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用于紧凑型直流模块化多电平变换器且具备子模块ZVS及电压平衡电路ZCS的梯形电流调制
Trapezoidal Current Modulation for a Compact DC Modular Multilevel Converter With ZVS of Submodules and ZCS of Voltage-Balancing Circuits
| 作者 | Gengzhe Zheng · Yu Chen · Yong Kang |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2021年10月 |
| 技术分类 | 拓扑与电路 |
| 技术标签 | DC-DC变换器 多电平 储能变流器PCS 功率模块 |
| 相关度评分 | ★★★★ 4.0 / 5.0 |
| 关键词 | 模块化多电平变换器 DC-DC 变换器 梯形电流调制 零电压开关 零电流开关 子模块 磁集成 |
语言:
中文摘要
本文提出了一种用于紧凑型直流模块化多电平变换器（MMC）的梯形电流调制策略。该方法通过整形桥臂电流，实现了所有子模块（SM）的零电压开关（ZVS）。同时，通过在相邻子模块间引入二极管-电感（D-L）电路，配合该调制策略，进一步优化了系统性能，实现了电压平衡电路的零电流开关（ZCS），有效提升了变换器的功率密度与效率。
English Abstract
In this letter, a trapezoidal current modulation is proposed for a compact dc–dc modular multilevel converter with reduced submodule (SM) number and magnetic integration. The arm currents are shaped to fulfill the zero-voltage-switching conditions for all the SMs. Then, the diode–inductor (D–L) circuits between the adjacent SMs are further introduced to cooperate with the proposed modulation; henc...
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SunView 深度解读
该研究提出的紧凑型MMC拓扑及梯形电流调制技术，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及大功率直流变换技术具有重要参考价值。通过实现子模块的ZVS和电压平衡电路的ZCS，能够显著降低开关损耗并提升功率密度，有助于开发更轻量、高效的储能变流器（PCS）。建议研发团队关注该拓扑在兆瓦级储能系统中的应用潜力，特别是针对高压直流接入场景，利用其磁集成特性优化系统体积，进一步提升阳光电源在大型储能电站中的成本竞争力。