Uppuluri Suryavalli · V. S. S. Pavan Kumar Hari · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年2月

对电力电子变换器中脉宽调制电压的谐波频谱进行解析评估，是工程师在实际工作中常用的有效工具。本文提出一种解析方法，有助于理解采样技术和频率比对脉宽调制（PWM）电压谐波频谱的潜在影响。该方法可推导出采用规则采样正弦 - 三角脉宽调制（STPWM）的单相和三相两电平电压源逆变器（VSI）输出电压傅里叶系数的简单且精确的闭式表达式。这些表达式是针对 STPWM 的对称和非对称规则采样技术推导得出的。所提出的解析表达式便于在给定直流母线电压、调制指数和载波与基波频率比的情况下估算电压谐波频谱。本文还分析...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于PWM电压谐波分析的论文具有重要的工程应用价值。该研究针对两电平电压源逆变器的脉宽调制技术，提出了精确的谐波频谱解析方法，这与我司光伏逆变器、储能变流器等核心产品的控制策略优化直接相关。 论文的核心贡献在于建立了采样方法（对称与非对称规则采样）和频率比对PWM谐波...

Wei Yuan · Hong Cheng · Cong Wang · Yucheng Shen 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

中点电压不平衡问题制约了五电平中点钳位型（NPC）变换器的广泛应用。近期提出的一种用于交流电机驱动的单向五电平变换器通过前级改进型五电平Boost整流器实现功率因数校正，并依赖整流与逆变级间的复杂协调控制实现中点电压平衡。本文提出一种简化电压平衡控制策略，首先分析整流级的电压平衡能力；进而针对传统相位配置PWM（PDPWM）输出电压总谐波畸变率低但易引发电压漂移，而载波重叠PWM（COPWM）可在全范围平衡中点电压但谐波较高的问题，提出载波重叠相位配置PWM（COPDPWM）及基于分段组合PDP...

解读: 该混合PWM调制策略对阳光电源电动汽车驱动产品线具有直接应用价值。五电平NPC拓扑的中点电压平衡问题是制约其在电机驱动系统应用的关键瓶颈，所提COPDPWM混合调制方案通过分段组合策略，在保证低THD输出的同时实现全范围电压平衡，可简化整流-逆变级协调控制复杂度。该技术可应用于阳光电源车载OBC充电...

作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

通过应用基于载波的脉冲宽度调制（CB - PWM）技术实现并联功率变换器的交错运行是一种获得高质量输出波形的常用方法。然而，对于为了将功率损耗控制在可接受范围内而需要低开关频率运行的大功率变换器而言，某些谐波可能会超出并网标准所规定的单个限值。为解决这一问题，本文提出采用基本的预编程方法原理来修改传统的CB - PWM脉冲模式。所提出的方法不仅能够对电网公共连接点（PCC）处的谐波特性进行整形，还能降低负载侧和逆变器侧电流的总谐波畸变率。为兼顾所有这些目标，定义了一个高阶多项式代价函数。所提出的...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项双移相PWM优化技术具有重要的战略价值。当前我司在大型集中式光伏逆变器和储能变流器领域，普遍采用并联NPC拓扑以实现更高功率等级和更优输出性能。然而在兆瓦级以上应用中，为控制开关损耗必须降低开关频率，这导致某些特定次谐波可能超出IEEE 519等并网标准限值，成为制约产...

作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

摘要：并联交错式多电平逆变器（PIMIs）在高功率应用中具有巨大潜力，但其固有的环流问题会导致电流应力增加和系统效率降低。本文聚焦于PIMIs中的相环流（PCC）抑制。首先，提出了一种PCC预测模型，该模型考虑了应用非对称规则采样（ARS）规则时存在的一个控制周期延迟。通过使用该模型，选择合适的冗余矢量，可使PCC降低约50%。然后，开发了另一个考虑两个控制周期延迟的PCC预测模型。利用该模型，提出了一种基于ARS的可变开关频率脉宽调制（VSFPWM）方法，以精确控制PCC的峰值，并给出了一种确...

解读: 从阳光电源大功率逆变器产品线视角来看，这项针对并联交错多电平逆变器（PIMI）环流抑制的研究具有重要的工程应用价值。在我们的集中式光伏逆变器、储能变流器以及风电变流器等大功率应用场景中，并联技术是实现兆瓦级以上容量的关键路径，而相环流（PCC）问题一直制约着系统效率和可靠性的提升。 该论文提出的非...

Kotb B. Tawfiq · Hatem Zeineldin · Ahmed Al-Durra · Ehab F. El-Saadany · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月

本文针对混合电平三相逆变器提出了一种新的空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术。这种新的SVPWM技术可使共模电压（CMV）的均方根（rms）值、<italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">dv/dt</i>以及跳变次数最小化。这是通过在每个区域内对空间矢量进行最优选择和排序来实现的。此外，从数学和实验两方面验证了混合电平逆变器直流母线电容电压的自平...

解读: 从阳光电源光伏逆变器和储能系统的核心业务角度分析，该论文提出的混合电平逆变器空间矢量脉宽调制技术具有显著的工程应用价值。共模电压问题一直是制约光伏系统性能和可靠性的关键技术瓶颈，其引发的漏电流不仅影响系统安全性，还会加速组件退化，这与我们在大规模地面电站和分布式光伏项目中面临的实际挑战高度契合。 ...

Dipankar Chatterjee · Chandan Chakraborty · Suvarun Dalapati · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月

死区时间失真在脉宽调制（PWM）电压源逆变器（VSI）中是一个众所周知的问题。准确检测电流极性是成功实施死区时间失真补偿的关键问题。为此使用电流传感器会增加装置的总体成本和复杂性。这还可能由于电流偏移和缩放误差导致电流测量误差，从而造成补偿错误。本文提出了一种基于幂函数的单相PWM逆变器无电流传感器死区时间失真补偿技术。该技术通过对负载电压进行采样并利用其计算一个幂函数，此幂函数是基于瞬时功率理论（IPT）开发的，并进行了重大改进以使其适用于单相系统。实施这种补偿无需对功率电路进行拓扑修改或添加...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项无电流传感器的死区时间畸变补偿技术具有重要的工程应用价值。死区时间是PWM逆变器设计中的固有问题，直接影响输出电压质量和系统效率，在我们的光伏逆变器和储能变流器产品中尤为关键。 该技术的核心创新在于通过负载电压采样和功率函数计算实现电流极性判断，避免了传统方案中额外的...

Mingzhe Wu · Kui Wang · Josep Pou · Kehu Yang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月

为降低中点钳位（NPC）多电平变换器的器件数量以提高功率密度，本文提出两种七电平树型有源NPC（7L-TANPC）变换器拓扑。相比现有七电平NPC拓扑，所提结构器件数量更少且总器件耐压更低，有助于降低成本并提升功率密度。为实现直流母线电容电压平衡，本文还提出了载波交叠脉宽调制方法，并结合零序电压注入与占空比调节实现电容电压主动平衡控制。仿真与实验结果验证了所提拓扑及调制控制策略的有效性。

解读: 该七电平树型ANPC拓扑对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和SG大功率光伏逆变器中，所提拓扑通过减少器件数量和降低总器件耐压，可显著提升功率密度并降低成本，契合1500V高压系统需求。载波交叠PWM与电容电压主动平衡控制策略可直接应用于PowerTitan大型储能系统的多电平...

Ezequiel Rodriguez Ramos · Ramon Leyva · Qingxiang Liu · Sergio Vazquez 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月

在并网光伏（PV）发电机中使用储能（ES）是一种有效的解决方案，可在太阳辐照度波动的情况下向电网输送稳定的电力。本文分析了一种带储能的单相并网光伏发电机，其中储能装置为低电压，即储能电池串联数量不多。该光伏发电机由通过一个公共直流母线电容连接的三个子系统组成：光伏单元、储能单元和逆变器。此外，在所提出的解决方案中，逆变器在电网周期的大部分时间内不进行开关动作，从而降低了开关损耗。单相逆变器的不连续运行意味着储能单元的升压直流 - 直流转换器需要采用合适的控制策略。所提出的控制方法采用了一个考虑谐...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对单相光伏发电系统中低压储能与不连续PWM控制的研究具有重要的技术参考价值。该方案通过逆变器在电网周期内的部分时段停止开关动作，有效降低了开关损耗，这与我司在提升逆变器效率方面的技术路线高度契合。 该技术的核心创新在于采用低压储能单元配合特殊的boost变换器控制策...

Kuang Wang · Xinbo Ruan · Tao Fu · Fei Liu 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月

四开关反激（FSF）变换器具有功率开关管电压应力低和零电压开关（ZVS）的特点。本文对钳位电容进行了合理设计，以避免漏感电流和励磁电流出现多个交汇点。然后，提出了一种脉冲宽度调制（PWM）加伏秒平衡（VSB）控制方法，用于关断钳位开关，以确保励磁电流为负，从而实现零电压开关，且不再需要二次侧整流器电流传感器。分析了FSF变换器的工作原理，给出了设计考虑因素，并阐述了所提出的PWM加VSB控制方法的实现方式。最后，在实验室搭建并测试了一台采用氮化镓（GaN）器件、工作频率为500 kHz、功率为6...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的四开关反激（FSF）变换器改进控制技术具有重要的应用价值。反激拓扑在我司光伏逆变器的辅助电源、储能系统的DC-DC变换以及小功率电源模块中广泛应用，该技术的创新点与我司产品优化方向高度契合。 该技术的核心价值体现在三个方面：首先，通过PWM加伏秒平衡（VSB）...

Zuohang Hu · Xiangyang Xing · Hongliang Zhang · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年6月

不连续脉冲宽度调制（DPWM）方法已应用于带有改进型 LCL（ILCL）滤波器的三电平 T 型逆变器中以提高效率。然而，DPWM 方法存在中性点（NP）纹波大的特点。此外，在实际应用中，为节省成本，直流侧电容值较小。因此，直流侧的中性点电压纹波较大，这会导致输出电流中出现低频谐波。另外，这些低频谐波会与 ILCL 滤波器相互耦合。在这种情况下，传统的低频谐波抑制方法并不适用。为解决这些问题，建立了中性点电压纹波模型，该模型表明中性点电压纹波会导致输出电流中出现五次和七次谐波。然后，引入比例积分谐...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对三电平T型逆变器低次谐波建模与抑制的研究具有重要的工程应用价值。该技术直接切中了当前光伏和储能逆变器设计中的核心矛盾：在追求高效率的同时如何控制成本并保证电能质量。 论文所研究的小电容值直流侧设计方案与阳光电源降本增效的战略高度契合。采用DPWM调制技术可提升逆变...

Juan R. García-Meré · Juan Rodríguez · Diego G. Lamar · Javier Sebastián · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年2月

可见光通信（VLC）利用商用高亮度发光二极管（HB - LED）发出的光来传输信息。为了根据待传输的通信信号改变光强度，通常会使用线性功率放大器（LPA）。然而，其较低的功率效率对集成到VLC驱动器中构成了重大挑战，尤其是在高功率水平下。为了提高当前VLC驱动器的效率，本文提出了一种基于调谐式三电平飞跨电容（FC）拓扑结构的新型开关模式功率放大器（SMPA）。所提出的基于FC的SMPA通过多级射频脉冲宽度调制（RF - PWM）技术进行控制，与其他传统SMPA相比，能够再现带宽更宽的通带调制方案...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于可见光通信（VLC）开关模式功率放大器的研究具有多维度的技术启发意义。论文提出的三电平飞跨电容拓扑结构及多电平RF-PWM调制技术，在功率转换效率方面达到98.3%的峰值，这与我们在光伏逆变器和储能变流器领域追求的高效率目标高度契合。 从技术迁移角度分析，该研究的...

Siddharth Raju · Maxim Erickson · Ned Mohan · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月

传统矩阵变换器最常用的两种调制方法是间接式和直接式空间矢量脉宽调制（PWM）。前者因数学上的简便性而被广泛采用，但其简化过程掩盖了部分冗余性，限制了性能提升。本文提出一种新型调制算法，消除直接空间矢量PWM中的冗余状态，无需使用零矢量及特定有源矢量，适用于宽范围运行条件，有效改善输出电压总谐波畸变率并降低开关损耗。通过严格的数学分析，并基于5 kW实验样机验证了该算法的有效性。

解读: 该矩阵变换器优化调制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。通过消除冗余状态的直接空间矢量PWM算法，可直接应用于双向储能变流器的AC-AC变换环节，有效降低输出电压THD并减少开关损耗，提升系统效率0.5-1%。该技术对PowerTitan大型储能系统的功率模块设计具...

Dongok Moon · Changkyu Bai · Anyeol Jung · Minsung Kim · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年6月

在移相全桥（PSFB）变换器中，每个桥臂上的开关由互补的脉冲宽度调制（PWM）信号驱动，并实现零电压开关（ZVS）。然而，PSFB 变换器不可避免地会出现超前桥臂和滞后桥臂开关损耗不平衡的问题。本文提出一种分裂互补调制方法，用于平衡 PSFB 变换器超前桥臂和滞后桥臂的开关损耗。该分裂互补调制方法使每个桥臂在每个开关周期内交替充当超前桥臂和滞后桥臂。在轻载时，滞后桥臂开关的零电压开通通常需要额外的死区时间。在分裂互补调制下，由于超前桥臂和滞后桥臂的角色在每个开关周期都会转换，因此在滞后桥臂开关开...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对移相全桥（PSFB）变换器的分裂互补调制技术具有显著的应用价值。PSFB拓扑广泛应用于我司的储能变流器、光伏逆变器的DC-DC变换级以及电动汽车充电模块中，该技术直接针对行业痛点——超前桥臂与滞后桥臂间的开关损耗不平衡问题。 该技术的核心价值在于通过每个开关周期交...