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一种具有宽ZVS范围和自动均压功能的双极性直流微电网无输入电流纹波DC-DC变换器
Input Current Ripple-Free DC–DC Converter With Wide ZVS Range and Auto-Voltage-Sharing for Bipolar DC Microgrids
Zhangjie Liu · Shucheng Ma · Guangfu Ning · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
本文提出了一种用于直流微电网的基于双有源桥(DAB)的双极性DC-DC变换器,具备自动均压功能。通过集成交错Boost单元并固定占空比为0.5,实现了输入电流无纹波。该拓扑通过两个高频变压器连接主副有源桥,有效提升了变换效率与系统稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及直流微电网解决方案具有重要参考价值。其提出的无输入电流纹波特性可显著降低直流侧电容的应力,延长储能系统寿命并提升功率密度。自动均压功能对于双极性直流母线架构下的储能PCS设计具有借鉴意义,有助于优化多电平变换器在微电网应...
中点钳位双有源桥变换器的电容电压平衡
Capacitor Voltage Balancing for Neutral Point Clamped Dual Active Bridge Converters
M. A. Awal · Md Rashed Hassan Bipu · Oscar Andres Montes · Hao Feng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
本文提出了一种针对全桥中点钳位(NPC)双有源桥(DAB)变换器的电容电压平衡方法。现有技术主要通过根据电压偏差主动选择小电压矢量(即连接直流母线上、下电容至变压器绕组)来实现平衡。该研究优化了控制策略,提升了变换器在直流母线电容电压不平衡情况下的运行稳定性。
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产品具有重要价值。随着储能系统向高压化、大功率化发展,三电平NPC拓扑在提升效率和降低器件电压应力方面优势显著。该电容电压平衡控制策略能够有效解决三电平DAB变换器中点电位漂移问题,提升系统在复杂工况下的可靠...
结电容与死区时间对双有源桥
DAB)实际软开关范围的影响:解析分析与解决方案
Zhe Wang · Chi Li · Jiye Liu · Zedong Zheng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
双有源桥(DAB)变换器在轻载条件下,由于半导体结电容无法在死区时间内完成充放电,常导致零电压开关(ZVS)失效。本文旨在解析结电容与死区时间对DAB软开关范围的具体影响,并提出相应的优化解决方案,以提升变换器在全功率范围内的效率。
解读: DAB拓扑是阳光电源储能变流器(如PowerTitan、PowerStack系列)及直流耦合光储一体化方案中的核心DC-DC变换环节。在轻载工况下,ZVS失效会显著增加开关损耗,降低系统整体效率。本文提出的解析模型和优化方案,可直接指导研发团队在设计高频高效储能PCS时,更精准地匹配死区时间与功率器...
考虑交流侧电容电压纹波的矩阵式AC-DC DAB变换器模型引导调制策略
Model-Guided Modulation for Matrix-Type AC-DC DAB Converter Considering AC-Side Capacitor Voltage Ripple
Xingxing Chen · Ka-Hong Loo · Junwei Liu · Di Mou 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年12月
矩阵式AC-DC双有源桥(DAB)变换器是实现单级AC-DC功率转换的先进拓扑,具有高功率密度和高可靠性。为优化功率密度与成本,该拓扑常采用小容量交流侧滤波电容。本文针对该结构,提出了一种模型引导的调制策略,旨在有效处理交流侧电容电压纹波带来的影响,提升变换器的整体性能与控制精度。
解读: 该技术对阳光电源的单级式AC-DC功率转换架构具有重要参考价值。在户用光伏逆变器及小型储能变流器(PCS)领域,通过优化矩阵式DAB的调制策略,可以在减小滤波电容体积的同时保持高功率密度和高效率,从而进一步降低产品成本并提升竞争力。建议研发团队关注该模型引导调制方法在单相及三相小功率变换器中的应用,...
基于高频链的小直流母线电容及低频纹波消除MPPT的光伏并网系统
High-Frequency-Link-Based Grid-Tied PV System With Small DC-Link Capacitor and Low-Frequency Ripple-Free Maximum Power Point Tracking
Yuxiang Shi · Rui Li · Yaosuo Xue · Hui Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月
本文提出了一种由模块化电流型双有源桥(CF-DAB)DC-DC变换器与级联多电平逆变器组成的光伏并网系统。该拓扑允许在三相星型光伏系统中使用小容量直流母线电容,从而可用薄膜电容替代电解电容,显著提升系统可靠性。同时,该方案实现了低频纹波消除的MPPT控制。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及大型地面电站解决方案具有重要参考价值。通过CF-DAB拓扑实现小电容化,能够有效解决传统逆变器中电解电容寿命短的痛点,助力提升产品全生命周期可靠性,符合公司向薄膜电容化转型的趋势。此外,低频纹波消除技术有助于优化MPPT效率,提升在弱电网或复杂工况下的发电表现。建议研...
一种具有全范围ZVS和自然功率因数校正的无桥单级隔离式AC-DC变换器调制方案
A Modulation Scheme With Full Range ZVS and Natural Power Factor Correction for Bridgeless Single-Stage Isolated AC–DC Converter
Yun Zhang · Gen Yang · Jing Li · Zhiguo Kong 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
本文提出了一种无桥单级隔离式AC-DC变换器调制方案。通过在无桥整流器和双有源桥(DAB)DC-DC变换器之间共享功率开关,该结构有效减少了组件数量。针对该拓扑在实现交流侧开关零电压开关(ZVS)方面的挑战,本文提出了新的调制策略,实现了所有开关的全范围ZVS及自然功率因数校正。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及电动汽车充电桩产品线具有重要参考价值。通过单级隔离拓扑简化电路,有助于提升功率密度并降低成本,符合户用储能及充电桩小型化、高效率的发展趋势。全范围ZVS调制策略能显著降低开关损耗,提升整机效率,对于优化阳光电源充电桩及小型逆变器的热管理设计具有指导意义。建议研发团队...
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...
用于三相移双有源桥变换器的移动离散控制集模型预测控制
Moving Discretized Control Set Model-Predictive Control for Dual-Active Bridge With the Triple-Phase Shift
Linglin Chen · Lyuyi Lin · Shuai Shao · Fei Gao 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
三相移(TPS)控制常用于提升双有源桥(DAB)变换器的效率。然而,DAB的小信号模型随工作模式、电压比及功率变化而波动。为解决此问题,本文提出一种受有限控制集模型预测控制启发的新型控制策略,即移动离散控制集模型预测控制,以优化DAB变换器的动态性能与控制稳定性。
解读: 该技术直接应用于阳光电源的储能变流器(PCS)核心拓扑。DAB变换器是PowerTitan和PowerStack等储能系统实现直流侧电压变换的关键环节。通过引入移动离散控制集模型预测控制(MPC),可显著提升PCS在宽电压范围下的动态响应速度和效率,特别是在电网调频等高频次功率调节场景中,能有效降低...
准方波调制DC-DC变换器的双模式运行以提升全工况效率
Dual-Mode Operation of Quasi-Square-Wave Modulated DC–DC Converter for Enhanced Efficiency Across a Wide Operating Range
Peizhou Xia · Xinyun Zhang · Paul D. Judge · Michael Marc Claude Merlin 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
本文针对双有源桥(DAB)等DC-DC变换器在高压应用中的电压均衡问题,提出了一种准方波调制策略。传统缓冲电容方案在低电流下会导致高电容放电损耗,而该准方波调制技术通过优化开关过程,有效提升了变换器在宽负载范围内的运行效率,解决了高压下功率器件的电压应力平衡难题。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务(如PowerTitan、PowerStack系列)及大功率组串式逆变器具有重要意义。随着储能系统向高压化(1500V及以上)发展,DAB变换器作为核心DC-DC环节,面临严苛的效率与电压应力挑战。本文提出的准方波调制策略能显著降低低负载下的开关损耗,提升系统全工况转换效率...
用于微电网应用的基于级联H桥多电平逆变器的新型三相固态变压器功率与电压平衡控制
Power and Voltage Balance Control of a Novel Three-Phase Solid-State Transformer Using Multilevel Cascaded H-Bridge Inverters for Microgrid Applications
Liang Wang · Donglai Zhang · Yi Wang · Bin Wu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年4月
本文提出了一种基于级联H桥多电平逆变器(CHMI)的固态变压器(SST)拓扑及其功率与电压平衡控制方案。为降低控制器负载并简化调制算法,针对双有源桥(DAB)级设计了一种主从控制(MSC)策略,由主控制器统一执行控制与调制计算。
解读: 该技术涉及的级联H桥多电平拓扑与DAB级联结构,与阳光电源的高压大功率储能系统(如PowerTitan系列)及中压并网技术高度相关。主从控制策略(MSC)在多模块并联或串联场景下能有效降低计算复杂度,对提升大型储能PCS的控制效率和系统稳定性具有参考价值。建议研发团队关注该拓扑在构网型储能(Grid...
一种基于T型DAB的高效率隔离式直流-直流-交流三端口变换器
A T-Type DAB-Based Isolated DC-DC-AC Three-Port Converter With High Power Efficiency
Cong Li · Jinjun Liu · Sixing Du · Hengkai Dang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
本文提出了一种用于户用光储系统的高效率隔离式直流-直流-交流三端口变换器(TPC)。该拓扑源自双有源桥(DAB)直流-交流变换器,直流侧通过共享全桥结构提供两个双向直流端口,交流侧通过独特的T型半桥结构实现交流负载的直接连接,显著提升了系统集成度和转换效率。
解读: 该技术高度契合阳光电源户用光储一体化产品线(如Residential PV Inverter & Battery System)。T型三端口变换器通过拓扑复用减少了功率器件数量,有助于进一步优化户用储能逆变器的体积、成本及转换效率。建议研发团队关注该拓扑在提升系统功率密度方面的潜力,特别是针对户用场...
一种用于双有源桥变换器直流偏置消除的磁通门电流传感器
A Fluxgate-Based Current Sensor for DC Bias Elimination in a Dual Active Bridge Converter
Guanqun Qiu · Li Ran · Hao Feng · Huaping Jiang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月
双有源桥(DAB)DC-DC变换器中隔离变压器的直流偏置问题是影响系统效率与安全的关键。本文提出了一种基于磁通门技术的电流传感器,用于在包含大电流高频交流分量的背景下精确测量直流偏置电流。实验表明,该传感器相比商用霍尔传感器显著降低了测量误差,有效提升了DAB变换器的控制精度与运行可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及组串式光伏逆变器中的DC-DC级具有重要应用价值。DAB拓扑是储能变流器(PCS)实现双向功率流动的核心,变压器直流偏置会导致磁饱和、损耗增加甚至器件损坏。引入高精度磁通门传感器可实现对直流偏置的实时闭环抑制,提升PCS在复...
三相DAB变换器开路故障的模式分析、变压器饱和及故障诊断技术
Mode Analysis, Transformer Saturation, and Fault Diagnosis Technique for an Open-Circuit Fault in a Three-Phase DAB Converter
Sagar Kumar Rastogi · Suyash Sushilkumar Shah · Brij N. Singh · Subhashish Bhattacharya · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
本文针对高功率应用中常用的三相双有源桥(DAB3)直流变换器,深入分析了功率器件开路故障(OCF)下的波形特征。研究重点探讨了故障引发的变压器饱和现象,并提出了一种有效的故障诊断技术,旨在提升高功率电力电子变换器的运行可靠性与安全性。
解读: DAB3拓扑是阳光电源大功率储能变流器(如PowerTitan、PowerStack系列)及直流耦合光储系统的核心拓扑之一。该研究提出的开路故障诊断技术,能够有效提升储能PCS在极端工况下的故障识别能力,防止故障扩大导致的变压器饱和及二次损坏。建议研发团队参考该文的波形分析方法,优化PCS控制算法中...
用于DAB变换器的深度强化学习辅助混合五变量调制方案以降低RMS电流并扩展ZVS运行范围
Deep Reinforcement Learning Assisted Hybrid Five-Variable Modulation Scheme for DAB Converters to Reduce RMS Current and Expand ZVS Operation
Zhichen Feng · Huiqing Wen · Xu Han · Qinglei Bu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
为提升双有源桥(DAB)变换器的转换效率,本文提出了一种结合深度强化学习(DRL)的混合五变量(HFV)调制策略。利用深度确定性策略梯度(DDPG)算法训练智能体,旨在降低均方根(RMS)电流并实现零电压开关(ZVS),从而优化变换器性能。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及光储一体化产品线具有重要价值。DAB变换器是储能变流器(PCS)的核心拓扑,通过引入深度强化学习优化五变量调制,可显著降低PCS在宽电压范围下的损耗,提升系统全工况转换效率。建议研发团队关注该算法在嵌入式DSP/FPGA上的...
直流微电网中ISOP-DAB变换器的自主输入电压均压控制与三相移调制方法:基于多智能体深度强化学习的方法
Autonomous Input Voltage Sharing Control and Triple Phase Shift Modulation Method for ISOP-DAB Converter in DC Microgrid: A Multiagent Deep Reinforcement Learning-Based Method
Yu Zeng · Josep Pou · Changjiang Sun · Suvajit Mukherjee 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
本文提出了一种基于多智能体深度强化学习(MA-DRL)的输入串联输出并联(ISOP)双有源桥(DAB)变换器控制策略。该方法旨在解决直流微电网中的不确定性、功率平衡及变换器电流应力最小化问题,通过优化三相移调制实现高效自主的输入电压均压控制。
解读: 该研究针对ISOP-DAB拓扑的控制优化,与阳光电源的储能变流器(PCS)及直流微电网解决方案高度契合。在PowerTitan等大功率储能系统中,采用多模块串并联架构时,输入电压均压与电流应力优化是提升系统效率与可靠性的关键。引入多智能体深度强化学习(MA-DRL)可替代传统PI控制,显著增强系统在...
双有源桥应用中环流最小化的高效控制策略
Efficient Control Strategy for Circulating Current Minimization in Dual Active Bridge Applications
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,...
一种用于双有源桥DC-DC变换器的抛物线载波简易移相调制方法
A Simple Phase-Shift Modulation Using Parabolic Carrier for Dual Active Bridge DC–DC Converter
Yunting Liu · Xiaorui Wang · Wei Qian · Ameer Janabi 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
双有源桥(DAB)变换器的功率传输与移相角呈非线性关系。传统控制器需通过在线求解二次方程或查表获取移相角,前者计算效率低,后者占用存储空间。本文提出一种基于抛物线载波的简易移相调制方法,通过硬件调制实现线性化控制,显著降低了计算复杂度。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及电动汽车充电桩业务具有重要意义。DAB变换器是双向储能变流器(PCS)的核心拓扑,该研究提出的抛物线载波调制方法能够简化控制算法,降低对DSP/MCU的算力要求,从而提升PCS的动态响应速度和控制精度。建议研发团队在后续的储...
一种用于中压直流变压器以减少子模块数量的三相三电压双有源桥变换器
A Three-Phase Triple-Voltage Dual-Active-Bridge Converter for Medium Voltage DC Transformer to Reduce the Number of Submodules
Liangcai Shu · Wu Chen · Rongguan Li · Ke Zhang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
为提升直流变压器(DCT)功率密度,本文提出一种新型三相双有源桥(DAB)DC-DC变换器。该拓扑在不增加开关管电压应力的前提下,实现了传统全桥DAB三倍的输入电压能力。将其作为DCT子模块,可显著减少模块数量,从而提升系统整体功率密度。
解读: 该研究提出的三相三电压DAB拓扑对阳光电源的储能系统(如PowerTitan系列)及中压直流输电应用具有重要参考价值。通过提升单体模块的电压处理能力并减少子模块数量,可有效降低系统复杂性、减少器件使用量并提升功率密度,这对于大型储能电站及光储直流耦合系统的降本增效至关重要。建议研发团队评估该拓扑在兆...
一种DAB变换器动态ZVS保证及无缝模式切换调制方案,旨在最大化ZVS范围并降低电感RMS电流
A Dynamic ZVS-Guaranteed and Seamless-Mode-Transition Modulation Scheme for the DAB Converter That Maximizes the ZVS Range and Lowers the Inductor RMS Current
Linxiao Gong · Xinyu Jin · Junzhong Xu · Zifeng Deng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月
本文针对双有源桥(DAB)变换器在电动汽车充电等高功率密度应用中的ZVS实现难题,提出了一种动态调制方案。该方案通过优化调制策略,在宽运行范围内保证了软开关(ZVS)的实现,同时有效降低了电感RMS电流,提升了变换器的转换效率与控制可靠性。
解读: 该研究直接契合阳光电源在电动汽车充电桩及储能系统(PCS)领域的核心技术需求。DAB拓扑是阳光电源PowerTitan、PowerStack系列储能变流器及直流快充桩中的关键DC-DC级。该调制方案通过优化ZVS范围和降低电感电流,能显著提升产品在宽电压范围下的转换效率,降低热损耗,从而提升整机功率...
基于单移相调制的双有源桥变换器磁性元件多目标优化设计
Multi-objective Optimal Design of Magnetic Components for Dual Active Bridge Converter Based on Single Phase Shift Modulation
靳浩源裴云庆王来利董晓博王淦李汕哲 · 中国电机工程学报 · 2025年5月 · Vol.45
双有源桥(DAB)变换器在电力电子变压器中应用广泛,其磁性元件直接影响效率、功率密度与可靠性。现有研究较少结合DAB运行机理,且常忽略电感优化,求解复杂。本文针对单移相调制下的DAB变换器,融合其工作原理与磁性元件多物理场设计理论,以磁芯形状、电感值和变压器匝数为决策变量,构建电路与器件层面的约束条件,开展以效率和功率密度为目标的多目标优化。通过理论推导揭示电感与匝数对约束及目标的影响规律,降低变量维度并提升通用性,给出优化流程,并通过实验验证方法有效性。
解读: 该DAB变换器磁性元件多目标优化技术对阳光电源多条产品线具有直接应用价值。在ST系列储能变流器中,DAB作为核心DC-DC隔离变换环节,该优化方法可同步提升效率与功率密度,降低磁性元件损耗和体积;在PowerTitan大型储能系统中,可优化电池簇间能量管理的隔离变换器设计;在车载OBC充电机中,DA...
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