王佳豪丘东元张波陈艳峰 · 电工技术学报 · 2025年4月 · Vol.40

分数阶元件是分数阶电路的基本单元，其实现方法对系统研究至关重要。由于单组件分数阶元件尚未商业化，目前主要采用多组件集成方式。相比单组件，多组件实现方法在元件类型、数量及参数选择上更灵活，且可调谐阶数与阻抗系数，实用性更强。本文在综述现有构造方法基础上，按器件类型将其分为基于无源元件、运算放大器和电力电子变换器三类，重点阐述典型结构的工作原理，并进行分析比较。最后探讨其在电网功率补偿中的应用，为拓展实际应用提供参考。

解读: 分数阶元件技术对阳光电源储能与电网侧产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，基于电力电子变换器的分数阶元件可实现可调谐的无功补偿与谐波抑制，提升电网功率因数校正性能。对于PowerTitan大型储能系统，分数阶控制器可优化LCL滤波器设计，在更宽频段实现更平滑的幅频特性，减小滤波器体积。在构网...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

本文提出了一种利用耦合电感减轻向交流电机供电的并联逆变器共模泄漏电流的新型阻尼方案。高速开关会产生显著的高频共模电压，从而导致不必要的泄漏电流。为了研究共模电流产生的机制，本文进行了电路建模分析，为了解其特性提供了有价值的见解。所提出的方案将滤波功能集成到耦合电感中，既实现了环流抑制，又实现了泄漏电流衰减，通过优化阻尼选择可进一步提高其有效性。仿真和实验结果表明，该阻尼方案在降低共模泄漏电流、抑制共模电压振荡以及改善并联逆变器供电的交流电机系统的绕组对地电压和共模电磁干扰方面是有效的。

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对并联逆变器共模漏电流抑制的耦合电感阻尼方案具有重要的技术价值和应用前景。 在光伏逆变器和储能系统领域，并联拓扑已成为实现大功率输出、提高系统冗余性的主流方案。然而，高频开关动作产生的共模电压及其引发的漏电流问题，一直是制约系统性能和安全性的关键瓶颈。该技术通过耦合...

A. Fuchsberger · A. Verdianu · L. Wind · D. Nazzari 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年3月

纳米级锗已被确定为一种有前途的沟道材料，可降低可重构场效应晶体管（RFET）的功耗并提高其开关速度。这种多栅晶体管可使单个器件在运行时进行n型和p型操作模式的切换。在这项工作中，通过对与电栅控相关的载流子输运进行系统的温度相关研究，探讨了双独立栅和三独立栅锗基RFET的具体特性和优势。双栅结构具有单极性和双极性两种工作模式，而三栅结构则提供与偏置无关的单极性，其栅控能力具有对称特性，并且导通态电流的通断态电流比提高了一个数量级。

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于锗材料的可重构场效应晶体管（RFET）技术具有重要的战略参考价值。该技术通过静电门控实现n型和p型运行模式的动态切换，并展现出显著的低功耗和高速开关特性，这与我司光伏逆变器和储能系统对功率器件的核心需求高度契合。 在光伏逆变器领域，功率转换效率和开关损耗是制约系统...

Liting Li · Mei Su · Guo Xu · Li Jiang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年3月

针对单向低功率应用，提出了一种带有耦合电感的半双有源半桥（DAHB）变换器。与传统的 DAHB 变换器相比，该拓扑结构由三个有源开关和一个二极管组成，减少了所需有源开关的数量。此外，集成了一个耦合电感，以同时实现隔离和能量传输，从而无需单独的输入电感、漏电感以及变压器。为优化性能，还提出了一种混合调制策略，该策略采用无缝控制律，结合了脉冲宽度调制（PWM）和脉冲宽度调制加相移（PPS）两种模式。PWM 模式可使变换器具有较低的电流应力，而 PPS 模式则增强了功率传输能力。所提出的控制律确保了两...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项半双主动半桥（Semi-DAHB）耦合电感变换器技术在分布式光伏和储能系统的DC-DC变换环节具有显著应用价值。 **技术创新与成本优势**：该拓扑通过三个主动开关加一个二极管的简化结构，相比传统DAHB减少了一个功率开关器件，这直接降低了物料成本和驱动电路复杂度。更...

Anjali Goel · Akhilesh Rawat · Brajesh Rawat · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年3月

在本研究中，我们系统地探究了基于硅纳米片（NSH）的互补金属氧化物半导体（CMOS）反相器的静态和动态性能，这些反相器包括互补场效应晶体管（CFET）、叉片式（FSH）和标准堆叠纳米片（s - NSH）结构，适用于5纳米及更先进的技术节点。CMOS反相器的性能分析是通过在完全校准的技术计算机辅助设计（TCAD）模拟中进行三维工艺模拟完成的，该模拟基于玻尔兹曼输运方程和泊松方程的自洽求解，并包含量子和迁移率修正项。我们的研究结果表明，在1纳米技术节点下，与s - NSH反相器相比，CFET反相器取...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于硅纳米片CMOS逆变器架构的研究虽然聚焦于半导体制程技术，但其底层创新对我们的核心产品具有重要的间接价值。需要明确的是，论文中的"inverter"指的是数字逻辑电路中的反相器，而非我们的光伏逆变器产品，但其技术突破对我们的功率电子控制系统具有战略意义。 该研究展...

Anyu Tong · Kaifeng Wang · Qianlan Hu · Zhiyu Wang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年3月

本研究基于垂直堆叠的前道制程（FEOL）p 型硅隧穿场效应晶体管（TFET）与后道制程（BEOL）n 型铟锡氧化物（ITO）场效应晶体管的异质三维集成，展示了低功耗互补金属氧化物半导体（CMOS）反相器和 5 级环形振荡器（RO）。由于 p 型和 n 型场效应晶体管的关态电流均较低，我们的 ITO/TFET 异质三维集成 CMOS 反相器在 ${\text{V}}_{\text {dd}}=1$ V 时静态功耗低至 4.83 pW，在 ${\text{V}}_{\text {dd}}=2.5$ ...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于三维异质集成的超低功耗CMOS技术展现出值得关注的应用潜力。该技术通过垂直堆叠硅基p型隧穿晶体管与ITO n型晶体管，实现了4.83 pW的极低静态功耗和522 V/V的高电压增益，这些特性与我们在光伏逆变器和储能系统中对功率控制芯片的核心需求高度契合。 在光伏逆...

Deepika Chhetija · Imran Khan · Zakir Hussain Rather · Suryanarayana Doolla · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

摘要：分布式网络中逆变器接口分布式电源（IIDG）渗透率的不断提高可能导致电力孤岛的形成。由于IIDG的短路电流较低且短路行为不一致，这些电力孤岛面临着保护方面的问题。为解决这些问题，本文提出了一种基于负序功率、无需通信的电力孤岛保护方案，该方案利用在继电器端子处测量的本地电压和电流。详细阐述了利用该方案进行故障检测、方向识别和协调的原理。考虑了各种故障类型、故障初始角度和故障电阻，在国际大电网会议（CIGRE）低压基准网络和改进的IEEE 33节点网络上对该方案进行了验证。使该方案经历电机启动...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于负序功率的分散式保护方案直接契合我们在分布式光伏和储能系统领域面临的核心技术挑战。随着公司逆变器产品在配电网中的大规模部署，由逆变器接入的分布式电源（IIDGs）形成的孤岛运行模式已成为常态，而传统保护方案在低短路电流和非均匀故障特性下的失效问题，正是制约我们系统可...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

本研究提出了一种新型全软开关高升压直流 - 直流转换器。该转换器将具有相同输入电感和金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）的升压转换器和 Ćuk 转换器相集成，并采用串联输出直流母线电压。在这种拓扑结构中，由于输出端 Ćuk 电感较小，转换器工作在不连续导电模式，开关可在零电流开关（ZCS）和低电压条件下导通。此外，采用两个耦合电感为所有半导体元件创造相似的电压增益和软开关条件。第一个耦合电感与 Ćuk 二极管串联，可为宽负载和输入电压变化提供平衡的直流母线，并为 Ćuk 二极...

解读: 从阳光电源微型逆变器和分布式光伏业务角度看，这项耦合电感软开关Boost-Ćuk变换器技术具有显著的应用价值。该拓扑通过集成Boost和Ćuk变换器实现高升压比，直接契合组件级微逆变器将30-40V光伏组件电压升压至400V直流母线的核心需求，可有效减少功率级数，提升系统集成度。 技术的核心优势在...

L. Pichon · L. Le Brizoual · H. Djeha · E. Ferrucho Alvarez 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月

提出了一种激光照射下MOS晶体管中感应瞬态光电流的理论模型，用于预估引发位翻转所需激光的入射功率面密度。该模型基于激光与半导体材料（硅）相互作用的物理效应，考虑了激光特性、硅的物理性质以及几何和工艺参数。结果凸显了体积效应，较厚的有源层会产生更多的电子 - 空穴对，从而使光电流水平更高，这使得这些结构对脉冲红外激光的故障注入更为敏感，特别是对于传统体CMOS技术和基于鳍式场效应晶体管（FINFET）的全耗尽绝缘体上硅（FDSOI）技术而言。这个理论模型与基于光电晶体管的电气模型相结合，是一种很好...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于CMOS逆变器在红外激光脉冲下瞬态电流理论模型的研究，对我们的光伏逆变器和储能系统的功率半导体安全性具有重要警示意义。 该研究揭示了激光诱导光电流可能导致FDSOI技术中的位翻转现象，这直接关系到我们产品中功率控制芯片的可靠性。研究发现，较厚有源层会产生更高的光电...

Yong Zhang · Sashank Sriram · Kenji Nomura · IEEE Electron Device Letters · 2025年2月

增强型（E 型）p 沟道氧化物薄膜晶体管（TFT）的缺失限制了 p 沟道氧化物 TFT 的应用。为克服这一挑战，针对 E 型 p 沟道 SnO-TFT 开发了一种利用 n 型非晶 GaOx 的低温背沟道 pn 异质结结构。这种方法将工艺对 p 沟道 SnO 的损伤降至最低，在不影响器件性能的情况下实现了稳定的 E 型工作模式。E 型 SnO-TFT 的阈值电压为 -4.7 V，空穴场效应迁移率为 2.6 cm²/(V·s)，其器件性能与耗尽型（D 型）器件相当。对 pn 二极管进行的器件实验和仿...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项氧化物p型薄膜晶体管（TFT）技术虽然目前聚焦于显示和集成电路领域，但其底层创新理念对我们的功率电子产品具有潜在的启发价值。 该研究通过背沟道p-n异质结构实现了增强型p沟道氧化物TFT，解决了长期困扰业界的p型氧化物半导体器件性能瓶颈。其核心价值在于：首先，低温工艺...

Dun-Bao Ruan · Kuei-Shu Chang-Liao · Cheng-Han Li · Zefu Zhao 等5人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年2月

为了同时改善锗（Ge） n 沟道和 p 沟道场效应晶体管（FET）的电学特性，本文提出了一种在锗鳍式场效应晶体管（nFinFET）、p 型鳍式场效应晶体管（pFinFET）和互补金属氧化物半导体（CMOS）反相器上采用氧化程度约为 10%的类合金界面层（IL）的界面层工程。得益于通过合适的氧化工艺在类合金和富氧界面层之间实现的权衡平衡，锗 nFinFET 和 pFinFET 均表现出更低的等效氧化层厚度（EOT）值、更低的泄漏电流、更少的边界陷阱、更低的界面态密度（DIT）值、更低的亚阈值摆幅（...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于锗（Ge）FinFET的界面层工程技术对我们的核心产品具有重要的潜在价值。该技术通过氧化类合金铪氮化物界面层同时改善n型和p型器件特性，实现了更低的等效氧化层厚度（EOT）、更低的漏电流和更高的开关电流比，这些特性直接对应着我们光伏逆变器和储能变流器中功率半导体器件...

Mehran Mirzaei · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年1月

本文提出了用于对逆变器供电的表贴式永磁电机中磁体涡流进行解析建模的新型二维和三维方法。逆变器电流的时间谐波会在表贴式磁体中引发感应涡流和损耗。在弧形磁体中，分别在考虑和不考虑涡流反应场的情况下对涡流进行建模。忽略反应场用于计算一个新的端部效应系数，以在二维计算中考虑第三维对涡流损耗的影响。利用新型二维和三维解析方法推导出磁体损耗的闭式方程，以快速计算磁体涡流损耗。在三维建模中采用傅里叶级数法求解微分方程。在三维磁体损耗方程中分离出不考虑第三维效应的二维磁体损耗方程，这有助于清晰展示第三维效应。将...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于逆变器供电永磁电机中磁体涡流损耗的2D/3D建模研究具有重要的技术参考价值。虽然该论文聚焦于永磁电机领域，但其核心技术与我司光伏逆变器、储能变流器以及新能源汽车驱动系统存在显著的技术关联性。 **业务相关性分析**：逆变器输出电流的时间谐波是导致永磁体涡流损耗的根...

Xuefeng Zhang · Qiwei Xu · Yiru Miao · Xuan Wu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

双三相永磁同步电机（DTP - PMSM）存在在逆变器非线性、非正弦反电动势和外部干扰等情况下易出现较大定子电流谐波的缺点。为解决该问题，本文提出了一种用于电流谐波抑制的改进广义扩展状态观测器（IGESO）。首先，探究了传统干扰观测器中低频和高频周期性干扰观测之间的关系。其次，采用陷波器对传统广义扩展状态观测器（GESO）结构进行优化，以避免在观测两种不同频率干扰时产生相互干扰。然后，提出了一种新的观测器极点设计原则，该原则可分别控制周期性干扰的抑制频率范围和衰减程度。此外，还给出了与其他策略的...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项改进型广义扩张状态观测器（IGESO）技术对我们在电机驱动和电能变换领域具有重要应用价值。双三相永磁同步电机在逆变器非线性、反电动势畸变和外部扰动下易产生定子电流谐波问题，这与我们光伏逆变器、储能变流器以及新能源汽车驱动系统面临的核心挑战高度契合。 该技术的创新点在于...

作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月

本文提出了一种基于集成磁耦合有源滤波器（MCAF）的软开关三相逆变器，该逆变器可为功率开关提供软开关运行条件，并能降低输出电流纹波。所提出的MCAF主动将开关电压施加在耦合辅助电感上，产生互感电压以抵消网侧电感上的开关电压，从而在任何开关频率下降低输出支路的开关电流纹波。MCAF的开关频率不敏感特性使其非常适合变频运行，可提供全范围的软开关条件。所提出的集成MCAF复用了逆变器自身的开关，仅需一个三相对称磁芯和三个电容器，因而体积小巧。此外，基于磁路分析得到了纹波消除条件与磁芯结构参数之间的映射...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于集成磁耦合有源滤波器的软开关三相逆变技术具有显著的应用价值。该技术通过磁耦合机制主动抵消开关电压，实现全开关频率范围内的低输出电流纹波，这与我司在光伏逆变器和储能变流器领域追求的高效率、高功率密度目标高度契合。 技术优势方面，软开关特性可有效降低开关损耗和EMI干...

Hong Li · Siyi Wang · Daozhen He · Zhenyu Zhao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月

随着开关速度和功率密度的提高，功率变换器的电磁干扰（EMI）问题日益严重。尽管无源EMI滤波器（PEF）因其有效性而在工程领域得到广泛应用，但其体积庞大的元件，如扼流圈和X电容，阻碍了功率变换器功率密度的提升。现有的混合EMI滤波器（HEF）是将有源EMI滤波器（AEF）与PEF相结合，以降低功率变换器中的宽频带EMI噪声。然而，由于AEF的增益带宽积以及PEF中的寄生参数，现有的HEF在降低高频EMI噪声方面也面临巨大挑战，并且体积仍然较大。因此，本文提出了一种包含有源Y电容的HEF（AY -...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项混合EMI滤波技术具有重要的战略价值。在光伏逆变器和储能变流器领域，随着SiC、GaN等宽禁带半导体器件的广泛应用，开关频率不断提升以实现更高功率密度，但随之而来的高频电磁干扰问题日益严峻，成为制约产品小型化和性能优化的关键瓶颈。 该论文提出的主动Y电容混合滤波方案（...

作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月

近年来，开关暂态响应法在监测逆变器供电电机（IFMs）定子绝缘方面受到广泛关注。该方法能够检测出早期绝缘劣化情况，从而避免严重的绝缘故障。然而，在匝间绝缘监测方面，相电流中的暂态响应与匝间绝缘劣化之间的关系尚不明确。本文提出了一种基于开关暂态电流响应监测逆变器供电电机定子匝间绝缘的新方法。建立了定子绕组的集总参数模型，并分析了基于该模型进行绝缘状态监测的绕组阻抗谱划分。然后，验证了匝间绝缘劣化对绕组阻抗谱不同区域的影响，并基于阻抗谱划分从暂态电流响应中提取了一个匝间绝缘监测指标（IIMI）。还分...

解读: 从阳光电源业务视角来看，这项基于阻抗谱分段的定子匝间绝缘监测技术具有重要的应用价值。该技术针对逆变器驱动电机的绝缘退化早期检测问题，与我们在光伏逆变器、储能变流器及新能源车电驱系统中的核心痛点高度契合。 在技术价值层面，该方法通过分析PWM开关暂态电流响应来监测匝间绝缘状态，提出的绝缘监测指标（I...

Luke Benedetti · Panagiotis N. Papadopoulos · Agustí Egea-Àlvarez · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年11月

随着同步发电设备的解列以及基于变流器接入的设备连接数量的增加，电力系统的动态行为正在发生巨大变化，而传统的静态电网强度指标未必能捕捉到这些变化。本文运用模态叠加概念来推导与位置变异性相关的指标和信息，该位置变异性是根据系统变量在不同网络位置的最大偏差来定义的。与典型的电网强度指标不同，该分析分别考虑了电压幅值和频率的变异性，反映了向以电力电子控制为主导的电力系统动态转变所带来的复杂性。该方法的另一个优点是通过各模态对响应的贡献，推导出输出变量的变异性与特定模态相互作用之间的明确关系。本文采用了昆...

解读: 该模态贡献度量化方法对阳光电源储能与光伏并网系统具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统和SG系列光伏逆变器的并网场景中，可精准识别各变流器单元对系统振荡模式的贡献度，指导GFM/GFL控制策略的参数优化。特别是在弱电网环境下，该指标能量化评估不同控制模式（如VSG虚拟同步机）对系统小信...

Tae-Hyeong Kim · June-Hee Lee · Ye-Jin Kim · June-Seok Lee · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

本文提出一种考虑功率因数的钳位调制技术，用于平衡并最小化具有隔离直流母线的双逆变器的功率损耗。双逆变器用于驱动开放式绕组永磁同步电机，在相同直流电压下，其输出电压高于单逆变器。然而，具有六个桥臂的双逆变器在一个开关周期内的开关动作次数是由三个桥臂组成的单逆变器的两倍。开关动作次数的增加会导致开关功率损耗，并降低系统效率。本文提出一种新的脉宽调制技术，该技术通过使用开关状态组合和空间矢量组合来确保钳位区间，从而最小化功率损耗。所提出的组合由与空间矢量相对应的有效矢量和零矢量组成，同时考虑主逆变器和...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对隔离直流母线双逆变器的PWM调制技术具有重要的参考价值。该技术通过考虑功率因数来优化钳位调制策略，实现了功率损耗的最小化和均衡化，这与我们在光伏逆变器和储能系统领域追求的高效率目标高度契合。 该技术的核心价值在于通过智能化的开关状态组合，将传统双逆变器六条支路中的...

Fabio Corti · Vittorio Bertolini · Alberto Reatti · Antonio Faba 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

本文提出了一种基于扩展描述函数的创新方法，用于对直流 - 直流 LLC 谐振功率转换器进行精确建模。与文献中大多数基于基波近似开发的模型不同，所提出的模型能够恰当地考虑高次谐波的影响，即使在远离谐振的工作条件下也能提供准确的结果。由于转换器的非线性特性，无法直接使用叠加原理来考虑高次谐波。因此，纳入高次谐波是一个具有挑战性的问题。为此，本文介绍了在经典扩展描述函数（EDF）方法（该方法通常仅考虑基波）中纳入多个谐波的过程。EDF 方法还可用于推导转换器的小信号模型，这对设计转换器的控制电路非常有...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于LLC谐振变换器高级建模方法的研究具有重要的工程应用价值。LLC谐振拓扑是我司光伏逆变器DC-DC环节和储能变流器中广泛采用的核心技术，其高效率、高功率密度特性与公司产品的轻量化、高效化战略高度契合。 该论文提出的多谐波建模方法突破了传统基波近似模型的局限性，这对...

Desheng Qu · Binxing Li · Gaolin Wang · Baining Fu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

升压功率因数校正变换器的不同工作模式给在宽功率范围内准确估算直流母线电容带来了挑战。为满足混合导通模式（MCM）和连续导通模式（CCM）的需求，提出了一种基于电荷等效的电流混合重构的直流母线电容在线估算策略。为获取电容电流的二次谐波分量以估算电容，基于电荷等效原理，在一个开关周期内分别建立了CCM和不连续导通模式（DCM）下的电流重构模型。通过分析升压电感内阻分压以及工作模式误判对一个开关周期内电流重构的影响，采用基于误差最小化的混合策略在不同工作模式下重构电容电流。这样，无需额外硬件且不提高采...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于电荷等效电流混合重构的直流母线电容在线估算技术具有重要的应用价值。在光伏逆变器和储能变流器系统中，直流母线电容是核心功率器件，其健康状态直接影响系统可靠性和寿命。该技术针对Boost PFC变换器在宽功率范围内的多模式运行特性，提出了适应混合导通模式（MCM）和连续...