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基于双有源桥的三相准单级隔离式AC-DC变换器控制策略与调制方案
Control Strategy and Modulation Scheme of Three-Phase Quasi-Single-Stage Isolated AC–DC Converter Based on Dual Active Bridge
Luming Liu · Zhiqiang Guo · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
本文提出了一种由混合有源三次谐波注入降压型整流器（H3R）和双有源桥（DAB）组成的三相准单级隔离式AC-DC变换器。通过输入电流分析，利用最优三移相（TPS）调制推导了DAB变换器的全局最优工作模式，在实现宽范围调节的同时最小化了导通损耗。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及大功率PCS产品具有极高的参考价值。DAB拓扑是实现储能双向能量流动的核心，通过引入H3R整流级实现准单级变换，可有效减少功率变换级数，提升系统功率密度和转换效率。最优TPS调制策略可直接优化PCS在宽电压范围下的运行效...
一种兼容单相与三相的半桥单级AC-DC变换器
A Half-Bridge Single-Stage AC-DC Converter with Single- and Three-Phase Compatibility
Ba Phu Do · Million Gerado Geda · Huu-Phuc Kieu · Sewan Choi · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年12月
本文提出一种基于双有源半桥拓扑的单级AC-DC变换器，支持单相与三相交流输入。该结构在交流侧采用三个交错式图腾柱支路，直流侧采用带分裂电容的半桥支路，相比全桥方案减少了开关器件数量。变换器在连续导通模式下实现所有开关的零电压开通，在断续模式下实现直流侧开关的零电流关断。单相运行时，集成的分裂电容型有源功率解耦电路可消除直流充电电流中的二次谐波纹波。实验研制了11 kW样机，在单相（220 Vac）和三相（380 Vac）输入、400–800 Vdc电池电压范围内测试，峰值效率达96.85%，网侧...
解读: 该单相/三相兼容AC-DC变换器技术对阳光电源储能与充电产品线具有重要应用价值。半桥拓扑相比全桥减少开关器件，可直接应用于ST系列储能变流器的AC-DC前端，降低成本并提升2.7kW/L的功率密度。单相运行时的有源功率解耦技术可消除二次谐波，适用于户用储能系统；三相兼容特性使同一平台覆盖工商业场景，...
一种降低基于DAB的三相单级AC-DC变换器二次谐波电流的双相优化策略
A Dual Phase-Optimized Strategy to Reduce Second-Carrier Harmonic Current for DAB-Based Three-Phase Single-Stage AC–DC Converter
Nan Mo · Qianming Xu · Jiayu Hu · Peng Guo 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
基于双有源桥（DAB）的三相单级AC-DC变换器因高效率和高功率密度备受关注。然而，直流侧总电容纹波电流（TCRC）较大，易导致电容发热并影响可靠性。本文提出了一种傅里叶分析方法，通过双相优化策略有效抑制二次谐波电流，提升系统可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的储能变流器（PCS）产品线（如PowerTitan、PowerStack系列）具有重要参考价值。DAB拓扑是目前储能双向DC-DC变换的核心，直流侧电容纹波电流直接影响电容寿命及PCS的整体可靠性。通过该双相优化策略，可在不增加硬件成本的前提下，降低电容热应力，延长设备在极端工况下...
集成功率解耦端口的单相AC-DC功率变换器用于低频脉冲负载
Single-Phase AC-DC Power Converter With Integrated Power Decoupling Port
Fan Yang · Yihang Jia · Yan Xing · Hongjuan Ge 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
针对低频脉冲负载应用,提出由双输出功率因数校正器(DO-PFC)和Buck变换器组成的单相AC-DC变换器。DO-PFC低压输出端口连接脉冲负载,脉冲负载稳定谷值功率直接由DO-PFC提供。DO-PFC高压输出端口用作功率解耦端口和Buck变换器输入。通过允许宽电压波动范围,降低脉动功率缓冲所需电解电容容量。负载功率脉冲分量由Buck变换器提供。实现从AC输入到脉冲负载的准单级功率变换,有利于整体电源系统效率提升。详细分析运行原理、参数设计方法、控制和调制策略。构建并测试2kW峰值功率实验样机验...
解读: 该集成功率解耦AC-DC变换器技术对阳光电源特殊负载电源和储能应用有创新启发。双输出PFC功率解耦设计可应用于脉冲负载充电桩和激光加工电源等场景,提高效率并降低电解电容需求。准单级拓扑对阳光电源高效率变换器产品线有借鉴价值。该技术对储能系统应对脉冲功率需求和电网侧功率平滑有应用潜力,可提升系统动态性...
一种用于带LCL滤波器的三相两电平AC/DC变换器的连续控制集电流模型预测控制新方法
A Novel Continuous Control Set Current-Based Model Predictive Control for a Three-Phase, Two-Level AC/DC Converter With the LCL Filter
Krzysztof Dmitruk · Andrzej Sikorski · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
本文提出了一种针对LCL滤波并网AC/DC变换器的连续控制集电流模型预测控制（CCS C-BMPC）新算法。该算法克服了传统MPC在最终控制阶段依赖参考电压调节的局限，实现了对电网电流的直接控制，有效提升了系统的动态性能与稳态精度。
解读: 该研究提出的CCS-MPC算法直接优化了并网电流控制，对阳光电源的组串式逆变器（如SG系列）及储能变流器（如PowerTitan/PowerStack系列）具有重要参考价值。LCL滤波器是阳光电源大功率并网产品的核心组件，该算法能有效提升在弱电网环境下的电流控制精度和系统稳定性，减少谐波畸变。建议研...
用于加速EMT型仿真的通用解耦等效电路模型
Universal Decoupled Equivalent Circuit Models of Solid-State Transformer for Accelerated EMT‐Type Simulation
Hengyu Li · Walid Hatahet · Jared J. Paull · Jintao Han 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年6月
多电平多模块固态变压器（SST）通过链式AC-DC变换器和双有源桥（DAB）DC-DC变换器实现中压交流与低压交流系统的接口，具有高模块化、双向功率传输、电气隔离和高频变换等优势。为支持快速控制原型开发，亟需高效且精确的电磁暂态（EMT）等效电路模型。本文提出基于开关函数的通用解耦等效电路模型，可统一描述全桥、DAB及三相三电平等变换器在导通与阻断模式下的行为。通过开关函数与直流母线解耦策略，模型实现了恒定G矩阵并显著降低节点数量。同时提出一种适用于大步长仿真的开关插值技术，以准确刻画开关事件。...
解读: 该SST解耦等效电路模型技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST储能变流器方面，所提出的DAB DC-DC变换器恒定G矩阵建模方法可显著加速储能系统多模块级联拓扑的EMT仿真效率，支持PowerTitan大型储能系统的快速控制原型开发与参数优化。在SG光伏逆变器领域，三相三电平变换器的通用解...
基于下垂的多单元AC-DC变换器无线通信分布式控制中的功率不平衡补偿
Power Imbalance Compensation of Droop-Based Distributed Control With Wireless Communication in Multi-Cell AC-DC Converters
Keita Ohata · Hiroki Watanabe · Keisuke Kusaka · Jun-ichi Itoh 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年5月
本文针对输入并联输出并联（IPOP）型交直流转换器提出了一种带有功率不平衡补偿的增强型分布式控制方案，该方案采用了包含非瞬时值的功率不平衡补偿器。在传统下垂控制下，由于负载与各个单元之间存在布线电阻，并联连接的单元转换器中功率分配不平衡是一个常见问题。所提出的补偿器置于电压和电流反馈回路的外环，能有效缓解这些不平衡问题。通过利用非瞬时值，该控制方案可采用低带宽通信，从而能够使用低速无线模块并减少所需的信号线，进而提高了系统的灵活性。采用一个由六个集成无线通信模块的单元组成的7.2千瓦样机进行了实...
解读: 该功率不平衡补偿技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。多单元IPOP并联架构是大功率储能系统的典型拓扑，文章提出的基于无线通信的改进下垂控制方案可直接应用于模块化储能变流器的功率均衡管理。其本地反馈补偿机制能有效解决阳光电源储能系统中因器件参数离散性、通...
新型双向三开关单级单相AC-DC升降压变换器
Novel Bidirectional Three-Switch Single-Stage Single-Phase AC–DC Buck-Boost Converter With Ground-Referenced Output
Rahel Herzog · David Menzi · Michael Leibl · Luc Imperiali 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月
针对功率在数千瓦以内的电机驱动、电池及光伏阵列等直流负载或电源，通常需采用具备功率因数校正功能的双向AC-DC变换器接入单相电网。当要求输出电压范围宽于电网电压幅值时，需具备升降压能力。本文提出一种仅含三个功率开关管的新型单级单相双向AC-DC升降压变换器，通过系统化方法推导其拓扑结构。该变换器负直流输出端接地，无共模电压。提出一种先进的调制策略，可降低33%以上开关损耗并减小器件应力。实验搭建3.3 kW样机，接入230 V单相交流电网，输出电压范围为300–450 V。实验结果表明，采用先进...
解读: 该三开关单级AC-DC升降压拓扑对阳光电源储能与充电产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，可简化双向PFC电路设计，相比传统四开关方案减少25%功率器件，降低系统成本；300-450V宽电压输出范围适配磷酸铁锂电池组动态工况。在车载OBC充电机领域，负端接地特性消除共模电压，满足车规EMC...
一种用于连接钒氧化还原液流电池的两级AC-DC变换器的统一调制模型预测控制
A Unified Modulated Model Predictive Control for a Two-Stage AC--DC Converter Interfacing a Vanadium Redox Flow Battery
Andrea Volpini · Salvatore R. Di Salvo · Giulia Tresca · Riccardo Leuzzi 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月
随着可再生能源与电网的融合程度不断提高，储能系统对于电网的稳定性和调节变得至关重要。因此，专用的两级交直流转换器对于将电池集成到电网基础设施中必不可少。这些转换器通常采用单相或三相逆变器与双有源桥（DAB）以背靠背的配置组合，从而确保高效率和电气隔离。此类转换器的传统控制方案包括两个独立的基于比例积分（PI）的控制回路，每个阶段各一个。本文针对两级交直流转换器提出了一种基于调制模型预测控制（MMPC）算法的新型控制策略。所提出的方法利用单一的成本函数优化程序同时控制网侧和电池侧阶段，简化了控制架...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项基于调制模型预测控制（MMPC）的双级AC-DC变换器技术具有显著的战略价值。该技术针对钒液流电池储能系统的并网应用，与我司在大型储能领域的业务布局高度契合。 **核心技术价值**：论文提出的统一控制策略突破了传统双PI控制环路的架构限制，通过单一成本函数同时优...
用于AC-DC变换器中多目标优化有源功率解耦电路的混合调制与控制
Hybrid Modulation and Control for Multi-Objective Optimized Active Power Decoupling Circuit in AC-to-DC Converter
Muhammad Zarkab Farooqi · Bhim Singh · Bijaya Ketan Panigrahi · Rohit Kumar · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
单相 AC - DC 功率变换器面临着由功率不平衡导致的二倍电网频率功率纹波（TGFPR）挑战，这需要使用大容量直流侧电容器。有源功率解耦电路（APDC），通常为降压、升压或升降压变换器，常用于单级和两级 AC - DC 变换器中以解决 TGFPR 问题。本文提出了一种用于单级和两级 AC - DC 变换器中 APDC 的新型混合连续和临界导通模式（HyCCM）调制技术，以应对减轻 TGFPR 的挑战。与传统的软开关技术（如临界导通模式（CrCM））不同，CrCM 由于传导损耗、绕组损耗和磁芯损...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项混合调制有源功率解耦技术具有重要的应用价值。在单相光伏逆变器和储能变流器中，二倍工频功率脉动一直是制约系统小型化和可靠性提升的关键瓶颈。传统方案依赖大容量电解电容来吸收功率脉动，但这类元件寿命短、体积大，直接影响产品的功率密度和长期可靠性。 该论文提出的HyCCM调制...
基于数字孪生建模技术与优化算法的三相AC-DC变换器LC参数辨识
LC Parameters Identification for a Three-Phase AC–DC Converter Through Digital Twin Modeling Technique and Optimization Algorithms
Giulia Di Nezio · Sergio de López Diz · Marco di Benedetto · Alessandro Lidozzi 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
数字孪生技术通过高保真数字模型实时复现物理系统行为，正深刻变革能量转换领域。为实现预测性维护，需精准监测影响关键部件健康状态的参数。本文提出一种基于数字孪生的三相AC-DC开关变换器参数估计方法，采用粒子群优化（PSO）、遗传算法（GA）和模拟退火（SA）进行L型交流滤波器电感与直流侧电容参数辨识。在平衡与不平衡工况下验证了方法的鲁棒性与可行性，并对比了三种优化算法性能。结果表明该方法在系统辨识与状态监测中具有应用潜力。
解读: 该数字孪生参数辨识技术对阳光电源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PSO/GA/SA算法实时辨识LC滤波参数和直流侧电容，可直接应用于PowerTitan储能系统的预测性维护，监测电容老化和电感饱和等关键健康指标。该方法在不平衡工况下的鲁棒性验证，契合阳光电源1500V高压...
基于DAB的单级AC-DC变换器消除直流偏置的调制无关初始电流控制
Modulation-Independent Initial Current Control of DAB-Based Single-Stage AC–DC Converter for DC Bias Elimination
Nan Mo · Jiayu Hu · Qianming Xu · Peng Guo 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
在基于双有源桥（DAB）的单级AC-DC变换器中，输入功率波动导致移相角变化，进而产生直流偏置电流（DCBC）。DCBC会加剧电流应力并增加导通损耗。本文提出了一种初始电流控制方法，旨在消除DAB-1S变换器中的直流偏置电流，从而优化系统效率与可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及PCS产品线具有重要价值。DAB拓扑是双向DC-DC变换器的核心，直流偏置电流（DCBC）问题常导致磁性元件饱和及功率器件损耗增加。通过引入该调制无关的初始电流控制策略，可有效提升PCS在宽功率范围运行下的效率，降低磁性...
用于双电动车辆电池充电的三相隔离型多电平AC-DC变换器
A Three-Phase Isolated Multilevel AC-DC Converter for Dual Electric Vehicle Battery Charging
Bussa Vinusha · R Kalpana · Dharavath Kishan · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年12月
本文提出了一种用于同时为两块电池充电的两级电动汽车（EV）交流 - 直流转换器架构。该架构由一个三相多电平升压功率因数校正（PFC）转换器和一个双向双输出直流 - 直流转换器组成。此外，该直流 - 直流转换器具备零电压开关（ZVS）功能且输出相互隔离。这两级独立工作，使得交流 - 直流级能够在连续导通模式（CCM）下运行，而不会影响直流 - 直流级的占空比变化。同时，还提出了一种合适的控制技术，以改善总谐波失真（THD）和功率因数，并实现两块电池的功率均分。文中详细讨论了所提出的双电池充电器的工...
解读: 该三相隔离型多电平AC-DC变换器技术对阳光电源车载充电机（OBC）及充电桩产品线具有重要应用价值。其多电平整流结构可降低输入电流谐波、提升功率因数，与阳光电源三电平拓扑技术路线高度契合。相移全桥软开关控制可结合SiC器件应用进一步提升效率。双电池独立充电管理功能可拓展至混合动力车型或储能系统的多模...
宽电压范围单级AC-DC变换器的改进轻载效率调制
Improved Light-Load Efficiency Modulation for Wide Voltage Range Single-Stage AC-DC Converter
Million Gerado Geda · Ba Phu Do · Huigyeong Song · Huu-Phuc Kieu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
提出单级AC-DC变换器轻载高效调制策略。该调制方案在改进推挽单级AC-DC变换器上实现。该变换器通过引入辅助电感在全功率宽电压范围实现零电压开关(ZVS)导通。但单级变换器通常因硬开关(HS)和环流电流占主导导致显著功率损耗而存在轻载效率低问题。为应对这些挑战,提出使用自适应开关频率提高轻载效率的调制策略。3.7kW单级车载充电器(OBC)样机实验验证了各负载水平下的理论分析。轻载转换性能包括效率和电能质量得到改善。该概念对负载水平多样化的电池储能系统(BESS)和光伏(PV)转换系统特别重要...
解读: 该轻载高效调制单级AC-DC变换器技术对阳光电源车载充电器和光伏逆变器轻载性能优化有重要应用价值。自适应开关频率策略可应用于阳光电源OBC产品,提高轻载充电效率。宽电压ZVS技术对ST储能系统的AC-DC整流级有借鉴意义。该技术对户用光伏和储能系统在低负载运行工况下的能量损耗降低有实用价值,可提升系...
基于高频链路电流估计的孤立式输入并联输出并联AC-DC变换器灵活功率分配控制
Flexible Power Sharing Control of Isolated Input-Parallel-Output-Parallel AC-DC Converters Based on High Frequency Link Current Estimation
Gourahari Nayak · Anindya Dasgupta · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月
本文提出了一种适用于具有高频链路（HF - link）隔离的模块化输入并联输出并联（IPOP）AC - DC 变换器的电压平衡和灵活功率分配控制策略。该 IPOP AC - DC 变换器由电网侧的输入并联前端变换器（IP - FEC）和后端的输出并联双有源桥变换器（OP - DAB）组成。所提出的方案基于对高频链路电流基波分量的估计和控制。该方法结合了基于基波电流扰动算法的高频链路中每个电感的参数识别，增强了其对与老化相关的渐进性参数变化的适应性。无论模块数量多少，该策略仅需使用两个低带宽电流传...
解读: 该高频链路电流估计的IPOP控制技术对阳光电源的模块化产品具有重要应用价值。可直接应用于PowerTitan储能系统的多模块并联设计,优化ST系列储能变流器的功率均衡控制,同时适用于大功率SG系列光伏逆变器的模块化扩展。该方案通过无传感器电流估计实现精确功率分配,可显著降低阳光产品的硬件成本,提升系...
基于瞬时功率平衡的单级双向AC-DC DAB变换器自然功率因数校正调制方法
Instantaneous-Power-Balance-Based Modulation With Natural Power Factor Correction for Single-Stage Bidirectional AC–DC DAB Converter
Jiefeng Lin · Lingling Cao · Ka Hong Loo · Yuanmao Ye 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
本文提出了一种用于单级双向AC-DC双有源桥（DAB）变换器的瞬时功率平衡调制方法，实现了自然功率因数校正。推导了交流侧实现自然功率因数的条件，并提出了三种单变量调制方法（移相、副边占空比和原边占空比控制）。
解读: 该技术对阳光电源的储能变流器（PCS）及光储一体机业务具有重要价值。单级双向DAB拓扑能有效简化电路结构，降低系统体积与成本，提升功率密度。通过自然功率因数校正技术，可进一步优化PCS在并网模式下的电能质量，减少无功补偿需求。建议研发团队关注该调制策略在PowerTitan和ST系列PCS中的应用潜...
基于单级SR-DAB的双向AC/DC变换器简单高精度控制
Control of Single-Stage SR-DAB-Based Bidirectional AC/DC Converter With Simplicity and High Accuracy
Daorong Lu · Chang Zhu · Zhangyi Wang · Jianyang Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
本文提出了一种用于基于串联谐振双有源桥（SR-DAB）的单级AC/DC变换器的新型控制策略，结合了扩展移相与变频调制。基于基波分析法（FHA），提出了一种简单的内/外移相及开关频率控制算法，旨在实现功率因数校正（PFC）、近最小槽路电流及零电压开关，从而提升系统效率与控制精度。
解读: 该技术对阳光电源的储能变流器（PCS）及户用光储一体机产品线具有重要参考价值。单级SR-DAB拓扑通过减少功率变换级数，能显著提升系统功率密度并降低成本，这与阳光电源PowerStack及户用储能系统追求高效率、小型化的趋势高度契合。文中提出的变频与移相混合控制策略，有助于优化储能系统在宽电压范围下...
一种具有改进调制和变频控制的高效率全范围ZVS单级半DAB AC-DC变换器
High-Efficiency and Full Range ZVS Single-Stage Semi-DAB AC–DC Converter With Improved Modulation and Variable Frequency Control
Peisong Ma · Deshang Sha · Debin Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
本文提出了一种用于单级高频隔离半双有源桥（Semi-DAB）AC-DC变换器的改进调制与变频控制策略。该策略实现了全工作范围（整个交流周期及全负载范围）的零电压开关（ZVS），显著提升了转换效率。相比传统变频控制，该方法有效优化了系统性能。
解读: 该技术对阳光电源的储能变流器（PCS）及户用光伏逆变器产品线具有重要参考价值。Semi-DAB拓扑通过单级变换实现AC-DC转换，有助于进一步提升PowerStack及户用储能系统的功率密度与转换效率。全范围ZVS控制策略能有效降低开关损耗，特别适用于对体积和效率要求极高的户用储能场景。建议研发团队...
单级双向双有源桥AC-DC变换器的自然功率因数校正与软开关设计
Natural Power Factor Correction and Soft Switching Design for a Single-Stage Bidirectional Dual Active Bridge AC–DC Converter
Panbao Wang · Dongxin Guo · Jiaxin Hu · Wei Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
本文提出了一种用于单级、单相、谐振型双向双有源桥（DAB）AC-DC变换器的自然功率因数校正（PFC）调制方案。该变换器由周波变换器与全桥整流器通过LC串联谐振电路及高频变压器级联而成，并采用了高低频循环PWM调制方法，实现了高效的功率变换与软开关特性。
解读: 该技术对阳光电源的储能变流器（PCS）及户用光储一体机业务具有重要参考价值。单级双向DAB拓扑能有效简化电路结构，降低系统体积与成本，提升功率密度。其自然PFC与软开关特性有助于减少开关损耗，提升整机效率，特别适用于PowerStack等工商业储能系统及户用储能产品。建议研发团队关注该调制策略在提升...
一种不平衡与畸变电网条件下AC/DC变换器的改进无源直接功率控制策略
An Improved Passivity-Based Direct Power Control Strategy for AC/DC Converter Under Unbalanced and Distorted Grid Conditions
Qicai Ren · Alian Chen · Jingyang Fang · Xi Liu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
本文针对AC/DC变换器在电网电压不平衡及畸变工况下，直流母线电压波动及网侧电流畸变的问题，提出了一种改进的无源直接功率控制（IPBDPC）策略，旨在提升变换器在复杂电网环境下的稳定性和电能质量。
解读: 该技术对阳光电源的组串式及集中式光伏逆变器、储能变流器（PCS）具有极高的应用价值。在弱电网或复杂电网环境下，逆变器常面临电压不平衡导致的直流侧二次纹波及电流谐波问题。该IPBDPC策略通过无源控制增强系统鲁棒性，可有效提升PowerTitan等储能系统及大型光伏电站逆变器在恶劣电网下的并网性能，减...
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