Sudeep Shetty · A M Prahllada · U Vinatha · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

高效电能转换对燃料电池混合动力汽车至关重要，要求高电压增益、少开关器件、高效率及低输入电流纹波。本文提出一种适用于燃料电池汽车的高增益二次升压DC-DC变换器，采用带钳位电路的开关电感电容技术，在降低电压应力的同时保持共地结构。详细分析了其工作原理、元件设计与控制器实现，并与现有高增益拓扑进行比较。实验搭建400V/200W样机，在不同工况下测试，额定功率58%时增益达13.33，最高效率93.5%。输入电压突变20%时表现出良好动态响应，符合燃料电池系统实际运行特性。实验验证了该变换器在车用燃...

解读: 该单开关高增益DC-DC变换器技术对阳光电源车载电源产品线具有直接应用价值。其共地拓扑结构和开关电感电容技术可应用于车载OBC充电机，实现燃料电池低压侧（30V）到动力电池高压侧（400V）的高效升压，13.33增益比和93.5%效率指标满足车规要求。单开关设计降低控制复杂度和成本，连续输入电流特性...

Dong Jiao · Zhengming Hou · Hao Wen · Jih-Sheng Lai · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

本文提出一种基于多谐振LLC拓扑的创新性单级隔离型逆变器，通过在传统LLC谐振腔中引入三次谐波LC支路，实现宽输出范围与低总谐波畸变率。谐振网络中的零增益点使系统在有限开关频率范围内稳定运行，而三次谐波注入有效抑制反向功率，降低导通损耗，提升整体效率。实验搭建的2 kW样机在半载时峰值效率达98.14%，且全负载范围内输出电压THD低于2%，验证了该方案在高性能单级隔离型DC-AC应用中的可行性与优越性。

解读: 该多谐振LLC逆变器技术对阳光电源储能与光伏产品线具有重要应用价值。98.14%的半载效率和低于2%的THD指标可直接应用于ST系列储能变流器的DC-AC环节，提升储能系统在部分负载工况下的转换效率。单级隔离拓扑简化了PowerTitan系统的功率级设计，降低系统成本与体积。三次谐波注入抑制反向功率...

Waqar Hussain Khan · Dukju Ahn · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月

本文提出采用螺旋形开槽结构提升电容式无线功率传输的耦合电容，并给出优化参数选择策略以提高整体效率。所设计的电容耦合板采用细密螺旋图案，增加电容内部自感，有效补偿耦合电容，从而在相同物理尺寸下提升净耦合电容值。针对最大化效率的阻抗变换网络，分析了给定耦合电容及其寄生电阻下的最优匹配阻抗，并推导出耦合电容效益饱和的理论极限。相比传统电感-电容混合耦合器，该方案无需利兹线和笨重易碎的铁氧体材料，降低了所需匹配电感值及逆变器与发射端电流，减少发射侧损耗。实验在2.8 MHz频率下实现200 W负载功率，...

解读: 该螺旋电容耦合技术对阳光电源储能及充电产品线具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，可应用于模块间无线功率传输，替代传统接插件连接，提升系统可靠性和维护便捷性。对于充电桩产品，该技术提供了无接触式充电方案，特别适用于恶劣环境下的工业储能充电场景。螺旋结构通过增强自感补偿耦合电容，在2...

Zhichong Shao · Jiahao Li · Jie Chen · Dibin Zhu 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月

基于传统谐振DC-DC变换器的伪直流链路单级隔离逆变器(PDL-SII)存在电压增益范围窄和由此导致的低增益范围输出畸变问题。为解决该问题,提出基于LCL谐振变换器的新型PDL-SII。因LCL变换器优异降压性能,该PDL-SII具有全范围零电压开关特性且仅需脉冲频率调制。进行LCL变换器时域分析,推导LCL变换器运行原理和模式分布。为优化基于LCL变换器的PDL-SII效率,提出新型线周期加权损耗优化设计策略,集成电压电流应力、软开关范围和增益范围。不同于传统DC-DC应用设计策略,该设计策略...

解读: 该LCL谐振单级逆变器技术对阳光电源光伏和储能逆变器优化有重要应用价值。线周期加权损耗优化策略可应用于SG系列光伏逆变器,提高全线周期效率。全范围ZVS特性对阳光电源单级拓扑产品的可靠性和效率提升有借鉴意义。96.8%峰值效率和2.1%THD对户用储能系统的电能质量和转换效率有优化潜力,可提升用户满...

Wenhui Li · Yuxuan Li · Jiancheng Zhao · Junzhong Xu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月

为提升电动汽车充电系统的功率密度与效率，Boost型集成双有源桥（BI-DAB）变换器备受关注。然而，传统调制策略的零电压开关（ZVS）范围有限且优化灵活性不足，影响效率并制约其应用。本文提出一种软硬件结合的多目标优化调制策略，通过建立完整的ZVS模型并考虑励磁电感的影响，结合励磁电感优化设计与移相调控，实现全范围ZVS运行。该策略还支持无缝模式切换，有效实现功率因数校正与准最优电流应力。实验研制了2 kW/150 kHz的GaN基BI-DAB样机，峰值效率达96.6%，总谐波畸变率为1.5%。

解读: 该GaN基BI-DAB全范围ZVS调制策略对阳光电源车载充电机产品线具有重要应用价值。通过软硬件协同的多目标优化，实现全工况ZVS运行，峰值效率96.6%、THD仅1.5%，可直接应用于阳光电源OBC产品的功率密度提升与效率优化。其励磁电感优化设计与移相调控相结合的方法，为ST储能变流器的双向DC-...

Tatiane Martins Oliveira · Alencar Franco De Souza · Guilherme Henrique Favaro Fuzato · Fernando Lessa Tofoli 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月

提出基于三态开关单元(3SSC)和耦合电感的非隔离高升压DC-DC变换器族。与传统交错拓扑不同,该构型因3SSC自耦变压器具有固有均流能力。耦合电感在不需要高占空比下扩展电压增益,钳位电路回收漏感储能而不显著增加开关电压应力或元件数量。DC-DC升压变换器详细分析,48V/400V、50kHz、1kW实验样机在额定功率下效率达97.18%。

解读: 该三态开关高升压变换器技术对阳光电源储能DC-DC变换器设计有重要价值。3SSC固有均流特性可应用于ST储能变流器的DC-DC升压级,简化控制并提高可靠性。耦合电感扩展增益技术对PowerTitan储能系统的宽电压范围适应有借鉴意义。97.18%高效率和钳位电路漏感能量回收方案对阳光电源高功率密度变...

Sunil Mandal · Prajof Prabhakaran · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月

高增益、非隔离型双向DC-DC变换器（BDC）在储能系统与微电网及电动汽车（EV）的接口中发挥着关键作用。然而，现有拓扑常受限于窄占空比范围，且器件数量多、电压应力高。本文提出一种新型非耦合高增益BDC，基于改进型Zeta拓扑，正向功率流时高效工作于升压模式，反向时工作于降压模式。该结构简化了电路与控制策略，器件数量少，可在宽占空比范围内实现高电压增益，并显著降低多数开关管的电压应力。实验研制了200 W样机，采用SiC MOSFET使峰值效率达96%。结果验证了其在开环与闭环控制下的适用性，展...

解读: 该新型双向Zeta变换器技术对阳光电源ST系列储能变流器和车载OBC充电机具有重要应用价值。其宽电压转换比特性可优化PowerTitan储能系统中电池侧与直流母线的接口设计，特别适用于低压电池组（48V/96V）与高压直流母线（400V/800V）的双向能量管理。文中采用的SiC MOSFET方案与...

Beom W. Gu · Jae-Hyun Park · Hangseok Choi · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

针对多设备长距离无线电力传输中接收端电压随位置和负载变化的问题，提出一种自适应串并联配置方法。该方法结合再生式自供电关断电路与辅助线圈，无需笨重的隔离栅极驱动器和缓冲电路，提升功率传输性能与接收端安全工作区。该电路可兼作小型设备的过压保护，适用于空间受限的可穿戴设备。实验表明，智能手机在9 cm距离下输出功率达8.7 W，效率49%，工作距离扩展至5–25 cm；可穿戴设备在5–15 cm范围内实现1.5 W恒功率与过压保护。系统在侧向偏移下仍保持12 W、67%效率，并支持双设备同时接收13....

解读: 该再生式自供电关断电路技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。其核心创新在于无需隔离栅极驱动器的自适应串并联配置，可直接应用于车载OBC无线充电方案和充电桩WPT模块，解决多设备充电时接收端电压波动问题。5-25cm扩展距离和侧向偏移容忍特性可提升充电桩用户体验，双设备13.5W同时接收能力...

Armin Ebrahimian · Seyed Iman Hosseini Sabzevari · Waqar A. Khan · Nathan Weise · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

集成模块化电机驱动（IMMD）架构是交通电气化的关键解决方案，具备高功率密度、高效率和高可靠性等优势，适用于全电飞机推进系统。本文设计并测试了一种用于250 kW IMMD的单个逆变器模块，该模块集成功率变换器、直流母线电容组和本地微控制器，可独立运行与控制。所有模块结构相同，便于故障替换并降低制造复杂性与成本。实验结果表明，所研制模块实现了43.96 kW/kg的比功率和98.65%的转换效率，验证了其在紧凑空间下高性能运行的能力。

解读: 该GaN基高功率密度逆变器技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在**新能源汽车驱动**领域，43.96 kW/kg比功率和98.65%效率的模块化设计可直接应用于车载OBC和电机驱动系统，显著提升功率密度并降低重量。在**ST储能变流器**中，GaN器件的高频特性和模块化架构可优化PowerT...

Xinbo Liu · Shuiyuan He · Ruiqi Ma · Chengwei Kang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月

提出一种改善失调容限的水下无线电力传输系统，采用基于多绕组螺线管发射线圈的设计增强轴向抗失调能力。该系统针对自主水下航行器AUV充电应用优化，通过磁场分布优化和线圈结构设计提高水下环境传输稳定性。实验验证系统在不同失调条件下保持高效传输的能力。

解读: 该水下AUV无线充电研究对阳光电源海洋新能源应用有前瞻参考价值。多绕组螺线管设计改善轴向抗失调的技术可应用于阳光探索水下设备无线充电解决方案。虽然当前非主营方向，但对阳光长期拓展海洋能源装备市场有战略意义。...

Xinyuan Zhang · Zhijian Feng · Shuzhe Zhao · Zixiang Sun 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月

本文提出了一种新型五电平混合中点钳位（NPC）-有源NPC（ANPC）H桥单相逆变器，通过结合使用硅（Si）器件的NPC臂与碳化硅（SiC）器件的ANPC臂，有效控制SiC器件成本。提出分数频率半周期（FFHC）空间矢量脉宽调制（SVPWM）策略，使NPC臂开关器件工作于基频，ANPC臂器件仅在半个周期内高频开关，从而提升效率、功率密度与热稳定性。详细阐述了逆变器的工作原理，并建立损耗与热模型以分析器件损耗分布、温度分布及最大结温。实验样机验证了该拓扑在效率、功率密度和热性能方面的优势。

解读: 该混合NPC-ANPC五电平拓扑及FFHC调制策略对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在车载OBC充电机领域，通过Si/SiC混合方案可有效控制成本，同时ANPC臂半周期高频开关策略显著降低开关损耗，提升功率密度，契合车载轻量化需求。在ST储能变流器单相模块设计中，该拓扑的基频开关特性可降低NPC...

Xiaoyan Liu · Maohang Qiu · Kevin Hobbs · Ahmed Dahneem 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月

混合动力/电池驱动的电动卡车或飞机因可消除温室气体及有害气体排放而备受关注。兆瓦级电驱动系统中，1600-V电压平台相比传统400-V或800-V系统可减轻线缆重量并提升充电速度，更具优势。本文提出并研制了一款适用于该场景的500-kW三相交错谐振开关电容DC-DC变换器，详细分析了其工作原理及功率损耗，包括MOSFET、无源器件和母排损耗。提出了一种高效的高功率测试方法，并在额定工况下验证了样机性能。仿真与实验结果表明，该原型机峰值效率达99.1%，满载500-kW时效率为98.7%。

解读: 该500-kW谐振开关电容变换器技术对阳光电源充电桩及储能产品线具有重要应用价值。其98.7%满载效率和1600V高压平台设计可直接应用于大功率充电桩产品，减少线缆损耗并提升充电速度。三相交错谐振拓扑及详细的损耗分析方法（含MOSFET、无源器件、母排损耗）可优化ST系列储能变流器的DC-DC变换环...

Yao Wang · Shuyan Zhao · Fei Lu · Hua Zhang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月

本文研究了用于激励高功率电容式电力传输（CPT）系统的多兆赫多千瓦碳化硅（SiC）全桥逆变器设计与实现中的关键挑战。首先揭示了在多兆赫高功率条件下，因MOSFET硬关断电流过大导致的漏源电流与电压振荡问题，成为限制开关频率提升的主要瓶颈。其次，提出了一套涵盖器件选型、栅极驱动设计、零电压开关（ZVS）实现及布局优化的高频逆变器设计方法，并基于UCC5390、IXRFD631和UCC27531D三种驱动芯片与C3M0060065K SiC MOSFET实现了三款逆变器样机，工作频率覆盖1 MHz（...

解读: 该多MHz SiC全桥逆变器的ZVS设计技术对阳光电源具有重要应用价值。首先，文中揭示的MOSFET硬关断电流振荡问题及其抑制方法，可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高频化设计，通过提升开关频率至MHz级别，显著减小磁性元件体积，提高功率密度。其次，基于UCC5390等驱动芯片的栅...

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...

Jessika Melo de Andrade · Roberto Francisco Coelho · Telles Brunelli Lazzarin · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

本文提出一种基于差分连接的部分功率处理（PPP）高增益升压DC-DC变换器的派生方法。当两个基本变换器的输出电压相对于公共输入电压均为负极性时，差分连接可实现PPP特性。针对输出电压为正极性的基本变换器（如Boost、SEPIC、Zeta），通过引入逆变单元（IC）使其在差分连接下具备PPP能力。文章阐述了由正极性组基本变换器构建PPP差分变换器的概念、理论分析与设计方法，并通过一台由两个Boost变换器构成的实验样机验证方案可行性，其输入电压20 V、输出电压180 V（增益9倍）、占空比0....

解读: 该部分功率处理高增益DC-DC变换器技术对阳光电源储能与充电产品具有重要应用价值。差分连接PPP架构可使仅部分功率经过变换器处理，显著降低器件应力和损耗，95.5%的高效率与阳光电源ST系列储能变流器的效率目标高度契合。9倍增益特性适用于储能系统电池侧低压（48V/96V）到直流母线高压（540V/...

Yuzhen Xu · Yueling Zhang · Mingzhu Zhou · Ronghuan Xie 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

本文提出一种基于Y源耦合电感的零输入电流纹波（ZICR）高电压增益DC-DC变换器。通过引入由电感、电容和耦合电感串联构成的辅助电路实现ZICR，其中电容使ZICR支路平均电流为零，从而可采用小磁芯设计，减小磁性元件体积与铜损。结合Y源耦合电感与倍压结构实现高电压增益，固有无源钳位电路有效抑制开关管关断电压尖峰与应力。利用电容吸收漏感能量，实现所有二极管的零电流关断，缓解反向恢复问题。实验研制了200 W、32–380 V、50 kHz样机，验证了方案可行性。在40–200 W输出功率范围内，带...

解读: 该零输入电流纹波高增益DC-DC变换器技术对阳光电源储能与光伏产品具有重要应用价值。Y源耦合电感与倍压结构实现的高电压增益特性，可直接应用于ST系列储能变流器的DC-DC前级，优化低压电池（48V/96V）到高压母线（1500V）的升压方案，减少级联级数。零输入电流纹波特性显著降低对电池侧滤波需求，...

Christopher S. Johnson · Tyler Marcrum · Michael Tidwell · William Stump 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

现代电子应用要求逆变器在更高频率下运行并具有更低的总谐波失真（THD）。串联/并联开关电容（SPSC）逆变器已被证明可降低THD，并支持更高的开关速度。现有文献中的损耗分析主要集中于晶体管开关及寄生元件引起的损耗，然而当SPSC系统驱动容性负载时，电路中会产生电荷共享损耗。本文推导了稳态与暂态响应下的电荷共享损耗，暂态分析揭示了基于开关速度的分岔运行模式。提出了一种抑制该固有损耗的设计方法，并构建了1 Hz–7 MHz宽带简化的SPSC逆变器实验验证两种分岔模式，在6–7 MHz实现74%效率（...

解读: 该开关电容逆变器电荷共享损耗量化技术对阳光电源高频功率变换产品具有重要参考价值。在ST储能变流器中，精确量化电荷共享损耗可优化SiC/GaN器件的高频开关设计，提升6-7MHz频段硬开关效率至74%水平。对SG光伏逆变器的1500V高压系统，该分岔模式分析方法可指导MPPT算法在容性负载下的损耗抑制...

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...

Marisa J. T. Liben · Daniel C. Ludois · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年7月

绕线磁场同步电机（WFSM）具有高功率密度、优异的弱磁性能，并避免稀土元素市场波动，适用于电动汽车驱动。当前研究致力于在保持性能与效率的同时降低无刷转子励磁系统的成本与复杂性。本文提出一种基于串联谐振电容式功率传输（CPT）机制，并集成电容式位置解算器的方案以降低驱动系统成本。解算器集成于PCB型电容耦合器中，利用主功率通路作为载波信号。系统由基于解析法与有限元分析设计的6.78-MHz ISM频段GaN逆变器驱动。实测表明，向励磁绕组传输峰值达2.3 kW的功率，效率超过88%；未滤波解算器的...

解读: 该6.78MHz高频CPT技术对阳光电源新能源汽车驱动系统具有重要参考价值。文中GaN逆变器在ISM频段实现2.3kW功率传输、效率超88%的设计方法，可应用于阳光电源车载OBC充电机和电机驱动产品的高频化升级，提升功率密度并减小磁性元件体积。串联谐振拓扑与电容耦合技术可借鉴至无线充电桩产品开发。集...

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...