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拓扑与电路 DC-DC变换器 三电平 储能变流器PCS ★ 5.0

基于近临界导通模式的交错三电平DC-DC变换器电压电流无传感器自平衡机制

Sensorless Simultaneous Self-Balance Mechanism of Voltage and Current Based on Near-CRM in Interleaved Three-Level DC–DC Converter

Zhigang Yao · Xinyu He · Ziheng Xiao · Zhou He 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年2月

本文提出了一种基于近临界导通模式(Near-CRM)的交错三电平DC-DC变换器电压电流自平衡机制。该机制无需额外传感器即可实现电流与电压的自动平衡,并分析了零电压开关(ZVS)及谐振特性,为提升变换器效率与可靠性提供了新方案。

解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及组串式逆变器中的DC-DC环节具有极高价值。通过实现无传感器的电压电流自平衡,可以显著降低硬件成本,简化控制逻辑,并提升多模块并联时的均流精度。在阳光电源的高功率密度储能变流器(PCS)设计中,应用此机制能有效优化三电平...

拓扑与电路 LLC谐振 三电平 DC-DC变换器 ★ 4.0

交替模式下T型三电平LLC谐振变换器的平滑最优轨迹与电压平衡控制

Smooth Optimal Trajectory and Voltage Balancing Control for T-Type Three-Level LLC Resonant Converter in Alternating Mode

Zhigang Yao · Linglong Jiang · Tengfei Sun · Ziheng Xiao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月

T型三电平LLC变换器结合了二电平拓扑的低导通损耗与三电平拓扑的低开关应力优势。针对其电压增益范围受限的问题,本文提出了一种交替模式控制策略,通过优化轨迹控制实现了电压平衡,提升了变换器的性能与应用潜力。

解读: 该技术对阳光电源的户用及工商业光伏逆变器、储能变流器(PCS)具有重要参考价值。随着光伏系统向高压化发展,T型三电平LLC拓扑能有效降低功率器件的电压应力,提升系统效率。该研究提出的电压平衡控制策略可优化阳光电源PowerStack或ST系列PCS中DC-DC级的控制算法,解决三电平中点电位不平衡问...

拓扑与电路 DC-DC变换器 三电平 PWM控制 ★ 4.0

一种用于三电平DC-DC变换器近临界导通模式下降低峰值电流的梯形电流模式

A Trapezoidal Current Mode to Reduce Peak Current in Near-CRM for Three-Level DC–DC Converter

Zhigang Yao · Xinyu He · Haogang Lan · Haoxin Yang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月

三角电流模式(TCM)和近临界导通模式(near-CRM)常用于DC-DC变换器以实现零电压开关(ZVS),但存在峰值电流过大(超过平均电流的两倍)的问题。本文提出了一种新型梯形电流模式(TZCM),专门用于三电平DC-DC变换器,旨在有效降低电感峰值电流。

解读: 该研究提出的梯形电流模式(TZCM)对于阳光电源的储能变流器(如PowerTitan、PowerStack系列)及大功率光伏组串式逆变器具有重要参考价值。在这些产品中,三电平拓扑被广泛采用以提升效率和功率密度。通过引入TZCM控制策略,可以在保持ZVS软开关特性的同时,显著降低电感峰值电流,从而减小...

拓扑与电路 SiC器件 多电平 功率模块 ★ 4.0

面向超高功率密度的3.3 kV/500 kVA碳化硅四电平混合钳位变换器低换流回路电感设计

Low-Commutation-Loop Inductance Design for 3.3 kV/500 kVA SiC-Based Four-Level Hybrid Clamp Converter With Extra-High Power Density

Xiaojie Fu · Jianyu Pan · Sheng Yan · Junwei Xiao 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月

本文提出了一种适用于大功率电机驱动和电网接入的中压、半兆瓦级四电平混合钳位变换器(4L-HCC)。针对其复杂的电流换流回路导致的开关电压过冲问题,文章重点研究了低电感设计方法,以提升变换器的功率密度和运行可靠性。

解读: 该技术对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能变流器(如PowerTitan系列)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)和更高功率密度演进,SiC器件的应用已成为趋势。本文提出的四电平拓扑及低电感换流回路设计,能有效抑制高压SiC器件的开关过冲,降低EMI风险,提升系...

控制与算法 构网型GFM 并网逆变器 强电网并网 ★ 5.0

一种基于电感电流前馈与耦合增强控制的构网型逆变器稳定性提升方法

A Stability Enhancement Method for Grid‐Forming Inverters With Inductor Current Feedforward and Coupling‐Enhancing Control

Xu Wu · Huafeng Xiao · Mingming Shi · Cunwen Tang 等6人 · IET Power Electronics · 2026年1月 · Vol.19

针对构网型逆变器(GFMIs)在强电网下多环控制引发振荡的问题,本文建立序阻抗模型,指出电感电流闭环反馈是主因,提出电感电流前馈与耦合增强协同控制策略,并通过2kW实验平台验证。

解读: 该研究直接支撑阳光电源ST系列PCS、PowerTitan及新一代构网型光储一体机在强电网场景下的稳定运行。当前阳光电源已在沙特、智利等强网地区部署大量GFM储能系统,但多环控制振荡风险影响黑启动与调频响应。建议将电感电流前馈与耦合增强算法集成至iSolarCloud智能控制层,并适配于PowerT...

储能系统技术 储能系统 SiC器件 可靠性分析 ★ 4.0

碳化硅MOSFET在漏极应力下的动态阈值电压漂移

Dynamic Threshold Voltage Drift of Silicon Carbide MOSFET With Drain Stress

Huapping Jiang · Yao Li · Xinxin Li · Mengya Qiu 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年7月

碳化硅(SiC)金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管(MOSFET)因其卓越的性能而广受青睐。然而,可靠性问题阻碍了其快速发展,其中阈值电压漂移是关键问题之一。尽管静态和动态栅极应力下的阈值电压漂移已得到广泛研究,但漏极应力引起的阈值电压漂移却很少受到关注。在本研究中,开发了一个专门用于碳化硅 MOSFET 的测试平台,该平台能够独立且解耦地施加栅极和漏极应力。此外,漏极应力可进一步分解为电压和电流分量,以便进行更详细的分析。另外,采用技术计算机辅助设计(TCAD)仿真来研究不同应力模式引起...

解读: 作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商,阳光电源在产品设计中大量采用碳化硅(SiC)MOSFET以提升系统效率和功率密度。该论文揭示的漏极应力导致的阈值电压漂移现象,对我司产品的长期可靠性具有重要指导意义。 在光伏逆变器和储能变流器应用中,SiC MOSFET不仅承受高频栅极开关应力,更面临复杂...

储能系统技术 储能系统 ★ 4.0

多功能PbI₂实现具有超弱光检测能力的自驱动钙钛矿纳米线光电探测器

Multi-functional PbI2 enables self-driven perovskite nanowire photodetector with ultra-weak light detection ability

Yapeng TangBo'ao XiaoDingjun WuHai Zhou · 半导体学报 · 2025年5月 · Vol.46

具有自驱动特性的高性能钙钛矿光电探测器通常需电子/空穴传输层来提取载流子,但传输层结构易导致钙钛矿与传输层界面质量差,限制器件性能与稳定性。本研究提出一种新颖结构,将钙钛矿纳米线原位生长于PbI₂上,PbI₂兼具反应原料与高效载流子提取层功能。通过优化PbI₂厚度、纳米线生长时间及离子交换时间,构建了ITO/PbI₂/CsPbBr₃/碳结构的自驱动光电探测器。优化后的器件响应率达0.33 A/W,探测率高达3.52×10¹³ Jones,最低可检测光功率低至0.1 nW/cm²。该工作为制备结构...

解读: 该自驱动钙钛矿光电探测器技术对阳光电源光伏及储能系统具有重要应用价值。其超弱光检测能力(0.1 nW/cm²)和高探测率(3.52×10¹³ Jones)可应用于SG系列光伏逆变器的辐照度传感器优化,提升低照度环境下的MPPT算法精度和发电效率。简化的ITO/PbI₂/CsPbBr₃/碳结构无需额外...

功率器件技术 GaN器件 ★ 4.0

原位N₂或H₂/N₂等离子体预处理对Si₃N₄/AlN/GaN MIS-HEMT界面与边界陷阱的研究

Interface and Border Traps Study in Si₃N₄/AlN/GaN MIS-HEMTs With In-Situ N₂ or H₂/N₂ Plasma Pretreatment

Jiaofen Yang · Jing Xiao · Ming Tao · Kai Tang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年2月

本研究探究了原位 N₂ 或 H₂/N₂ 等离子体预处理对常开型 Si₃N₄/AlN/GaN 金属 - 绝缘体 - 半导体高电子迁移率晶体管(MIS - HEMT)中等离子体增强原子层沉积(PEALD)AlN 与 GaN 之间界面陷阱态和近界面陷阱态的影响。分别采用高频电容 - 电压(HFCV)测试和电导法对具有不同时间常数的界面陷阱密度以及不同能级的界面陷阱密度进行了表征。分别采用准静态电容 - 电压(QSCV)测试和 1/f 噪声法对近界面陷阱的能级和空间分布以及近界面陷阱密度进行了表征。研究...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项关于GaN MIS-HEMTs器件界面陷阱态优化的研究具有重要的战略价值。氮化镓(GaN)功率器件凭借其高频、高效、高功率密度的特性,正成为光伏逆变器和储能变流器等核心产品的关键技术方向,直接影响系统的转换效率、功率密度和可靠性。 该研究通过H₂/N₂等离子体预处理技...

储能系统技术 储能系统 DC-DC变换器 三电平 ★ 5.0

采用梯形电流模式的固定开关频率控制实现三电平DC-DC变换器的零电压切换

Fixed Switching Frequency Control Using Trapezoidal Current Mode to Achieve ZVS in Three-Level DC–DC Converters

Zhigang Yao · Xinyu He · Muyang Liu · Jingrui Liu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月

通常,变开关频率方法用于使功率变换器工作在三角电流模式(TCM)或近临界导电模式(CRM),以实现零电压切换(ZVS)。然而,该方法存在电感峰值电流高、控制器设计复杂等问题。本文提出一种新颖的固定开关频率控制策略,采用梯形电流模式(TZCM),在近CRM下通过建模平均电感电流与双占空比的关系,调节并交替两个占空比,实现ZVS。该方法有效降低峰值电流,提升轻载效率,并适用于所有三电平DC-DC变换器。实验在2 kW样机上验证,最高效率达99.12%。

解读: 该固定频率ZVS控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG光伏逆变器的DC-DC环节具有直接应用价值。三电平拓扑是阳光电源中高压产品的核心架构,该技术通过梯形电流模式在固定频率下实现ZVS,可有效解决变频控制带来的EMI设计复杂性和磁性元件优化难题。相比传统TCM,峰值电流降低可减小功率器件应力,提...

电动汽车驱动 SiC器件 ★ 4.0

碳化硅MOSFET中分裂栅结构对单粒子栅氧损伤的影响

Effect of Split-Gate Structure in SiC MOSFET on Single-Event Gate Oxide Damage

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...

储能系统技术 储能系统 ★ 5.0

配电网中分布式模块化储能系统的最优鲁棒配置以实现电压调节

Optimal robust allocation of distributed modular energy storage system in distribution networks for voltage regulation

Zirong Xu · Zhiyuan Tang · Yongdong Chen · Youbo Liu 等6人 · Applied Energy · 2025年6月 · Vol.388

本文研究了在主动式低压配电网(DNs)中为减小电压偏差而进行的分布式模块化储能(DMES)最优鲁棒配置(位置与数量)问题。在所提出的配置问题中,设计了一种新颖的集中-本地控制框架(CLCF)用于DMES的电压调节,并对该框架下的下垂系数设定方案进行了优化确定。此外,为了应对有功与无功功率注入之间的不确定性及其相关性,本文在一种新型的相关多面体不确定性集(CPUS)下构建了鲁棒优化模型来表述DMES配置问题,从而避免解的过度保守性。进一步地,为使所提出的非线性非凸配置问题在计算上具有可追踪性,将其...

解读: 该分布式模块化储能优化配置技术对阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统具有重要应用价值。论文提出的集中-本地控制框架与下垂系数优化调度,可直接应用于我司储能变流器的电压调节策略,提升低压配网场景下的电压质量。其鲁棒优化模型能有效应对功率不确定性,为iSolarCloud平台的智能运维算...

风电变流技术 微电网 ★ 5.0

一种数据驱动的混合鲁棒优化方法用于考虑不同风电生产商策略的微电网运营商参与备用市场

A data-driven hybrid robust optimization approach for microgrid operators in the energy reserve market considering different wind power producers’ strategies

Guowei Xiao · Miao Zhang · Weiqiang Huang · Zihao Mo 等6人 · Applied Energy · 2025年5月 · Vol.386

近年来,越来越多的研究表明,风电生产商(WPP)具备提供备用容量的潜力,从而使其能够在备用市场中获利。然而,风力发电固有的不确定性可能影响该服务的稳定性。因此,WPP需要制定能够兼顾风电不确定性并服务于微电网(MG)的容量策略。此外,微电网内部备用容量的不合理分配可能导致总运行成本增加。为解决这一问题,本文提出了一种新的能量管理框架,旨在优化微电网在日前能量备用市场中的联合调度。具体而言,采用信息间隙决策理论(IGDT)方法对WPP的容量策略进行建模,以考虑风电功率的不确定性;同时,利用数据驱动...

解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器及微网能量管理系统具有重要应用价值。论文提出的数据驱动鲁棒优化方法可应用于PowerTitan储能系统的日前调度策略,通过IGDT建模风电不确定性,优化储能容量配置降低运营成本。该框架可集成至iSolarCloud平台,提升微网在辅助服务市场的收益能力,同时为GFM...

风电变流技术 低电压穿越LVRT 可靠性分析 ★ 5.0

基于迭代计算方法的海上风电柔性直流系统陆上交流故障穿越策略增强

Enhancing FRT Strategy for Onshore AC Grid Fault of Offshore Wind HVDC System Based on Iterative Calculation Method

Fan Xiao · Jinrui Tang · Xin Yin · Keliang Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年4月

陆上交流系统故障引发的直流过电压问题是制约海上新能源消纳的重要安全挑战。现有方法多依赖增设耗能装置、通信链路或改进风机低电压穿越策略,但存在降低经济性或可靠性、改动成熟控制系统等问题。为此,本文提出一种基于迭代计算方法的海上风电柔直系统陆上交流故障穿越策略。建立了考虑低电压穿越的陆上MMC最大可传输有功功率模型、电压暂降下海上MMC的等效潮流模型及PMSG最大有功出力模型,并据此提出海上MMC交流电压参考值的迭代求解方法。RTDS仿真验证了该方法的有效性,对提升系统运行安全性及推动海上风电发展具...

解读: 该研究提出的迭代计算方法对阳光电源的储能与光伏产品线具有重要借鉴意义。其中提出的低电压穿越策略可优化ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的故障穿越性能,特别是在大型储能电站和光伏电站并网应用中。通过引入最大可传输功率模型和迭代计算方法,可提升PowerTitan储能系统和大功率光伏逆变器的电网适应...

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