Ziheng Xiao · Yu Jiang · Lei Zhang · Zhigang Yao 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

实现同步升压变换器平滑、高效且快速的启动对降低元件应力与功率损耗、抑制浪涌电流及防止系统损坏至关重要。传统方法无法逐周期优化启动过程中的开关模式，导致电感电流控制不佳和启动时间延长。由于问题复杂性，启动阶段开关模式优化属于NP完全问题。为此，本文提出一种基于加权伪随机决策的ε-贪心算法，结合“超越最优”策略的启发式蒙特卡洛仿真，以寻找最快启动路径。实验结果表明，相较于传统逐周期与非逐周期启动方法，该方法显著提升了启动速度与平稳性。

解读: 该同步升压变换器快速启动优化技术对阳光电源储能与光伏产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，快速平滑启动可降低DC/DC变换模块的电感电流冲击，减少IGBT/SiC器件应力，提升PowerTitan系统并网响应速度。对于SG系列光伏逆变器的Boost升压电路，该ε-贪心算法可优化MPPT启动过...

M. Millesimo · C. Fiegna · S. A. Smerzi · F. Iucolano 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月

基于氮化镓（GaN）的高电子迁移率晶体管（HEMT）能够在反向导通模式下高效运行，无需本征反并联二极管，从而降低了功率损耗并实现了更高的开关频率。本研究针对具有不同栅极几何形状的器件，探究了肖特基p - GaN栅极HEMT（SP - HEMT）在反向导通模式下的退化机制。研究评估了阈值电压漂移（$\Delta {V}_{\text {TH}}$）、导通电阻漂移（$\Delta {R}_{\text {ON}}$）以及器件在一系列温度（$10~^{\circ }$C 至 $175~^{\circ ...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于650V肖特基p-GaN HEMT器件反向导通可靠性的研究具有重要的战略意义。GaN功率器件凭借其无需反并联二极管即可高效反向导通的特性，能够显著降低功率损耗并提升开关频率，这与我们在光伏逆变器和储能变流器领域追求的高效率、高功率密度目标高度契合。 该研究揭示的两...

Parham Mohseni · Saeed Pourjafar · Oleksandr Matiushkin · Oleksandr Husev 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

本文提出了一种电流馈电型隔离式高升压直流 - 直流变换器，该变换器的功率开关管承受的电压应力较低。所提出的拓扑结构利用高频（HF）变压器实现了输入与输出之间的电气隔离。变压器的漏感被用于在功率开关管导通期间实现零电压开关（ZVS），并在较宽的工作范围内使功率二极管实现零电流开关（ZCS）。此外，在该拓扑结构中，功率开关管之间采用适当的调制方式（移相调制（PSM）或移相调制与脉冲频率调制（PFM）相结合），可使初级功率开关管实现软关断。另外，通过这种调制技术，输入电感所经历的有效频率是功率开关管开...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项电流馈电型隔离高升压DC-DC变换器技术具有重要的应用价值。该技术针对低压侧到高压侧的能量转换场景，与我司光伏储能系统、氢能电解制氢等业务存在天然契合点。 在技术价值层面，该拓扑实现了20-50V低压输入到360V高压输出的大幅升压，这对于我司分布式储能系统中的电池侧...

Xueliang Wang · Shuo Feng · Tao Luo · Jinyuan Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年3月

随着微电子器件的小型化和高功率需求，封装结构中互连所承载的电流密度不断增加，并达到了电迁移（EM）失效的阈值。在本研究中，我们研究了铝（Al）互连在三种不同电流密度（1/3/5 MA/cm²）下电迁移过程中的微观结构演变和空洞形成情况，并提出了一种将全耦合理论与优化的原子通量散度法相结合的方法。研究结果如下。首先，对于集成电路中的互连，在一定温度范围内，电流密度是影响互连电迁移寿命的主要因素。随着电流密度的逐渐增加，热传递对电迁移的影响不可忽视。原子浓度梯度和应力梯度可以抑制电迁移失效。其次，互...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于铝互连电迁移加速寿命测试与预测的研究具有重要的工程应用价值。在光伏逆变器和储能系统的功率电子器件中，铝互连作为关键的封装结构，直接承载着高密度电流传输任务。随着我们产品向高功率密度、小型化方向发展，特别是在1500V及以上高压系统中，互连结构面临的电流密度持续攀升，...

Yu Tang · Haisheng Tong · Raheel Afzal · Yingjun Guo · IEEE Access · 2020年11月

为满足高电压升压和高效率要求，提出基于主动开关电感ASL的新型高升压零电压转换ZVT DC/DC变换器。该变换器结合ASL和耦合电感结构，可降低功率开关的电压和电流应力，主动钳位技术为所有开关提供零电压转换ZVT。耦合电感可通过适当匝数比实现相对高电压增益，同时所有磁性元件可集成在一个磁芯中。此外由于漏感，解决了二极管的反向恢复问题。详细分析所提变换器的工作原理，还讨论包括电压增益、ZVT条件的特性。然后列出并相互比较一系列衍生变换器。根据所提变换器，在实验室建立100kHz开关频率的500W原...

解读: 该高升压ZVT变换器技术对阳光电源DC-DC变换器产品线有重要参考价值。阳光光伏MPPT升压和储能DC-DC变换器需要高升压比和高效率。零电压转换ZVT技术可降低阳光功率器件的开关损耗和EMI。主动钳位和耦合电感结构对阳光高功率密度变换器设计有借鉴意义。解决二极管反向恢复问题的方法对阳光提升变换器效...

Leshan Qiu · Yun Bai · Yan Chen · Yiping Xiao 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月

本研究设计了一种碳化硅（SiC）分裂栅金属氧化物半导体场效应晶体管（SG - MOSFET），以评估分裂栅（SG）结构对重离子辐照下单事件栅氧化层损伤的影响。通过氪（$^{84}$Kr$^{+18}$）离子辐照实验与传统金属氧化物半导体场效应晶体管（C - MOSFET）进行比较，结果表明，SG - MOSFET在单事件漏电流（SELC）退化方面没有显著改善。然而，在漏极偏置为100 V的条件下进行辐照后，SG - MOSFET在辐照后栅极应力（PIGS）测试中达到电流限制时的栅极偏置增加了约6...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于SiC MOSFET分栅结构抗单粒子辐射损伤的研究具有重要的战略参考价值。SiC MOSFET作为光伏逆变器和储能变流器的核心功率器件，其可靠性直接影响系统的长期稳定运行，尤其在航空航天、高海拔或强辐射环境应用场景中。 研究表明，分栅结构（SG-MOSFET）能够...

Yuzhen Xu · Baichuan Ye · Zehong Wu · Yusheng Fang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年11月 · Vol.14

本文提出一种改进的有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）策略，用于四电平嵌套中点钳位（4L-NNPC）变换器。通过引入滑模理论设计成本函数并构建预筛选机制，将候选开关状态从216降至64，显著降低计算负担，同时提升电能质量与电容电压平衡性能。

解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器（PCS）及PowerTitan液冷储能系统中高功率多电平拓扑的实时控制优化具有直接参考价值。4L-NNPC结构可提升PCS在高压大容量场景下的效率与谐波性能，而所提轻量化MPC+滑模融合算法有助于在国产MCU/FPGA平台上实现低延时、高鲁棒性控制，建议在下一代S...

Yun Zhang · Shihong Jing · Yihang Wei · Tong Li 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

电动飞机是未来发展趋势，但电池性能限制了电动飞机应用。分布式电池组平衡对电动飞机安全有重大影响。提出一种基于模糊逻辑控制和优化可变参数下垂控制的电池组源-负载分离动态功率平衡方法。通过定义源和负载准则设置启停平衡条件，该方法实现更快平衡速度，同时实现电池组间更小能量传输。动态变化的平衡电流防止实现平衡前大电流充电，降低充电期间热应力并减少电池退化。该方法在更少模式下实现飞机电力系统能量平衡，最小化平衡模式间频繁切换。还消除传统下垂控制在电池平衡系统中引起的电压偏差，增强供电可靠性。建立包含四组4...

解读: 该航空电池组平衡研究对阳光电源储能系统管理有重要参考价值。模糊下垂控制和源-负载分离的动态平衡策略可应用于阳光PowerTitan储能系统的多电池簇并联管理，提高平衡效率和降低热应力。动态变化平衡电流减少电池退化和消除直流母线电压偏差的技术可提升阳光ST系列储能变流器的可靠性和电池寿命。更少模式切换...

Ashraf Ali Khan · Daniel Afriyie · Mohammad Al Saaideh · Shehab Ahmed · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月

本文介绍了一种新型的电动汽车（EV）集成充电器。与传统充电器不同，该充电器可无缝利用电机驱动系统的电机和逆变器进行充电，无需外部充电器以及额外的半导体元件或控制电路。这种创新方法不仅降低了成本，还能减小电动汽车的整体尺寸。与传统集成充电器不同，所提出的充电器无需接入电机中性点，也无需对电机绕组进行任何重新配置。此外，它在充电过程中不会产生转矩，这使其对电动汽车尤其具有吸引力，特别是在微出行应用中。而且，该充电器的元件数量较少，开关承受的电压应力较低，且不存在浪涌电流问题。本文还对所提出的充电器进...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项集成式车载充电技术展现出值得关注的创新价值，尤其在我们拓展电动汽车充电解决方案和微出行领域具有战略意义。 该技术的核心优势在于充电系统与电机驱动系统的深度集成，无需额外的半导体器件和控制电路，这与阳光电源在逆变器领域追求的系统集成化、小型化理念高度契合。论文提出的方案...

Xinyue Zhang · Jiacheng Sun · Zhongzheng Zhou · Zhen Kang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年9月

随着光伏（PV）系统部署数量的不断增加，LCL 型并网逆变器因其卓越的谐波衰减能力而变得十分普遍。然而，传统的可靠性评估往往忽略了由控制回路不稳定或参数漂移引起的谐振电流的影响，而这种谐振电流会显著加速关键组件的老化。本文提出了一个全面的 LCL 型光伏逆变器可靠性评估框架，该框架能更好地反映实际运行条件。开发了一个电热模型，该模型考虑了与温度相关的功率损耗、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）热耦合以及电容器老化。采用蒙特卡罗模拟和威布尔分布来推导逆变器在年度任务剖面下的使用寿命。实验验证证实，谐振...

解读: 该研究对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能变流器的可靠性设计具有重要价值。LCL滤波器谐振电流导致的IGBT热应力问题直接关联功率模块寿命，研究提出的电热耦合模型与雨流计数疲劳分析方法可应用于：1）SG系列逆变器功率模块热设计优化，通过主动阻尼控制抑制谐振电流，降低结温波动；2）ST储能变流器在频...

Seyed Majid Hashemzadeh · Seyed Hossein Hosseini · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月

本文提出了一种多输入高升压直流 - 直流转换器的新设计，该设计采用三绕组耦合电感（TWCI）和电压倍增单元（VMC）。该转换器具有诸多优势，包括显著的电压增益、高效率以及可降低半导体元件上的电压应力。通过将三绕组耦合电感与电压倍增单元相结合，该转换器能够在低功率开关占空比下实现高电压转换比。该设计支持可扩展的输入端口，允许多个独立输入源为单一输出供电。每个输入端口的电流纹波都较小，这使得该转换器特别适用于光伏（PV）面板等可再生能源。此外，该设计在输入端口和输出端口之间设置了公共接地，提高了其实...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于耦合电感的多输入高升压变换器技术具有显著的应用价值，特别是在分布式光伏发电和混合储能系统领域。 该技术的核心优势在于通过三绕组耦合电感与电压倍增单元的协同设计，实现了高电压增益（395V输出）与低占空比运行的有机结合，这对于我们的组串式逆变器产品线具有重要意义。当...

作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月

本研究全面探究了半导通状态条件下AlGaN/GaN金属 - 绝缘体 - 半导体高电子迁移率晶体管（MIS - HEMT）的阈值电压（ ${V}_{\text {th}}\text {)}$ 不稳定性。研究了不同温度和漏极偏置的影响。在半导通偏置条件下，对于采用10纳米原位SiN栅极电介质的MIS - HEMT，观察到高达 - 1.0 V的显著负 ${V}_{\text {th}}$ 漂移，而肖特基HEMT的 ${V}_{\text {th}}$ 漂移可忽略不计。通过对源极接地和浮空的MIS - ...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于AlGaN/GaN MIS-HEMT器件阈值电压稳定性的研究具有重要的技术参考价值。GaN功率器件是我们光伏逆变器和储能变流器中的核心开关元件，其可靠性直接影响系统的长期稳定运行和转换效率。 该研究揭示的半导通状态下阈值电压漂移问题值得高度关注。在实际应用中，我们...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月

多端口直流 - 直流变换器是直流电网的核心交换枢纽，尤其适用于新能源分区接入和复杂环网场景。本文提出了一种各端口电压和电流可灵活控制的多端口臂共享直流 - 直流变换器。针对该多端口架构，提出了一种用节点电压控制替代臂间能量平衡控制的解耦控制策略，以及一种基于模块化多电平换流器（MMC）交/直流侧有源充电的分臂启动方法。所提出的控制策略增强了臂共享直流 - 直流变换器在多端口复杂功率变化下的稳定性和鲁棒性。所提出的启动方法降低了启动实施难度，具有启动应力小、各端口独立性强的优点。搭建了一台额定功率...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的多端口共臂式DC-DC变换器技术具有重要的战略价值。该技术针对直流电网中的多电压等级互联问题，与我司在光储充一体化、多能互补系统等领域的业务需求高度契合。 在技术创新层面，论文提出的解耦控制策略和分臂启动方法解决了多端口功率交换的核心难题。传统MMC架构在多...

Sandeep Kaler · Amirnaser Yazdani · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年1月

太阳能光伏（PV）能源具有间歇性，这使得在电网中必须使用电池等储能装置。通常，每种能源都通过单独的功率转换级接入电网。也就是说，光伏阵列群和电池群分别通过独立的功率转换级连接到电网。因此，本文提出了一种基于双有源桥（DAB）和模块化多电平变换器（MMC）拓扑的新型变换器拓扑，该拓扑能够通过单级将光伏阵列和电池同时接入中压直流（MVdc）网络。此外，该变换器采用一种改进的调制方案，在直流链路电压比不为 1 的情况下，可降低其变压器的电流应力。研究还表明，该变换器能够在较宽的直流电压范围内通过最大功...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于双有源桥（DAB）和模块化多电平换流器（MMC）的隔离型多端口变流器技术具有显著的战略价值。该技术突破了传统光伏和储能系统分别接入电网的架构限制，通过单级变换实现光储一体化集成接入中压直流网络，这与我司在光储融合系统和中压解决方案的发展方向高度契合。 技术核心优势...

Koosha Choobdari Omran · Reza Beiranvand · Pourya Shamsi · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

提出一种结合耦合电感CI和倍压器VM技术的新型非隔离DC-DC变换器。CI的漏感能量被有效回收，所有开关和二极管实现软开关条件。CI漏感与VM电容间的谐振提供软开关条件，无需独立谐振槽。VM级不仅降低半导体元件电压应力，还允许使用低压额定器件，从而降低导通损耗、成本并提高效率。通过适当调节开关占空比、CI匝比和VM级数可实现高电压增益，提供三个设计自由度。详细介绍了工作原理、稳态分析、元件应力、设计指南和性能比较。在最坏情况条件下实施并测试了输入电压范围40-50V、输出电压1kV、200kHz...

解读: 该高升压软开关变换器研究对阳光电源DC-DC变换器技术创新有重要参考价值。耦合电感回收漏感能量和无需独立谐振槽实现软开关的设计可应用于阳光PowerTitan储能系统的双向DC-DC模块，提高效率和降低成本。三个设计自由度（占空比、匝比、VM级数）提供的灵活性符合阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏...

Beibei Lv · Siyuan Ma · Jiongjiong Mo · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年7月

本文针对用于高功率附加效率（PAE）应用的0.15微米铝镓氮（AlGaN）/氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT），全面研究了栅极刻蚀策略对其电学性能和陷阱动力学的影响。通过比较不同刻蚀深度的器件及其标准非刻蚀对照器件，我们系统地研究了器件性能与工艺诱导损伤之间的权衡关系。去除GaN帽层的器件实现了创纪录的1393 mA/mm输出电流密度和661 mS/mm的峰值跨导，由于载流子浓度增加以及更高的$L_{\text {g}}$/$t_{\text {AlGaN}}$，短沟道效应（SCE）...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）的栅极凹槽技术研究具有重要的战略价值。GaN功率器件是光伏逆变器和储能变流器实现高频化、高效化、小型化的关键技术路径，直接关系到我们产品的核心竞争力。 该研究通过优化栅极凹槽深度，在0.15微米工艺节点实现了81.6...

Abd Ur Rehman · Hyunghu Park · Aneel Ahmed · Minsung Kim 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年6月

本文提出一种基于改进非线性补偿控制的单级双变压器驱动谐振型AC/DC拓扑，具有更高可靠性。所设计的控制律结合前馈与反馈项，其中前馈项基于状态平面轨迹理论有效抑制系统非线性，反馈项抑制慢变扰动，实现优异稳态与动态性能。原边控制实现完全交错运行，确保电网电流无纹波；副边采用串联谐振双整流结构提升效率。通过副边开关实施的控制律同时实现功率因数校正与输出电压调节。该拓扑的独特控制方式使所有谐振电容及开关器件上的电压与热应力分布均匀，显著提升系统可靠性。1 kW样机实验与TMS320F29377D控制板验...

解读: 该无桥单级AC/DC变换器技术对阳光电源储能与充电产品线具有重要应用价值。其非线性补偿控制策略可直接应用于ST系列储能变流器的PFC整流级，通过状态平面轨迹理论实现电网电流低THD与高功率因数，满足储能系统并网标准。双变压器交错并联架构的均流控制思想可借鉴至PowerTitan大型储能系统的模块化设...

Saeed Sharifi · Levi Bieber · Liwei Wang · Juri Jatskevich · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年6月

本文研究一种新型开关中点式模块化多电平变换器（SMPC），通过引入三次谐波注入和故障阻断能力，显著提升调制比，适用于电压变化范围宽的高压直流（HVdc）系统。该拓扑每相共享一组半桥子模块（HBSM），实现导通开关的零电压切换（ZVS），较传统MMC减少17.7%子模块数量和40%储能需求。扩展型SMPC简化了堆栈电压平衡所需的谐波电流消除，降低半导体应力，损耗表现优于HBSM-MMC。外侧全桥子模块提供基于电容反电动势的固有直流故障保护与穿越能力。文中阐述其运行原理与能量平衡机制，并通过OPAL...

解读: 该SMPC拓扑技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。其17.7%子模块数量削减和40%储能需求降低，可直接优化ST2752KWH等高压储能系统的成本结构和功率密度。三次谐波注入扩展调制比特性适配宽电压范围应用场景，增强系统灵活性。ZVS软开关技术与阳光电...

Wenhui Li · Yuxuan Li · Jiancheng Zhao · Junzhong Xu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月

为提升电动汽车充电系统的功率密度与效率，Boost型集成双有源桥（BI-DAB）变换器备受关注。然而，传统调制策略的零电压开关（ZVS）范围有限且优化灵活性不足，影响效率并制约其应用。本文提出一种软硬件结合的多目标优化调制策略，通过建立完整的ZVS模型并考虑励磁电感的影响，结合励磁电感优化设计与移相调控，实现全范围ZVS运行。该策略还支持无缝模式切换，有效实现功率因数校正与准最优电流应力。实验研制了2 kW/150 kHz的GaN基BI-DAB样机，峰值效率达96.6%，总谐波畸变率为1.5%。

解读: 该GaN基BI-DAB全范围ZVS调制策略对阳光电源车载充电机产品线具有重要应用价值。通过软硬件协同的多目标优化，实现全工况ZVS运行，峰值效率96.6%、THD仅1.5%，可直接应用于阳光电源OBC产品的功率密度提升与效率优化。其励磁电感优化设计与移相调控相结合的方法，为ST储能变流器的双向DC-...

Márcio Von Rondow Campos · Lucas Jonys Ribeiro Silva · Thales Augusto Fagundes · Rodolpho Vilela Alves Neves 等6人 · IEEE Transactions on Vehicular Technology · 2024年11月

本文提出了一种应用于串联式混合动力汽车（SHV）的能量管理系统（EMS），该汽车由内燃机（ICE）和包含化学电池与超级电容器的混合储能系统（HESS）提供动力。考虑到内燃机 - 发电机机组和混合储能系统的效率受限于特定的功率注入运行范围和瞬态响应，该能量管理系统可在全主动拓扑结构下实现内燃机和混合储能系统之间的功率分配，以提高控制灵活性。在此背景下，采用S形函数进行功率分配，该函数着重于最大限度地提高超级电容器的利用率，以降低燃油消耗和电池电流应力。S形函数的优点在于其易于配置且控制参数数量减少...

解读: 从阳光电源储能系统和新能源综合解决方案的业务视角来看，该论文提出的基于S型函数的能量管理系统具有显著的技术借鉴价值。论文针对串联混合动力车辆中电池与超级电容混合储能系统的协同控制问题，提出了一种优化功率分配策略，这与我司在储能系统多能源协调管理方面的技术需求高度契合。 该技术的核心价值在于通过S型...