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三相逆变器在线原位RDSON测量挑战与实现
Challenges and Implementation of Online In Situ RDSON Measurement in a Three-Phase Inverter
Chondon Roy · Namwon Kim · Daniel Evans · James Gafford 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
本文探讨了三相逆变器中功率半导体器件导通电阻（RDSON）的实时监测难题。提出了一种优化的导通电压（VDSON）测量电路及多相变换器架构配置，旨在克服电流与电压测量中的非理想特性及器件差异带来的挑战，为实现电力电子系统的健康状态监测提供技术支撑。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能系统）具有极高的应用价值。RDSON作为功率器件（IGBT/SiC）健康状态的关键指标，实现其在线原位测量可显著提升iSolarCloud平台的故障预警与全生命周期运维能力。建议研发团队将此测量电路集成至功率模块驱动板中...
电机驱动应用中功率半导体器件磨损可靠性指标的预测与验证
Prediction and Validation of Wear-Out Reliability Metrics for Power Semiconductor Devices With Mission Profiles in Motor Drive Application
Ke Ma · Ui-Min Choi · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年11月
本文针对电力电子变换器高可靠性需求，提出了一种基于任务剖面的功率半导体器件磨损可靠性预测方法。不同于传统的平均故障间隔时间（MTBF）等指标，该方法通过考虑时变工况，量化了功率器件的累积损伤与寿命预测，为电力电子系统的全生命周期可靠性评估提供了理论支撑。
解读: 该研究对阳光电源全线产品至关重要。在组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统中，功率模块（IGBT/SiC）是核心易损件。通过引入任务剖面（Mission Profiles）的可靠性预测模型，研发团队可更精准地评估产品在极端环境下的寿命，优化散热设计与控制策略，从...
一种用于功率模块集成的集成式碳化硅CMOS栅极驱动器
An Integrated SiC CMOS Gate Driver for Power Module Integration
Matthew Barlow · Shamim Ahmed · A. Matt Francis · H. Alan Mantooth · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年11月
随着高温功率器件的应用，高效运行所需的配套电路（如栅极驱动器）成为完整高温解决方案的关键。本文提出了一种采用1.2μm CMOS工艺设计的集成式碳化硅（SiC）栅极驱动器，通过引入可调驱动强度，实现了外部元件的最小化，提升了功率模块的集成度与高温适应性。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。在PowerTitan及PowerStack等储能系统和组串式光伏逆变器中，SiC功率器件的广泛应用已成为提升功率密度和效率的关键。集成式栅极驱动器能有效减小驱动回路寄生电感，抑制开关振荡，对于提升高频化逆变器及PCS的功率密度、降低高温环境下的散热压力至关重...
用于智能栅极驱动板的双向通信电源电路
A Bidirectional Communicating Power Supply Circuit for Smart Gate Driver Boards
Julien Weckbrodt · Nicolas Ginot · Christophe Batard · Thanh Long Le 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
本文探讨了功率电路中栅极驱动器的优化与安全开关需求。现代驱动板集成了短路检测、软关断、温度传感及导通电压监测等功能，并正致力于在线监测以实现预测性维护。文章提出了一种新型双向通信电源电路，旨在提升栅极驱动系统的智能化水平与可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器）具有重要意义。随着功率密度提升，IGBT/SiC模块的驱动保护至关重要。该双向通信电源电路可提升驱动板的智能化程度，增强短路保护与状态监测能力，直接助力iSolarCloud平台实现更精准的预测性维护。建议研发团...
超高压碳化硅绝缘栅双极型晶体管的静态与动态性能预测
Static and Dynamic Performance Prediction of Ultrahigh-Voltage Silicon Carbide Insulated-Gate Bipolar Transistors
Daniel Johannesson · Muhammad Nawaz · Staffan Norrga · Anders Hallen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
本文利用Sentaurus TCAD数值模拟工具，对理论上的超高压碳化硅（SiC）IGBT器件性能进行了预测。通过建立通用的穿通型SiC IGBT结构，并结合物理模型与参数，研究了该器件在宽范围工作条件下的静态与动态特性，为超高压功率半导体器件的设计与应用提供了理论依据。
解读: 随着光伏电站和储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）演进，对功率器件的耐压和效率提出了更高要求。SiC IGBT作为宽禁带半导体技术的前沿，在提升阳光电源PowerTitan系列储能系统及集中式光伏逆变器的功率密度和转换效率方面具有巨大潜力。该研究有助于公司评估下一代高压功率模块的选型与设计，...
牵引逆变器应用中IGBT导通电压测量的寄生效应补偿方法
Parasitic Effect Compensation Method for IGBT ON-State Voltage Measurement in Traction Inverter Application
Yingzhou Peng · Kaiqi Chu · Shujia Mu · Hu Cao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
本文提出了一种新型补偿方法，旨在消除运行中变换器内寄生电感对功率半导体器件导通电压测量精度的影响。该方法通过在线、无损的方式，仅利用逆变器输出电流和功率器件导通电压数据，即可实现对寄生效应的有效补偿。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（光伏逆变器、储能PCS、风电变流器）具有极高的应用价值。IGBT作为上述产品的核心功率器件，其导通电压（Vce_on）是评估器件健康状态和结温监测的关键指标。通过该补偿方法，阳光电源可以在iSolarCloud智能运维平台中实现更精准的功率模块在线状态监测与故障预警，有...
基于Buck变换器的有源功率解耦电路的主动热控制
Active Thermal Control for Buck Converter-Based Active Power Decoupling Circuit
Nachiketa Deshmukh · Abhishek Chanekar · Sandeep Anand · Soumya Ranjan Sahoo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
铝电解电容（AECs）和功率半导体器件（PSDs）是电力电子变换器可靠性设计的薄弱环节。为消除AECs，有源功率解耦（APD）电路常用于单相变换器中，但这引入了PSDs作为新的薄弱环节。本文提出了一种主动热控制策略，旨在平衡APD电路中PSDs的可靠性与变换器整体性能。
解读: 该研究针对单相逆变器（如阳光电源户用及工商业组串式逆变器）中常见的电解电容寿命瓶颈问题，提出了通过有源功率解耦技术替代电解电容的方案，并深入探讨了由此带来的功率器件热应力管理。对于阳光电源而言，该技术有助于提升户用逆变器在长寿命、高功率密度设计上的竞争力。建议研发团队关注该主动热控制算法，将其应用于...
用于中压直流电网大功率直流断路器的并联/串联标准化有源开关模块
Parallel/Series Connected Standardized Active Switching Modules for High Power DCCBs in MVDC Networks
Shan Jayamaha · Carl Ngai Man Ho · Athula Rajapakse · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
固态直流断路器（DCCB）在MVdc网络中应用广泛，但受限于半导体器件的电压和电流等级。本文提出了一种模块化设计方法，通过并联和串联标准化有源开关模块，以解决中压直流电网中DCCB电压与功率等级多样化的挑战，实现固态断路器的灵活集成与扩展。
解读: 该研究提出的模块化有源开关技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及中压直流并网解决方案具有重要参考价值。随着储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）和更大功率密度演进，直流侧故障保护变得至关重要。该模块化拓扑可提升阳光电源PCS产品在直流侧故障下的可靠性与灵活性...
一种改进的单直流源13电平混合中点钳位变换器
Improved Single DC Source Hybrid Neutral Point Clamped Converter With 13 Levels
Daniel Zakzewski · Rakesh Resalayyan · Alireza Khaligh · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
本文提出了一种新型13电平电路拓扑，具备单直流源输入、扩展的线性调制范围以及高输出电平与功率器件比的优势。该变换器由浮动H桥（FHB）与五电平有源中点钳位（5L-ANPC）级联而成，能够产生13个极电压电平，有效提升了功率变换效率与输出波形质量。
解读: 该多电平拓扑在提升逆变器输出电压质量、降低谐波含量及减小滤波器体积方面具有显著优势，高度契合阳光电源组串式及集中式光伏逆变器向高功率密度、高效率方向发展的需求。特别是其单直流源特性，可直接优化现有大功率逆变器的直流侧设计。建议研发团队评估该拓扑在大型地面光伏电站及高压储能变流器（PCS）中的应用潜力...
具有改进谐波性能的模块化多电平变换器电压平衡方法
Voltage-Balancing Approach With Improved Harmonic Performance for Modular Multilevel Converters
Apparao Dekka · Bin Wu · Ricardo Lizana Fuentes · Marcelo Perez 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年8月
在模块化多电平变换器（MMC）中，子模块间的电压平衡对于生成多电平阶梯波形及确保功率器件电压应力均衡至关重要。本文提出了一种改进的电压平衡方法，旨在优化输出电能质量（电压和电流波形），并提升变换器的整体可靠性。
解读: MMC拓扑在阳光电源的大功率集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）中具有重要应用潜力。该文提出的电压平衡与谐波优化策略，有助于提升大容量变换器的输出电能质量，降低滤波器设计难度，从而减小系统体积与成本。对于阳光电源而言，该技术可进一步优化高压大功率并网设备的控制算法，提升在弱电...
基于GaN的全桥逆变器控制电路高dv/dt噪声建模与抑制
High dv/dt Noise Modeling and Reduction on Control Circuits of GaN-Based Full Bridge Inverters
Wuji Meng · Fanghua Zhang · Zirui Fu · Guangdong Dong · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年12月
宽禁带半导体器件凭借优异特性实现了更高的开关频率与速度，但超快开关过程导致电力电子系统中产生严重的高dv/dt噪声。该噪声通过电容耦合干扰栅极驱动器及控制电路，影响系统稳定性。本文针对GaN基全桥逆变器，研究了高dv/dt诱导的共模噪声建模及抑制方法。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能产品中对功率密度要求的不断提升，GaN等宽禁带半导体器件的应用成为技术演进的关键。本文研究的高dv/dt噪声抑制技术，对于提升公司新一代高频化、小型化逆变器及充电桩产品的电磁兼容性（EMC）设计至关重要。通过优化控制电路的布局与抗干扰设计，可以有效降低高频开关...
SiC功率MOSFET栅极漏电流监测：一种智能栅极驱动器的估算方法
Monitoring of Gate Leakage Current on SiC Power MOSFETs: An Estimation Method for Smart Gate Drivers
Julien Weckbrodt · Nicolas Ginot · Christophe Batard · Stephane Azzopardi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
碳化硅（SiC）功率器件因其高频、高温特性被广泛应用于电能转换系统。本文针对SiC MOSFET的栅极漏电流监测问题，提出了一种适用于智能栅极驱动器的估算方法，旨在提升SiC器件在电力电子系统中的运行可靠性与状态监测能力。
解读: 该研究直接契合阳光电源在光伏逆变器和储能PCS中对SiC器件的应用趋势。随着PowerTitan系列储能系统及组串式逆变器向更高功率密度和高频化演进，SiC MOSFET的长期可靠性至关重要。该栅极漏电流监测方法可集成至阳光电源的智能栅极驱动电路中，实现对功率模块早期失效的预警，从而提升iSolar...
基于结温优化的模块化多电平铁路功率调节器补偿策略
Junction Temperature Optimization Based Compensation Strategy of Modular Multilevel Railway Power Conditioner
Hongqi Ding · Fujun Ma · Rong Han · Lei Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
模块化多电平铁路功率调节器（MM-RPC）能有效提升铁路电网电能质量。但由于牵引负荷多变，功率器件结温波动剧烈，严重影响设备寿命与可靠性。本文提出一种基于结温优化的补偿策略，旨在平抑结温波动，提升系统运行可靠性。
解读: 该研究关注电力电子变换器在动态负载下的结温波动与可靠性，这对阳光电源的集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack等大功率储能变流器（PCS）具有重要参考价值。大功率模块化设计在复杂工况下同样面临热应力挑战，通过优化控制策略平抑结温波动，可显著提升功率模块的使用寿命，降低运维成本。建...
考虑电感热效应的单电感DC-DC变换器建模
Modeling Single Inductor DC–DC Converters With Thermal Phenomena in the Inductor Taken Into Account
Kalina Detka · Krzysztof Gorecki · Janusz Zarebski · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年9月
本文提出了一种考虑电感热效应的单电感DC-DC变换器建模方法。文中构建了适用于SPICE仿真的电感及半导体器件电热模型，并对采用不同磁芯材料的Buck和Boost变换器进行了电热特性分析。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线具有重要指导意义。在组串式光伏逆变器（如SG系列）和储能变流器（如ST系列、PowerTitan）中，电感是关键磁性元件，其热特性直接影响变换效率与系统可靠性。通过引入电热耦合模型，研发团队可在设计阶段更精准地预测电感在极端工况下的温升，优化磁芯材料选型与散热设计，从而提...
用于点对点功率路由的具有系统化综合的谐振多输入/多输出/双向ZCS降压DC-DC变换器
Resonant Multi-input/Multi-output/Bidirectional ZCS Step-Down DC--DC Converter With Systematic Synthesis for Point-to-Point Power Routing
Masoud Jabbari · Mozafar Sharifian Dorcheh · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年7月
本文提出了一种新型谐振零电流开关（ZCS）多输入/多输出（MIMO）变换器。该拓扑实现了从任意输入端口到任意输出端口的独立功率路由，并具备双向运行能力。所有半导体器件均可在独立于工作电压和输出功率的条件下实现软开关，显著提升了变换效率与功率密度。
解读: 该技术在多端口能量管理方面具有显著优势，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及光储一体化解决方案具有重要参考价值。其多输入/多输出的功率路由能力可优化储能变流器（PCS）在复杂微电网或多源接入场景下的能量调度效率。特别是其全负载范围内的ZCS软开关特性，有助于进一步提...
一种基于全桥变换器串联的改进型直流电力电子变压器
A Modified DC Power Electronic Transformer Based on Series Connection of Full-Bridge Converters
Jiepin Zhang · Jianqiang Liu · Jingxi Yang · Nan Zhao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
本文提出了一种新型直流电力电子变压器（DCPET）拓扑，适用于机车、交直流混合电网、直流配电网等中压大功率隔离应用。与传统PET拓扑相比，该方案减少了功率半导体器件和高频隔离变压器的数量，有效提升了功率密度与系统可靠性。
解读: 该拓扑通过全桥级联技术实现中压大功率变换，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及大型光伏电站的直流汇流与升压方案具有重要参考价值。减少器件数量和变压器规模的设计思路，有助于进一步优化阳光电源大功率PCS产品的成本与体积。建议研发团队关注该拓扑在高压直流侧的软开关特性与模块化扩展能力，探...
基于功率循环测试的线性累积损伤理论实验研究
Experimental Investigation of Linear Cumulative Damage Theory With Power Cycling Test
Guang Zeng · Christian Herold · Torsten Methfessel · Marc Schafer 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
本文通过单工况及组合工况下的功率循环测试，研究了线性累积损伤理论在功率半导体器件寿命预测中的适用性。通过监测负载电流下正向压降增加5%这一寿命终点标准，验证了该理论的有效性。
解读: 功率半导体（如IGBT、SiC模块）是阳光电源光伏逆变器、储能变流器（PCS）及风电变流器的核心组件。该研究探讨的线性累积损伤理论及功率循环测试方法，直接关系到产品在复杂工况下的寿命评估准确性。对于PowerTitan、PowerStack等储能系统及组串式逆变器，通过该理论优化寿命预测模型，可显著...
单向电流H桥模块化多电平变换器的储能需求与低电容运行
Energy Storage Requirement and Low Capacitance Operation of Unidirectional Current H-Bridge Modular Multilevel Converters
Wenbo Yang · Qiang Song · Biao Zhao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年12月
本文研究了单向电流H桥模块化多电平变换器（UCH-MMC）。由于其独特的单向电流和双极性电压特性，其运行区域和模式与传统半桥MMC不同。文章重点分析了其储能需求（ESR）及低电容运行特性，为优化变换器设计提供了理论依据。
解读: 该研究涉及的MMC拓扑及储能需求分析，对阳光电源PowerTitan和PowerStack等大型储能系统（ESS）的PCS架构优化具有重要参考价值。UCH-MMC通过减少半导体器件数量，有望进一步降低高压大功率储能变流器的成本与体积。建议研发团队关注该拓扑在提升功率密度和降低直流侧电容需求方面的潜力...
低温环境下电力电子元件综述
Review of Power Electronics Components at Cryogenic Temperatures
Handong Gui · Ruirui Chen · Jiahao Niu · Zheyu Zhang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
本文综述了低温环境对电力电子系统各部件的影响，包括硅基及宽禁带半导体开关器件、集成电路及无源元件等。研究旨在为超导系统等低温应用场景下的电力电子系统设计提供理论支撑，探讨了极端温度对器件性能与可靠性的影响。
解读: 该研究探讨的低温电力电子技术目前主要应用于超导等前沿领域，与阳光电源现有的光伏逆变器、储能系统（如PowerTitan）及充电桩等常规环境产品线关联度较低。然而，随着未来极端环境（如高海拔、极寒地区）光储项目需求的增加，文中关于宽禁带半导体（SiC/GaN）在极端温度下的性能演变分析，可为公司研发团...
电力变换器应用中组件间热相互作用分析
An Analysis of the Thermal Interaction Between Components in Power Converter Applications
Mohammad Shahjalal · Md Rishad Ahmed · Hua Lu · Chris Bailey 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
准确预测半导体器件温度对电力电子变换器设计至关重要。传统RC热模型在特定边界条件下具有一定预测能力，但难以满足可靠性分析的高精度要求。本文旨在通过分析组件间的热相互作用，提升热模型的准确性，为电力电子系统的可靠性设计提供理论支撑。
解读: 热设计是阳光电源光伏逆变器（如组串式SG系列）及储能系统（如PowerTitan液冷系统）的核心竞争力。该研究提出的组件间热耦合分析方法，能有效优化功率模块的布局与散热设计，提升高功率密度产品在极端环境下的可靠性。建议研发团队将此分析方法集成至iSolarCloud智能运维平台的数字孪生模型中，通过...
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