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双模式控制DC/DC-DC/AC变换器系统DC/AC级参数设计方法
DC/AC Stage Parameters Design Method for Dual-Mode Control DC/DC-DC/AC Converter System
| 作者 | Di Kang · Hongliang Wang · Yang Jiang · Yibo Si · Xi Gui · Xiaonan Zhu · Xiumei Yue |
| 期刊 | IET Power Electronics |
| 出版日期 | 2025年5月 |
| 卷/期 | 第 18 卷 第 1 期 |
| 技术分类 | 电动汽车驱动 |
| 技术标签 | DC-DC变换器 宽禁带半导体 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | DC/AC级参数设计方法 开关频率 LC滤波器 转换器系统 性能释放 |
语言:
中文摘要
本文提出一种针对双模式控制DC/DC-DC/AC变换器系统的DC/AC级参数设计方法,综合优化开关频率、电感与电容参数。分析了开关频率、LC元件取值、结温、总损耗及效率之间的关系。为充分发挥DC/AC级开关器件性能,将开关频率提升至100 kHz,同时保持总损耗与效率基本不变。在1 kW应用中,LC滤波器体积减小超过50%,显著降低系统重量、体积与成本,且无需额外宽禁带器件或辅助电路。
English Abstract
This article proposes a new DC/AC stage parameter design method for the DMC DC/DC–DC/AC converter system. The proposed method makes an overall design of the DC/AC stage parameter including switching frequency, inductor, and capacitor. The relationships among switching frequency, inductor, and capacitor values, junction temperature, total loss, and efficiency are analysed. To fully release the performance of the DC/AC stage switches, the switching frequency is increased to 100 kHz with slight influence on total loss and efficiency. The LC filter for the DMC DC/DC–DC/AC converter system is diminished by more than 50% in a 1 kW case, which reduces weight, volume, and cost of the converter system. Furthermore, compared with other methods to increase switching frequency, there are no additional WBG devices or auxiliary circuits.
S
SunView 深度解读
该双模式DC/DC-DC/AC参数优化设计方法对阳光电源储能与车载产品线具有直接应用价值。在ST储能变流器中,100kHz高频开关设计可显著减小LC滤波器体积50%以上,提升功率密度,契合PowerTitan大型储能系统的集成化需求。对车载OBC充电机,该方法在不增加SiC等宽禁带器件成本前提下,通过开关频率与LC参数协同优化,实现轻量化设计,符合新能源汽车对重量体积的严格要求。结温与损耗的量化分析模型可直接应用于阳光电源功率模块热设计流程,优化IGBT/MOSFET工作点选择,提升系统可靠性与成本竞争力。