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受无源元件尺寸约束的混合谐振开关电容DC-DC变换器分析与比较
Analysis and Comparison of Hybrid-Resonant Switched-Capacitor DC–DC Converters With Passive Component Size Constraints
| 作者 | Prescott H. McLaughlin · Jan S. Rentmeister · M. Hassan Kiani · Jason T. Stauth |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2021年3月 |
| 技术分类 | 拓扑与电路 |
| 技术标签 | DC-DC变换器 功率模块 宽禁带半导体 |
| 相关度评分 | ★★★★ 4.0 / 5.0 |
| 关键词 | 混合谐振 开关电容 DC-DC变换器 功率密度 无源元件 功率损耗 品质因数(FOM) |
语言:
中文摘要
本文探讨了在无源元件(飞跨电容和电感)尺寸严格受限的情况下,多种混合谐振开关电容(SC)DC-DC变换器的性能优势。通过引入“最小功率损耗”品质因数(FOM),综合评估了有源半导体器件的导通损耗、频率相关损耗以及无源元件的相关损耗,为高功率密度变换器设计提供了理论依据。
English Abstract
This article explores the merits of a variety of hybrid-resonant switched-capacitor (SC) dc-dc converters under strict size constraints on passive components (flying capacitors and inductors). Topologies are compared using a “minimum power loss” figure of merit (FOM) that captures conduction- and frequency-dependent losses in active semiconductor devices and losses related to passive components as...
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SunView 深度解读
该研究聚焦于高功率密度DC-DC变换器拓扑,对阳光电源的组串式光伏逆变器(如SG系列)及户用储能系统(如SB系列)具有重要参考价值。随着光伏和储能产品向小型化、高功率密度方向演进,文中提出的混合谐振SC拓扑及FOM评估方法,可指导研发团队在受限空间内优化无源元件选型与损耗控制。建议研发部门关注该拓扑在提升逆变器前级DC-DC变换效率及减小体积方面的潜力,特别是在追求极致功率密度的下一代户用储能PCS设计中进行技术储备。