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基于改进模型预测控制的串联电池组双层能量均衡
Dual-Layer Energy Equalization for Series Battery Packs by Scheduling the Balancing Current With an Improved Model Prediction Controller
Jiale Xie · Hengyu Zhang · Feng Gao · Zhongbao Wei 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
本文设计了一种用于串联电池组的双层硬件拓扑，实现了模块内及模块间电池单元的同步能量转移。底层采用总线型飞跨电感结构，通过插入死区时间减少MOSFET发热。结合改进的模型预测控制器，有效调度均衡电流，提升了电池组的一致性与能量利用效率。
解读: 该研究直接服务于阳光电源PowerTitan和PowerStack等大型储能系统。电池一致性是影响储能系统寿命和可用容量的核心痛点，该双层均衡拓扑能显著优化电池组内能量分配，减少因单体电池差异导致的“木桶效应”。建议研发团队关注该飞跨电感结构在BMS均衡板上的集成可行性，并结合MPC算法优化均衡效率...
具有零电流开关、线性电流可控性及负载独立效率的间歇性正弦调制双向串联谐振变换器
Intermittent Sinusoidal Modulation of Bidirectional Series Resonant Converter With Zero Current Switching, Linear Current Controllability, and Load-Independent Efficiency
Zhijian Fang · Hanlin Dong · Haotian Sun · Fei Xie 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
本文提出了一种新型间歇性正弦调制策略，用于双向串联谐振变换器。该方法通过保持谐振电流与端电压同相，实现了零电流开关（ZCS）并消除了回流功率。同时，该调制方案解决了传统正弦调制中功率调节困难的问题，实现了线性电流控制，并保持了负载无关的高效率特性。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及PCS产品具有重要意义。串联谐振变换器作为双向DC-DC的核心拓扑，其效率和控制精度直接决定了储能系统的充放电性能。该文提出的间歇性正弦调制技术，通过消除回流功率和实现ZCS，能显著提升PCS在宽负载范围下的转换效率，降...
一种用于宽电压增益范围应用的固定频率移相调制混合LLC与半桥变换器
Phase-Shift Modulated Hybrid LLC and Half-Bridge Converter With Fixed Frequency for Wide Voltage Gain Range Application
Haiming Yu · Xiaogao Xie · Hanjing Dong · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文提出了一种用于宽电压增益应用的新型混合LLC与半桥（HB）变换器。该拓扑由传统的LLC谐振变换器和HB变换器并联组成，通过将LLC变压器的辅助绕组插入HB变换器的主功率回路，实现了宽增益范围下的高效功率转换。
解读: 该拓扑针对宽电压增益范围的优化，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及户用光伏储能产品具有极高参考价值。储能系统在电池电压波动大、电网电压要求宽的场景下，对DC-DC变换器的效率和增益范围要求极高。该方案采用固定频率移相控制，有助于简化EMI滤波器设计并提升系统功率密...
一种能够表征热耦合效应的多芯片功率模块热网络模型
A Thermal Network Model for Multichip Power Modules Enabling to Characterize the Thermal Coupling Effects
Huimin Wang · Zongyao Zhou · Zhiliang Xu · Xinglai Ge 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
本文提出了一种基于Cauer模型的热网络模型（TNM），旨在解决多芯片功率模块在热分析中精度与计算效率难以兼顾的问题。该模型能够有效表征芯片间的热耦合效应，为电力电子变换器的可靠性评估提供了高效且准确的分析工具。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统）具有重要意义。在这些高功率密度产品中，功率模块的热设计是决定系统可靠性与寿命的关键。通过引入该热网络模型，研发团队可在设计阶段更精准地模拟多芯片间的热耦合效应，优化散热结构设计，从而提升逆变器和...
一种基于“一级半”正激-反激拓扑的无电解电容高功率因数LED驱动器
An Electrolytic Capacitor-Less High Power Factor LED Driver Based on a “One-and-a-Half Stage” Forward-Flyback Topology
Hanjing Dong · Xiaogao Xie · Lei Jiang · Zheliang Jin 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年2月
本文提出了一种用于无电解电容LED驱动器的“一级半”正激-反激变换器。该拓扑通过单开关结构实现了高功率因数（PF）、高效率及低输出纹波电流，有效提升了驱动器的使用寿命。文中详细分析了该拓扑的工作原理及性能优势。
解读: 该文献探讨的“一级半”拓扑及无电解电容设计方案，核心在于提升功率密度与可靠性。虽然阳光电源主营光伏逆变器与储能系统，而非LED驱动，但其提出的单开关高PF整流技术及去电解电容设计思路，对阳光电源户用光伏逆变器及充电桩产品的辅助电源设计具有参考价值。通过减少电解电容的使用，可显著提升系统在高温环境下的...
功率半导体开关的功率循环测试：方法、标准、局限性与展望
Power Cycling Testing for Power Semiconductor Switches: Methods, Standards, Limitations, and Outlooks
Yi Zhang · Patrick Heimler · James Opondo Abuogo · Xinyue Zhang 等14人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
可靠性是功率半导体及电力电子系统的核心指标。随着宽禁带（WBG）器件及新型封装技术的快速应用，现有的可靠性测试与量化标准显得碎片化。本文综述了功率循环测试的方法、标准及局限性，为设计人员和可靠性工程师提供了关键指导，旨在提升电力电子系统的寿命评估能力。
解读: 可靠性是阳光电源的核心竞争力。随着PowerTitan储能系统及组串式逆变器向高功率密度演进，SiC等宽禁带器件的应用日益广泛，其热疲劳与功率循环寿命成为系统长效运行的关键。本文研究的方法论可直接指导阳光电源研发中心对功率模块进行更精准的寿命预测与加速老化测试，优化散热设计与封装工艺。建议在iSol...
级联H桥多电平变换器中改进的故障诊断能力：基于E-SVM单元的多开关开路故障计数器设计
Improved Fault Diagnosis Capability in CHBMCs: Counter Design for Multiple OC Switches via an E-SVM Unit
Hongjian Lin · Henry Shu-Hung Chung · Chunxu Lin · Dong Xie 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
级联H桥多电平变换器（CHBMC）因其灵活性和可扩展性广泛应用于中高压领域。然而，其开关数量多，易发生开路（OC）故障，导致电流过冲、谐波增加及直流侧电容电压不平衡。本文提出了一种基于E-SVM单元的计数器设计，旨在提升CHBMC的多开关开路故障诊断能力，保障系统稳定性。
解读: 该技术对于阳光电源的中高压大功率产品线（如大型集中式光伏逆变器及高压储能变流器）具有重要参考价值。CHBMC拓扑在大型电站中常用于提升电压等级，该文提出的故障诊断方法能有效提升系统在多开关故障下的鲁棒性，减少非计划停机时间。建议研发团队关注该诊断算法的嵌入式实现，将其集成至iSolarCloud智能...
基于瞬态电场脉冲的MMC与高压直流断路器动作时刻的无创精确测量方法
Noninvasive and Accurate Measuring Method of the MMC and HVDC Circuit Breaker Action Moment Based on Transient E-Field Pulse
Xu Kong · Yan-zhao Xie · Wen-qi Xing · Zhen-dong Sun 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月
本文介绍了一种基于瞬态电场（E-field）的测量方法，用于监测舟山200kV换流站中模块化多电平换流器（MMC）和高压直流（HVDC）断路器的开关动作。研究表明，换流站内的开关瞬态电场具有准静态特性，可实现对电力电子设备动作时刻的无创、高精度捕捉，为复杂电力系统设备的运行状态监测提供了新手段。
解读: 该研究提出的基于瞬态电场脉冲的无创监测技术，对于提升大型电力电子设备的运行可靠性具有参考价值。虽然阳光电源目前主营业务集中在光伏逆变器、储能系统（如PowerTitan）及风电变流器，尚未直接涉及高压直流输电（HVDC）领域，但该监测方法在大型储能电站或高压组串式逆变器阵列的故障诊断与瞬态特性分析中...
考虑对称电网故障下RSC-GSC交互的DFIG风电系统改进型低电压穿越策略
Improved LVRT Strategy for DFIG-Based Wind Turbine Considering RSC-GSC Interaction During Symmetrical Grid Faults
Yi Luo · Jun Yao · Dong Yang · Hai Xie 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年2月
在严重对称电网故障期间，转子侧变流器与网侧变流器（RS - GSC）之间的相互作用对基于双馈感应发电机的并网风力发电机组（WT - DFIG）的低电压穿越（LVRT）性能有显著影响。因此，为提高WT - DFIG在对称电网故障期间的LVRT性能，本文提出一种LVRT控制策略，该策略通过协调RS - GSC的电流参考值来实现。与现有LVRT策略相比，通过协调RS - GSC的有功和无功电流，所提出的策略不仅可以提高直流母线电压的暂态稳定水平，还能提升WT - DFIG的LVRT性能。最后，利用实验...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的双馈风电机组低电压穿越（LVRT）改进策略具有重要的技术参考价值。虽然我司核心业务聚焦于光伏逆变器和储能系统，但该研究中关于转子侧与网侧变流器（RSC-GSC）协调控制的思想，与我司风电变流器产品线及新能源并网技术存在显著的技术共性。 该技术的核心价值在于通过...
一种采用N型埋层提高电学性能的新型4H-SiC分裂栅CIMOSFET
A Novel 4H-SiC Split-Gate CIMOSFET With Improved Electrical Performance Using N-Type Buried Layer
Fei Xie · Yonghao Dong · Fa Li · Jiaxing Wei 等5人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年2月
本文提出了一种具有阶梯中心注入（CI）区的两层导电分裂栅 MOSFET（TCSG - CIMOSFET），该器件可提高栅氧化层可靠性并降低栅 - 漏电容（$C_{gd}$）。P 型阶梯 CI 区通过降低最大氧化层电场（$E_{ox}$）来提高器件栅氧化层的可靠性。由于减小了栅 - 漏重叠区域，TCSG - CIMOSFET 的$C_{gd}$较低。此外，TCSG - CIMOSFET 采用了电导调制技术，该技术可增加沟道载流子浓度，从而降低比导通电阻（$R_{on,sp}$）。在 TCAD 仿真...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于4H-SiC的分栅CIMOSFET创新技术具有重要的战略价值。该技术通过引入N型埋层和阶梯式中央注入区，在器件性能上实现了多维度突破，与我司在光伏逆变器和储能变流器领域的核心需求高度契合。 在技术指标层面，该器件将栅氧化层电场强度降低50%，这直接提升了功率器件的...
基于谐振电容部分能量调节的多相交错LLC变换器新型均流方案
A Novel Current Sharing Scheme for Multiphase Interleaved LLC Converter Based on Partial Energy Regulation of Resonant Capacitor
Hanjing Dong · Xiaogao Xie · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
本文提出一种通过调节谐振电容储能实现多相交错LLC变换器均流的新型方案。利用能量转移单元（ESC）实现谐振电容的部分能量调节，提出了相间ESC（PESC）和独立ESC（IESC）两种结构。结合移相控制，可同时实现优异的输出电流均衡性和更低的电流纹波。由于采用部分能量调节且ESC开关管实现零电压开通，附加损耗较小。文中详细分析了工作原理与设计方法，并研制了两台12 V/40 A双相交错LLC实验样机，分别采用PESC和IESC结构，实验结果验证了该方案的可行性。
解读: 该谐振电容部分能量调节均流技术对阳光电源多相LLC拓扑产品具有重要应用价值。在车载OBC充电机和充电桩DC-DC模块中，多相交错LLC可提升功率密度，但相间均流一直是难点。该方案通过ESC单元实现ZVS软开关的部分能量调节，相比传统均流方法损耗更低，可直接应用于ST储能变流器的DC-DC级联模块和大...
利用开关控制电容与双相移控制提升双向感应功率传输的输出稳定性
Enhancing Output Stability in Bidirectional Inductive Power Transfer Using Switching Controlled Capacitors and Dual-Phase-Shift Control
Seungjin Jo · Seungmin Kim · Junchen Xie · Guangyao Li 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
双向感应电能传输（BIPT）系统可为电动汽车及其他应用提供高效的非接触式电能传输。然而，停车未对准、电池荷电状态（SoC）变化以及SAE J2954标准所施加的限制等实际挑战限制了其可靠性，尤其是在车辆到电网运行期间。现有方法主要侧重于单向充电，且常假设理想对准情况，忽略了其在实际运行中的适用性。本文提出一种将开关控制电容器（SCC）与双相移（DPS）控制相结合的新型BIPT系统，以应对这些挑战。SCC通过谐振参数调谐来补偿电抗变化，而DPS则实现宽输入 - 输出增益控制，以适应SoC变化。这种...
解读: 该双向感应功率传输技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。开关控制电容与双相移控制的协同策略可直接应用于车载OBC充电机和无线充电桩产品，通过动态调节补偿电容实现宽负载范围的输出稳定性，解决传统接触式充电的磨损问题。该技术的双向功率传输特性与阳光电源V2G（车网互动）战略高度契合，可增强电动...
一种基于混合型NPC与飞跨电容支路的多电平有源磁轴承驱动器
A Novel Multilevel Converter as Active Magnetic Bearing Drive Based on Hybrid NPC With Flying-Capacitor Leg
Jianfu Ding · Yuanhao Xie · Dong Jiang · Zicheng Liu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
多电平功率转换技术是电力电子领域的一项重大进展，而主动磁轴承（AMB）驱动器是一种典型的电力电子设备。本文介绍了一种新型混合中性点钳位（NPC）多电平AMB驱动器，该驱动器集成了一个飞跨电容（FC）桥臂，将传统的NPC结构与FC结构相结合。它将磁轴承（MB）绕组的电压电平从三电平提升至五电平，从而增强了系统的电压容量，并使电流响应速度更快。此外，在相同的电压电平下，这种方法改善了AMB驱动器的电磁干扰（EMI）特性，减小了电流纹波和功率损耗，并提高了MB的悬浮精度。所提出的拓扑结构及其控制方法的...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项混合NPC与飞跨电容腿的多电平变换技术虽然聚焦于主动磁悬浮轴承驱动，但其底层技术原理与我们在光伏逆变器和储能变流器领域的核心技术路线高度契合，具有重要的参考价值和潜在应用前景。 该技术的核心创新在于将传统NPC拓扑与飞跨电容结构融合，实现从三电平到五电平的升级。这与阳...
基于卷积神经网络的功率器件结温监测
Junction Temperature Monitoring of Power Devices Using Convolutional Neural Networks
Zhiliang Xu · Huimin Wang · Xinglai Ge · Yichi Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月
基于温度敏感电参数（TSEP）的方法能够实现功率器件结温的精确监测（JTM）。然而，大多数温度敏感电参数易受负载电流和器件老化的影响而产生误差，从而降低了结温监测的准确性。为解决这一问题，本文提出了一种基于卷积神经网络（CNN）模型的结温监测方法，以应对这两个因素带来的不利影响。在该方法中，选择开通集电极电流（$I_{C}$）作为温度敏感电参数，并通过数学模型深入分析了开通集电极电流的温度特性。此外，通过大量双脉冲测试全面研究了开通集电极电流的参数相关性。考虑到实际中负载电流影响显著且频繁变化的...
解读: 该CNN结温监测技术对阳光电源功率器件热管理具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的SiC/GaN功率模块，通过实时监测IGBT/MOSFET结温实现预测性维护。相比传统TSEP方法，CNN自动特征提取克服了非线性补偿难题，无需额外传感电路即可从开关波形获取温度信息，适...
一种用于宽输出电压范围应用的新型多模式AC-DC LLC谐振变换器
A Novel Multimode AC-DC LLC Resonant Converter for Wide Output Voltage Range Applications
Haolei Meng · Hanjing Dong · Xiaogao Xie · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月
本文提出了一种适用于超宽输出电压范围电动汽车（EV）应用的新型多模式交直流 LLC 变换器。通过将图腾柱式 Boost 功率因数校正（PFC）变换器与全桥（FB）LLC 谐振变换器集成，并采用小容量母线电容，所提出的变换器能够以单级、准单级或两级模式运行，有效扩展了输出电压范围。此外，还提出了一种适用于不同模式的统一控制方案，以同时实现输出调节和功率因数校正。通过优化控制策略可实现不同运行模式之间的平滑切换。对所提出变换器的详细工作原理和设计考量进行了分析与讨论。最后，搭建了一台额定输入电压为 ...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项多模式AC-DC LLC谐振转换器技术具有重要的战略价值。该技术通过集成图腾柱Boost PFC与全桥LLC谐振转换器，实现了100-420V超宽输出电压范围，这与我们在电动汽车充电、储能系统双向变流器以及光储一体化解决方案中的核心需求高度契合。 该技术的核心创新在于...
基于集总质量模型的柱状锂离子电池荷电状态与核心温度估计
Lumped-Mass Model-Based State of Charge and Core Temperature Estimation for Cylindrical Li-Ion Batteries Considering Reversible Entropy Heat
Jiale Xie · Xiaobing Chang · Guang Wang · Zhongbao Wei 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月
准确估算电池的荷电状态（SoC）和核心温度（CoT）对于制定高效的能量管理和热管理策略至关重要。本文聚焦圆柱形锂离子电池，构建了一个等效电路模型和一个双状态热模型；然后利用包含温度、热量和荷电状态的桥梁变量，将这两个不同物理性质的集总参数模型进行闭环处理。值得注意的是，除了传统的欧姆效应不可逆生热之外，通常被忽略的可逆熵热也被建模并通过实验进行了校准。随后，采用变遗忘因子最小二乘法自适应地识别电模型和热模型的参数。最后，利用一种计算效率高且能处理非线性问题的算法，即基于奇异值分解的卡尔曼滤波器，...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项针对圆柱形锂离子电池的SoC和核心温度联合估计技术具有重要应用价值。该技术通过构建电-热耦合集总参数模型，特别是将通常被忽略的可逆熵热纳入建模范畴，显著提升了电池状态估计的精度，这对我们的储能系统安全性和能量管理效率至关重要。 该技术的核心优势在于其工程实用性。...
构网型与跟网型变流器在电网故障下的耦合机理分析及混合系统稳定提升
Coupling Mechanism Analysis and Stabilization Improvement for Hybrid System With GFL and GFM Converter Under Grid Faults
Sen Huang · Jun Yao · Dong Yang · Linsheng Zhao 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年12月
跟网型（GFL）与构网型（GFM）变流器之间及其与同步发电机（SG）的动态耦合特性，在电网故障期间显著影响可再生能源变流器的控制行为及SG运行模式，加剧了混合系统的暂态同步失稳风险。本文建立基于不同电源同步机制的等效数学模型，结合相平面与空间矢量图法，分析各类电源间的交互作用及其对系统暂态稳定的影响，并提出一种协同控制策略。该策略通过调节GFL和GFM变流器的电流与功率参考值，使各电源平衡点在故障前后基本保持不变，有效抑制源间动态交互，提升电压跌落场景下混合系统的暂态同步稳定性。
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器与SG光伏逆变器的混合并网系统具有重要应用价值。当前光储混合电站中，GFM构网型储能与GFL跟网型光伏变流器在电网故障时存在动态耦合失稳风险，该文提出的协同控制策略可直接应用于PowerTitan储能系统与SG系列逆变器的联合控制算法优化。通过动态调节储能变流器功率...
基于最小特征值对数导数的大型电力系统主导振荡模式计算方法
Smallest Eigenvalues Based Logarithmic Derivative Method for Computing Dominant Oscillation Modes in Large-scale Power Systems
Linguang Wang1Xiaorong Xie2Wenkai Dong3Yong Mei4Aoyu Lei4 · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年7月 · Vol.1
随着可再生能源的快速接入，电力电子设备与电网相互作用引发的宽频振荡成为关键稳定性问题。现有方法多适用于百节点级局部系统，难以应对数万节点规模系统的高维传递函数矩阵或高阶特征方程。为此，本文提出一种基于稀疏扩展节点导纳矩阵k个最小特征值曲线对数导数的最小特征值对数导数（SELD）方法，用于提取主导振荡模式，并开发了相应的暂态稳定分析工具。通过局部及大规模电力系统的仿真验证了该方法与工具的有效性。
解读: 该SELD方法对阳光电源大规模新能源并网系统具有重要应用价值。针对PowerTitan储能系统和SG系列逆变器大规模集群并网场景，该方法可快速识别电力电子设备与电网交互引发的宽频振荡模式，突破传统方法在万节点级系统中的计算瓶颈。可直接应用于：1）ST系列储能变流器的GFM/GFL控制参数优化，通过主...
面向低复杂度建模的电力系统可靠性约束经济调度极限状态函数定义与识别
Definition and Identification of Limit State Function for Low Complexity Modeling of Power System Reliability-Constrained Economic Dispatch
Mingfeng Yu · Bo Hu · Changzheng Shao · Dongxu Chang 等8人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年8月 · Vol.41
本文提出极限状态函数以界定电力系统可靠/不可靠边界，并基于“最优中最劣”原则筛选极限系统状态（LSS），将可靠性约束简化为LSS无切负荷条件，显著降低含新能源不确定性与元件故障的经济调度建模复杂度。
解读: 该研究对阳光电源iSolarCloud智能运维平台及PowerTitan大型储能系统的可靠性协同调度具有重要参考价值。其LSS筛选方法可嵌入ST系列PCS的实时功率分配策略中，提升风光储联合电站应对N-1故障与光伏出力波动的鲁棒性；建议在PowerStack构网型储能系统中集成该极限状态约束模块，强...
客座编辑特刊：面向零排放电动交通的电机驱动先进技术
Guest Editorial Special Issue on Advanced Technologies of Motor Drives for Zero-Emission E-Mobility
Yunwei Ryan Li · Wei Hua · Luca Zarri · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
为实现《巴黎协定》将全球温升控制在2°C以内的目标，电动交通（e-mobility）迅速发展。然而，其电机驱动系统所耗电能仍部分来自化石能源，因此提升驱动系统能效成为实现净零排放的关键。本期特刊聚焦电机驱动在新材料、谐波抑制、电磁干扰抑制、智能控制、故障容错、能量管理及系统设计等方面的前沿进展，收录43篇高质量论文，涵盖提高能效的多种技术路径，推动电动交通可持续发展。
解读: 该特刊聚焦的电机驱动先进技术对阳光电源新能源汽车产品线具有直接应用价值。其中SiC/GaN器件应用、三电平拓扑技术可直接优化车载OBC充电机和电机驱动系统的功率密度与效率；PWM控制、SVPWM及模型预测控制MPC等智能控制算法可提升电机驱动精度和动态响应；谐波抑制与EMI抑制技术可改善充电桩的电能...
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