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三电平飞跨电容升压变换器中用于快速瞬态响应和电压平衡的恒定开/关时间数字电流控制与设计方法
Constant On/Off-Time Digital Current Control and Design Methods in Three-Level Flying-Capacitor Boost Converters for Fast Transient and Voltage Balancing
| 作者 | Ruturaj Garnayak · Santanu Kapat · Chandan Chakraborty |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2024年3月 |
| 技术分类 | 拓扑与电路 |
| 技术标签 | DC-DC变换器 三电平 多电平 PWM控制 |
| 相关度评分 | ★★★★ 4.0 / 5.0 |
| 关键词 | 三电平飞跨电容变换器 Boost变换器 电流模式控制 定开/关时间控制 电压平衡 数字控制 瞬态性能 |
语言:
中文摘要
本文针对三电平飞跨电容（3L-FC）升压变换器，提出了基于事件的恒定开/关时间数字电流模式控制（CMC）架构。该方法在宽占空比范围内具有固有的电流环稳定性、快速的瞬态响应能力，并能实现飞跨电容电压的主动平衡。
English Abstract
Constant on/off-time current-mode control (CMC) techniques are useful for wide-duty-ratio operations in multilevel flying-capacitor converters. In this article, event-based constant on/off-time digital CMC architectures are proposed in a three-level flying-capacitor (3L-FC) boost converter, which offers inherent current loop stability, fast transient performance, and active flying-capacitor voltag...
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SunView 深度解读
该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及光伏组串式逆变器中的DC-DC升压环节具有重要参考价值。随着高功率密度和高效率要求的提升，三电平飞跨电容拓扑能有效降低功率器件的电压应力并减小磁性元件体积。该控制策略提出的快速瞬态响应和电容电压平衡技术，可优化阳光电源PCS产品在复杂电网工况下的动态性能，建议研发团队关注其在提升变换器功率密度及降低开关损耗方面的应用潜力，特别是在高压直流接入场景下的技术储备。