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基于Z源断路器的直流系统保护分析与设计
Analysis and Design of DC System Protection Using Z-Source Circuit Breaker
Arthur H. Chang · Brian R. Sennett · Al-Thaddeus Avestruz · Steven B. Leeb 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年2月
本文提出了一种改进的Z源断路器拓扑，在保持公共接地路径的同时，有效抑制了源端反射故障电流。相比传统Z源断路器，该拓扑不仅能应对瞬态大故障，还具备稳态过载保护能力，并可针对故障电流上升率进行优化设计。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流侧保护具有重要参考价值。随着储能系统电压等级不断提升，直流侧短路保护是提升系统安全性的核心挑战。该改进型Z源断路器拓扑能够有效抑制故障电流，减少对PCS功率模块的冲击，提升系统可靠性。建议研发团队评估该拓扑在储能变流器直...
开关损耗大小对SiC MOSFET开关模式功率循环测试寿命的影响
Influence of Switching Loss Magnitude on Lifetime During a Switch-Mode Power Cycling Test of SiC MOSFETs
James Abuogo · Jörg Franke · Josef Lutz · Thomas Basler · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
为使功率循环测试更贴近实际应用，本文研究了开关损耗对离散型SiC MOSFET功率循环寿命的影响。通过在不同开关损耗量级下进行四种开关模式功率循环测试，分析了开关损耗对器件失效机理及寿命的影响，为宽禁带器件的可靠性评估提供了重要参考。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统向高功率密度和高效率演进，SiC MOSFET已成为核心功率器件。本文提出的开关模式功率循环测试方法，比传统测试更真实地模拟了逆变器在实际工况下的热应力，对优化阳光电源产品的功率模块设计、提升系统在复杂电网环境下的长期可靠性...
用于谐振感应链路的高输入电压高频E类整流器
High-Input-Voltage High-Frequency Class E Rectifiers for Resonant Inductive Links
Samer Aldhaher · Patrick Chi-Kwong Luk · Khalil El Khamlichi Drissi · James F. Whidborne · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年3月
本文探讨了无线电能传输中传统整流器效率低下的问题，提出采用E类谐振整流器作为替代方案。E类整流器在高谐振频率和大输入电压下具有显著的效率优势，且其输入电流接近正弦波，能够有效提升功率传输效率。
解读: E类整流器的高频高效特性对阳光电源的电力电子技术储备具有参考价值。在电动汽车充电桩（EV Charger）业务中，随着无线充电技术的演进，该拓扑可用于提升车载或地面端的能量转换效率。此外，该高频拓扑研究对于公司在光伏逆变器和储能PCS中追求更高功率密度、更小体积的磁性元件设计具有借鉴意义。建议研发团...
基于变容二极管的自动调谐无源纹波滤波器在低噪声电源系统中的应用
Varactor-Based Passive Ripple Filter With Automatic Tuning for Low-Noise Power-Supply Systems
Patrick J. Meehan · Donal OSullivan · Aldrick S. Limjoco · Pat Mcguinness 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年6月
本文提出了一种利用并联谐振技术滤除开关稳压器输出纹波的方法。相比传统低通滤波器，该方案在体积和功耗上更具优势。通过引入纳法级钛酸锶钡（BST）变容二极管，实现了并联谐振频率与纹波基频的自动对齐，从而提升了滤波性能。
解读: 该技术主要针对电源输出端的纹波抑制，对阳光电源的户用光伏逆变器及充电桩产品线具有参考价值。在追求高功率密度和小型化的趋势下，该无源滤波方案可优化输出级设计，减少电感电容体积。建议研发团队评估BST变容二极管在高温、高压环境下的可靠性，重点关注其在小功率DC-DC变换器或辅助电源模块中的应用潜力，以进...
利用碳化硅
SiC）器件最大化三相DC-AC变换器功率密度的设计优化工具
Ian Laird · Xibo Yuan · James Scoltock · Andrew J. Forsyth · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年4月
宽禁带半导体（如SiC）的出现为实现高功率密度、高开关频率的电力电子变换器设计提供了可能。本文提出了一种系统级设计优化工具，通过整体设计方法识别最优开关频率，从而最大化变换器的整体功率密度。
解读: 该研究对于阳光电源的核心业务具有极高的参考价值。随着组串式逆变器和PowerTitan系列储能PCS向更高功率密度演进，SiC器件的应用已成为提升效率与减小体积的关键。该设计优化工具能够帮助研发团队在系统层面平衡开关频率、损耗与散热需求，从而在保证高可靠性的前提下，进一步优化产品体积与成本。建议将该...
用于海上直流汇集点的单向DC-DC模块化多电平变换器设计与控制：理论分析与实验验证
Design and Control of Unidirectional DC–DC Modular Multilevel Converter for Offshore DC Collection Point: Theoretical Analysis and Experimental Validation
He Liu · Mohamed S. A. Dahidah · James Yu · R. T. Naayagi 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年6月
本文提出了一种用于海上风电场接入高压直流（HVDC）输电系统的先进单向DC-DC模块化多电平变换器（MMC）。该变换器由单相MMC逆变器组成，通过中频变压器与串联整流模块耦合，实现了海上风电的高效直流汇集与传输。
解读: 该技术对于阳光电源的风电变流器业务具有重要参考价值。随着海上风电向深远海发展，直流汇集技术是提升输电效率的关键。文中提出的MMC拓扑及中频变压器隔离方案，可为阳光电源未来开发大功率海上风电变流器及海上直流升压平台提供技术储备。建议研发团队关注该拓扑在高压直流侧的损耗优化及模块化控制策略，以提升系统功...
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...
一种用于10kV SiC MOSFET中压模块化多电平变换器的电压平衡控制与dv/dt抑制方法
A Novel Voltage Balancing Control With dv/dt Reduction for 10-kV SiC MOSFET-Based Medium Voltage Modular Multilevel Converter
Shiqi Ji · Li Zhang · Xingxuan Huang · James Palmer 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文针对基于高压SiC功率器件的模块化多电平变换器（MMC），提出了一种新型电压平衡控制策略。该方法在利用SiC器件减少子模块数量和开关损耗优势的同时，有效解决了传统最近电平调制（NL-PWM）带来的电压平衡问题，并降低了dv/dt应力，提升了中压变换系统的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的中压大功率储能系统（如PowerTitan系列）及未来高压直挂式光伏/储能解决方案具有重要参考价值。随着光伏和储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）演进，利用高压SiC器件替代传统IGBT可显著提升系统功率密度并降低损耗。该研究提出的dv/dt抑制与电压平衡控制方法，有助于优...
用于电感链路的E^2类变换器状态空间建模
State-Space Modeling of a Class E^2 Converter for Inductive Links
Patrick Chi-Kwong Luk · Samer Aldhaher · Weizhong Fei · James F. Whidborne · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年6月
本文提出了一种基于状态空间的分析方法，用于研究基于双线圈电感链路的无线电能传输系统中的E^2类变换器。该变换器由200kHz的E类逆变器作为原边驱动，以及次级侧的电压驱动型E类同步整流器组成。文章采用分段线性七阶状态空间模型进行建模分析。
解读: 该文献研究的E^2类变换器主要应用于高频无线电能传输领域，属于电力电子前沿拓扑研究。虽然目前阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式逆变器、PowerTitan储能系统等）主要基于硬开关或软开关的PWM变换技术，尚未大规模应用无线电能传输技术，但该文提出的高频建模方法和同步整流控制策略，对于阳光电源在...
面向高温应用的一款SiC CMOS线性稳压器
A SiC CMOS Linear Voltage Regulator for High-Temperature Applications
Robert C. Murphree · Sajib Roy · Shamim Ahmed · Matthew Barlow 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
本文研制了首款集成碳化硅（SiC）CMOS线性稳压器。该设计在20至30V输入电压下可提供15V输出，持续负载电流超过100mA。稳压器反馈环路基于两级SiC运算放大器构建，并结合了内部与外部无源元件进行频率补偿。
解读: 该研究展示了SiC CMOS工艺在高温集成电路领域的突破，对阳光电源的核心业务具有重要参考价值。随着光伏逆变器和储能PCS功率密度的不断提升，内部控制电路面临严苛的热环境挑战。SiC集成电路技术可显著提升驱动电路和辅助电源在高温下的可靠性，减少对外部散热设计的依赖。建议研发团队关注SiC CMOS在...
15-kV SiC SGTO晶闸管在重复性极端脉冲过流条件下的失效模式
Failure Modes of 15-kV SiC SGTO Thyristors During Repetitive Extreme Pulsed Overcurrent Conditions
James A. Schrock · Emily A. Hirsch · Shelby Lacouture · Mitchell D. Kelley 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月
SiC SGTO晶闸管是提升中压电力电子设备功率密度的先进方案。为使其在工业应用中替代传统Si晶闸管，必须深入研究其特性及失效机理。本文针对两款15-kV SiC SGTO晶闸管在重复性过流条件下的失效模式进行了实验评估与分析。
解读: 随着阳光电源在大型地面光伏电站及中压储能系统（如PowerTitan系列）中对功率密度和效率要求的不断提升，SiC器件的应用已成为技术演进的关键。15-kV SiC SGTO作为超高压宽禁带器件，未来有望应用于中压直挂式储能系统或高压直流输电接口。本文研究的重复性过流失效模式对阳光电源功率模块的选型...
1200V/150A SiC MOSFET在重复脉冲过流条件下的失效分析
Failure Analysis of 1200-V/150-A SiC MOSFET Under Repetitive Pulsed Overcurrent Conditions
James A. Schrock · Bejoy N. Pushpakaran · Argenis V. Bilbao · William B. Ray 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年3月
SiC MOSFET是提升电力电子功率密度的关键器件。为使其全面替代IGBT，需深入研究其特性。本文针对两款1200V/150A SiC垂直平面栅D-MOSFET，通过重复脉冲过流测试，评估其在极端工况下的失效模式及机理。
解读: 该研究对阳光电源核心产品线具有极高参考价值。随着公司组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统向更高功率密度演进，SiC器件已成为主流选择。过流条件下的失效分析直接关系到产品在复杂电网环境下的鲁棒性。建议研发团队参考该失效机理，优化驱动保护电路设计及短路保护逻辑，以提升SiC功...
一种基于模型的高速铁路电力牵引驱动系统中单相PWM整流器开路故障诊断方法
An Open-Switch Fault Diagnosis Method for Single-Phase PWM Rectifier Using a Model-Based Approach in High-Speed Railway Electrical Traction Drive System
Bin Gou · Xinglai Ge · Shunliang Wang · Xiaoyun Feng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年5月
本文针对高速铁路牵引驱动系统中单相PWM整流器故障率高的问题，提出了一种新型、快速的基于模型的开路故障诊断方法。该方法能够有效识别单相整流电路中的开关管开路故障，提升电力电子变换系统的可靠性与运行安全性。
解读: 该研究聚焦于电力电子变换器的故障诊断技术，虽然应用场景为轨道交通，但其核心的“基于模型的故障诊断”逻辑与阳光电源的组串式逆变器及储能变流器（PCS）的运维需求高度契合。在iSolarCloud智能运维平台中，引入此类快速故障诊断算法，可显著提升设备故障定位的准确性，降低售后维护成本。建议研发团队关注...
高迁移率稳定型1200V/150A 4H-SiC DMOSFET在高电流密度瞬态条件下的长期可靠性分析
High-Mobility Stable 1200-V, 150-A 4H-SiC DMOSFET Long-Term Reliability Analysis Under High Current Density Transient Conditions
James A. Schrock · William B. Ray II · Kevin Lawson · Argenis Bilbao 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年6月
为验证4H-SiC DMOSFET在电力电子应用中的长期运行能力，本文研究了其在极端高电流密度瞬态条件下的可靠性。通过评估器件在高温及大电流应力下的表现，分析了其失效机理，为SiC功率器件在严苛工况下的工程应用提供了可靠性评估依据。
解读: SiC器件是阳光电源提升逆变器功率密度和效率的核心技术。该研究针对1200V/150A SiC DMOSFET在高电流密度下的可靠性分析，直接支撑了公司组串式逆变器及PowerTitan系列储能PCS的功率模块选型与设计。随着产品向更高功率等级演进，瞬态电流冲击下的器件退化机理研究至关重要。建议研发...
具有低浪涌电流和稳定功率控制的双有源桥变换器双移相控制策略
Novel Dual-Phase-Shift Control With Bidirectional Inner Phase Shifts for a Dual-Active-Bridge Converter Having Low Surge Current and Stable Power Control
X. Liu · Z. Q. Zhu · David A. Stone · Martin P. Foster 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年5月
针对双有源桥（DAB）变换器在轻载下采用传统双移相（DPS）控制时，因外移相角微小波动导致电流、损耗及效率剧烈变化的问题，本文提出了一种新型双移相控制策略。该方法通过引入双向内移相，有效拓宽了外移相角的操作区域，实现了轻载下的恒定功率传输，降低了浪涌电流并提升了控制稳定性。
解读: 该技术直接应用于阳光电源的储能变流器（PCS）产品线，如PowerTitan和ST系列。DAB拓扑是实现电池侧与直流母线高效能量转换的核心电路。通过优化双移相控制策略，可以显著降低PCS在轻载或待机模式下的电流应力和损耗，提升系统全功率范围内的转换效率。此外，该方法改善的功率控制稳定性有助于提升储能...
性能领先的光伏电池与肖克利-奎瑟极限的比较
Top-Performing Photovoltaic Cells Compared to the Shockley–Queisser Limit
Camden Kasik · Marko Jošt · Ishwor Khatri · Marko Topič 等5人 · IEEE Journal of Photovoltaics · 2025年2月
对包含至少一个多晶电池的高性能单结和两端串联器件进行了相互比较，并与它们的理想极限进行了对比。将开路电压、短路电流和填充因子等参数分别与肖克利 - 奎伊瑟极限进行比较，以研究不同技术在哪些方面有改进空间。目前，像硅和碲化镉等技术在开路电压方面有最大的改进空间，它们分别仅利用了其最大开路电压的 87% 和 81%。针对单结器件进行了详细的二极管和填充因子损耗分析，以进一步深入了解它们之间的差异以及效率损失的位置。与多晶器件相比，单晶技术的填充因子更接近肖克利 - 奎伊瑟极限。多晶器件的高二极管品质...
解读: 该研究对比分析高性能光伏电池与Shockley-Queisser理论极限的差距，为阳光电源SG系列光伏逆变器的MPPT算法优化提供重要参考。通过理解不同材料体系（单结/叠层）的光电转换效率潜力与限制，可指导逆变器在不同组件类型下的最大功率点追踪策略优化，特别是针对新型高效叠层组件的适配性开发。该分析...
通风耦合高能量密度显热储能系统研究
Investigation of ventilation-coupled high energy density sensible thermal energy storage
Nelson James · Ransisi Huang · Jason Woods · Eric Kozuba · Applied Energy · 2025年6月 · Vol.387
低成本储能将在支持能源行业脱碳方面发挥重要作用。本文提出了一种用于建筑的新型显热储能方法，该方法利用装有防冻液的储罐在机械通风系统中加热室外空气。如果将液体加热至足够高的温度，在寒冷气候下的放电过程中，其温度波动可能接近100°C。由于显热储能系统的能量密度与系统温差成正比，因此该概念相比其他应用于建筑领域的液态显热储能装置具有实现更高能量密度的潜力。本文建立了一维数值模型，并采用30 wt%（质量分数）乙酸钾水溶液作为防冻液进行了实验验证。在实验室条件下，使用商用热水箱实现了47.0千瓦时每立...
解读: 该建筑显热储能技术对阳光电源ST系列储能系统具有重要启示价值。其高能量密度(74.7kWh/m³)和低成本特性,可与PowerTitan储能方案结合,应用于建筑微网场景。通风耦合设计理念可启发我们开发建筑一体化储能产品,将PCS与暖通系统深度融合。该技术的温度大幅波动特性(100°C)对储能热管理系...
基于需求响应项目的606个工商业设施储能系统最优调度控制策略成本节约评估
Assessment of optimal energy storage dispatch control strategies for cost savings in 606 commercial and industrial facilities leveraging utility demand response programs
Joseph Elio · Ryan James Milcarek · Applied Energy · 2025年4月 · Vol.384
摘要 由于全球电力需求持续增长，而发电能力并未相应提升，必须进行转变以确保电力需求更好地匹配电力供应。通过在基于事件的需求响应项目中利用电池储能系统，可以推动实现这一转变。本研究评估了电池储能系统的最优调度、容量配置及控制策略，旨在确定在参与基于事件需求响应的606个工商业设施中，电池储能系统投资的最小化折现回收期。目前针对工商业设施中独立运行的表后电池储能系统的研究较为有限。关键研究结果表明，参与基于事件的需求响应对于实现可行的折现回收期至关重要，在多个设施中该回收期可低至4.75年。此外，本...
解读: 该研究针对工商业储能系统优化调度与需求响应的结合,对阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能解决方案具有重要参考价值。研究验证了事件型需求响应可将投资回收期缩短至4.75年,峰值需求超80kW的场景回收期可控制在20年内。这为阳光电源工商业储能产品的市场定位、容量配置策略及iSolarClo...
非常规光伏器件中能量收集性能评估的统计方法
Statistical methods for assessment of energy harvesting performance in unconventional photovoltaics
Mikhail Vasiliev · Victor Rosenberg · James Bullock · Mulvaney A. Paul · Solar Energy · 2025年3月 · Vol.288
本文报道了对安装在实地的大面积发光太阳能聚光器（LSC）基窗户长期监测其能量收集趋势的结果。描述了这些非常规、集成于窗户中的光伏器件的主要特征和与材料相关的方面，以及用于评估其性能的实验室技术。介绍了适用于评估随季节变化和设计差异影响的实地性能特征的新统计方法。利用长期观测数据集，识别出传统光伏器件与基于LSC的光伏器件之间的关键性能差异。实验结果表明，在恶劣天气条件下，配备三维结构光伏模块和荧光聚合物中间层的窗户通常比屋顶安装的硅基光伏组件具有更高的能量产出稳定性。本文提出了一种用于量化能量产...
解读: 该LSC光伏窗技术的长期性能监测方法对阳光电源SG系列逆变器的MPPT优化具有重要参考价值。研究揭示的非常规光伏在弱光和恶劣天气下的高稳定性特征,可指导我们优化MPPT算法以适应墙面安装、混合朝向等复杂场景。提出的能量收益稳定性量化参数可集成到iSolarCloud平台,用于预测性维护和多场景性能基...
热带地区光伏与绿化共置系统的整体评估
Holistic assessment of co-located solar photovoltaics and greenery in the tropics: Results on solar photovoltaic output, greenery growth, and roof surface temperature
Faizatuzzahrah Rahmaniah · Joyce Hui Min Lim · Choon Hock Pohc · Lian Sheng Hec 等10人 · Applied Energy · 2025年10月 · Vol.395
摘要 光伏发电系统与绿色屋顶的共置配置在城市环境中因可同时实现可再生能源发电与绿化而受到越来越多的关注。然而，目前针对热带气候条件下此类系统的整体性研究仍较为有限。本研究从三个功能性效益出发，系统地探讨了热带气候下光伏发电与绿化共置的影响：1）光伏发电输出性能；2）植物生长状况；3）屋顶及天花板表面温度。研究结果表明：1）伴随绿化的存在，光伏发电系统的性能比有所提升［绝对增幅为1.0 ± 0.8%］；2）位于光伏组件下方的耐阴植物表现出更显著的水平地面覆盖度，且植株健康状况良好、生长旺盛［绝对增...
解读: 该研究揭示热带地区光伏绿化共生系统的多重效益，对阳光电源SG系列逆变器及智能运维方案具有重要价值。研究证实绿化可提升光伏性能比1%并降低屋面温度4.7°C，为我司MPPT优化算法提供温控协同思路。建议在iSolarCloud平台集成温度-植被-发电效率关联模型，针对热带城市屋顶场景开发光伏-绿化一体...
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