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用于超级电容器应用的双有源桥变换器设计优化
Design Optimization of Dual Active Bridge Converter for Supercapacitor Application
Arkadeb Sengupta · Thiago Pereira · Marco Liserre · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
超级电容器（SC）适用于电力转换系统中的短时功率需求。然而，SC储能系统终端电压低且波动大，给电力电子接口（PEI）的设计带来挑战，难以同时实现高往返效率和快速响应。本文针对该问题，探讨了PEI的设计优化方法，旨在提升储能系统在宽电压范围下的整体性能。
解读: 该研究聚焦于双有源桥（DAB）变换器的优化设计，这与阳光电源的储能变流器（PCS）核心技术高度契合。对于PowerTitan和PowerStack等储能系统，超级电容器常作为混合储能方案的一部分，用于平抑瞬时功率波动。本文提出的优化设计方法可直接应用于阳光电源PCS的DC-DC级拓扑改进，有助于提升...
一种用于光伏应用的新型并网非对称多电平变换器
A New Grid-Connected Asymmetrical Multilevel Converter for PV Application
Shayan Pourfarrokh · Jafar Adabi · Firuz Zare · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
本文介绍了一种用于光伏系统的非对称多电平逆变器（MLI）。通过在系统输入端采用单向隔离型DC-DC变换器，不仅提升了光伏电压等级，还防止了反向功率流，适用于高功率应用。此外，该变换器通过高频变压器实现了光伏源与电网的电气隔离。
解读: 该研究提出的非对称多电平拓扑及隔离型DC-DC架构，与阳光电源的组串式逆变器及集中式逆变器技术路线高度契合。通过高频变压器实现电气隔离，可有效提升光伏系统的安全性，并优化高压直流输入侧的效率。对于阳光电源而言，该拓扑在提升功率密度、降低输出谐波以及满足大型地面电站对高压并网需求方面具有参考价值。建议...
基于PSO算法MPPT的无电解电容双半桥谐振变换器
Electrolytic Capacitor-Less Dual-Half Active Bridge Resonant Converter With PSO-Based MPP Tracking
Prakash Ji Barnawal · Vivek Nandan Lal · Rajeev Kumar Singh · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
本文提出了一种集成光伏面板的隔离型DC-DC谐振变换器，采用基于粒子群优化（PSO）的MPPT算法以应对部分遮挡工况。该设计旨在消除DC-DC变换器中易损且可靠性较低的电解电容，提升系统整体寿命与稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式光伏逆变器及户用储能产品线具有重要参考价值。首先，消除电解电容可显著提升变换器的寿命和可靠性，契合阳光电源对长寿命产品的追求；其次，基于PSO的MPPT算法在处理复杂遮挡工况时表现优异，可提升光伏发电效率。建议研发团队评估该拓扑在户用光伏及小型储能PCS中的应用潜力，特别是在...
宽输出电压范围的三相LLCL双向谐振变换器
Three-Phase LLCL Bidirectional Resonant Converter With Wide Output Voltage Range
Qinglin Zhao · Tianrui Wang · Yi Zheng · Hao Ding 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
本文提出了一种具有宽电压范围的三相LLCL双向谐振DC-DC变换器。通过结合交错并联技术，该变换器能有效降低输入输出端的电流纹波，并显著减小滤波电容体积。同时，该拓扑具备三条功率传输路径及自均流能力，在提升功率密度和效率方面表现优异。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大功率光储一体化系统具有重要参考价值。LLCL谐振拓扑在宽电压范围下的高效变换能力，能够优化储能变流器（PCS）在电池电压波动时的效率表现。交错并联技术有助于减小滤波器件体积，从而提升整机功率密度，符合阳光电源追求高集成度、...
一种用于增强非对称三有源桥变换器零电压开关性能的新型非对称漏感
A New Asymmetric Leakage Inductance for Enhancing Zero-Voltage Switching Performance in Asymmetric Triple-Active-Bridge Converters
Dong-Uk Kim · Dong Dong · Byoungho Kim · Sungmin Kim · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
三有源桥（TAB）变换器是实现多直流端口电气隔离与功率集成的关键拓扑。针对电动汽车及配电系统中各端口功率需求不一致的场景，本文提出了一种新型非对称漏感设计方法。通过优化漏感参数，有效提升了非对称TAB变换器在全功率范围内的零电压开关（ZVS）性能，降低了开关损耗，提升了变换效率。
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重要应用价值。在光储一体化系统中，多端口变换器常用于连接光伏、电池与直流母线，且各端口功率等级往往存在差异。通过采用文中提出的非对称漏感优化设计，可显著改善PCS在非对称负载下的ZVS性能，从而提升...
基于DAB的两级式DC-DC电动汽车充电转换器系统的低计算负担控制技术
Control Techniques With Low Computational Burden for a DAB-Based Two-Stage DC–DC EV Charging Converter System
Nie Hou · Kejun Qin · Ruizhi Wei · Yue Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
未来电动汽车（EV）充电系统需具备双向运行、电气隔离及宽电压范围调节能力。双有源桥（DAB）DC-DC变换器是实现该功能的关键拓扑，但其存在的无功功率问题影响效率。本文提出了一种低计算负担的控制技术，旨在优化DAB变换器在两级式充电系统中的性能，提升功率密度与控制响应速度。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的电动汽车充电桩业务。DAB拓扑是实现高性能双向充电桩的核心，通过优化控制算法降低计算负担，能够显著提升充电桩的动态响应速度和控制精度，有助于降低控制器硬件成本。建议研发团队关注该低计算量控制策略，将其应用于阳光电源新一代大功率直流快充桩及V2G（车网互动）产品中，以提升产品...
关于直流-直流互联变换器SISO与MIMO阻抗稳定性评估的适用性研究
On the Applicability of SISO and MIMO Impedance-Based Stability Assessment of DC–DC Interlinking Converters
Ružica Cvetanović · Ivan Z. Petrić · Paolo Mattavelli · Simone Buso · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
本文建立了直流-直流互联变换器中常用的端口级（端接）单输入单输出（SISO）阻抗法与设备级（非端接）多输入多输出（MIMO）阻抗法之间的数学关联。研究明确了确保稳定性评估准确性的必要条件，为复杂电力电子系统中的阻抗建模与稳定性分析提供了理论依据。
解读: 该研究对于阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流微电网解决方案至关重要。在多机并联或复杂直流母线架构中，变换器的阻抗交互易引发谐振失稳。通过应用MIMO阻抗建模方法，研发团队能更精准地评估PCS在弱电网或多变换器互联场景下的稳定性，优化控制环路设计。建议将该理论应用...
一种消除漏感问题的正激式DC-DC变换器
Forward-Based DC-DC Converter With Eliminated Leakage Inductance Problem
Oleksandr Matiushkin · Oleksandr Husev · Hossein Afshari · Enrique Romero-Cadaval 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
本文提出了一种适用于低功率太阳能应用的新型正激式变换器。所提出的变换器在宽输入电压范围内具有高效性能，且所需元件数量较少。所提出的直流 - 直流拓扑结构是带有额外钳位输出电容的改进型正激式直流 - 直流变换器。此类变换器的设计理念是将变压器的励磁能量转移到输出端，而非采用输入钳位电路。为实现这一特性，考虑了两种可能的拓扑结构。文中讨论了所提方案中无源元件的设计准则。由于输入功率水平不同，该变换器可工作在连续导通模式和不连续导通模式。对所提出的拓扑结构进行了比较和讨论。给出了所提出的基于正激式的直...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的改进型正激DC-DC变换器技术具有重要的参考价值。该技术通过创新的磁化能量传输机制，消除了传统正激变换器中漏感带来的电压尖峰问题，这对我们在光伏逆变器和储能系统中的DC-DC变换环节具有直接的应用意义。 技术优势方面，该方案通过附加钳位输出电容将变压器磁化能...
LLC DC-DC变换器过载运行的自动限流策略
Automatic Current Limit Strategy for LLC DC-DC Converter for Overload Operation
Xiao Yang · Deshang Sha · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
LLC DC-DC变换器应用广泛，但其在过载运行下的电流抑制问题备受关注。本文针对开关频率低于谐振频率及过载工况下的移相（PS）控制进行了深入研究，提出了全面且通用的几何分析方法，旨在解决过载条件下的电流限制与控制难题。
解读: LLC谐振变换器是阳光电源储能变流器（PCS，如PowerTitan、PowerStack系列）及直流快充桩的核心拓扑。在储能系统并网或充电桩大功率输出时，过载保护是保障设备可靠性的关键。本文提出的自动限流策略及移相控制分析，能够有效提升阳光电源产品在极端工况下的电流控制精度与系统鲁棒性，避免过载导...
基于三桥臂有源桥的混合Si/SiC开关双向谐振变换器
Three-Leg Active Bridge-Based Bidirectional Resonant Converter Using Hybrid Si/SiC Switches
Cheol-Hwan Kim · Changkyu Bai · Sang-Won Lee · Eun-Ha Park 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
本文提出了一种采用三桥臂有源桥和混合Si/SiC开关的双向谐振变换器。变压器次级侧采用三桥臂结构，相比单有源桥可实现双倍功率传输；通过共享其中一个桥臂，有效减少了功率器件数量。该拓扑在提高功率密度和效率方面具有显著优势。
解读: 该拓扑结构对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及大功率光伏逆变器具有重要参考价值。三桥臂结构通过共享桥臂减少器件数量，有助于进一步降低PCS的硬件成本并提升功率密度。混合Si/SiC开关技术是目前提升变换器效率的关键路径，建议研发团队评估该拓扑在兆瓦级储能变流器中...
一种具有简单结构和连续输入电流的高效率单开关软开关高升压DC-DC变换器
A High-Efficient Single-Switch, Soft-Switching High Step-Up DC–DC Converter With a Simple Structure and Continuous Input Current for Renewable Energy Integration
Hamed Moradmand Jazi · Ramin Rahimzadeh Khorasani · Ehsan Adib · Pericle Zanchetta 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
本文提出了一种新型单开关软开关高升压DC-DC变换器。通过在输出级利用耦合电感和串联电容，该变换器实现了功率开关管的软开关性能，并获得了高升压增益。耦合电感的设计使得变换器能够同时实现软开关和高效率，适用于可再生能源集成应用。
解读: 该技术提出的高升压比和软开关特性，对阳光电源的户用光伏逆变器及小型储能PCS产品具有重要价值。在户用场景中，光伏组件电压较低，采用该拓扑可简化前级DC-DC电路设计，减少开关损耗，从而提升整机效率并降低散热成本。此外，连续输入电流特性有助于减小光伏侧电流纹波，延长组件寿命。建议研发团队评估该拓扑在提...
一种通过切换不同变压器等效匝比实现宽电压范围的高效双有源桥变换器
An Efficient Dual-Active-Bridge Converter for Wide Voltage Range by Switching Operating Modes With Different Transformer Equivalent Turns Ratios
Hongbiao Xie · Xiaoying Chen · Hongjing Ouyang · Tao Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
本文提出了一种变等效匝比双有源桥（VTDAB）DC-DC变换器，旨在提升传统DAB变换器在宽电压范围下的效率。通过改变次级侧三个桥臂的驱动逻辑，VTDAB能够控制双变压器两端的电压，从而实现两种不同的等效匝比，有效优化了变换器在宽电压输入/输出工况下的效率表现。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及组串式光伏逆变器具有重要应用价值。储能PCS的核心在于DC-DC环节，电池电压随SOC变化具有宽范围特性，传统DAB在偏离额定电压时效率下降明显。该VTDAB拓扑通过改变等效匝比，无需增加额外硬件成本即可显著提升全功率段...
三电平交错式DC-DC中压SiC变换器中的共腿耦合电感配置
Common-Leg Coupled Inductor Configuration in a Three-Level Interleaved DC–DC Medium Voltage SiC-Based Converter
Michał Harasimczuk · Rafał Kopacz · Rafał Miśkiewicz · Radosław Sobieski 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
本文提出了一种三电平交错式DC-DC变换器中的新型共腿耦合电感结构。研究分析了该结构的调制方法，重点探讨了其对电流纹波、功率损耗及共模噪声的影响。该概念通过基于SiC器件的中压双向变换器原型进行了验证。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大功率组串式逆变器具有重要参考价值。随着储能系统向更高电压等级（1500V及以上）演进，利用SiC器件配合三电平拓扑可显著提升功率密度和效率。文中提出的共腿耦合电感技术能有效优化电流纹波并抑制共模噪声，有助于降低滤波器体积，...
基于虚拟电容的连续控制集模型预测控制DC-DC变换器噪声容忍策略
Noise Tolerance Strategy Based on Virtual Capacitor for DC–DC Converters With Continuous Control Set Model Predictive Control
Zheng Dong · Qian Chen · Jiawang Qin · Zhenbin Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
针对连续控制集模型预测控制（CCS-MPC）在DC-DC变换器应用中易受噪声干扰导致性能下降的问题，本文提出了一种基于虚拟电容的噪声容忍方法。该方法结构简单且有效，能够显著提升CCS-MPC在实际电力电子变换器中的鲁棒性与控制精度。
解读: 该研究直接针对DC-DC变换器的控制算法优化，对阳光电源的储能变流器（如PowerTitan、PowerStack系列）及光伏组串式逆变器中的DC-DC级具有重要参考价值。CCS-MPC算法在高性能变换器中应用广泛，但噪声敏感性一直是工程落地的痛点。引入“虚拟电容”策略可有效提升系统在复杂电磁环境下...
利用开关振荡幅度特征实现DC-DC变换器中SiC MOSFET开关时间的非接触式监测
Noncontact SiC MOSFET Switching Time Monitoring in DC–DC Converter Using Switching Oscillation Amplitude Feature
Dawei Xiang · Yipeng Li · Hao Li · Yunpeng Xiao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
SiC MOSFET的开关时间是评估其运行性能与健康状态的关键参数。然而，直接测量漏源或栅源电压存在安全与精度挑战。本文提出了一种基于开关振荡幅度特征的非接触式监测方法，有效解决了上述难题，为功率器件的在线状态监测提供了新思路。
解读: 该技术对阳光电源的组串式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统具有重要价值。随着SiC器件在高效能变换器中的广泛应用，开关时间的精准监测直接关联到功率模块的健康管理与寿命预测。通过非接触式监测技术，阳光电源可在iSolarCloud平台中集成更高级的预测性维护功能，在不增加额...
无变压器混合双向DC-DC升降压结构的综合与分类
Synthesis and Classification of Boost/Buck Structures for Getting Transformerless Hybrid Bidirectional DC–DC Converters
Fabiano Gonzales Nimitti · António Manuel Santos Spencer Andrade · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
本文对双向升降压功率变换器系列进行了综合、对比分析及架构分类。研究重点在于以低压直流母线为输入、高压为输出的拓扑结构，并根据输入/输出的串并联特性进行分类，探讨了模块间的电压分配机制。
解读: 该文献探讨的无变压器双向DC-DC拓扑是阳光电源储能业务的核心技术基础。对于PowerTitan（液冷储能系统）和ST系列PCS而言，优化DC-DC变换器的拓扑结构能显著提升系统功率密度和转换效率，降低无变压器方案下的系统成本。文章中关于电压分配和模块化串并联的分类方法，可直接指导下一代高压储能PC...
具有低开关电压应力的单级双反激PFC变换器
Single-Stage Two-Flyback PFC Converter With Low Voltage Stress on a Switch
Jae-Won Yang · Hyun-Lark Do · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
本文提出一种由两个反激式AC-DC/DC-DC模块构成的单级功率因数校正（PFC）变换器。第一个反激AC-DC模块工作于断续导电模式（DCM），使输入电流与电网电压同相，实现高功率因数；部分能量经耦合电感直接传递至负载，其余储存在两个直流母线电容中。下一周期中，第二级反激DC-DC模块将电容能量传输至负载。通过引入两个直流阻断二极管，使直流母线电压低于输入电压峰值，开关电压应力被钳位在两倍直流母线电压。第二级工作于临界导电模式（CRM），以降低开关损耗。相比传统单级升压-反激PFC变换器，该拓扑...
解读: 该单级双反激PFC拓扑对阳光电源车载OBC充电机和小功率辅助电源模块具有直接应用价值。其核心创新——通过DC阻断二极管将开关电压应力钳位至2倍母线电压，可显著降低功率器件成本并提升可靠性，特别适用于48V低压储能系统的AC-DC前端整流模块。DCM+CRM混合工作模式实现高PF值（>0.99）的同时...
一种用于光伏电池等效电路模型参数在线估计的直接连续时间系统辨识方法
A Direct Continuous-Time System Identification Approach for Online Estimation of Equivalent Circuit Model Parameters in Photovoltaic Cells
Thamsanqa L. Gcwensa · Edward Boje · Paul Barendse · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年7月
太阳能光伏（PV）电池的交流特性表征通常采用电阻抗谱（EIS）来确定内部动态阻抗。然而，EIS在实际应用中存在局限性，尤其是在环境条件变化的情况下。标准的EIS方法采用基于扰动的技术，适用于特定频率带宽的测量。为缓解这些问题，本文引入了一种基于递归工具变量法的直接连续时间（CT）系统识别策略，用于估计太阳能光伏的交流等效电路（EEC）参数。在变化的环境下，这种CT识别方法在估计交流EEC参数方面优于EIS频率技术。它利用了直流 - 直流升压转换器固有的开关特性，无需外部激励信号。重点在于采用卡尔...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于连续时间系统辨识的光伏电池等效电路参数在线估计技术具有显著的应用价值。该技术突破了传统电化学阻抗谱（EIS）方法在实际应用中的局限性，特别是在环境条件变化时的适应性问题，这与我们光伏逆变器和储能系统在复杂工况下的运行需求高度契合。 技术的核心创新在于利用DC-DC...
P3R：用于用户侧直流建筑的局部功率后置调节构网型变换器
P3R: Partial Power Postregulated Grid-Forming Converter for Prosumer DC Buildings
Edivan Laercio Carvalho · Andrii Chub · Naser Hassanpour · Andrei Blinov 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
本文介绍了一种基于升降压串联部分功率变换器的概念，用于在建筑用直流组网变换器中实现下垂控制。由于该变换器负责处理直流建筑与电网之间的所有功率，因此其高效率至关重要。本研究探讨了将两种高性能解决方案相结合的可行性，即具有 700/350 V 恒定电压传输比的串联谐振直流 - 直流（DCX）变换器，以及遵循用户侧直流建筑下垂控制曲线的部分功率后调节器（P³R）。在此应用中，DCX 需要按照住宅直流安装标准的要求确保交流和直流部分之间的隔离，同时提供必要的电压匹配。搭建并测试了一个 5 千瓦的原型，以...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项P3R部分功率后调节技术为我们在直流建筑微网和产消者应用领域提供了重要的技术参考价值。 该方案的核心创新在于将串联谐振DCX变换器与部分功率后调节器结合，实现了高效的直流组网控制。对于阳光电源而言，这一架构与我们在储能变流器和户用光储系统中的技术路线高度契合。特别是在...
基于高频Dickson倍压器的高压低纹波变换器设计
Design of a High-Voltage Low-Ripple Converter With High-Frequency Dickson Multipliers
Zhechi Ye · Kawin Surakitbovorn · Calvin H. Lin · Juan Rivas-Davila · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
高压、低纹波的直流 - 直流转换器在各种工业和科学应用中至关重要。提高开关频率有助于提高转换器的功率密度，但对电路设计提出了挑战。在本文中，我们提出了一种基于迪克森电压倍增器详细模型的设计方法，以考虑高频倍增器电路中的非理想因素。我们介绍了一款高频 80 瓦、48 伏转 7 千伏直流 - 直流电源转换器的设计，其电压纹波峰峰值小于 10 伏。该电路采用了基于氮化镓的高频逆变器、多端口空心平面印刷电路板（PCB）变压器、迪克森电压倍增器和纹波消除技术。PCB 变压器采用屏蔽层构建，以减轻噪声引起的...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于Dickson倍压器的高频高压低纹波变换技术具有重要的应用潜力。该技术实现了48V到7kV的升压转换，纹波比控制在0.1%以内，峰值效率达86%，这些指标对我司多个产品线具有参考价值。 在光伏逆变器领域，该技术的高频化设计思路与我司追求高功率密度的方向一致。采用G...
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