技术能有效提升DC-DC变换级的升压能力,有助于减小充电桩内部磁性元件体积,从而提升整机功率密度。在阳光电源的高功率快充桩产品线中,引入此类高效率拓扑可降低开关损耗,优化散热设计。建议研发团队关注该拓扑在宽电压范围输出场景下的动态响应特性...
利用可调抽头高频变压器实现效率保持的增强型DAB变换器
Enhanced DAB for Efficiency Preservation Using Adjustable-Tap High-Frequency Transformer
Armin Jafari · Mohammad Samizadeh Nikoo · Furkan Karakaya · Elison Matioli · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年7月
针对双有源桥(DAB)变换器在轻载或宽电压范围下软开关失效、效率下降的问题,本文提出一种基于可调抽头高频变压器的增强型DAB拓扑。通过调节变压器匝数比,该方案有效优化了变换器的增益特性,在宽电压调节范围内实现了效率的显著提升,适用于电池充电器及直流配电系统。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及电动汽车充电桩业务具有极高的参考价值。DAB是双向DC-DC变换的核心拓扑,直接决定了储能PCS的充放电效率。通过引入可调抽头变压器技术,可解决储能系统在电池电压波动范围大时的效率瓶颈,显著提升系统全工况下的转换效率。建议研...
具有连续直流电流的高效混合调制单级无线功率接收器
Efficient Hybrid-Modulated Single-Stage Wireless Power Receiver With Continuous DC Current
Kerui Li · Siew-Chong Tan · Shu Yuen Ron Hui · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
本文提出了一种具有连续直流输出电流、良好输出调节能力和高转换效率的单级无线功率接收器。该拓扑通过将二极管整流电路集成到一对交错式Buck变换器中,并移除重叠组件实现。该方案在减少二极管数量的同时,提升了系统性能。
解读: 该文章探讨的单级无线功率传输拓扑及交错式Buck变换器集成技术,主要应用于无线充电领域。虽然阳光电源在电动汽车充电桩及户用储能领域有深厚布局,但目前主流技术路线仍以有线充电及高压直流耦合为主。该拓扑中关于减少组件数量和提升转换效率的思路,可作为阳光电源在未来轻量化、高功率密度充电模块研发中的技术储备...
DC-DC升压变换器的无模型预测控制:基于混合扩张状态观测器的传感器噪声抑制
Model-Free Predictive Control of DC–DC Boost Converters: Sensor Noise Suppression With Hybrid Extended State Observers
Oluleke Babayomi · Zhenbin Zhang · Zhen Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
DC-DC升压变换器广泛应用于光伏、风电及储能系统。模型预测控制(MPC)虽具备优异的多变量约束控制性能,但易受传感器噪声干扰。本文提出一种混合扩张状态观测器(HESO)方法,在实现无模型预测控制的同时,有效抑制了传感器噪声,提升了变换器在可再生能源接口中的控制鲁棒性与稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有高度价值。在光伏组串式逆变器(如SG系列)和储能变流器(如PowerTitan/PowerStack)中,DC-DC升压环节是实现最大功率点跟踪(MPPT)和直流侧电压调节的关键。传统的MPC算法对传感器噪声敏感,在复杂电网环境下易导致控制抖动。本文提出的混合扩张状态观...
用于高电流密度电解槽的混合多模脉冲倍增对称虚拟48脉冲整流器
Symmetrical Virtual 48-Pulse Rectifier With Hybrid Multimode Pulse Multiplication for High-Current-Density Hydrogen Electrolyzers
Hanlei Tian · Guozhuang Liang · Jinliang Huang · Junyu Fan 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文针对可再生能源制氢系统,提出了一种新型虚拟48脉冲整流拓扑。该方案通过混合多模脉冲倍增技术,有效解决了大功率电解槽电源系统中常见的谐波畸变严重、输出电流纹波大及故障容错能力不足等问题,显著提升了高电流密度制氢系统的电能质量与运行可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的绿氢业务具有重要参考价值。阳光电源在电解水制氢领域拥有成熟的电解槽电源解决方案,该研究提出的虚拟48脉冲整流技术能有效降低大功率整流系统的谐波含量,减小输出电流纹波,从而延长电解槽寿命并提升制氢效率。建议研发团队关注该拓扑在兆瓦级制氢电源中的应用潜力,通过优化功率模块设计,进一步提...
三相分裂源逆变器
SSI):分析与调制
Ahmed Abdelhakim · Paolo Mattavelli · Giorgio Spiazzi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年11月
在直流-交流转换中,当交流输出电压需高于输入电压时,传统电压源逆变器(VSI)需额外增加DC-DC升压级。本文研究了分裂源逆变器(SSI),该拓扑具备单级升降压能力,通过特定调制策略克服了传统VSI的降压限制,简化了系统结构。
解读: SSI拓扑通过单级电路实现升降压,对于阳光电源的组串式逆变器和户用光伏产品线具有潜在参考价值。在追求高功率密度和低成本的趋势下,该拓扑可减少DC-DC升压级带来的功率损耗和体积,提升系统效率。建议研发团队评估其在宽输入电压范围场景下的可靠性与控制复杂度,对比现有Boost+Inverter架构,探索...
Dyna-C:一种用于双向固态变压器的最小化拓扑
Dyna-C: A Minimal Topology for Bidirectional Solid-State Transformers
Hao Chen · Anish Prasai · Deepak Divan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年2月
本文提出了一种器件数量最少的双向固态变压器拓扑,称为Dyna-C。该拓扑包含两个电流源逆变级及高频电气隔离,仅需12个开关管即可实现四象限三相交流/交流功率变换,具备电压升降压能力。
解读: 该拓扑通过极简的器件数量实现双向功率变换,对阳光电源的储能变流器(PCS)及中压并网产品具有重要参考价值。其高频隔离与双向特性可优化PowerTitan等大型储能系统的功率密度与转换效率。建议研发团队关注该拓扑在降低系统成本、减小体积方面的潜力,尤其是在工商业储能及中压直流配电场景下的应用可行性,以...
通过解耦并联GaN HEMT降低轻载开关损耗
Desynchronizing Paralleled GaN HEMTs to Reduce Light-Load Switching Loss
Yanfeng Shen · Luke Shillaber · Hui Zhao · Yunlei Jiang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
为了实现更高电流等级,GaN HEMT并联是经济且必要的方案。然而,在轻载条件下,开关损耗成为主导,导致效率显著下降。本文提出了一种解耦控制策略,通过优化并联GaN器件的驱动时序,有效降低轻载开关损耗,提升整体功率转换效率。
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。随着宽禁带半导体在光伏和储能领域的渗透,如何在高功率密度设计中平衡全负载范围的效率是核心挑战。通过解耦控制并联GaN器件,可以在不增加额外硬件成本的前提下,显著提升产品在轻载(如夜间待机或阴雨天)下的转换效率,助力提升iSolarCl...
用于可再生能源应用的新型半二次高升压DC/DC变换器
New Semiquadratic High Step-Up DC/DC Converter for Renewable Energy Applications
Sara Hasanpour · Yam P. Siwakoti · Ali Mostaan · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
本文提出了一种新型半二次高升压耦合电感DC/DC变换器(SQHSUCI)。该拓扑结构通过耦合电感和双开关同步工作,实现了极高的半二次形式电压增益,同时具备连续输入电流和较低的半导体器件电压应力,有效提升了功率变换效率。
解读: 该拓扑结构的高升压特性非常适合阳光电源的组串式光伏逆变器及户用光伏系统,能够有效降低光伏组件输入电压与直流母线电压之间的变换难度,提升系统整体效率。此外,其低电压应力特性有助于选用更低额定电压的功率器件,从而降低BOM成本并提升可靠性。建议研发团队评估该拓扑在PowerStack等储能系统直流侧升压...
单相ANPC逆变器的平均建模与基于SRF的闭环控制
Averaged Modeling and SRF-Based Closed-Loop Control of Single-Phase ANPC Inverter
Jagath Vallabhai Missula · Ravindranath Adda · Praveen Tripathy · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
本文提出了一种有源中点钳位(ANPC)逆变器的动态平均模型。该模型显著降低了系统级研究的计算资源需求。所推导的平均模型能够考虑ANPC逆变器中各种非理想因素的影响,并涵盖了其电容电压平衡等特性。
解读: ANPC(有源中点钳位)拓扑在提升逆变器效率和功率密度方面具有显著优势,特别适用于阳光电源的高端户用及工商业光伏逆变器产品线。本文提出的平均建模方法能够大幅提升系统级仿真效率,有助于研发团队在产品设计初期快速评估控制策略的稳态与动态性能,缩短研发周期。建议将该建模方法应用于阳光电源组串式逆变器的控制...
基于无源性的分数阶虚拟电容设计用于多并联并网电流源逆变器的主动阻尼
Passivity-Based Design of a Fractional-Order Virtual Capacitor for Active Damping of Multiparalleled Grid-Connected Current-Source Inverters
M. Ali Azghandi · S. Masoud Barakati · Amirnaser Yazdani · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
针对多并联电流源逆变器(CSI)中CL滤波器阻尼不足导致的谐振问题,本文提出了一种基于无源性的分数阶虚拟电容主动阻尼策略。该方法通过引入分数阶控制,有效抑制了多机并联系统中的低阶谐振,提升了并网系统的稳定性和电能质量。
解读: 该研究针对多机并联并网系统的谐振抑制,对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)具有重要参考价值。随着光伏电站装机容量增加,多台逆变器并联带来的谐振风险日益突出。该文提出的分数阶虚拟电容主动阻尼技术,无需额外硬件成本,仅通过控制算法优化即可提升系统在弱电网下的稳定性。建...
一种用于隔离型单级DC-DC变换器的新型集成矩阵磁性元件
A Novel Integrated Matrix Magnetics for Isolated Single-Stage DC–DC Converter
Fei Li · Laili Wang · Longyang Yu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
随着数据中心的发展,电压调节模块(VRM)的效率和功率密度备受关注。隔离型VRM适用于高变比DC-DC应用,但其磁性元件体积占比过大。本文提出了一种新型集成矩阵磁性结构,旨在优化磁集成设计,有效减小变换器整体体积,提升功率密度。
解读: 该研究提出的集成矩阵磁性技术对于提升功率密度具有重要参考价值。在阳光电源的产品线中,该技术可应用于户用储能系统(如PowerStack)及工商业储能PCS的DC-DC变换环节。通过磁集成技术减少磁性元件体积,有助于进一步优化模块化储能产品的结构布局,提升单位体积功率密度,降低系统成本。建议研发团队关...
集成温度传感器的压接式IGBT最高芯片温度直接监测
Maximum Chip Temperature Direct Monitoring for Press-Pack IGBT Integrating Temperature Sensors
Ziyang Zhang · Lin Liang · Li Wang · Zhiyuan Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
压接式IGBT(PP IGBT)的结温在线监测对于高压电力转换系统的健康管理至关重要。传统方法会破坏封装组件,且难以获取PP IGBT的最高温度。本文提出了一种集成温度传感器的直接监测方法,能够有效获取PP IGBT的最高芯片温度,提升了高压功率器件的运行可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的高压集中式光伏逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)具有重要参考价值。PP IGBT常用于高压大功率场景,其热管理直接影响系统的可靠性与寿命。通过集成传感器实现最高结温的直接监测,可优化阳光电源的iSolarCloud智能运维平台中的健康状态(SOH)评估算法,实现更精...
用于超高效数据存储的差分功率处理
Differential Power Processing for Ultra-Efficient Data Storage
Ping Wang · Yenan Chen · Jing Yuan · Robert C. N. Pilawa-Podgurski 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
本文提出了一种采用差分功率处理(DPP)技术的超高效数据存储服务器硬件、软件及功率协同设计方案。DPP技术能够有效降低模块化电力电子系统的功率转换应力,提升系统整体效率并增强功能性。通过将大量硬盘驱动器(HDD)串联并由多端口变换器支撑,实现了高效的功率分配与管理。
解读: DPP技术通过减少功率转换级数来提升系统效率,这对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及模块化PCS设计具有参考价值。虽然该文聚焦于数据中心服务器,但其核心思想——通过多端口变换器优化串联负载的功率分配,可借鉴于大型储能电站中电池簇的均衡管理与模块化PCS的拓扑优化,有...
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