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利用去饱和保护电路在不增加dv/dt的情况下降低10 kV SiC MOSFET的开通损耗
Turn-on Switching Loss Reduction for 10 kV SiC mosfets Without Increasing dv/dt Using Desat Protection Circuits
Ruirui Chen · Fred Wang · Hua Bai · Leon M. Tolbert · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
得益于10 kV SiC MOSFET的快速开关能力，中压（MV）功率变换器可显著降低功率损耗。然而，其高dv/dt也给中压变换器设计带来挑战。本文提出了一种简单方法，在不增加dv/dt的前提下降低10 kV SiC MOSFET的开通损耗，该方法利用了广泛使用的去饱和保护电路。
解读: 随着阳光电源在储能系统（如PowerTitan系列）及中压光伏并网领域对高压功率器件需求的增长，10 kV SiC MOSFET的应用潜力巨大。该技术通过优化去饱和保护电路平衡了开关损耗与dv/dt，有助于提升高压变换器的效率并降低电磁干扰（EMI）设计难度。建议研发团队关注该电路拓扑在兆瓦级储能变...
肖特基型p-GaN栅HEMT中负栅极偏置引起的动态导通电阻退化
Negative Gate Bias Induced Dynamic ON-Resistance Degradation in Schottky-Type p-Gan Gate HEMTs
Zuoheng Jiang · Mengyuan Hua · Xinran Huang · Lingling Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
本文系统研究了关断状态栅极偏置（VGS,OFF）对商用肖特基型p-GaN栅HEMT动态导通电阻（RON）的影响。通过双脉冲测试和脉冲I-V系统，评估了在硬开关和软开关条件下，不同栅极和漏极偏置对动态RON的影响。研究发现，更负的VGS,OFF会导致更显著的动态RON退化。
解读: GaN作为宽禁带半导体，在阳光电源的高功率密度户用逆变器及小型化充电桩产品中具有重要应用前景。该研究揭示了p-GaN栅HEMT在负偏置下的动态导通电阻退化机制，对提升阳光电源产品的长期可靠性至关重要。建议研发团队在设计驱动电路时，优化负压关断策略，以抑制动态损耗增加。同时，该研究成果可指导iSola...
一种消除SRF-PLL直流相位误差的前馈补偿方法
A Forward Compensation Method to Eliminate DC Phase Error in SRF-PLL
Yuchen Wang · Hengliang Zhang · Kai Liu · Mingjin Hu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
针对II型同步参考坐标系锁相环（SRF-PLL）在输入信号频率斜坡变化时无法精确跟踪相位的问题，本文提出了一种前馈补偿（FC）模块。该方法在解决相位跟踪误差的同时，避免了III型SRF-PLL可能引发的稳定性问题，提升了并网控制的动态性能。
解读: 锁相环（PLL）是阳光电源组串式及集中式光伏逆变器、储能变流器（PCS）并网控制的核心环节。在弱电网或电网频率波动剧烈的场景下，PLL的动态跟踪精度直接影响逆变器的并网稳定性与电能质量。该前馈补偿方法在不牺牲系统稳定性的前提下消除了相位误差，对于提升阳光电源PowerTitan储能系统及大型光伏电站...
用于电动飞机推进的高比功率密度高效低温固态断路器模块开发
Module Development for a High Specific Power Density High-Efficiency Cryogenic Solid-State Circuit Breaker for Electrified Aircraft Propulsion
Shimul K. Dam · Ching-Hsiang Yang · Zhou Dong · Dehao Qin 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
针对电动飞机推进（EAP）系统对高效率、高重量功率密度的需求，本文开发了一种基于低温冷却氮化镓（GaN）器件的固态断路器（SSCB）模块。该模块适用于中压直流（MVdc）应用，通过低温技术显著提升了功率密度，为航空电力电子系统的轻量化提供了解决方案。
解读: 该研究聚焦于宽禁带半导体（GaN）在极端环境下的高功率密度应用，虽然目前主要针对航空领域，但其核心技术对阳光电源的电力电子产品演进具有参考价值。首先，GaN器件在低温或高效散热条件下的高频开关特性，可为未来组串式逆变器及小型化储能PCS（如PowerStack系列）的功率密度提升提供技术储备。其次，...
变频及漏源偏置应力下p-GaN HEMT输出电容提取方法
Output Capacitance Extraction of p-GaN HEMTs Under Multi Pulse Switching Across Variable Frequencies and Drain-Bias Stress
Xinzhi Liu · Junting Chen · Shanshan Wang · Sijiang Wu 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
本文提出了一种在多脉冲开关条件下提取200V肖特基p-GaN HEMT输出电容（COSS）的方法。通过栅源短路配置，在开关瞬态期间捕获CGD和CDS。为减少振荡，设计了低寄生电感的四层PCB，并分析了不同频率和偏置电压下的电容特性。
解读: GaN作为宽禁带半导体，在阳光电源的户用光伏逆变器及小型化充电桩产品中具有提升功率密度和转换效率的巨大潜力。本文提出的COSS精确提取方法，有助于优化高频开关下的损耗模型，对提升阳光电源下一代高频化、小型化逆变器及充电桩的驱动电路设计及EMI抑制具有重要参考价值。建议研发团队在后续高频功率模块设计中...
用于模块化直流固态断路器中压功率器件的紧凑型无线取能门极驱动系统
Compact Wireless Energy Pick-Up System Coupled Gate-Drive for Medium-Voltage Power Devices in Modular DC Solid-State Circuit Breakers
Shuyan Zhao · Yao Wang · Reza Kheirollahi · Yang Zheng 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
本文提出了一种用于模块化直流固态断路器（SSCB）中压功率器件的紧凑型无线取能门极驱动系统（WEPUS）。通过采用LCL-S补偿的感应电能传输（IPT）技术，为SSCB中的十个子模块提供恒压辅助电源，有效解决了高压隔离环境下的驱动供电难题，提升了系统的集成度与可靠性。
解读: 该技术对于阳光电源的PowerTitan及PowerStack等大型储能系统具有重要参考价值。在模块化多电平储能变流器（PCS）设计中，高压侧功率器件的驱动电源隔离与供电一直是提升功率密度的瓶颈。该无线取能方案可简化驱动电路的绝缘设计，减少物理布线，提升系统在复杂电磁环境下的可靠性。建议研发团队关注...
p-GaN栅极功率HEMT开关运行下动态关断漏电流的物理经验模型
A Physics-Based Empirical Model of Dynamic IOFF Under Switching Operation in p-GaN Gate Power HEMTs
Yuru Wang · Tao Chen · Mengyuan Hua · Jin Wei 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月
本文基于物理机制，建立了p-GaN栅极高电子迁移率晶体管（HEMT）在开关运行下动态关断漏电流（IOFF）的经验模型。模型综合考虑了开关频率、占空比、关断延迟时间、栅极驱动电压及温度等关键运行条件对漏电流的影响。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化充电桩产品中对高功率密度要求的提升，GaN器件的应用前景广阔。该模型揭示了p-GaN HEMT在动态开关过程中的漏电流演变规律，对于优化逆变器及充电桩的驱动电路设计、提升系统效率及热管理水平具有重要指导意义。建议研发团队在下一代高频化、小型化功率模块设计中，引入该...
基于图形化说明的构网型逆变器故障恢复机理与方法
Mechanism and Methods for Fault Recovery of Grid-Forming Inverter by Graphical Illustration
Jialun Yang · Hua Ye · Yantuan Wang · Yutian Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年12月
现有的基于优先级的并网型（GFM）逆变器限流控制（CLC）可能会导致故障恢复失败，包括陷入限流控制以及在限流控制和恒压控制（CVC）之间出现模式振荡。为解决这些问题，本文首先通过在相量图中阐述三种故障恢复状态的条件，揭示了下垂控制的并网型逆变器的故障恢复机制。然后，提出了两种方法，包括确定电流角度的最优范围和饱和模块的上限，以确保并网型逆变器成功实现故障恢复。多次实验测试验证了理论分析的正确性。
解读: 该故障恢复机理研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有直接应用价值。现有CLC控制导致的恢复失败问题在弱电网场景下尤为突出，影响系统可靠性。文章提出的图形化分析方法可优化阳光电源构网型GFM控制策略，解决电流限幅后的模式切换异常，提升故障穿越后的快速恢复能力。该技术可应...
DC-DC变换器先进故障诊断方法：利用电信号的时间连续性
Advanced Fault Diagnosis Method for DC–DC Converters: Leveraging the Temporal Continuity of Electrical Signals
Li Wang · Zidong Wang · Chao Xu · Yiming Xu 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年1月
本文聚焦可靠的直流 - 直流转换器运行对现代电力电子设备稳定性的关键作用。解决了直流 - 直流转换器故障诊断中的一个常见问题：倾向于依赖局部特征拟合，而忽略了电信号的时间连续性。从数据处理的角度提出了一种利用自适应小波变换的创新诊断方法。该技术可以动态调整尺度和平移参数，以适应电路条件变化导致的电信号连续变化。从模型改进的角度，设计了扩展卷积胶囊网络模型。该模型通过多尺度特征提取、全局 - 局部注意力机制的融合以及全局向量分析，有效诊断故障特征。结果表明，本文方法能有效提取电信号的时间连续性特征...
解读: 作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，阳光电源的产品核心依赖于高可靠性的DC-DC变换器。该论文提出的基于时序连续性特征的故障诊断方法，对我们现有产品线具有重要应用价值。 从业务角度看，该技术直击当前诊断系统的痛点。传统方法侧重局部特征拟合，在光伏逆变器面对复杂光照变化、储能系统应对频繁充放电...
具有增强输出电流调节和效率的新型开关电感功率变换器开发与分析
Development and Analysis of a Novel Switched-Inductor Power Converter with Enhanced Output Current Regulation and Efficiency
Teke Hua · Xiaolin Wang · Ka-wing Kevin Chan · K. W. Cheng · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
基于开关电感SI单元开发了一种具有连续可调能力的新型开关电感功率变换器SIPC。与先前具有固定电流转换比的SIPC相比，所提变换器不仅可通过改变SI单元数量调节输出电流，还可实现输出电流的连续调节。该能力显著增强了输出电流调节的自由度，使所提SIPC更有利于电流转换应用。此外元件的寄生电容可与开关电感一起利用形成谐振槽以实现高电压应力开关的ZVS功能，促进紧凑性和效率。详细分析了工作原理、扩展和设计。通过仿真和实验结果验证了所提SIPC的可行性和性能。
解读: 该开关电感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。连续可调输出电流和增强调节自由度的特性可应用于阳光PowerTitan储能系统的模块化双向DC-DC变换器，实现灵活的功率分配。利用寄生电容形成谐振槽实现ZVS的设计思路为阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的软开关技术提供...
基于无源性的构网型多逆变器电站稳定性控制
Passivity-Based Control for the Stability of Grid-Forming Multi-inverter Power Stations
Ming Li · Enjun Liu · Hua Geng · Yongtao Mao 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年2月
现有并网逆变器在面对电网非线性变化时会遇到稳定性问题，当前的解决方案难以有效应对复杂的电网环境。我们提出一种基于无源性的控制策略，以提高构网型多逆变器电站的稳定性和动态性能，从而应对这些挑战。从能量重塑的角度设计的内环，确保了逆变器输出的稳定性。采用微分无源性设计的外环，显著增强了对扰动的响应能力，并在多台逆变器并联运行时无需通信即可确保功率分配和相位同步。非线性扰动观测器估计并网点的非线性扰动，并将此信息反馈到内环进行参数补偿。我们基于李雅普诺夫稳定性准则证明了整个控制器的无源性。这确保了电站...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于无源性控制的构网型多逆变器协同控制技术具有重要的战略价值。随着我司在全球光伏逆变器和储能系统市场份额的持续扩大，大规模新能源电站面临的电网稳定性问题日益凸显，该技术为解决这一核心痛点提供了系统性方案。 该技术的核心创新在于三层协同控制架构：能量重塑的内环控制确保单...
无注入式转子位置估计误差补偿用于简化凸极高速永磁同步电机无传感器驱动
Injection-Free Rotor Position Estimation Error Compensation for Simplified Salient High-Speed Permanent Magnet Synchronous Machine Sensorless Drive
Yinfeng Hu · Wei Hua · Mingjin Hu · Yuchen Wang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
高速永磁同步电机（HSPMSM）具有高功率密度优势，人为引入磁路不对称形成的凸极结构可进一步提升该性能。然而，低开关基频比使无传感器控制中的转子位置估计更为复杂。现有算法依赖复杂的非线性矩阵运算，不利于大规模应用。本文提出一种基于电流纹波采样的无注入、抗死区效应且无需额外检测的误差识别方法，并结合噪声抑制滤波器与闭环调节实现平滑补偿。实验在45 kr/min氢泵用样机上验证了该方法的有效性。
解读: 该无传感器位置估计技术对阳光电源储能与新能源汽车产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，该方法可简化高速永磁电机驱动的传感器配置，降低系统成本与故障点，特别适用于飞轮储能等高速应用场景。对于车载OBC和电机驱动系统，无注入式算法避免了高频信号注入带来的电磁干扰和损耗，结合SiC器件的高开关频...
基于多功能MoOx/TiON层的高存储、低变异性、低功耗读写后读取超晶格HfO2/ZrO2铁电场效应晶体管存储器件
High-Storage, Low-Variability, and Low-Power Read-After-Write Superlattice HfO2/ZrO2 FeFET Memory Device by Using a Multifunctional MoOx/TiON Layer
Zheng-Kai Chen · Miau-Hua Hsiung · Zi-Rong Huang · Sheng-Min Wang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
在本研究中，我们提出了一种与现有商用半导体器件完全兼容的多功能栅极氧化物铁电晶体管技术。与单电极不同，该电极采用了 TiN/Mo（30 纳米）/TiN 阻挡层（BL - TiN）（2.5 纳米）结构，其绝缘体由埃级层叠的 HfO₂/ZrO₂ 结构组成，每层厚度为 6.5 埃。基于界面态密度（$D_{\text {it}}$）和 X 射线光电子能谱（XPS）结果，MoOx/TiOxNy 层的引入极大地抑制了金属 - 铁电体 - 绝缘体 - 半导体（MFIS）铁电场效应晶体管（FeFET）的电荷俘获...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于HfO2/ZrO2超晶格结构的铁电场效应晶体管（FeFET）存储技术虽然属于半导体存储领域，但其核心性能突破对我司光伏逆变器和储能系统的智能控制芯片具有重要的潜在应用价值。 该技术通过引入MoOx/TiOxNy多功能层实现的三大技术突破与我司产品需求高度契合：首先...
水下超临界CO2循环发电系统原型的性能分析
Performance analysis of a underwater power transcritical CO2 cycle system prototype
Zhi Ling · Xuan Wang · Hua Tian · Gequn Shu 等10人 · Applied Energy · 2025年8月 · Vol.391
摘要 深海水下设备的能量系统是支撑其运行的核心要素，高能量密度、高安全性和稳定性是衡量该系统性能的关键指标。针对目前水下设备缺乏高度适应性二次循环系统的现状，本文构建了一套100 kW级回热再热型超临界CO2循环水下动力系统原型，并首次在模拟深海冷源（<2 °C）与微型反应堆热源（>500 °C）条件下，完成了从待机到发电全过程的性能测试。结果表明，该系统的实际循环热效率达到22.7%，发电功率为97.6 kW，在冷源温度±1 °C波动范围内均可稳定运行，且当海水温度突变时，系统流量波动仅为0....
解读: 该超临界CO2循环技术对阳光电源海上储能及电力电子系统具有重要借鉴价值。其22.7%循环效率和1MW/m³功率密度为海上风电储能系统(PowerTitan海上版)提供热管理优化思路。密闭自回流冷却技术可应用于ST系列PCS和SG大功率逆变器的液冷散热设计,提升功率密度。±1°C温度波动下0.725%...
多兆赫多千瓦碳化硅全桥逆变器零电压开通挑战及面向高功率电容式电力传输系统的设计
Challenges in Zero-Voltage-Switched-On Multi-MHz Multi-kW SiC Full-Bridge Inverter and Oriented Design for High-Power Capacitive Power Transfer System
Yao Wang · Shuyan Zhao · Fei Lu · Hua Zhang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
本文研究了用于激励高功率电容式电力传输（CPT）系统的多兆赫多千瓦碳化硅（SiC）全桥逆变器设计与实现中的关键挑战。首先揭示了在多兆赫高功率条件下，因MOSFET硬关断电流过大导致的漏源电流与电压振荡问题，成为限制开关频率提升的主要瓶颈。其次，提出了一套涵盖器件选型、栅极驱动设计、零电压开关（ZVS）实现及布局优化的高频逆变器设计方法，并基于UCC5390、IXRFD631和UCC27531D三种驱动芯片与C3M0060065K SiC MOSFET实现了三款逆变器样机，工作频率覆盖1 MHz（...
解读: 该多MHz SiC全桥逆变器的ZVS设计技术对阳光电源具有重要应用价值。首先，文中揭示的MOSFET硬关断电流振荡问题及其抑制方法，可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高频化设计，通过提升开关频率至MHz级别，显著减小磁性元件体积，提高功率密度。其次，基于UCC5390等驱动芯片的栅...
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...
高频无线电力传输技术特刊主编寄语
Guest Editorial Special Issue on High-Frequency Wireless Power Transfer Technology
Fei Lu · Grant Covic · Shu Yuen Ron Hui · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
无线电力传输WPT技术在交通电气化、电网、消费电子、医疗和太空等众多新兴应用中日益关键。其非接触特性在脏污或超洁净、高温、水下、地下和外太空等恶劣环境条件下具有优势。当前WPT系统性能与开关频率、耦合度、初次级磁元件伏安需求和组件质量密切相关，这些是功率容量、功率密度和效率的关键决定因素。为提升WPT技术运行安全性和可靠性，抑制和消除高频磁场引起的电磁干扰EMI和电动势EMF问题至关重要。该特刊从74篇投稿中录用31篇，涵盖高频谐振变换器技术、高频电磁场约束与发射抑制、抗失调与传输距离增强、高频...
解读: 该高频WPT特刊对阳光电源无线充电技术发展有全面指导价值。特刊涵盖的多MHz IPT系统、SiC全桥逆变器和三相高频IPT系统与阳光新能源汽车OBC无线充电模块的技术路线一致。高频电磁场约束和EMI/EMF抑制技术为阳光无线充电产品满足安全标准提供了解决方案。抗失调和传输距离增强技术（圆柱螺线管耦合...
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