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一种基于DSP-FPGA的高效混合PWM实现方法用于电力机车感应电机控制
An Efficient DSP–FPGA-Based Implementation of Hybrid PWM for Electric Rail Traction Induction Motor Control
Lijun Diao · Jing Tang · Poh Chiang Loh · Shaobo Yin 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年4月
在电力机车感应电机控制中，低开关频率常用于降低损耗并提升可靠性，但会产生大量谐波导致电机发热和转矩脉动。本文提出了一种基于DSP-FPGA架构的高效混合PWM控制策略，旨在优化全速度范围内的谐波性能，提升系统运行效率与稳定性。
解读: 该文献探讨的低开关频率下的混合PWM调制策略及DSP-FPGA硬件实现方案，对阳光电源的功率变换技术具有参考价值。虽然文章侧重于轨道交通牵引电机，但其核心的谐波抑制与高性能控制算法可迁移至阳光电源的大功率集中式光伏逆变器及风电变流器产品线中。在面对高压大功率应用场景时，通过优化PWM策略降低开关损耗...
一种基于DDS的无等待相位连续载波频率调制策略用于FPGA电机驱动中的EMI抑制
A DDS-Based Wait-Free Phase-Continuous Carrier Frequency Modulation Strategy for EMI Reduction in FPGA-Based Motor Drive
Yangyang Chen · Ming Yang · Jiang Long · Dianguo Xu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
在交流电机驱动中，固定频率PWM产生的谐波会导致电磁干扰（EMI）。本文提出了一种基于直接数字频率合成（DDS）的无等待、相位连续的变频调制策略。该方法通过动态调整开关频率实现扩频，有效降低了EMI，且在FPGA实现中避免了传统变频带来的相位跳变问题。
解读: 该技术对阳光电源的逆变器产品线具有重要参考价值。在组串式和集中式光伏逆变器中，EMI抑制是电磁兼容性（EMC）设计的核心难点。通过DDS实现相位连续的变频调制，可以在不增加额外硬件滤波成本的前提下，有效降低传导和辐射干扰，提升产品在复杂电网环境下的电磁兼容性能。建议研发团队在下一代基于FPGA/DS...
一种基于FPGA的并网光伏级联H桥逆变器先进控制策略
An FPGA-Based Advanced Control Strategy of a Grid-Tied PV CHB Inverter
Marino Coppola · Fabio Di Napoli · Pierluigi Guerriero · Diego Iannuzzi 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月
本文提出了一种用于并网光伏级联H桥（CHB）逆变器的先进控制策略。该拓扑结构由多个串联的H桥功率单元组成，每个单元由独立的光伏组件供电。所采用的控制方法是一种混合阶梯PWM技术，通过排序算法来确定各单元的开关状态，以实现高效的并网控制。
解读: 级联H桥（CHB）拓扑在大型地面光伏电站及中高压并网场景中具有显著优势，能够有效降低输出谐波并提升电压等级。该研究提出的混合阶梯PWM技术及FPGA实现方案，对阳光电源的集中式逆变器及大型组串式逆变器技术迭代具有参考价值。通过优化排序算法，可进一步提升多电平逆变器的效率与电能质量，并增强系统在复杂电...
用于直流电网实时硬件在环仿真的主动式混合高压直流断路器详细器件级电热建模
Detailed Device-Level Electrothermal Modeling of the Proactive Hybrid HVDC Breaker for Real-Time Hardware-in-the-Loop Simulation of DC Grids
Ning Lin · Venkata Dinavahi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年2月
本文提出了一种用于FPGA实时硬件在环（HIL）仿真的主动式混合高压直流断路器（HHB）电磁暂态模型。为实现高保真度，该模型与实际断路器配置一致，并针对绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等核心器件建立了详细的电热耦合模型，以准确模拟其在直流电网故障下的瞬态特性。
解读: 该研究聚焦于高压直流断路器（HHB）的电热建模与FPGA实时仿真，虽然阳光电源目前核心业务集中在光伏逆变器、储能系统（PowerTitan/PowerStack）及风电变流器，但该技术在直流侧故障保护及系统级仿真方面具有参考价值。随着阳光电源在大型地面电站及直流微电网业务的拓展，该高保真电热建模方法...
基于长时域FCS-MPC训练的一维卷积神经网络用于FPGA平台电力电子变换器控制——以Si/SiC混合变换器为例
Long-Horizon FCS-MPC Trained 1-D Convolution Neural Networks for FPGA-Based Power-Electronic Converter Control With a Si/SiC Hybrid Converter Case Study
Ning Li · Hao Yu · Stephen Finney · Paul D. Judge · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年2月
传统的电力电子长时域有限控制集模型预测控制（FCS - MPC）在实时实现方面存在两个主要问题：1）计算负担和延迟；2）对现场可编程门阵列（FPGA）等实时平台的硬件资源要求较高。为解决这些问题，研究人员提出利用模型预测控制结果作为离线训练数据来训练人工神经网络（ANN），并将其应用于实时控制器中，以替代原有的模型预测控制模型。通过这种方式，人工神经网络减轻了在线计算负担和对硬件资源的需求。本文提出了一种基于FPGA的用于长时域FCS - MPC的一维卷积神经网络（CNN）。为进一步简化网络模型...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于FPGA的一维卷积神经网络（CNN）控制技术对我们的核心产品线具有重要战略价值。该技术通过机器学习方法解决了长时域有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）在功率电子变换器中的实时实现难题，这与我们在光伏逆变器、储能变流器等产品中面临的控制性能优化需求高度契合。 技...
基于FPGA的电力电子变换器SiC MOSFET瞬态行为实时仿真等效开关模型
An Equivalent Switching Model for FPGA-Based Real-Time Simulation of SiC MOSFET Transient Behaviors in Power Electronic Converters
Shinan Wang · Xizheng Guo · Kai Li · Yongjie Yin 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
本文提出了一种创新的SiC MOSFET瞬态行为模型，旨在实现电力电子变换器的小步长实时仿真（RTS）。该模型将MOSFET表示为等效电导，并考虑了开关结电容及栅极驱动电路对开关瞬态行为的影响，显著提升了仿真精度与效率。
解读: 随着阳光电源在组串式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC功率器件，提升功率模块的研发效率与可靠性至关重要。该模型通过FPGA实现高精度实时仿真，能够有效辅助研发团队在产品设计阶段精确评估SiC器件的开关损耗与电磁干扰（EMI）特性，缩短开发周期。建议将此仿...
10kV碳化硅(SiC) MOSFET的短路特性与保护研究
Short-Circuit Characterization and Protection of 10-kV SiC mosfet
Shiqi Ji · Marko Laitinen · Xingxuan Huang · Jingjing Sun 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
本文研究了第三代10kV/20A SiC MOSFET在不同温度下的短路性能。文章详细介绍了包含桥臂配置、高速10kV固态断路器及温控系统的测试平台，并提出了一种响应时间仅为1.5μs的新型FPGA短路保护电路。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器及储能系统（如PowerTitan系列）中对高压、高效率功率变换的需求日益增长，SiC器件的应用已成为提升功率密度和系统效率的关键。10kV SiC MOSFET技术若成熟，将极大简化中高压光伏并网及储能PCS的拓扑结构，减少变压器级联需求。本文提出的高速短路保护方案对于提...
一种用于改善轻载下电能质量补偿的混合信号控制器自重构特性
Self-Reconfiguration Property of a Mixed Signal Controller for Improving Power Quality Compensation During Light Loading
Man-Chung Wong · Yan-Zheng Yang · Chi-Seng Lam · Wai-Hei Choi 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年10月
本文提出了一种基于FPAA-FPGA/DSP的混合信号控制器，在电能质量补偿方面优于传统数字控制器。该方案具备自适应信号调理、实时可编程性、高灵活性、并行计算能力及易于实现等优势，特别针对轻载工况下的性能优化进行了研究。
解读: 该研究提出的混合信号控制架构（FPAA+FPGA/DSP）在提升控制灵活性和实时响应速度方面具有显著优势。对于阳光电源的组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）而言，该技术可有效解决轻载工况下的谐波抑制和电能质量优化问题，提升系统在复杂电网环境下的适应性。建议研发...
三相电压源逆变器电流纹波与开关损耗降低的实用在线调制方法
Practical Online Modulation Method for Current Ripple and Switching Losses Reduction in the Three-Phase Voltage Source Inverters
Cheng Xu · Shuai Lu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
传统最优PWM电流纹波抑制方法通常将矢量空间划分为子扇区，并采用理论最优序列合成参考矢量。然而，这往往需要额外的CPLD/FPGA资源用于查找表和信号生成，且序列切换时会产生额外开关损耗。本文提出了一种实用的在线调制方法，旨在降低电流纹波并减少开关损耗。
解读: 该研究直接优化了三相逆变器的核心调制算法，对阳光电源的组串式光伏逆变器及储能变流器（PCS）产品线具有极高价值。通过在不增加额外硬件成本的前提下降低电流纹波和开关损耗，该技术能显著提升逆变器效率，改善电能质量，并降低散热设计难度。建议研发团队评估该算法在DSP中的实现复杂度，将其集成至下一代高功率密...
电力变换器实时仿真中抖振的抑制
Suppression of Chattering in the Real-Time Simulation of the Power Converter
Chen Liu · Hao Bai · Rui Ma · Yaoqiang Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
本文针对高开关频率电力变换器，探讨了基于FPGA的实时仿真技术。重点解决了在非连续导通模式（DCM）下，仿真步长低于500ns时出现的抖振问题，提升了电力电子系统实时仿真的精度与稳定性，对高频变换器的开发与测试具有重要意义。
解读: 该研究对于阳光电源的高频电力电子产品研发至关重要。随着组串式逆变器和储能变流器（如PowerTitan系列）向更高开关频率和更高功率密度演进，基于FPGA的实时仿真技术能显著缩短产品开发周期，提升控制算法验证的准确性。特别是在处理DCM模式下的抖振抑制，有助于优化逆变器在轻载或复杂工况下的并网性能，...
基于小信号建模的广义模型预测脉冲模式控制—第2部分：实现与分析
Generalized Model Predictive Pulse Pattern Control Based on Small-Signal Modeling—Part 2: Implementation and Analysis
Tinus Dorfling · Hendrik du Toit Mouton · Tobias Geyer · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
本文提出了一种适用于高阶变换器系统的模型预测脉冲模式控制器，并在低成本FPGA上进行了实现。研究展示了如何通过简化控制算法中二次规划问题的计算，实现资源高效的部署。该算法通过硬件在环测试进行了验证。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式逆变器、集中式逆变器及PowerTitan储能变流器）具有重要参考价值。模型预测脉冲模式控制（MP3C）能有效优化高阶变换器的动态响应与谐波性能，特别是在高功率密度设计中，通过FPGA实现资源优化，有助于降低硬件成本并提升控制精度。建议研发团队关注该算法在复杂电...
FPGA中具有热与IR压降补偿的鲁棒自校准动态电压调节
Robust Self-Calibrated Dynamic Voltage Scaling in FPGAs With Thermal and IR-Drop Compensation
Shuze Zhao · Ibrahim Ahmed · Carl Lamoureux · Ashraf Lotfi 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年10月
FPGA因其并行处理能力和可重构性，广泛应用于高性能计算领域。本文针对FPGA在运行中受热效应和IR压降影响导致时序不稳定的问题，提出了一种鲁棒的自校准动态电压调节（DVS）技术，旨在通过实时补偿机制优化FPGA的运行频率与功耗，提升系统在复杂环境下的可靠性。
解读: 该技术主要涉及FPGA控制芯片的底层可靠性优化。对于阳光电源而言，随着iSolarCloud智能运维平台及各类逆变器、储能PCS控制核心（如DSP/FPGA）对计算性能和环境适应性要求日益提高，该研究具有参考价值。在高温、高负载的工业或户外应用场景下，引入热与IR压降的自校准补偿机制，可显著提升Po...
开关变换器实时仿真中Adams–Bashforth方法重置记忆的必要性
The Necessity of Resetting Memory in Adams–Bashforth Method for Real-Time Simulation of Switching Converters
Marina Yushkova · Alberto Sanchez · Angel de Castro · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
随着FPGA在硬件在环（HIL）实时仿真中的广泛应用，开关电源的仿真面临挑战。由于开关状态切换会导致电路方程突变，在利用多步数值方法（如Adams–Bashforth）进行仿真时，若未妥善处理历史数据，将导致仿真精度下降甚至发散。本文探讨了在开关动作瞬间重置记忆的必要性及其对实时仿真准确性的影响。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的研发测试环节。在光伏逆变器（组串式/集中式）及储能系统（PowerTitan/PowerStack）的开发过程中，高精度的HIL仿真对于验证控制策略至关重要。由于电力电子变换器存在频繁的开关动作，该文献提出的Adams–Bashforth方法记忆重置策略，能显著提升FPGA...
基于电压控制电流源的电力电子变换器低资源消耗实时仿真方法
Real-Time Simulation Method Based on Voltage Controlled Current Source for Power Electronic Converters With Low Resource Consumption
Zonghui Sun · Zhuolan Li · Yu Zhang · Guangsen Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月
针对高精度RON/ROFF模型在FPGA中因DSP48乘法器资源限制导致模型规模受限的问题，本文提出了一种基于电压控制电流源的实时仿真方法。该方法通过优化计算逻辑，替代了传统的乘法运算，有效降低了计算复杂度与资源消耗，为电力电子变换器的大规模实时仿真提供了更高效的解决方案。
解读: 该研究针对电力电子变换器在FPGA中的实时仿真优化，对阳光电源的研发具有重要意义。在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）的开发过程中，高精度的实时仿真平台是缩短研发周期、验证复杂控制算法的关键。该方法通过降低资源消耗，能够支持在单片FPGA上实现更大规模、更高...
基于FPGA延迟单元的两种混合高频DPWM设计与实现
Design and Implementation of Two Hybrid High Frequency DPWMs Using Delay Blocks on FPGAs
Marcos Fernandez-Gomez · Alberto Sanchez · Angel de Castro · Jaime Lopez-Lopez 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
随着高频DC-DC变换器的发展，对高分辨率数字脉宽调制器（DPWM）的需求日益增长。传统基于计数器和比较器的DPWM在开关频率达到MHz级别时分辨率受限。本文提出了一种新型DPWM架构，通过利用FPGA中的延迟单元，有效提升了高频应用下的调制分辨率，解决了高频开关控制的精度瓶颈。
解读: 该技术对阳光电源的高频功率变换产品具有重要参考价值。随着公司光伏逆变器和储能PCS向更高功率密度和更高开关频率（如采用SiC/GaN器件）演进，传统的数字控制方案在分辨率上已面临挑战。该研究提出的基于FPGA延迟单元的混合DPWM方案，可显著提升控制精度，降低输出纹波，优化电感磁性元件设计。建议研发...
一种可嵌入IGBT模块的微型PCB电流测量新方法
A New Output Current Measurement Method With Tiny PCB Sensors Capable of Being Embedded in an IGBT Module
Kazunori Hasegawa · Satoru Takahara · Shoji Tabata · Masanori Tsukuda 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月
本文提出了一种利用微型PCB电流传感器测量输出电流的新方法，该方法可将传感器直接集成于IGBT模块内部。通过PCB传感器采集IGBT芯片的开关电流，并结合基于FPGA的数字电路进行处理，实现了对功率模块内部电流的高精度监测。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（组串式/集中式逆变器及PowerTitan储能系统）具有极高的应用价值。通过将电流传感器嵌入IGBT模块，可实现更紧凑的功率密度设计，并实时监测芯片级电流，为逆变器及PCS的故障诊断、过流保护和寿命预测提供底层数据支持。建议研发团队关注该技术在下一代高功率密度模块中的集...
物联网应用的轻量级AES设计：FPGA和ASIC中的优化与DFA对抗策略
Lightweight AES Design for IoT Applications: Optimizations in FPGA and ASIC With DFA Countermeasure Strategies
Salman Ahmed · Nabihah Ahmad · Nasir Ali Shah · Ghulam E. Mustafa Abro 等6人 · IEEE Access · 2025年1月
随着设备互联性增加，物联网IoT已革新工业和日常生活。然而IoT设备扩散也增加安全风险，需要对敏感数据和关键基础设施的强大保护机制。高级加密标准AES仍是保护IoT系统的基准，同时平衡低功耗、最小面积使用和适度吞吐量与高安全性。本文全面综述最新轻量级AES架构设计，包括S盒、SubBytes、ShiftRows、MixColumns和AddRoundKey步骤优化，评估其对FPGA和ASIC实现中门数、面积、最大频率、功耗和吞吐量的影响。研究还解决轻量级AES加密硬件对侧信道攻击SCA的脆弱性，...
解读: 该轻量级AES加密技术对阳光电源物联网设备和通信安全有重要参考价值。阳光iSolarCloud平台连接海量光伏储能设备，需要高效低功耗的数据加密方案。轻量级AES优化技术可应用于阳光边缘控制器和通信模块的安全芯片设计。FPGA和ASIC实现对比分析对阳光硬件安全方案选型有指导意义。DFA侧信道攻击防...
基于嵌套快速同步求解的大规模光伏电站实时建模方法
Real-Time Modeling Method for Large-Scale Photovoltaic Power Stations Using Nested Fast and Simultaneous Solution
Shiwei Xia · Jianzhong Xu · Linhong Guo · Shengwei Li 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
实时仿真是验证大型光伏电站性能的重要手段，但它面临着精度、仿真规模和硬件资源之间的矛盾。为解决这一问题，本文提出了一种大型光伏电站实时建模方法。该方法通过引入嵌套快速同步求解（NFSS）在单元级构建接口并在电站级优化求解过程，能够实现高精度、适用性良好的实时仿真。同时，搭建了基于现场可编程门阵列（FPGA）硬件的仿真平台，以验证其正确性和可扩展性。与同规模光伏电站的离线模型相比，最大相对误差小于 4%。此外，在 2.5 微秒的时间步长内实现了 100 个单元电站的实时仿真。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于FPGA的大型光伏电站实时建模技术具有重要的战略价值。该技术通过嵌套快速同步求解（NFSS）方法，在2.5微秒时间步长内实现了100个单元的实时仿真，相对误差小于4%，这为我们的光伏电站集成解决方案提供了关键的验证工具。 对于阳光电源而言，这项技术的应用价值体现在...
面向逆变器型微电网的方向性元件
A Directional Element for Inverter-Based Microgrids
Ehsan Dehghanpour · Michel Normandeau · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年11月 · Vol.41
针对逆变器型分布式能源故障电流受限、相位特性异常导致传统方向元件误动的问题，本文提出基于电流相位偏移识别故障方向的新方向元件，并结合保护方案，在MATLAB/Simulink仿真及FPGA硬件在环实验中验证其优于ANSI 67和51V保护的性能。
解读: 该研究直接支撑阳光电源在构网型微电网场景下的高可靠性保护需求，尤其适用于PowerTitan、ST系列PCS及iSolarCloud平台在复杂故障下的快速方向判别与协同保护。建议将相位角动态追踪算法嵌入PCS固件，增强组串式逆变器在离网/孤岛模式下的自主故障隔离能力，并与iSolarCloud智能运...
一种用于连接钒氧化还原液流电池的两级AC-DC变换器的统一调制模型预测控制
A Unified Modulated Model Predictive Control for a Two-Stage AC--DC Converter Interfacing a Vanadium Redox Flow Battery
Andrea Volpini · Salvatore R. Di Salvo · Giulia Tresca · Riccardo Leuzzi 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月
随着可再生能源与电网的融合程度不断提高，储能系统对于电网的稳定性和调节变得至关重要。因此，专用的两级交直流转换器对于将电池集成到电网基础设施中必不可少。这些转换器通常采用单相或三相逆变器与双有源桥（DAB）以背靠背的配置组合，从而确保高效率和电气隔离。此类转换器的传统控制方案包括两个独立的基于比例积分（PI）的控制回路，每个阶段各一个。本文针对两级交直流转换器提出了一种基于调制模型预测控制（MMPC）算法的新型控制策略。所提出的方法利用单一的成本函数优化程序同时控制网侧和电池侧阶段，简化了控制架...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项基于调制模型预测控制（MMPC）的双级AC-DC变换器技术具有显著的战略价值。该技术针对钒液流电池储能系统的并网应用，与我司在大型储能领域的业务布局高度契合。 **核心技术价值**：论文提出的统一控制策略突破了传统双PI控制环路的架构限制，通过单一成本函数同时优...
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