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1.2-kV MOS-双极型器件的关断dV/dt可控性
Turn-OFF dV/dt Controllability in 1.2-kV MOS-Bipolar Devices
Peng Luo · Sankara Narayanan Ekkanath Madathil · Shin-Ichi Nishizawa · Wataru Saito · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
关断dV/dt可控性是IGBT在电力电子应用中实现灵活设计的关键特性。本文探讨了关断瞬态过程中动态雪崩（DA）现象对IGBT关断损耗、dV/dt可控性及安全工作区（SOA）的影响，旨在明确DA效应的物理机制，为优化高压功率器件性能提供理论支撑。
解读: 该研究直接关联阳光电源核心产品线（光伏逆变器、储能PCS及风电变流器）中功率模块的选型与驱动设计。1.2kV IGBT是公司组串式逆变器和PowerTitan储能系统的核心器件。通过深入理解动态雪崩（DA）对dV/dt的影响，研发团队可优化驱动电路设计，在保证电磁兼容性（EMC）的同时，平衡开关损耗...
兼容硅超结器件10V栅极驱动的先进650V碳化硅功率MOSFET
Advanced 650 V SiC Power MOSFETs With 10 V Gate Drive Compatible With Si Superjunction Devices
Aditi Agarwal · Ajit Kanale · B. Jayant Baliga · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
本文介绍了一种在6英寸商业代工厂制造的先进SiC平面栅功率MOSFET。该器件结构经过优化，支持10V栅极驱动电压，使其能与现有的硅超结（Si SJ）器件驱动电路兼容。文章详细对比了三种先进SiC MOSFET的电气特性与当前主流硅器件的性能差异。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。10V栅极驱动兼容性意味着在现有硅基逆变器平台（如户用光伏逆变器、组串式逆变器及充电桩模块）升级至SiC方案时，无需大幅更改驱动电路设计，可显著降低研发成本与技术门槛。对于阳光电源的PowerTitan储能系统及高功率密度组串式逆变器，采用此类SiC MOSF...
BTI引起的阈值电压漂移对SiC MOSFET串扰直通电流的影响
Impact of BTI-Induced Threshold Voltage Shifts in Shoot-Through Currents From Crosstalk in SiC MOSFETs
Jose Orti Gonzalez · Olayiwola Alatise · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
本文提出了一种评估SiC MOSFET在栅极电压应力下阈值电压（VTH）漂移影响的方法。通过利用同一桥臂内两个器件间的米勒耦合效应，该技术利用寄生导通产生的直通电荷来表征偏置温度不稳定性（BTI）引起的VTH漂移及其对电路可靠性的影响。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器中大规模应用SiC MOSFET以提升功率密度和效率，器件的长期可靠性至关重要。本文提出的BTI效应评估方法，能够帮助研发团队在产品设计阶段更精准地预测SiC器件在高温高压环境下的阈值漂移风险，从而优化驱动电路设计，抑制寄生导通引起...
采用非金属增材制造冲击冷却器的高压功率模块的热电性能
Thermal and Electrical Performance in High-Voltage Power Modules With Nonmetallic Additively Manufactured Impingement Coolers
Reece Whitt · David Huitink · Asif Emon · Amol Deshpande 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
随着高压宽禁带功率模块功率密度和开关频率的提升，局部热点和电磁干扰（EMI）问题日益凸显，严重影响设备可靠性。本文提出了一种基于非金属增材制造冲击冷却器的解决方案，旨在有效解决功率模块构建模块中的热管理与电磁兼容挑战。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心功率电子技术领域。随着PowerTitan等大功率储能系统及组串式逆变器向更高功率密度和SiC宽禁带器件转型，散热与EMI控制成为提升系统可靠性的关键。增材制造的冲击冷却技术可显著优化模块热阻，降低局部热点，从而提升逆变器及PCS在极端工况下的寿命。建议研发团队关注该技...
双频分层模块化多层电池均衡器架构
Dual Frequency Hierarchical Modular Multilayer Battery Balancer Architecture
Ming Liu · Yenan Chen · Youssef Elasser · Minjie Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
本文提出了一种双频分层模块化多层电池均衡器（MMB）架构，具备电化学阻抗谱（EIS）测试及电池自加热功能。该架构包含两层均衡电路：单元级均衡器工作在MHz级以实现小型化，组串级均衡器工作在数百kHz以实现高效率。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack）具有重要参考价值。其集成的EIS功能可实现电池健康状态（SOH）的在线精准监测，提升BMS的智能化水平；自加热功能则能显著改善储能系统在极寒环境下的充放电性能，增强产品在严苛工况下的竞争力。建议研发团队关注该架构中MHz级高频...
一种面向宽范围高效率性能的多结构多模式三相双有源桥变换器
A Multistructure Multimode Three-Phase Dual-Active-Bridge Converter Targeting Wide-Range High-Efficiency Performance
Akif Zia Khan · Yiu Pang Chan · Muhammad Yaqoob · Ka-Hong Loo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
三相双有源桥（3p-DAB）变换器是高功率双向功率转换的理想拓扑。然而，导通损耗和开关损耗限制了其在宽运行范围下的效率。本文提出了一种可重构的多结构多模式控制方案，旨在通过优化调制策略，显著提升变换器在全功率范围内的效率表现。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack系列）具有极高的应用价值。目前阳光电源的大功率储能变流器（PCS）广泛采用DAB拓扑以实现高效的双向DC-DC变换。该研究提出的多模式控制策略能有效解决PCS在部分负载或宽电压范围下的效率瓶颈，有助于进一步提升系统整体能效（RT...
利用强耦合外部谐振器类比无源PT对称抑制SiC MOSFET振荡
Ringing Suppression of SiC MOSFET Using a Strongly Coupled External Resonator Through Analogy With Passive PT-Symmetry
Kenichi Yatsugi · Koshi Oishi · Hideo Iizuka · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
针对宽禁带半导体器件开关过程中产生的寄生振荡问题，本文提出了一种基于无源PT对称原理的强耦合外部谐振器抑制方案。相比传统的RC缓冲电路，该方法在有效抑制振荡的同时，避免了因RC电路带来的额外短路电流及损耗，为提升高频电力电子系统的开关性能提供了新思路。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及PowerTitan储能系统向更高功率密度和更高开关频率演进，SiC MOSFET的应用已成为提升效率的关键。该研究提出的振荡抑制技术，可直接优化阳光电源高频功率模块的EMI性能与开关损耗，有助于减小滤波器体积，提升整机功率密度。建议研发团队在下一代高频SiC逆变器与PCS...
虚拟同步机功率耦合机理分析及改进解耦控制
Power Coupling Mechanism Analysis and Improved Decoupling Control for Virtual Synchronous Generator
Tiliang Wen · Donghai Zhu · Xudong Zou · Bingchen Jiang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
基于虚拟同步机（VSG）控制的并网变换器是提升高比例可再生能源电力系统稳定性的有效方案。然而，VSG控制中固有的有功与无功功率耦合缺陷，严重限制了功率传输能力及电网支撑性能。本文深入分析了功率耦合机理，并提出了一种改进的解耦控制策略，以优化系统性能。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的构网型（Grid-forming）技术路线。随着PowerTitan系列储能系统及组串式逆变器在弱电网和高比例新能源场景下的应用增加，VSG控制的稳定性至关重要。功率耦合问题的解决能显著提升阳光电源产品在复杂电网环境下的有功/无功独立调节能力，增强系统暂态稳定性。建议将该解...
基于GaN的逆变器损耗建模的影响因素与考量
Factors and Considerations for Modeling Loss of a GaN-based Inverter
Zhe Yang · Paige Renne Williford · Edward A. Jones · Jianliang Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
本文研究了四个常被忽视的因素对GaN全桥逆变器损耗模型的影响：器件寄生电容、变功率下的结温动态特性、壳温估算以及无源元件的详细考量。文章提出了综合考虑上述因素的转换器损耗计算流程，旨在提升高频电力电子系统的建模精度。
解读: 随着阳光电源在户用及工商业光伏逆变器中对高功率密度和高效率的追求，GaN等宽禁带半导体技术的应用已成为提升产品竞争力的关键。本文提出的损耗建模方法论，能够精准指导阳光电源研发团队在设计阶段优化散热布局与磁性元件选型，特别是在高频化趋势下，对降低组串式逆变器及微型逆变器的热应力、延长功率模块寿命具有重...
用于LCL型并网逆变器的电容电压全反馈方案以抑制电网电压谐波引起的电流畸变
Capacitor Voltage Full Feedback Scheme for LCL-Type Grid-Connected Inverter to Suppress Current Distortion Due to Grid Voltage Harmonics
Hao Zhang · Xinbo Ruan · Zhiheng Lin · Liguo Wu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
针对LCL型并网逆变器，电网电压全前馈是改善并网电流质量的有效方法。但在采用升压变压器且其漏感作为网侧电感的应用场景中，直接测量电网电压存在困难。本文提出了一种电容电压全反馈方案，在无需直接测量电网电压的情况下，有效抑制电网电压谐波对并网电流的影响。
解读: 该研究直接针对阳光电源组串式及集中式光伏逆变器在复杂电网环境下的并网性能优化。在大型地面电站中，逆变器常通过升压变压器接入电网，变压器漏感作为LCL滤波器的网侧电感，导致电网电压难以直接采样。该电容电压全反馈方案能够有效提升逆变器在弱电网或谐波干扰环境下的电流质量，增强系统稳定性。建议研发团队在下一...
基于双移相控制电容隔离双有源桥变换器的锂离子电池组/模组均衡系统
Modular Equalization System Using Dual Phase-Shift-Controlled Capacitively Isolated Dual Active Bridge Converters to Equalize Cells and Modules in Series-Connected Lithium-Ion Batteries
Masatoshi Uno · Koji Yoshino · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
针对串联锂离子电池组需分别进行电芯与模组均衡导致的系统复杂性问题，本文提出了一种基于双移相（DPS）控制的电容隔离双有源桥（CIDAB）变换器的模块化均衡系统。该系统通过模块内CIDAB变换器实现电芯间的直接均衡，有效简化了拓扑结构并提升了均衡效率。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan和PowerStack等大型储能系统具有重要参考价值。目前储能系统面临电芯一致性挑战，该模块化均衡方案通过CIDAB拓扑实现了高效的能量转移，有助于提升电池组的可用容量及循环寿命。建议研发团队评估该拓扑在BMS主动均衡模块中的应用潜力，以优化阳光电源储能产品在复...
利用软电压转换混合PWM与非线性输出电感抑制单相光伏逆变器接地漏电流
Mitigation of Ground Leakage Current of Single-Phase PV Inverter Using Hybrid PWM With Soft Voltage Transition and Nonlinear Output Inductor
Ruihua Shen · Henry Shu-Hung Chung · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
本文提出了一种单相无变压器全桥光伏并网逆变器。通过采用虚拟接地技术抑制接地漏电流；利用混合脉宽调制（HPWM）优化输出电流并防止共模电压突变；结合非线性输出电感以衰减过零点电流纹波并优化滤波性能。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器产品线具有重要参考价值。无变压器拓扑是户用机型实现高效率、轻量化的主流方案，但漏电流问题一直是安规设计的难点。文中提出的虚拟接地技术与HPWM调制策略，可有效降低共模干扰，提升系统电磁兼容性（EMC）表现。非线性电感设计方案有助于在减小体积的同时改善过零点失真，对提升...
孤岛模式下纳米电网的监控控制系统
A Supervisory Control System for Nanogrids Operating in the Stand-Alone Mode
Sajjad Makhdoomi Kaviri · Hadis Hajebrahimi · Behzad Poorali · Majid Pahlevani 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
本文提出了一种用于孤岛模式下纳米电网（NGs）的下垂控制监控系统。该控制方案考虑了源侧和负载侧参数，显著改善了电力电子接口的动态响应性能，为微电网及分布式能源系统的稳定运行提供了新的控制策略。
解读: 该研究提出的下垂控制优化策略与阳光电源的构网型（Grid-Forming）技术高度契合。在PowerTitan和PowerStack等储能系统产品中，针对孤岛模式下的电压频率稳定性控制至关重要。该算法能够优化PCS在弱电网或离网场景下的动态响应，提升系统抗扰动能力。建议研发团队关注该控制逻辑在多机并...
基于模块化多电平变换器的电池储能系统子模块间有功功率差异极限的解析推导
Analytical Derivation of Intersubmodule Active Power Disparity Limits in Modular Multilevel Converter-Based Battery Energy Storage Systems
Gaowen Liang · Hossein Dehghani Tafti · Glen G. Farivar · Josep Pou 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
随着可再生能源并网增加，基于模块化多电平变换器（MMC）的电池储能系统因其模块化、高效率和灵活性成为研究热点。本文针对MMC储能系统中子模块间有功功率分配不均的问题，推导了其功率差异的理论极限，为优化系统运行控制提供了理论依据。
解读: MMC拓扑在大型电网侧储能（如PowerTitan系列）中具有显著优势，特别是在高压大容量应用场景下。该研究通过解析子模块功率不平衡极限，有助于优化阳光电源储能变流器（PCS）的均压控制策略和调制算法，提升系统在复杂工况下的稳定性与可靠性。建议研发团队参考该理论模型，进一步改进MMC-BESS的环流...
考虑栅漏电容非线性的SiC MOSFET串扰峰值预测算法
A Predictive Algorithm for Crosstalk Peaks of SiC MOSFET by Considering the Nonlinearity of Gate-Drain Capacitance
Hong Li · Yanfeng Jiang · Zhidong Qiu · Yuting Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
本文提出了一种精确预测SiC MOSFET串扰峰值的算法，该算法首次考虑了栅漏电容（Cgd）的非线性特性。通过对Cgd微分表达式的分析，该方法能更准确地指导SiC MOSFET驱动电路与保护电路的设计，有效提升电力电子系统的可靠性。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩中大规模应用SiC MOSFET以提升功率密度和效率，串扰问题成为影响系统可靠性的关键挑战。该算法通过精确建模Cgd非线性，能够优化驱动电路设计，减少误导通风险，从而提升阳光电源核心功率模块的抗干扰能力。建议研发团队将其集成至驱...
减少器件数量的电压源多电平逆变器：拓扑综述与新型比较因素
Voltage Source Multilevel Inverters With Reduced Device Count: Topological Review and Novel Comparative Factors
Ahmed Salem · Huynh Van Khang · Kjell G. Robbersmyr · Margarita Norambuena 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
多电平逆变器（MLIs）因其波形质量高、模块化、无变压器运行及故障容错能力，在先进能源转换系统中备受关注。然而，其优势往往以高组件数量为代价。近年来，研究重点转向开发低器件数量的新型MLIs拓扑，以提升功率密度并降低成本。
解读: 多电平拓扑是阳光电源提升逆变器功率密度和效率的核心技术路径。对于集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列），减少器件数量不仅能降低BOM成本，还能显著提升系统可靠性与功率密度。该综述中提出的新型比较因素（如器件应力、损耗分布等）对优化阳光电源现有组串式及集中式逆变器的硬件设计具有重...
用于宽输入电压范围应用的变频零环流移相调制双相LLC谐振变换器
Dual Phase LLC Resonant Converter With Variable Frequency Zero Circulating Current Phase-Shift Modulation for Wide Input Voltage Range Applications
Asif Mustafa · Saad Mekhilef · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
本文提出了一种新型双相LLC谐振变换器，采用改进的变频零环流移相调制方案，适用于宽输入电压范围应用。该拓扑利用具有两个输出端口的六开关双有源桥（DAB），将上下开关管的电压应力降低至输入电压的一半，有效提升了系统效率与可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及光储一体化产品具有极高的应用价值。储能变流器（PCS）在电池电压波动范围大时，对DC-DC变换器的效率和电压应力控制要求极高。该拓扑通过降低开关管电压应力，允许使用更低耐压等级的功率器件，从而降低成本并提升效率。同时，零环流...
功率器件电热特性表征中延迟时间引起的结温偏差修正
Correction of Delay-Time-Induced Maximum Junction Temperature Offset During Electrothermal Characterization of IGBT Devices
Erping Deng · Ludger Borucki · Josef Lutz · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
在功率循环测试（PCT）中，利用Vce(T)法测量结温对寿命评估至关重要。然而，负载电流关断与测试脉冲施加之间的延迟时间（tmd）会导致最大结温偏差（ΔTjm）。本文指出JEDEC建议的平方根时间法存在局限性，并针对IGBT器件的电热特性表征提出了更精确的结温修正方法，以提升功率器件寿命预测的准确性。
解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品（如组串式/集中式逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器）中功率模块的可靠性评估。逆变器与PCS在极端工况下的寿命预测依赖于准确的结温监测，而延迟时间导致的测量偏差会直接影响寿命模型的置信度。建议研发团队在PCT测试平台中引入该修正算法，优化功率...
考虑热耦合效应的电容器组解析建模与设计
Analytical Modeling and Design of Capacitor Bank Considering Thermal Coupling Effect
Haoran Wang · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
电容器组内部不可避免的电热耦合效应会导致单个电容器的温度及寿命预测产生显著误差。本文提出了考虑热耦合效应的电容器组解析热模型及其相应设计方法。首先，建立了基于测量的集总热模型及物理模型，旨在精确评估电容器组在运行过程中的热分布与可靠性。
解读: 电容器是阳光电源光伏逆变器（如组串式、集中式）及储能系统（如PowerTitan、ST系列PCS）中直流母线及滤波环节的核心薄弱部件。该研究提出的电热耦合解析模型，能有效提升阳光电源在产品研发阶段对电容寿命的预测精度，优化散热设计方案。特别是在高功率密度储能变流器（PCS）设计中，通过该模型可精确评...
SiC功率MOSFET主动功率循环测试台——原理、设计与实现
Active Power Cycling Test Bench for SiC Power MOSFETs—Principles, Design, and Implementation
Sebastian Baba · Andrzej Gieraltowski · Marek Jasinski · Frede Blaabjerg 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
为实现卓越的可靠性，设计阶段需引入可靠性设计方法。本文针对现有基于手册的可靠性模型精度不足的问题，提出了一种针对SiC功率MOSFET的主动功率循环测试台设计方案，旨在通过实验手段更准确地评估关键组件的寿命及失效模式。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线至关重要。随着公司在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC功率器件以提升功率密度和效率，器件的长期可靠性成为质量保证的关键。本文提出的主动功率循环测试方法，能够帮助研发团队建立更精准的SiC器件寿命模型，优化散热设计与驱动策...
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