找到 9 条结果 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics
一种在级联H桥多电平变换器中同时最大化故障后电压并最小化共模电压的容错方法
A Fault-Tolerant Approach for Simultaneously Maximizing Post-Fault Voltage and Minimizing Common-Mode Voltage in Cascaded H-Bridge Multilevel Converters
Mahdi Aslanian · Ashkan Raki · Yousef Neyshabouri · Hossein Iman-Eini · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年12月
本文提出一种基于选择性谐波抑制（SHM）技术的级联H桥（CHB）多电平变换器新型容错控制方法。该方法通过向相电压不平衡的相中注入共模电压（CMV），实现线间电压平衡，并利用最少的健康单元达到最大相电压利用率。通过在SHM开关角度中引入新约束，避免过调制，并通过注入适当CMV最大化线间电压。然而，CMV基波分量（FCMV）可能导致CHB各相功率分布不均，引起逆变器功率倒流，对非再生型CHB尤为不利，因其会抬升单元直流母线电压。为此，本文在SHM调制中将最小化FCMV作为附加优化目标，以防止故障下的...
解读: 该容错控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。级联H桥拓扑在阳光电源中压储能系统中广泛应用，本文提出的SHM容错方法可在单元故障时最大化输出电压利用率，提升系统可用性。特别是最小化FCMV防止功率倒流的策略，直接解决了非再生型储能单元的直流母线过压风险...
构网型级联H桥变换器的暂态限流控制
A Transient Current Limiting Control for the Grid-forming Cascaded H-bridge Converter
Mengze Wu · Xing Zhang · Kai Hu · Tao Zhao 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
级联H桥(CHB)变换器具有模块化和高容量特性,其阶梯电压波形和输出电抗模拟发电机内电势和输出电抗,是无内环中压直接构网型(GFM)应用的理想方案。针对低开关频率响应慢和过载率限制挑战,提出暂态限流方法,集成电流箝位负反馈控制策略(CCNFC)和分层模块级快速电流反应控制策略(HMCC)。该方法确保正常条件下GFM稳定运行,同时通过故障条件下优化参数增强电网支撑性能。底层控制器快速反应抑制暂态过流,确保CHB变换器安全和可靠的电网支撑性能。仿真和实验验证了所提方法。
解读: 该构网型CHB暂态限流技术对阳光电源中压储能变流器有重要应用价值。CCNFC和HMCC集成控制策略可应用于PowerTitan大型储能系统的模块化构网型变换器设计,提高故障穿越能力和电网支撑性能。分层控制架构对ST储能变流器的多模块协调控制有借鉴意义,可平衡响应速度和过载保护。该技术对阳光电源中压直...
基于级联H桥和双有源桥固态变压器中高频变压器的主动热控制
Active Thermal Control of High-Frequency Transformers in Cascaded H-Bridge and Dual Active Bridge Based Solid State Transformer
Jianxiong Yu · Jing Sheng · Rui Lu · Heya Yang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
采用级联H桥有源前端（AFE）和双有源桥（DAB）隔离型DC-DC变换器的固态变压器（SST）在超大规模电力应用中日益受到关注。然而，AFE引起的二倍工频波动会导致高频变压器（HFT）产生额外功率损耗与温升，威胁其可靠性与寿命。本文通过解析方法推导了HFT损耗特性，提出一种基于三次谐波注入的主动热控制策略，以重构HFT电流频谱并降低绕组损耗。推导了谐波注入后的损耗解析表达式，并优化了注入谐波的幅值与相位。在2MW/10kVac输入/800Vdc输出的SST样机上进行了仿真与实验验证，结果表明，优...
解读: 该主动热控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文中针对级联H桥+DAB拓扑的二倍工频波动导致的高频变压器热应力问题，提出的三次谐波注入策略可直接应用于阳光电源1500V储能系统中的隔离型DC-DC变换器设计。通过优化电流频谱降低17%绕组损耗、实现3...
基于级联H桥的中压并网电力电子变压器混合调制技术
Hybrid Modulation Technique of MV Grid-Connected Cascaded H-Bridge-Based Power Electronic Transformer Technology
Himanshu Patel · Kamalesh Hatua · Subhashish Bhattacharya · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月
随着半导体器件的发展，电力电子变压器（PET）技术已成为实现中压交流电网与低压交流/直流电网直接集成的优选方案。针对级联H桥（CHB）型三阶段PET在轻载下因死区效应和电网电压谐波导致的网侧电流总谐波畸变率（THD）偏高问题，本文提出一种结合滞环电流控制与矢量控制的混合调制闭环控制策略。每相中一个H桥单元采用滞环控制，其余单元采用移相SPWM矢量控制，有效改善中压侧电流波形，降低空载电流及损耗，并通过PWM轮换逻辑均衡开关损耗。实验在20 kW、1.2 kV/400 V/200 V PET样机上...
解读: 该混合调制技术对阳光电源ST系列储能变流器和充电桩产品具有重要应用价值。针对级联H桥拓扑在轻载工况下THD偏高的问题，文章提出的滞环与矢量控制混合策略可直接应用于阳光电源PowerTitan大型储能系统的PCS设计，有效改善轻载时的电流波形质量，降低空载损耗。PWM轮换逻辑对均衡功率模块热应力、延长...
基于Clarke变换与中点偏移策略在非理想条件下级联H桥多电平逆变器的图形化分析与控制
Graphical Analysis and Control of Cascaded H-Bridge Multilevel Inverter Using Clarke Transformation With Neutral-Shift Strategy Under Nonideal Conditions
P. M. Lingom · Joseph Song-Manguelle · Ideal Oscar Libouga · Mamadou Lamine Doumbia 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
本文提出一种基于三维空间矢量图示法，用于诊断非理想条件下三相级联H桥（CHB）逆变器的不平衡运行状态。理想情况下，Clarke变换后电压矢量在αβ静止坐标系中呈圆形轨迹，输出平衡的三相电压与电流；而在直流电压不平衡或单元故障等非理想条件下，轨迹变为椭圆，导致系统失衡。文章分析了两种运行模式的特征差异，并提出一种通用的中点偏移控制策略，可同时应对直流源不均与单元失效问题，确保线电压和电流保持平衡。通过三单元CHB逆变器带对称RL负载的仿真与实验验证了该方法的有效性，并探讨了非理想条件对电压电流频谱...
解读: 该Clarke变换图形化诊断与中点偏移控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。级联H桥拓扑是阳光电源中高压储能系统的核心架构，文中提出的三维空间矢量诊断法可快速识别电池单元SOC不均衡或功率模块故障，提升系统可靠性。中点偏移策略能在直流侧电压不平衡时保...
基于超 twisting 观测器的单相中点钳位H桥级联逆变器固定开关频率无模型预测控制
Model-Free Predictive Control With Super-Twisting Observer of Single-Phase Neutral-Clamped H-Bridge Cascade Inverters With Fixed Switching Frequency
Lei Yuan · Jia-Wei Mei · Anfei Xu · Xiao Li · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
针对有限控制集模型预测控制中开关频率不固定和参数失配的问题，提出一种基于单相级联H桥中点钳位逆变器的连续控制集无模型预测控制（CCS-MFPC）方法。通过在每个控制周期内使用三个电压矢量并依据其代价函数反比分配作用次数，实现固定开关频率；综合考虑开关动作减少与中点电位平衡，将27个开关矢量组合为32段序列。引入中点电位偏差至代价函数，采用多目标预测有效平衡中点电位。建立单相CHB-NPC逆变器的超局部模型，并设计超 twisting 滑模观测器估计集中扰动，提升控制器参数鲁棒性。实验平台验证了该...
解读: 该无模型预测控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。固定开关频率方案可降低EMI滤波器设计难度，提升系统可靠性；超twisting观测器增强参数鲁棒性，适应储能系统宽范围工况变化；中点电位平衡策略可直接应用于三电平NPC拓扑的ST2752UX等产品，延...
基于电压-电流滑模控制的三相四桥臂有源变换器策略
Voltage–Current Sliding Mode Control Strategy for Three-Phase Four-Bridge-Arm Active Converters
Mou-Fa Guo · Chu-Fang Han · Qing-Xuan Ke · Jian-Zhang You 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年12月 · Vol.14
本文提出一种三相四桥臂级联H桥拓扑及滑模控制策略，用于柔性消弧装置，可同时精确调节输出电流与中性点电压，有效抑制高/低阻接地故障下的故障电流与电压，解决PID/LADRC稳态误差及传统电压法在线路压降下失效问题。
解读: 该滑模控制策略对阳光电源ST系列储能变流器（PCS）及PowerTitan系统在配网侧故障穿越、主动谐波/不平衡补偿等场景具有重要参考价值。其电压-电流协同控制思想可增强PCS在弱电网或含高阻接地故障工况下的暂态响应与补偿精度，建议在新一代构网型PCS固件中集成SMC-ERL算法模块，并结合iSol...
面向单开关故障的级联H桥多电平逆变器容错策略——实现零基波共模电压
A Fault-Tolerant Strategy for Cascaded H-Bridge Multilevel Inverter Under Single-Switch Fault With Zero Fundamental Common-Mode Voltage
Mahdi Abdolhamidy · Ahmad Salemnia · Yousef Neyshabouri · Hossein Iman-Eini · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年11月 · Vol.14
本文提出一种增强型共模电压（CMV）注入方法，可在单开关故障下使级联H桥（CHB）逆变器的基波CMV为零，避免低功率因数时直流母线反向能量回馈及过压跳闸，同时降低电机端电压应力和轴承电流，提升全功率因数范围下的容错安全性。
解读: 该技术对阳光电源ST系列储能变流器（PCS）及PowerTitan大型储能系统中采用的多电平拓扑具有重要参考价值，尤其适用于高可靠性要求的工商业及电网侧储能场景。其零基波CMV容错策略可直接提升CHB型PCS在IGBT单管故障下的持续运行能力，降低停机风险；建议在下一代ST5000/6300系列PC...
一种低压驱动的级联半桥模块化脉冲发生器用于肿瘤治疗电场癌症疗法
A Low-Voltage-Driven Cascaded Half-Bridge Modular Pulse Generator for Tumour Treating Fields Cancer Therapy
Mahmoud A. Alshahat · Mohamed A. Elgenedy · Ahmed A. Aboushady · Mark Williams · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
肿瘤治疗电场（TTFields）作为一种独立或联合系统性治疗的手段，正推动癌症治疗进入新阶段。治疗效果高度依赖脉冲发生器（PG）的性能，其灵活性直接影响脉冲序列的多样性。研究表明，混合协同脉冲在体外和体内实验中能更有效地扩大消融区域并杀伤癌细胞。本文提出一种基于级联半桥（CHB）结构、由低压直流源驱动的全模块化PG，可通过子模块数量倍增输出电压。采用碳化硅宽禁带器件结合软开关策略，降低损耗、提升脉冲上升速度与重复频率。利用C2000控制器片上可配置逻辑块（CLB）实现多路门极信号控制，简化了FP...
解读: 该级联半桥模块化脉冲发生器技术对阳光电源功率电子产品具有重要借鉴价值。其核心技术与阳光电源产品高度契合：1）CHB模块化架构可直接应用于ST系列储能变流器和SG光伏逆变器的多电平拓扑优化，通过低压模块级联实现高压输出，降低器件应力；2）SiC宽禁带器件结合软开关策略可提升PowerTitan储能系统...