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宽输入电压范围内实现全负载范围ZVS的电流型双有源桥变换器脉冲注入调制方法
Pulse Injection Modulation Method for Current-Fed Dual Active Bridge Converter With Full Load Range ZVS Under Wide Input-Voltage Range
Caifeng Liu · Xudong Zou · Shiying Zhou · Han Peng 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
本文针对电流型双有源桥(CF-DAB)变换器提出了一种脉冲注入调制(PIM)方法。文章首次揭示了现有调制方法中零电压开关(ZVS)损耗的机理,并通过重新设计调制时序,克服了固有缺陷,实现了全负载范围内的ZVS,同时降低了电感电流应力。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及PCS产品具有重要意义。CF-DAB拓扑常用于储能变流器的DC-DC级,通过PIM调制实现全负载范围ZVS,可显著提升变换器在宽电压输入范围下的效率,减少散热设计压力,提升系统功率密度。建议研发团队评估该调制策略在现有S...
直流微电网应用中三有源桥
TAB)变换器的一种安全快速闭环启动策略
Yuxuan Li · Lingfeng Jiang · Ziqian Wang · Linxiao Gong 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
三有源桥(TAB)变换器在直流微电网中应用广泛,其安全快速启动是关键需求。由于其拓扑集成度高,实现闭环启动控制难度较大。本文提出了一种新型闭环启动策略,旨在解决TAB变换器在启动过程中的电压应力与电流冲击问题,相比传统的DAB简化模式,该策略能显著提升系统启动的可靠性与响应速度。
解读: 该研究针对TAB变换器的启动控制,对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)具有重要参考价值。目前阳光电源的储能PCS多采用多端口或多级变换架构,TAB拓扑在多源能量管理中具有高功率密度优势。该闭环启动策略可优化PCS在离网或微网模式下的黑启动性能,减少启动瞬间对直流母...
针对不同设计目标改进双移相控制双有源桥变换器性能的策略与技术
Different Purpose Design Strategies and Techniques to Improve the Performance of a Dual Active Bridge With Phase-Shift Control
Alberto Rodriguez · Aitor Vazquez · Diego G. Lamar · Marta M. Hernando 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年2月
本文探讨了双向双有源桥(DAB)变换器的性能优化。DAB具备全开关管软开关(ZVS)优势,但在轻载或高压工况下易丧失ZVS特性。文章重点研究了移相控制策略,旨在通过优化设计提升变换器在宽负载范围下的效率与动态响应能力。
解读: DAB拓扑是阳光电源储能系统(如PowerTitan、PowerStack及ST系列PCS)中DC-DC变换级的核心技术。该研究针对轻载下ZVS失效及效率优化的问题,直接契合阳光电源在储能变流器高效率、高功率密度设计方面的需求。通过引入改进的移相控制策略,可有效降低PCS在宽电压范围下的开关损耗,提...
基于频域分析的混合占空比调制以最小化双有源桥变换器RMS电流并扩展软开关范围
Hybrid Duty Modulation for Dual Active Bridge Converter to Minimize RMS Current and Extend Soft-Switching Range Using the Frequency Domain Analysis
Di Mou · Quanming Luo · Jia Li · Yuqi Wei 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
本文提出了一种面向效率的双有源桥(DAB)变换器混合占空比调制(HDM)方案。该方案通过优化零电压部分的分配,有效降低了电感电流的均方根(RMS)值,并显著扩展了开关管的软开关工作范围,从而提升了变换器的整体转换效率。
解读: DAB拓扑是阳光电源储能变流器(PCS)及直流变换环节的核心技术。该研究提出的混合占空比调制(HDM)方案,能够直接优化PowerTitan、PowerStack系列储能系统的DC-DC级效率,特别是在宽电压范围运行下,通过降低RMS电流损耗和提升软开关性能,可显著提升系统全生命周期能效。建议研发团...
基于级联H桥和双有源桥固态变压器中高频变压器的主动热控制
Active Thermal Control of High-Frequency Transformers in Cascaded H-Bridge and Dual Active Bridge Based Solid State Transformer
Jianxiong Yu · Jing Sheng · Rui Lu · Heya Yang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
采用级联H桥有源前端(AFE)和双有源桥(DAB)隔离型DC-DC变换器的固态变压器(SST)在超大规模电力应用中日益受到关注。然而,AFE引起的二倍工频波动会导致高频变压器(HFT)产生额外功率损耗与温升,威胁其可靠性与寿命。本文通过解析方法推导了HFT损耗特性,提出一种基于三次谐波注入的主动热控制策略,以重构HFT电流频谱并降低绕组损耗。推导了谐波注入后的损耗解析表达式,并优化了注入谐波的幅值与相位。在2MW/10kVac输入/800Vdc输出的SST样机上进行了仿真与实验验证,结果表明,优...
解读: 该主动热控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文中针对级联H桥+DAB拓扑的二倍工频波动导致的高频变压器热应力问题,提出的三次谐波注入策略可直接应用于阳光电源1500V储能系统中的隔离型DC-DC变换器设计。通过优化电流频谱降低17%绕组损耗、实现3...
全工作范围内最小化RMS电流的双有源桥隔离双向DC/DC变换器建模与分析
Modeling and Analysis of a Dual-Active-Bridge-Isolated Bidirectional DC/DC Converter to Minimize RMS Current With Whole Operating Range
Anping Tong · Lijun Hang · Guojie Li · Xiuchen Jiang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年6月
本文针对双有源桥(DAB)双向DC/DC变换器,研究了具有三个控制自由度的三相移(TPS)调制策略。文章建立了精确的通用数学模型,分析了六种工作模式,旨在优化变换器在全工作范围内的运行性能,特别是通过最小化RMS电流来提升系统效率。
解读: DAB拓扑是阳光电源储能系统(如PowerTitan、PowerStack及ST系列PCS)中实现DC/DC变换的核心技术。该研究提出的TPS调制优化策略能有效降低变换器在宽电压范围下的RMS电流,从而显著提升储能系统的转换效率,降低发热损耗。建议研发团队将该模型集成至PCS控制算法中,以优化不同电...
用于更多电飞机应用中保持时间扩展的双有源桥变换器混合相位-频率控制
A Hybrid Phase-Frequency Control of Dual Active Bridge Converters for Hold-Up Time Extension in More Electric Aircrafts Applications
Linxiao Gong · Yunfeng Peng · Chaofan Cui · Jie Chen 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文针对更多电飞机(MEA)应用中的双有源桥(DAB)变换器,提出了一种混合相位-频率控制策略。该方法旨在解决保持时间(Hold-up time)扩展过程中,传统移相控制导致的电压增益与电流应力耦合问题,有效降低高电压增益下的电流应力,提升变换器在极端工况下的可靠性与安全性。
解读: DAB变换器是阳光电源储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及直流充电桩核心DC-DC环节的关键拓扑。该文提出的混合相位-频率控制策略,能够有效优化DAB在宽电压范围下的电流应力,这对于提升阳光电源储能变流器(PCS)在电网电压波动或电池电压变化时的效率和可靠性具有重要参考价值...
利用三相谐振导纳网络的三相双有源桥DC-DC变换器的设计、分析与性能表征
Design, Analysis, and Performance Characterization of Dual-Active-Bridge DC–DC Converter Utilizing Three-Phase Resonant Immittance Network
Akif Zia Khan · K. H. Loo · Yuk Ming Lai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
本文提出了一种利用三相谐振导纳网络(3p-RIN)的三相双有源桥(3p-DAB)DC-DC变换器,旨在实现单位功率因数运行。该拓扑在全运行范围内保持交流链路的单位功率因数,从而有效降低无功损耗,并实现了全范围的零电压开关(ZVS)操作。
解读: 该研究提出的三相DAB拓扑及其谐振网络优化技术,对阳光电源的储能业务(如PowerTitan、PowerStack系列PCS)具有极高的参考价值。通过引入3p-RIN实现全范围ZVS和单位功率因数,可显著提升大功率储能变流器的转换效率,降低散热压力,从而提升系统功率密度。建议研发团队评估该拓扑在兆瓦...
具有无功功率能力的单级AC-DC双有源桥变换器
Single-Stage AC-DC Dual Active Bridge Converter With Reactive Power Capability
Daniel Goldmann · Jakob Vellinger · Simon Schramm · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
传统的隔离型AC-DC功率变换通常采用两级结构,分别实现交直流转换与电气隔离。本文提出一种单级AC-DC双有源桥变换器的新型控制策略,可实现电网端任意无功功率流动,克服了传统方案在电网电压过零点无法传输电流及仅限于单位功率因数运行的局限。通过多种调制策略的协同设计,确保变换器在宽电压范围内高效运行。该方法基于解析建模的开环控制,无需电流闭环。实验基于3 kW样机验证,输出电流总谐波畸变率低至5.0%,峰值效率超过96.5%。
解读: 该单级AC-DC DAB技术对阳光电源车载OBC和储能PCS产品具有重要应用价值。相比传统两级架构,单级拓扑可降低系统成本和体积,特别适合电动汽车充电场景。其无功功率调节能力可直接应用于ST系列储能变流器的电网支撑功能,增强构网型GFM控制性能。基于解析建模的开环控制策略简化了控制系统设计,5.0%...
基于双有源桥
DAB)的模块化高频链直流变压器在柔性中压直流配电中的全过程运行、控制与实验:实用指南
Biao Zhao · Qiang Song · Jianguo Li · Qianhao Sun 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年9月
直流变压器(DCT)是中压直流(MVDC)配电系统的核心设备。本文针对基于双有源桥(DAB)的DCT在柔性MVDC配电中的应用,提供了涵盖全过程运行、控制策略及实验验证的实用指南。文章将DCT的运行模式设计为MVDC、LVDC及功率控制模式,为直流配电系统的稳定运行提供了理论与实践参考。
解读: 该技术与阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及直流微电网业务高度相关。DAB拓扑是实现储能变流器(PCS)高效双向功率变换的关键技术,其模块化设计思路可优化阳光电源大功率储能系统的功率密度与扩展性。建议研发团队关注该文中的多模式控制策略,以提升PCS在复杂直流配电网中的...
双有源桥变换器的多移相控制以实现零电压开关并提升轻载性能
Multiple-Phase-Shift Control for a Dual Active Bridge to Secure Zero-Voltage Switching and Enhance Light-Load Performance
Allan Taylor · Guanliang Liu · Hua Bai · Alan Brown 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年6月
本文针对电动汽车充电器中AC/DC+DAB拓扑,提出了一种多移相控制策略。该方法旨在解决传统单移相控制在轻载下易丢失零电压开关(ZVS)的问题,通过优化控制策略,在保证功率因数校正的同时,显著提升了DAB级在宽负载范围内的转换效率与功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及电动汽车充电桩业务具有极高的参考价值。DAB拓扑是双向DC-DC变换的核心,多移相控制策略能有效解决储能PCS在充放电切换及轻载工况下的效率瓶颈,降低开关损耗,提升系统整体能效。建议研发团队在下一代高功率密度储能变流器设...
基于单移相调制的双有源桥变换器磁性元件多目标优化设计
Multi-objective Optimal Design of Magnetic Components for Dual Active Bridge Converter Based on Single Phase Shift Modulation
靳浩源裴云庆王来利董晓博王淦李汕哲 · 中国电机工程学报 · 2025年5月 · Vol.45
双有源桥(DAB)变换器在电力电子变压器中应用广泛,其磁性元件直接影响效率、功率密度与可靠性。现有研究较少结合DAB运行机理,且常忽略电感优化,求解复杂。本文针对单移相调制下的DAB变换器,融合其工作原理与磁性元件多物理场设计理论,以磁芯形状、电感值和变压器匝数为决策变量,构建电路与器件层面的约束条件,开展以效率和功率密度为目标的多目标优化。通过理论推导揭示电感与匝数对约束及目标的影响规律,降低变量维度并提升通用性,给出优化流程,并通过实验验证方法有效性。
解读: 该DAB变换器磁性元件多目标优化技术对阳光电源多条产品线具有直接应用价值。在ST系列储能变流器中,DAB作为核心DC-DC隔离变换环节,该优化方法可同步提升效率与功率密度,降低磁性元件损耗和体积;在PowerTitan大型储能系统中,可优化电池簇间能量管理的隔离变换器设计;在车载OBC充电机中,DA...
一种具有高频电流纹波友好端口的双电流馈电双有源桥DC/DC变换器
A Dual-Current-Fed Dual-Active-Bridge DC/DC Converter With High-Frequency Current-Ripple-Friendly Ports
Yue Zhang · Li Ding · Nie Hou · Yunwei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
电流馈电隔离型DC/DC变换器适用于燃料电池和锂电池等对高频电流纹波要求严格的场景。现有拓扑多采用电流馈电桥与电压馈电桥组合,难以充分发挥双侧电流馈电的优势。本文提出一种新型双电流馈电双有源桥(DAB)变换器,通过优化端口特性,有效降低了高频电流纹波,提升了系统控制灵活性。
解读: 该拓扑对阳光电源的储能业务(如PowerTitan、PowerStack系列PCS)具有重要参考价值。储能系统对电池侧电流纹波极其敏感,纹波过大会导致电池发热加剧及寿命衰减。该双电流馈电DAB架构能从电路拓扑层面抑制纹波,减少对大容量直流侧滤波电感的依赖,有助于提升PCS功率密度并降低成本。建议研发...
一种利用串联注入扩展高压双有源桥变换器ZVS范围的新型技术
A Novel ZVS Range Enhancement Technique of a High-Voltage Dual Active Bridge Converter Using Series Injection
Awneesh Kumar Tripathi · Krishna Mainali · Sachin Madhusoodhanan · Arun Kadavelugu 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年6月
本文提出了一种利用辅助串联注入变压器扩展双有源桥(DAB)DC-DC变换器零电压开关(ZVS)范围的新技术。通过串联变压器进行电压注入,能够有效控制DAB主变换器的无功功率流动,从而在宽负载范围内维持ZVS运行,并建立了相应的串联补偿模型。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务(如PowerTitan、PowerStack及ST系列PCS)具有极高的应用价值。DAB拓扑是双向储能变流器的核心,其软开关范围直接影响变换器的效率与功率密度。通过引入串联注入技术,可显著降低高压储能系统在轻载或宽电压范围下的开关损耗,提升系统全工况效率。建议研发团队评估...
集成于双通道驱动器的SiC MOSFET串联主动均压技术
Active Voltage Balancing With Seamless Integration Into Dual Gate Driver for Series Connection of SiC Mosfets
Rui Wang · Drazen Dujic · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
本文针对SiC MOSFET半桥模块在串联应用中的电压不平衡问题,提出了一种集成于双通道门极驱动器(D-GD)的主动均压方案。该方法通过优化驱动电路设计,实现了高压转换器应用中SiC器件的高效串联,有效提升了功率模块在高压环境下的可靠性与工作性能。
解读: 该技术对阳光电源的高压储能系统(如PowerTitan系列)及大功率组串式逆变器具有重要意义。随着光伏与储能系统向更高直流电压等级(如1500V及以上)演进,SiC器件的串联应用成为提升功率密度和效率的关键。该主动均压方案能有效解决串联SiC器件的动态电压不平衡问题,降低对器件筛选的依赖,提升系统可...
一种具有双开关控制电容器的无线电能传输系统效率优化研究
A Wireless Power Transfer System With Dual Switch-Controlled Capacitors for Efficiency Optimization
Jianzhong Zhang · Jin Zhao · Yaqian Zhang · Fujin Deng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
本文提出了一种新型无线电能传输(WPT)系统,通过开关控制电容器(SCC)实现可变电容和效率优化。采用最优非对称电压消除(OAVC)控制策略,实现了有源桥式变换器的宽范围软开关运行,并通过有源桥逆变器的脉宽调节实现输出电压控制。
解读: 该技术主要涉及无线电能传输(WPT)及高频功率变换,与阳光电源目前的电动汽车充电桩业务具有潜在的技术关联性。随着无线充电技术在电动汽车领域的商业化进程,文中提到的SCC拓扑及OAVC软开关控制策略可为公司下一代高效率、高功率密度无线充电模块提供技术储备。建议研发团队关注该拓扑在提升轻载效率方面的表现...
双向双桥串联谐振DC-DC变换器的宽范围ZVS控制技术
Wide-Range ZVS Control Technique for Bidirectional Dual-Bridge Series-Resonant DC–DC Converters
Weijian Han · Luca Corradini · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
针对高压大功率双向DC-DC变换器,软开关技术对提升效率与可靠性至关重要。本文提出了一种用于双桥串联谐振DC-DC变换器的宽范围零电压开关(ZVS)控制技术,通过集成变频调制(VFM)与移相控制,有效扩展了软开关工作范围。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务(如PowerTitan、PowerStack系列PCS)具有极高的应用价值。储能变流器在充放电过程中常面临宽电压范围工况,该宽范围ZVS控制技术能显著降低开关损耗,提升系统在全功率段的转换效率,有助于进一步减小散热器体积,提升功率密度。建议研发团队评估该控制策略在双向DA...
基于混合桥的电压匹配控制DAB变换器在宽电压增益应用中的研究
Hybrid-Bridge-Based DAB Converter With Voltage Match Control for Wide Voltage Conversion Gain Application
Guo Xu · Deshang Sha · Yaxiong Xu · Xiaozhong Liao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年2月
本文提出了一种用于宽电压增益应用的混合桥式双有源桥(DAB)变换器电压匹配(VM)控制策略。通过增加辅助半桥电路,该拓扑集成了半桥和全桥DAB变换器的优点。与传统DAB的PWM调制方法不同,该转换器利用四电平调制技术,有效提升了宽范围电压转换下的效率与性能。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及组串式光伏逆变器具有重要应用价值。在光储一体化应用中,电池组电压随SOC变化呈现宽范围波动,传统的DAB变换器在非额定电压下效率损失较大。本文提出的混合桥拓扑及电压匹配控制策略,能显著提升DAB在宽电压范围内的转换效率,优化...
用于电动汽车辅助电源模块的双浮动三端口DC-DC变换器
Dual Floating Based Three Port DC-DC Converter for EV-APM
Huu-Phuc Kieu · Ngoc-Quy Do · Sewan Choi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
本文提出了一种名为双浮动双有源桥(DAB)三端口变换器的新型隔离式DC-DC变换器(TPC)。该拓扑结合了隔离式DAB变换器与交错式非隔离双浮动升压(DFB)变换器。针对自动驾驶及车载娱乐系统导致的车载辅助负载功率需求激增,该设计旨在优化多端口能量转换效率与功率密度。
解读: 该研究提出的三端口变换器拓扑在提升功率密度和多路输出效率方面具有参考价值,与阳光电源的电动汽车充电桩及车载电源业务相关。虽然阳光电源目前侧重于大功率充电桩及光储系统,但该拓扑中DAB与DFB的集成思路可为充电桩内部的辅助电源设计或未来车网互动(V2G)场景下的多端口变换器架构提供技术储备。建议研发团...
宽负载范围内有源钳位软开关推挽全桥双向DC-DC变换器
Active-Clamp Soft-Switching Push-Pull Full-Bridge Bidirectional DC–DC Converter Over a Wide Load Range
Qunfang Wu · Sen Xue · Heng Xi · Jiangli Ren 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
针对低压大电流储能场景,三开关推挽全桥双向DC-DC变换器(TPFBC)具有开关管数量少、成本低的优势,但存在电压应力高及全负载范围内难以实现零电压开关(ZVS)的问题。本文提出一种有源钳位软开关技术,旨在优化该拓扑在宽负载范围下的效率与可靠性。
解读: 该研究针对低压大电流储能应用,直接契合阳光电源PowerTitan及PowerStack系列储能变流器(PCS)的核心技术需求。在储能系统中,DC-DC环节的效率与功率密度是提升系统竞争力的关键。该拓扑通过有源钳位技术解决软开关难题,有助于降低开关损耗,提升PCS在宽负载范围下的转换效率。建议研发团...
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