Zhenyu Wang · Dong Jiang · Xuan Zhao · Wei Sun · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月

零共模(ZCM)调制通过脉冲互补是抑制多模块系统共模(CM)电磁干扰(EMI)的有效技术。但严格脉冲时序要求阻碍其在输入串联输出并联(ISOP)双有源桥(DAB)变换器中应用。模块间功率和电压平衡导致脉冲时序不同步,难以有效抑制EMI。提出ISOP型DAB新型ZCM方案。推导脉冲时序与CM电压的理论关系,证明功率平衡下ZCM需要对称电感。分析表明在移相调制中扩展移相(EPS)调制是最优选择。提出控制方案综合设计流程。基于零电压开关(ZVS)和有源谐波抑制设计EPS移相比,在ZCM下进一步优化CM...

解读: 该零共模调制ISOP DAB技术对阳光电源多模块储能变流器EMC设计有重要应用价值。ZCM方案可应用于ST储能系统的模块化DC-DC变换器,降低共模干扰并提高系统可靠性。EPS调制优化技术对阳光电源DAB拓扑产品的ZVS范围扩展和谐波抑制有借鉴意义。该技术对PowerTitan大型储能系统的模块化并...

Nidhi Chandrakar · Chadaram Chandra Sekhar · Mageshwari Sannasy · S. Arul Daniel · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月

本文深入研究了隔离型双有源桥（DAB）双向直流变换器的控制策略，提出一种优化性能的先进开关方法。通过理论分析、仿真与实验验证，证明该方法可有效克服传统移相控制存在的环流和电流应力问题，提供3°调节自由度，显著降低环流，减少功率损耗，提升系统效率。同时，所提策略扩展了零电压切换（ZVS）范围，实现了更平滑的切换过程。在2.4 kW DAB样机上的实验结果验证了该控制方案的可行性与优越性。

解读: 该DAB环流最小化控制策略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隔离级，该技术可显著降低环流损耗，提升PowerTitan系统整体效率；扩展的ZVS范围可减少SiC器件开关损耗，延长功率模块寿命。在车载OBC充电机中，3自由度调节策略可优化宽电压范围下的电流应力，...

Xianghao Mo · Daniel Ríos Linares · Regina Ramos · Miroslav Vasić · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月

提出采用时域有限差分(FDTD)方法的新型体素法用于功率变换器实时三维温度映射。该方法通过数字孪生(DT)提供功率变换器瞬态热行为,为功率变换器健康管理提供先进温度监测解决方案。核心特征是从物理设计到热仿真对功率变换器及其元件进行数字化。采用自适应网格技术应对FDTD计算需求,显著减少功率变换器热仿真所需资源。为确保实时监测在嵌入式系统上实现DT,分析DSP与FPGA适用性,结论是FPGA因热求解器并行化和SoC平台数据管理协同而理想。实验验证所提方法精度误差不高于5%。

解读: 该可嵌入数字孪生温度监测技术对阳光电源功率变换器健康管理有重要创新价值。体素FDTD方法可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的实时热监测,实现精准温度预测和故障预警。FPGA实现的自适应网格DT对PowerTitan大型储能系统的在线热管理有借鉴意义,可优化散热设计并延长器件寿命。该技术对阳光电源...

Jiachen Tian · Chaoran Zhuo · Feng Wang · Pengyu Gao 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

针对双有源桥（DAB）变换器，提出一种优化的非对称占空比调制策略（OAS），以拓宽软开关范围并降低电流应力。系统分析了不同OAS模式下的工作原理、功率与电流特性，并建模研究了死区时间与结电容对软开关的影响，结合能量平衡原理推导出实现零电压开通的最小电流条件。进一步，基于多目标粒子群优化算法，提出综合优化方法，同步优化均方根电流、峰值电流与软开关范围。实验验证了所提方法的有效性，相比现有调制策略，具有更低的电流应力与更宽的软开关区间。

解读: 该DAB优化调制技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan储能系统具有直接应用价值。OAS调制策略可优化DC/DC隔离级设计，通过拓宽软开关范围降低开关损耗，结合SiC器件应用可进一步提升系统效率。多目标优化方法可同步降低电流应力与热损耗，提升功率密度，对大型储能系统热管理设计具有指导意...

Tapas Roy · Sudip Nandi · Ranjeeta Patel · Banishree Misra 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

文章介绍了一种新型17电平开关电容多电平逆变器SCMLI，无需H桥电路同时显著减少元件数量。该创新结构依赖两个对称非隔离电源和由四个串联电容组成的电容支路CL。进一步设计了该17电平结构的扩展版本，允许加入不同数量的电源和电容。该扩展配置实现与同类结构相同的输出电压电平数，但开关、驱动器、电容和电源需求减少。所提结构仅需导通两个半导体器件即可直接从直流电源对电容充电增强电容电压曲线，仅导通三个开关即可实现最高电压电平减少寄生压降并提高升压因子。为实现模块化并产生更高输出电压电平，文章探讨了所提扩...

解读: 该17电平SCMLI研究对阳光电源多电平逆变器技术发展有重要参考价值。无需H桥且器件数量减少的拓扑创新与阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的成本优化和可靠性提升目标一致。仅需导通两个器件充电和三个器件实现最高电压的控制策略可降低阳光多电平逆变器的开关损耗和功率模块复杂度。级联配置的模块化设计...

Guo Xu · Ye Liu · Junyi Huang · Li Jiang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

本文提出一种基于耦合电感的宽增益四开关双有源桥（DAB）DC-DC变换器。该变换器通过并联变压器（含漏感）将两个Buck-Boost电感耦合，将两个直流电感、一个变压器和一个漏感集成于单一耦合电感中，减少磁性元件数量。采用脉宽调制加移相（PPS）控制实现全负载范围所有开关管的零电压开关（ZVS），并通过电压匹配控制调节桥臂电压，确保等效漏感两端电压平衡。详细分析了工作原理与ZVS实现条件，合理设计两个直流电感参数以兼顾结电容影响，实现全负载ZVS。同时对磁集成与参数设计进行了深入分析。实验研制8...

解读: 该四开关DAB变换器的磁集成技术对阳光电源储能与充电产品具有重要价值。在ST储能变流器的DC-DC环节，耦合电感方案可减少磁性元件数量，降低体积和成本；PPS控制实现的全负载ZVS特性可提升PowerTitan系统的轻载效率。在车载OBC充电机中，宽增益特性适配动力电池宽电压范围（200-450V）...

Daniel Goldmann · Jakob Vellinger · Simon Schramm · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月

传统的隔离型AC-DC功率变换通常采用两级结构，分别实现交直流转换与电气隔离。本文提出一种单级AC-DC双有源桥变换器的新型控制策略，可实现电网端任意无功功率流动，克服了传统方案在电网电压过零点无法传输电流及仅限于单位功率因数运行的局限。通过多种调制策略的协同设计，确保变换器在宽电压范围内高效运行。该方法基于解析建模的开环控制，无需电流闭环。实验基于3 kW样机验证，输出电流总谐波畸变率低至5.0%，峰值效率超过96.5%。

解读: 该单级AC-DC DAB技术对阳光电源车载OBC和储能PCS产品具有重要应用价值。相比传统两级架构，单级拓扑可降低系统成本和体积，特别适合电动汽车充电场景。其无功功率调节能力可直接应用于ST系列储能变流器的电网支撑功能，增强构网型GFM控制性能。基于解析建模的开环控制策略简化了控制系统设计，5.0%...

Pasan Gunawardena · Xuesong Wu · Nie Hou · Yunwei Ryan Li · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月

三有源桥（TAB）DC-DC变换器因其可集成多类电源与负载，广泛应用于新能源、电动汽车及燃料电池系统。然而，传统控制方法因三端口电感耦合导致动态响应慢且建模复杂。本文将TAB变换器等效为三个双有源桥结构，显著降低端口间功率耦合，并提出一种结合模型前馈补偿与输出电压反馈的灵活功率分配控制策略。通过稳定性分析验证了该控制方案在不同工况下的鲁棒性，给出了PI参数设计原则，并通过仿真与小功率样机实验验证了所提策略的有效性与参数设计的准确性。

解读: 该TAB变换器快速动态响应控制技术对阳光电源多端口能量管理系统具有重要应用价值。在PowerTitan储能系统中，可实现光伏、储能、负载三端口灵活功率分配，解决传统多端口耦合导致的响应慢问题。所提等效双有源桥建模方法可简化ST系列储能变流器多物理场耦合分析，模型前馈补偿策略能提升动态响应速度30%以...

Chong Zhang · Xiaogang Ding · Yu Zhou · Samson Shenglong Yu 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年8月

随着宽禁带器件和电磁材料的发展，双有源桥（DAB）变换器因高功率密度和低滤波需求而广泛应用，但其高频运行易引发电磁干扰（EMI）问题。本文提出一种基于Kent映射的混沌变频调制（C-VSFM）方法，有效抑制输入并联输出串联（IPOS）DAB变换器的传导共模EMI。该方法可展宽EMI频谱，降低噪声峰值，缓解EMI滤波器设计压力。通过理论推导与实验验证，获得了C-VSFM下的电压频谱与实时频率变化范围，并比较了不同频率边界对EMI抑制效果的影响，为DAB变换器的EMI抑制提供了有效解决方案与设计指导...

解读: 该Kent映射混沌调制技术对阳光电源ST系列储能变流器和车载OBC充电机具有重要应用价值。DAB拓扑广泛应用于阳光电源的DC-DC隔离变换场景，包括储能系统的直流变换模块和充电机的功率因数校正级。该技术通过混沌频率调制有效展宽EMI频谱、降低噪声峰值，可显著减小EMI滤波器体积和成本，提升功率密度。...

Xinru Li · Xufu Ren · Zhichao Luo · Borong Hu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年7月

在功率磁元件中，气隙可防止磁芯饱和，但离散气隙会加剧边缘效应，增加绕组与铁芯损耗。高功率应用中因材料电磁性能限制，难以实现无气隙设计。本文采用新型纳米晶片状带材（NFR）构建高频变压器的无气隙磁芯，在数百kHz下兼具适宜的磁导率与饱和磁密，显著提升功率密度。实验在5.5 kW、100 kHz双有源桥变换器中对比了铁氧体与传统纳米晶变压器，NFR变压器效率最高，绕组损耗分别降低33.2%和67.1%，总损耗测量误差小于6.1%。

解读: 该纳米晶片状带材无气隙变压器技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高频隔离变压器设计具有重要价值。在100kHz开关频率下，NFR材料可实现无气隙设计，绕组损耗降低33-67%，直接提升PowerTitan储能系统和1500V光伏系统的功率密度与效率。该技术特别适用于双有源桥DAB拓...

Mingxue Li · Dongsheng Yu · Samson Shenglong Yu · Xinyu Mei 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

在双有源桥DAB DC/DC变换器中，系统参数变化会在电感电流中产生瞬态直流偏置，导致有效值增加、磁芯饱和和潜在不稳定运行。为缓解该问题，提出基于先进虚拟电阻补偿VRC的瞬态直流抑制方法。开发小信号解析模型以表征所提基于VRC的方法。然后将补偿环路集成到控制框架中以增强DAB瞬态性能，通过动态调节相移来模拟真实电阻补偿的瞬态行为。实验结果验证所提方法有效抑制电感电流中的瞬态直流偏置，而不引入额外功率损耗或损害功率传输能力。

解读: 该DAB瞬态直流偏置抑制研究对阳光电源隔离DC-DC变换器优化有重要参考价值。虚拟电阻补偿VRC方法不引入额外功率损耗同时有效抑制直流偏置的技术特点与阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高效率要求一致。小信号解析模型和补偿环路集成的控制框架可应用于阳光PowerTitan储能系统的双向隔离D...

Soumya Ghorai · Akhil Chambayil · Souvik Chattopadhyay · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

本文提出一种功率因数校正（PFC）集成双有源桥（DAB）电动汽车充电器拓扑，适用于单相交流电网下宽范围电池电压与电流变化。该控制策略通过优化调节直流链电压，协同实现脉宽调制与桥间移相控制，确保在不同输入输出条件下保持近似平坦的高效率特性。变换器支持电网到车辆（G2V）、车辆到电网（V2G）及车辆到家庭（V2H）运行，并具备无功功率支撑能力，适用于车载充电场景。实验样机在150–450 V电池电压范围内，分别采用110 V与220 V RMS电网输入时，2 kW输出下峰值效率达97.2%，满载效率...

解读: 该变直流链PFC集成DAB拓扑技术对阳光电源车载OBC充电机及充电桩产品线具有重要应用价值。其PWM与移相协同控制策略可直接应用于阳光电源充电桩产品，在150-450V宽电池电压范围内实现97.2%峰值效率和全载荷段95%以上效率，显著优于现有单级方案。该技术支持G2V/V2G/V2H双向运行及无功...

Sanjay Rajendran · Alex Qin Huang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

混合固态变压器（HSST）结合了鲁棒且经济的工频变压器（LFT）与部分功率等级、可调控且响应迅速的固态变压器（SST）。现有研究多集中于通过辅助工频绕组或变压器实现隔离的混合变压器（HT），使其与FACTS装置界限模糊。本文通过20kV/500kVA HSST的案例研究，提出并分析一种基于单级双有源桥（DAB）SST的HSST系统，结合仿真分析阐述其丰富的控制能力，显著提升电网运行灵活性。所研制的20kV HSST硬件样机已通过测试，验证了多种控制功能，最高效率达98.4%。

解读: 该500kVA混合固态变压器技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。其单级DAB拓扑结合工频变压器的混合架构，可为20kV中压储能系统提供高效隔离方案，98.4%的峰值效率与阳光电源高效率目标一致。该技术的部分功率处理特性可降低功率器件成本，其丰富的控制能...