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三电平双向全桥多谐振DC-DC变换器研究
Three-Level Bidirectional Full-Bridge Multiresonant DC-DC Converter
张纯江李旭明刘明郭忠南阚志忠 · 电源学报 · 2025年1月 · Vol.23
针对储能系统中直流母线电压高、电池侧电压低且变化范围宽的问题，提出一种三电平双向全桥多谐振DC-DC变换器。高压侧采用三电平结构以降低开关管电压应力，谐振腔采用对称LLCLC多谐振结构，实现正反向功率传输的对等控制。结合改进的同步变频控制策略，确保高低压侧开关管在全范围内实现零电压开通。相比传统LLC拓扑，该拓扑在较窄频率范围内可获得更宽电压增益，并通过优化谐振参数，利用基波与3次谐波共同传输功率，提升高频段效率。2 kW样机实验验证了理论分析的正确性。
解读: 该三电平双向全桥多谐振DC-DC变换器技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。其三电平拓扑与阳光电源现有三电平技术路线高度契合，可有效降低1500V高压母线侧开关管应力；LLCLC多谐振结构实现的宽范围电压增益特性，能够适配储能系统中电池200-900V的...
基于边界采样方法的同步三电平SVPWM新算法
Novel Synchronized Three-Level SVPWM Algorithms With Boundary Sampling Methods
Zhaoyang Li · Chenchen Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
本文针对高功率牵引系统中的三电平电压源逆变器，提出了一种新型同步调制策略。文章详细推导了实现同步与对称的原理，并引入边界采样方法，旨在优化逆变器在异步调制与方波调制过渡过程中的性能，提升高功率系统的控制精度与稳定性。
解读: 该研究提出的三电平SVPWM同步调制算法对阳光电源的高功率组串式逆变器及大型集中式逆变器具有重要参考价值。在光伏电站应用中，特别是在弱电网环境下，优化调制策略能有效提升逆变器在宽频率范围内的谐波抑制能力和动态响应速度。此外，该算法对于提升阳光电源大型储能系统（如PowerTitan系列）中PCS的并...
一种高电压增益单相混合开关电容PFC整流器系列
A Family of High-Voltage Gain Single-Phase Hybrid Switched-Capacitor PFC Rectifiers
Daniel Flores Cortez · Ivo Barbi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年8月
本文提出了一系列基于脉宽调制混合开关电容原理的单向三电平PFC整流器。该拓扑结构具有开关电压应力低、开关管数量少、输出电压可控以及无需变压器即可实现高电压增益等优点。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及充电桩产品线具有重要参考价值。其无需变压器实现高增益的特性，有助于进一步优化户用单相逆变器及直流充电模块的功率密度与转换效率。三电平拓扑的应用能有效降低开关管电压应力，从而降低对高压功率器件的依赖，有利于在保证可靠性的前提下降低BOM成本。建议研发团队关注该混合开关...
具有受限半导体损耗的优化脉冲模式
Optimized Pulse Patterns With Bounded Semiconductor Losses
Tobias Geyer · Petros Karamanakos · Isavella Koukoula · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
本文提出了一种三电平优化脉冲模式（OPP）计算方法，旨在实现低谐波负载电流畸变（负载友好）与低半导体损耗（变换器友好）的双重目标。通过将导通损耗和开关损耗建模为OPP开关角、变换器电流幅值及相位的函数，实现了损耗的精确优化。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如集中式逆变器和大型组串式逆变器）具有极高的应用价值。在光伏逆变器中，三电平拓扑是提升效率和功率密度的关键，通过优化脉冲模式（OPP）在保证电能质量的同时降低开关损耗，可直接提升逆变器的整机效率，降低散热压力，从而延长功率模块寿命。建议研发团队将该算法集成至iSolar...
并联NPC逆变器环流抑制研究
Reduction of the Circulating Current Among Parallel NPC Inverters
Anatolii Tcai · Yongdae Kwon · Sante Pugliese · Marco Liserre · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
在中高功率应用（如智能变压器、有源滤波器及风力发电）中，三电平中点钳位（NPC）逆变器因其高效率和低谐波特性被广泛应用。为提升功率密度并减小滤波器体积，多台NPC逆变器常采用交错并联运行。本文重点研究了并联系统中的环流抑制问题，旨在提升多机并联系统的运行稳定性和效率。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心产品线，特别是集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）。在兆瓦级以上的大功率应用场景中，多机并联是提升系统容量的主流方案，而环流问题是制约并联系统效率与可靠性的关键技术瓶颈。通过优化环流抑制策略，可进一步提升阳光电源大功率逆变器及PCS产品的并网电能质...
具有结温约束和松弛特性的三电平优化脉冲模式
Three-Level Optimized Pulse Patterns With Bounded Junction Temperature and Relaxed Properties
Isavella Koukoula · Petros Karamanakos · Tobias Geyer · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文提出了一种三电平优化脉冲模式（OPP）计算方法，旨在确保半导体器件的安全运行，从而充分发挥变换器的性能。该方法将半导体器件的结温直接纳入OPP优化问题的约束条件中，并探讨了OPP的对称性特性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心产品线，特别是大功率组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）。通过在PWM控制层面直接引入结温约束，可以在不牺牲功率密度的情况下，显著提升三电平拓扑在极端工况下的可靠性，延长器件寿命。建议研发团队将此算法集成至iSolarCloud智...
三电平Boost PFC变换器的定频混合导通模式控制
Fixed-Frequency Hybrid Conduction Mode Control for Three-Level Boost PFC Converter
Moonhyun Lee · Jih-Sheng Lai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
针对低功率Boost PFC变换器中DCM模式电流峰值高及CRM模式变频控制带来的EMI干扰与电流应力问题，本文提出了一种定频混合导通模式控制策略。该方法优化了三电平Boost PFC的运行特性，有效降低了电磁干扰并提升了系统效率。
解读: 该技术对阳光电源的户用及工商业光伏逆变器产品线具有重要参考价值。三电平Boost PFC拓扑能有效降低功率器件的电压应力，配合定频混合导通模式控制，可显著提升变换器在宽负载范围下的效率，并简化EMI滤波器设计，从而减小产品体积与成本。建议研发团队在下一代高功率密度组串式逆变器及充电桩的前级PFC电路...
一种新型混合模块化三电平并联有源电力滤波器
A Novel Hybrid Modular Three-Level Shunt Active Power Filter
Yong Wang · Jialong Xu · Ling Feng · Chengmin Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年9月
本文提出了一种新型混合模块化三电平并联有源电力滤波器（SAPF），旨在提升电能质量。模块化SAPF具有高波峰因数补偿电流和快速动态响应等优势，但也面临谐振和稳定性挑战。文章重点探讨了该拓扑的控制策略及稳定性优化方法。
解读: 该技术对阳光电源的电能质量治理业务（如SVG/APF产品线）具有重要参考价值。三电平拓扑是阳光电源组串式及集中式逆变器的主流技术方案，文章提出的模块化设计与稳定性控制策略，可优化现有产品的谐波补偿性能，提升在复杂电网环境下的动态响应速度。建议研发团队关注其谐振抑制算法，以增强阳光电源在弱电网场景下的...
基于参考电压偏差的NPC整流器开路故障诊断及容错控制研究
Open-Circuit Fault Diagnosis in NPC Rectifiers Using Reference Voltage Deviation and Incorporating Fault-Tolerant Control
Mingyun Chen · Yigang He · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文提出了一种针对三电平中点钳位（NPC）整流器的开路故障诊断方法。该方法通过比较实际电压与参考电压的偏差进行故障检测，无需复杂计算、精确建模或额外硬件。此外，该方法创新性地将故障诊断与容错控制相结合，有效提升了系统的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。阳光电源的集中式光伏逆变器及大功率储能变流器（如PowerTitan系列）广泛采用三电平NPC拓扑。该诊断方法无需额外硬件成本，且具备容错控制能力，能显著提升大型电站及储能系统的运行可靠性，降低运维成本。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能...
一种采用PWAM控制的双向三电平LLC谐振变换器
A Bidirectional Three-Level LLC Resonant Converter With PWAM Control
Tianyang Jiang · Junming Zhang · Xinke Wu · Kuang Sheng 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年3月
本文提出了一种结合脉宽与脉幅调制（PWAM）控制的双向三电平LLC谐振变换器。通过切换不同的控制信号，该变换器实现了三种不同电压增益的工作模式，从而在宽电压增益范围内保持高效运行，非常适用于对电压适应性要求较高的储能系统应用。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack系列）具有极高的应用价值。随着储能系统对电池包电压范围要求日益宽泛，传统LLC拓扑在极端工况下效率下降明显。采用三电平拓扑结合PWAM控制，可有效降低开关管电压应力，提升变换器在宽电压范围下的功率密度与转换效率。建议研发团队评估...
三电平单相无桥PFC整流器
Three-Level Single-Phase Bridgeless PFC Rectifiers
Andre De Bastiani Lange · Thiago Batista Soeiro · Marcio Silveira Ortmann · Marcelo Lobo Heldwein · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年6月
本文提出了一种适用于高效率及高功率密度应用的新型三电平单向单相PFC整流器拓扑。文章详细阐述了该拓扑的工作原理、调制策略、反馈控制方案及功率电路设计分析，并给出了220V/3kW的实验验证结果。
解读: 该研究提出的三电平无桥PFC技术对阳光电源的户用光伏逆变器及电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。三电平拓扑能有效降低开关损耗并减小无源元件体积，有助于提升户用逆变器及车载充电模块的功率密度与转换效率。建议研发团队关注该拓扑在提升系统轻量化及降低散热成本方面的潜力，并结合SiC等宽禁带半导体器件，进一...
基于故障假设策略的NPC整流器开路故障诊断方法
Open-Circuit Fault Diagnosis Method in NPC Rectifiers Using Fault-Assumed Strategy
Mingyun Chen · Yigang He · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月
本文提出了一种针对三电平中点钳位（NPC）整流器功率开关管的开路故障诊断新方法。该方法引入了基于开关状态的电压与基于故障假设的电压之间的偏差作为诊断判据，通过估计极点电压实现对故障开关的快速定位。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）广泛采用三电平NPC拓扑，功率器件的可靠性直接影响系统可用性。该故障诊断方法无需额外传感器，通过电压偏差分析即可实现快速定位，有助于提升iSolarCloud智能运维平台的故障预警与诊断精度，缩...
一种无电解电容的单相三电平飞跨电容PFC整流器
A Single-Phase Three-Level Flying-Capacitor PFC Rectifier Without Electrolytic Capacitors
Wenlong Qi · Sinan Li · Siew-Chong Tan · S. Y. Hui · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年7月
本文提出了一种无需电解电容的单相三电平飞跨电容PFC整流器。通过在每个开关周期内嵌入有源脉动功率缓冲（PPB）功能，省去了额外的PPB电路，实现了元件最小化和低电压应力，提升了系统的功率密度与可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及充电桩业务具有重要参考价值。通过消除电解电容，可显著提升逆变器和充电模块的寿命与可靠性，解决户用场景下电解电容易老化的问题。三电平拓扑结合飞跨电容技术能有效降低开关损耗和电压应力，有助于进一步提升产品功率密度。建议研发团队关注该PPB集成控制策略，探索其在小型化、高...
基于线电压坐标系的三电平NPC Z源逆变器新型SVPWM机制设计
Design of New SVPWM Mechanism for Three-Level NPC ZSI via Line-Voltage Coordinate System
Ji Zhang · Rong-Jong Wai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
本文提出了一种针对三电平中点钳位（NPC）Z源逆变器（ZSI）的新型空间矢量脉宽调制（SVPWM）机制。该方法通过线电压坐标系，有效解决了传统方法中运行区域划分复杂及查找表计算繁琐的问题，简化了控制逻辑，提升了系统运行效率。
解读: 该研究针对三电平NPC拓扑的优化控制，与阳光电源的核心产品线（如大功率组串式逆变器及集中式逆变器）高度相关。三电平技术是提升光伏逆变器效率和功率密度的关键，而Z源逆变器在升降压转换方面具有独特优势。该新型SVPWM机制通过简化计算逻辑，有助于降低控制器的运算负担，提升阳光电源iSolarCloud平...
一种用于并联变换器以抑制环流和共模电压的三电平空间矢量调制方案
A Three-Level Space Vector Modulation Scheme for Paralleled Converters to Reduce Circulating Current and Common-Mode Voltage
Zhongyi Quan · Yun Wei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年1月
针对高功率应用，并联变换器是提升系统容量的主流方案，但环流问题一直是其实现的难点。本文提出了一种针对双并联电压源变换器（VSC）的三电平空间矢量调制（SVM）方案，通过结合共模电感（CMI）等手段，有效抑制了系统环流和共模电压。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如集中式光伏逆变器、PowerTitan大型储能系统）具有极高的应用价值。在兆瓦级及以上的高功率并联系统中，环流和共模电压是影响系统效率、电磁兼容性（EMC）及功率模块寿命的关键因素。该三电平SVM方案能够优化并联拓扑的控制策略，减少对大体积共模电感的依赖，从而提升功率...
电动汽车充电器全桥三电平LLC谐振变换器的调制方法
Modulation Method of a Full-Bridge Three-Level LLC Resonant Converter for Battery Charger of Electrical Vehicles
Hiroyuki Haga · Fujio Kurokawa · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年4月
本文提出了一种用于全桥三电平LLC谐振变换器的调制方法。该变换器在宽输出电压范围内具备固定频率运行、较小的谐振电感比以及整流二极管零电流开关（ZCS）的特性，非常适用于电动汽车充电桩应用。文中引入了“主占空比”参数以优化变换器的控制性能。
解读: 该研究针对电动汽车充电桩的核心功率变换环节，提出的三电平LLC拓扑及调制策略能有效提升充电模块的功率密度与效率，特别是在宽电压输出范围下的表现，对阳光电源充电桩产品线（如直流快充模块）具有直接的参考价值。通过采用该调制方法，可优化充电桩在不同电池电压下的转换效率，降低开关损耗，提升产品竞争力。建议研...
高功率密度单相三电平飞跨电容Buck型PFC整流器
High-Power-Density Single-Phase Three-Level Flying-Capacitor Buck PFC Rectifier
Wenlong Qi · Sinan Li · Huawei Yuan · Siew-Chong Tan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年11月
有源脉动功率缓冲（PPB）是降低单相PFC整流器储能需求的关键技术。现有方案常面临高电压应力问题，导致损耗增加且需高压开关器件。本文提出一种新型单相三电平飞跨电容Buck型PFC整流器，旨在提升功率密度并优化电压应力。
解读: 该拓扑通过三电平飞跨电容结构有效降低了开关管的电压应力，对于阳光电源的户用光伏逆变器及充电桩产品线具有重要参考价值。在户用储能及单相并网场景中，该技术能显著提升功率密度，减小被动元件体积，从而降低整机成本并提升效率。建议研发团队关注其在单相高功率密度变换器中的应用，特别是针对需要高效率、小体积的户用...
一种新型单相三电平Dual-Buck逆变器
A Novel Single-Phase Three-Level Dual-Buck Inverter
Tien-The Nguyen · Honnyong Cha · Bang Le-Huy Nguyen · Heung-Geun Kim · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年4月
本文提出了一种新型单相三电平Dual-Buck逆变器。该拓扑由简化中点钳位（NPC）逆变器演变而来，减少了有源开关数量。与传统逆变器相比，该拓扑具有无直通风险、功率MOSFET体二极管无反向恢复问题等显著优势。
解读: 该拓扑在单相逆变领域具有极高应用价值，特别适用于阳光电源的户用光伏逆变器及小型工商业组串式逆变器产品线。Dual-Buck结构天然规避了桥臂直通风险，显著提升了系统可靠性，且消除了MOSFET体二极管反向恢复损耗，有助于进一步提升逆变器效率并优化散热设计。建议研发团队评估该拓扑在下一代高功率密度户用...
三电平F型逆变器
Three-Level F-Type Inverter
Charles Odeh · Arkadiusz Lewicki · Marcin Morawiec · Dmytro Kondratenko · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
随着6.5kV、1200A等级IGBT模块的普及，无二极管变体拓扑（如三电平T型、NPC逆变器）在中压应用中展现出广阔前景，其优势在于元件数量少且导通损耗低。本文重点探讨了该电压等级下三电平F型逆变器的拓扑特性与应用潜力。
解读: 该研究探讨的三电平F型拓扑及高压IGBT应用，对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能变流器（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高电压等级（1500V及以上）演进，优化拓扑以降低导通损耗、减少器件数量是提升系统效率和功率密度的关键。建议研发团队关注该拓扑在高压工况下的...
具有增强转矩-速度范围的三电平逆变器驱动六相永磁同步电机故障后运行
Postfault Operation of Three-Level Inverter Driven Six-Phase PMSM With Enhanced Torque–Speed Region
Partha Pratim Das · Subhransu Satpathy · Subhashish Bhattacharya · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文提出了一种针对三电平有源中点钳位（ANPC）逆变器驱动六相永磁同步电机（PMSM）的开路故障后运行技术。该技术通过优化控制策略，在逆变器发生故障后，显著提升了电机的转矩-速度运行范围，并对比了最大转矩、最小损耗及单三相运行模式下的性能表现。
解读: 该文献探讨的三电平ANPC拓扑及故障容错控制技术，在阳光电源的高功率密度组串式逆变器及大型风电变流器产品中具有参考价值。虽然阳光电源目前主营业务聚焦于光伏与储能，但随着公司在风电变流器及工业驱动领域的布局，研究多电平拓扑在极端工况下的可靠性与故障后运行能力，有助于提升产品在复杂电网环境下的可用率。建...
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