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一种用于燃料电池应用的宽输入电压范围单向谐振开关电容变换器
A Wide Input Voltage Range Unidirectional Resonant Switched-Capacitor Converter for Fuel Cell Applications
Sajad Afshar Zarandi · Reza Beiranvand · Koosha Choobdari Omran · IET Power Electronics · 2025年8月 · Vol.18
提出一种多相高电压增益谐振开关电容变换器(SCC),可在谐振频率上下实现所有功率半导体器件的软开关。通过小幅调节开关频率,采用频率调制技术即可在宽输入电压和负载变化范围内实现输出电压调节。该变换器具有对称结构、输入输出共地、输入输出滤波器小、无源元件紧凑、开关损耗低、电磁干扰小、控制电路简单及高电压增益等优点,适用于多种应用场景。
解读: 该宽输入电压谐振开关电容变换器技术对阳光电源车载OBC充电机和燃料电池系统具有重要应用价值。其宽输入电压范围特性可适配燃料电池动态输出特性,高电压增益设计可将低压燃料电池输出升压至动力电池电压等级。全软开关和频率调制技术可降低开关损耗,提升OBC效率至95%以上。紧凑型无源元件设计有助于提高功率密度...
用于多变比谐振开关电容拓扑的通用分段滞环控制策略
Universal Segmented Hysteresis Control Strategy for Multiratio Resonant Switched-Capacitor Topologies
Yubo Han · Weihao Hu · Zhenyuan Zhang · Xinxiao Qin 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
谐振开关电容(ReSC)变换器的主要局限在于电压调节能力差。本文提出一种适用于具有多电压变比(VCR)的ReSC变换器的通用分段滞环控制(SHC)策略,以实现电压调节。基于此类变换器固有的离散电压增益特性,SHC在不同增益区间采用分段滞环比较逻辑,实现连续输出电压调节,并确保零电流开关,从而提高功率转换效率(PCE)。文中详细分析了其工作原理及输出特性,并以多变比-多谐振开关电容变换器为例,阐述了SHC的数字实现方法。实验搭建了输入48 V、输出5–9.6 V(最大5 A)的样机,测试波形验证了...
解读: 该分段滞环控制策略对阳光电源储能变流器和车载充电机产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器的DC-DC变换环节,该技术可实现宽范围电压调节(如电池侧200-900V到直流母线1500V的变换),通过多变比切换和ZCS软开关提升功率密度和效率。对于车载OBC充电机,该ReSC拓扑可简化400V/80...
采用PCB走线集成的两相谐振开关电容变换器
A Two-Phase Resonant Switched-Capacitor Converters Using PCB Trace Integration
Longyang Yu · Shenglei Zhao · Xiufeng Song · Tao Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
谐振开关电容变换器具有无电容电流尖峰、实现软开关、高可靠性和高效率的优点,但因使用分立谐振电感而限制了功率密度。为此,本文提出一种基于PCB铜箔走线集成谐振电感的方法,应用于两相谐振开关电容变换器。该方法基于直接耦合理论,利用两相变换器在相内PCB走线的耦合,缩短走线长度并降低铜损,同时消除分立电感的铁芯损耗。所提方法可提升轻载效率与功率密度,并降低分立电感成本。实验搭建了240W GaN基原型样机,对比验证了该集成方法的有效性。结果表明,采用PCB走线电感的样机具有更高的轻载效率和功率密度。
解读: 该PCB走线集成谐振电感技术对阳光电源储能与充电产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器的DC-DC变换环节,可通过PCB走线替代分立电感,显著提升轻载效率和功率密度,降低磁性元件成本。该技术与阳光电源现有GaN器件应用形成协同,特别适用于车载OBC充电机等空间受限场景。两相谐振开关电容拓扑的软开...