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一种具有无损电流检测和无缝切换的四开关Buck-Boost变换器高效率控制方法
A High-Efficiency Control Method WITH Lossless Current Sensing and Seamless Transition for Four-Switch Buck–Boost Converter
Qi Liu · Qi Xu · Qinsong Qian · Song Ding 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
四开关 Buck - Boost 变换器的四边形控制方法可使所有功率开关实现零电压开关（ZVS），从而实现高功率密度。然而，为确保 ZVS 的实现，需要对电感电流进行采样和调节，这会引入额外损耗并降低效率。本文提出了一种基于无损电流采样的高效控制策略，该策略可在所有工况下使电感电流幅值最小。此外，为确保不同模式间的平稳切换，当输入电压接近输出电压时，插入了一种过渡模式。最后，搭建了输入电压为 40 - 60V、输出参数为 48V/6A 的实验样机，以验证所提出的采样电路和控制策略的有效性。样机的...
解读: 从阳光电源业务视角来看，这项四开关Buck-Boost变换器的高效控制技术具有显著的应用价值。该技术通过无损电流采样和无缝模式切换实现了98.88%的峰值效率，这对我们的光伏逆变器和储能变流器产品线具有直接的技术借鉴意义。 在光伏系统应用场景中，该技术的宽输入电压范围（40-60V）和高效率特性与...
基于并联变换器单元的宽输出降压无桥PFC变换器用于BLDC电机
Parallel Converter Cell-Based Step-Down Bridgeless PFC Converters With Wide Output for BLDC Motor
Zhengge Chen · Jin Qi · Xu Chen · Jianping Xu 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
摘要：无刷直流（BLDC）电机通常由电压源逆变器（VSI）驱动，为实现高功率因数（PF），该逆变器可由交 - 直流降压功率因数校正（PFC）转换器供电。然而，现有技术中的无桥降压 PFC 转换器由于存在输入电流死区，功率因数较差。因此，本文通过将降压和降压 - 升压转换器单元并联，提出了一种新型降压无桥 PFC 拓扑。由于采用了并联结构，降压 - 升压操作可消除输入电流死区，从而在较宽的输出电压范围内实现高功率因数。本文介绍了所提拓扑的工作模式，随后分析了输入电流和功率处理情况。还给出了电感器的...
解读: 该并联单元降压无桥PFC技术对阳光电源新能源汽车产品线具有直接应用价值。文中提出的宽输出范围、无桥拓扑消除整流损耗的方案，可应用于车载OBC充电机前级AC-DC整流环节，提升功率密度与效率。并联单元架构的低纹波特性契合电机驱动对直流母线质量的要求，可优化阳光电源电机控制器设计。此外，该无桥PFC拓扑...
基于荷电状态的锂离子电池组有源双向均衡器及其功率分配控制策略
An active bidirectional balancer with power distribution control strategy based on state of charge for Lithium-ion battery pack
Yi-Feng Luoa · Guan-Jhu Chenb · Chun-Liang Liuc · Ya-Shuo Chend 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 绿色能源的发展推动了储能系统（ESS）和电动汽车（EV）的进步，这两者均可显著减少环境污染。然而，电池组中多个电池单体的使用可能导致单体之间出现容量或电压不均衡的现象。为缓解这一问题，有必要采用电池均衡器来维持电池组内各单体之间的平衡。本文提出了一种由四组有源双向Buck-Boost型DC-DC变换器构成的均衡装置，当电池单体间的容量差异超过设定阈值时，该装置将启动均衡机制。该均衡机制基于电池的荷电状态（SOC），确保在放电过程中负载功率能够有效分配，在充电过程中充电电流能够合理分配。所提...
解读: 该主动双向均衡技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要应用价值。基于SOC的功率分配策略可优化我司储能系统的电池管理算法,将均衡时间缩短25-32%,显著提升系统可用容量和循环寿命。双向Buck-Boost拓扑与我司三电平技术结合,可增强电池包一致性管理能力。该方法在充电模...
一种在可选占空比下实现电流纹波抵消的非隔离双向DC-DC变换器
A Non-isolated Bidirectional DC--DC Converter With Current Ripple Cancellation at a Selectable Duty Ratio
Rahul Kumar Garg · Mummadi Veerachary · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年12月
本文提出了一种非隔离型双向直流 - 直流变换器。该变换器的设计旨在确保低压（<i>LV</i>）侧的两个电感中的电流纹波相互抵消，从而使变换器低压侧的电流平稳且无纹波。与此同时，变换器高压（<i>HV</i>）侧的电流连续且纹波含量低。文献中报道的单向拓扑结构主要通过同步开关实现电流纹波消除，呈现出升降压电压增益特性。然而，所提出的变换器在正向模式下具有升压特性，在反向模式下具有降压特性。该变换器的一些显著特点包括：开关和电容上的电压应力较低，低压侧端口和高压侧端口之间共地。为了分别研究变换器的...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项非隔离双向DC-DC变换器技术在储能系统和光储一体化应用中具有显著的实用价值。该技术通过低压侧双电感纹波互相抵消的创新设计，实现了电流的平滑输出，这对于延长电池储能系统寿命、提升系统可靠性具有重要意义。 该拓扑的核心优势与我司业务需求高度契合。首先，正向升压、反向降压...
一种共地Zeta-规范开关单元单级Buck-Boost逆变器
A Common Grounded Zeta-Canonical Switching Cell Single-Stage Buck–Boost Inverter
Weiquan Feng · Mei Su · Li Jiang · Hui Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
本文提出了一种用于光伏系统的单相单级非隔离Buck-Boost逆变器。该拓扑通过结合并重构Zeta和规范开关单元（CSC）电路实现，两者在正负半周交替工作。由于其共地特性，该拓扑有效消除了共模漏电流，提高了光伏系统的安全性和效率。
解读: 该拓扑结构通过单级变换实现Buck-Boost功能，且具备共地特性以消除漏电流，这对于阳光电源的户用光伏逆变器（Residential Inverter）产品线具有极高的参考价值。在户用场景中，减小漏电流是提升系统安全性和满足安规要求的关键。该技术方案简化了电路结构，有助于进一步优化阳光电源户用逆变...
基于耦合电感的宽增益四开关DAB DC-DC变换器
Coupled Inductor-Based Wide Gain Four-Switch DAB DC–DC Converter
Guo Xu · Ye Liu · Junyi Huang · Li Jiang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
本文提出一种基于耦合电感的宽增益四开关双有源桥（DAB）DC-DC变换器。该变换器通过并联变压器（含漏感）将两个Buck-Boost电感耦合，将两个直流电感、一个变压器和一个漏感集成于单一耦合电感中，减少磁性元件数量。采用脉宽调制加移相（PPS）控制实现全负载范围所有开关管的零电压开关（ZVS），并通过电压匹配控制调节桥臂电压，确保等效漏感两端电压平衡。详细分析了工作原理与ZVS实现条件，合理设计两个直流电感参数以兼顾结电容影响，实现全负载ZVS。同时对磁集成与参数设计进行了深入分析。实验研制8...
解读: 该四开关DAB变换器的磁集成技术对阳光电源储能与充电产品具有重要价值。在ST储能变流器的DC-DC环节，耦合电感方案可减少磁性元件数量，降低体积和成本；PPS控制实现的全负载ZVS特性可提升PowerTitan系统的轻载效率。在车载OBC充电机中，宽增益特性适配动力电池宽电压范围（200-450V）...
一种基于带电池切换单元反激变换器的多路径均衡电路
A Multipath Balancing Circuit Based on a Flyback Converter With Battery Switching Units
Yang Chen · Yinuo Xiao · Weijie Weng · Jiangdong Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文提出了一种结合电池切换单元的反激式拓扑，旨在解决电池组间的不一致性及单体故障问题，避免因单体失效导致整组更换的浪费。该拓扑支持Buck-Boost与反激模式切换，可在复杂不平衡工况下实现高效、快速的电池均衡。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack系列）具有重要参考价值。电池均衡技术是提升储能系统全生命周期可用容量和安全性的核心，尤其在大型液冷储能系统中，通过引入多路径均衡拓扑，可显著降低因电芯不一致导致的“短板效应”，延长系统寿命。建议研发团队评估该拓扑在BMS主动均衡...
用于双向功率流转换的完全数字化ZVS四开关Buck-Boost变换器的统一单周控制
Unified One-Cycle Control for Fully Digitalized ZVS Four-Switch Buck–Boost Converter During Bidirectional Power Flow Transition
Xiangshuai Jia · Deshang Sha · Yining Zhao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
本文提出了一种用于四开关Buck-Boost变换器的统一单周控制策略，实现了全数字化控制下的双向功率流运行。该方法无需模拟比较器或数模转换器。通过对工作模式的重新定义，统一了双向运行的调制方式，实现了零电压开关（ZVS）下的单周期双向功率平滑转换。
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参考价值。四开关Buck-Boost变换器是实现宽电压范围电池充放电的核心拓扑，该研究提出的全数字化单周控制策略，能够有效简化硬件电路设计（去除了模拟器件），提高系统可靠性与响应速度。建议研发团队关...
零电压开关双向四开关Buck-Boost变换器功率流向平滑反转
Smooth Reversal of Power Transfer Direction for ZVS Bidirectional Four-Switch Buck-Boost Converter
Lingxuan Xiao · Xinbo Ruan · Chi Kong Tse · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
双向直流 - 直流转换器在可再生能源发电系统、住宅储能系统和电动汽车中得到了广泛应用。四开关升降压（FSBB）转换器具有功率开关电压应力低、输出为正以及可实现双向功率传输等特点。本文采用脉冲宽度调制（PWM）与移相控制相结合的方式对 FSBB 转换器进行控制，以实现正向和反向功率传输运行时所有功率开关的零电压开关（ZVS）。然后，提出了在一个开关周期内实现功率传输平稳反向的控制方法，避免了过大的电流过冲。最后，搭建了一台输出功率范围为 -5 至 5 千瓦的双向 FSBB 转换器样机并在实验室进行...
解读: 从阳光电源的业务布局来看，这项四开关双向Buck-Boost变换器（FSBB）的功率流平滑反转技术具有显著的应用价值。该技术通过结合PWM和移相控制实现全开关零电压开关（ZVS），并能在单个开关周期内完成功率传输方向的平滑切换，这与我们在储能系统和光储一体化解决方案中的核心需求高度契合。 在储能变...
考虑寄生电阻的电压模式TCM-ZVS控制下Buck、Boost及Buck-Boost变换器反向开关电流的再探讨
Revisiting the Reverse Switched Current of Buck, Boost, and Buck–Boost Converters in Voltage-Mode TCM–ZVS Control Considering Parasitic Resistances
Guangyao Yu · Sachin Yadav · Jianning Dong · Pavol Bauer · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
本文探讨了三角电流模式（TCM）零电压开关（ZVS）调制技术。针对双向DC-DC变换器，通过变频控制利用反向电感电流实现ZVS开通。文章重点分析了在考虑寄生电阻影响下，Buck、Boost及Buck-Boost变换器中反向开关电流的特性，为高频高效功率变换提供理论支撑。
解读: 该研究针对双向DC-DC变换器的高频ZVS控制，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及组串式逆变器中的DC-DC环节具有极高的参考价值。通过优化寄生电阻影响下的TCM-ZVS控制策略，可进一步提升PCS的功率密度与转换效率，减少开关损耗。建议研发团队在下一代高频化...
一种宽功率范围内双向非反相Buck-Boost变换器在线最高效率点跟踪技术
An Online Maximum Efficiency Point Tracking Technique for Bidirectional Noninverting Buck–Boost Converter Over Wide Power Range
Fu-Zen Chen · Hurng-Liahng Jou · Jinn-Chang Wu · Hao-Che Hung 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
本文提出了一种针对双向非反相Buck-Boost变换器在宽功率范围内进行最高效率点在线跟踪的新方法。该技术通过扰动栅极驱动信号的移相角，并观测输入与输出功率，旨在零电压开关（ZVS）四边形模式及其他工作模式下实现效率最大化。
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。储能变流器（PCS）在宽功率范围下的高效运行是提升系统全生命周期收益的关键。该在线效率跟踪算法可直接优化PCS内部DC-DC变换级的控制策略，在轻载及变载工况下显著降低损耗。建议研发团队将其集...
具有宽输出电压范围的改进增益单相Buck-Boost PFC变换器及其在通用输入电动汽车应用中的研究
Improved Gain Single-Phase Buck-Boost PFC With Wide Output Voltage Range for Universal Input EV Applications
G. K. Naveen Kumar · Arun Kumar Verma · N. Sandeep · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年6月
本文介绍了一种用于电动汽车（EV）车载充电（OBC）的改进型增益升降压（IGBB）功率因数校正（PFC）交直流转换器。所提出的转换器可在 1 - 3.3 千瓦的功率范围内实现高效充电。在传统的高增益且占空比接近 1 的升降压 PFC 中，大幅的电压增益使其在特定运行条件下达到最优配置。然而，所提出的配置无需额外组件即可解决上述问题。所提出的转换器能够在占空比不超过 0.5 的情况下进行降压和升压操作，从而降低传导损耗并提高效率。最后，开发并测试了一个 1 千瓦的缩小比例实验室原型，以验证其有效性...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项改进型Buck-Boost功率因数校正技术对我们的电动汽车车载充电机（OBC）产品线具有重要的技术参考价值。该技术通过优化拓扑结构，在不增加额外元器件的前提下，将占空比控制在0.5以内，有效降低了传统Buck-Boost变换器在高增益工况下的导通损耗，这与我们在光伏逆变...
应用于直流储能系统的解耦模型预测控制三电平非反相Buck-Boost变换器
Decoupling Model Predictive Controlled Three-Level Noninverting Buck–Boost Converter Applied in DC Energy Storage System
Kaitao Bi · Cheng Xu · Jian Ai · Jianfei Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
针对直流储能系统中直流母线与电池侧电压宽范围变化带来的双向功率控制难题，本文提出了一种用于三电平非反相Buck-Boost变换器（TLNBC）的多目标解耦模型预测控制（MOD-MPC）策略。该策略基于电压差建立数学模型，有效提升了宽电压范围下的动态响应速度与控制精度。
解读: 该研究直接契合阳光电源PowerTitan和PowerStack系列储能变流器（PCS）的核心技术演进。TLNBC拓扑在处理高压直流母线与电池组宽电压波动时具有显著优势，能有效提升系统效率与功率密度。引入多目标解耦MPC策略，可进一步优化PCS在复杂电网工况下的动态响应性能，减少对无源器件的依赖。建...
具有部分功率处理能力的混合式FSBB-CLLC变换器的高效优化设计与控制
Efficiency-Oriented Optimized Design and Control of Hybrid FSBB–CLLC Converters With Partial Power Processing Capability
Ruizhi Wei · Li Ding · Yunwei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
本文提出了一种结合高效CLLC拓扑与灵活四开关Buck-Boost（FSBB）拓扑的混合变换器。该结构利用FSBB调节输出电压，仅处理部分功率，从而提升整体转换效率并实现快速动态响应。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及PCS产品线具有重要参考价值。通过引入部分功率处理（PPP）架构，可以在保持CLLC高效率的同时，显著提升宽电压范围下的动态调节能力，有助于优化储能变流器在电池电压波动时的效率表现。建议研发团队评估该拓扑在下一代高压储能系统...
一种降低输入电流纹波且无短路/开路故障的新型三相Buck-Boost逆变器
Novel Three-Phase Buck-Boost Inverter With Reduced Input Current Ripple and No Short-Circuit and Open-Circuit Faults
Shah Nawaz Khan · Ashraf Ali Khan · Mohsin Jamil · Usman Ali Khan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
本文提出了一种新型单级三相Buck-Boost逆变器及其控制方案。该方案通过120°相移输出电压消除了低频纹波，并通过倍频有效开关频率显著降低了高频纹波。此外，该拓扑结构在设计上规避了传统逆变器常见的短路与开路故障风险，提升了系统的可靠性。
解读: 该技术对于阳光电源的组串式光伏逆变器产品线具有极高参考价值。Buck-Boost单级拓扑能有效提升逆变器在宽电压范围下的适应性，特别是在分布式光伏应用中，降低输入电流纹波可显著减小直流侧电容体积，提升功率密度并延长电容寿命。文中提到的无短路/开路故障设计，契合阳光电源对高可靠性产品的严苛要求。建议研...
基于混合脉宽调制与移相调制的电池组间均衡器
Multicell-to-Multicell Equalizer With Hybrid Pulsewidth Modulation and Phase-Shift Modulation
Guo Xu · Enze Chen · Fulin Liu · Yonglu Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年4月
本文提出了一种基于多绕组变压器的任意电池组间均衡器，旨在减少组件数量并提升均衡速度。该拓扑通过每两个相邻电池单元配置两个MOSFET和一个变压器绕组构成Buck-Boost变换器，并由多个双单元组构成多有源桥（MAB）变换器，有效降低了系统复杂度。通过混合PWM与移相调制策略，实现了高效的能量均衡控制。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack系列）具有极高的应用价值。电池均衡技术是提升大型储能系统寿命与安全性的核心，该拓扑通过简化电路结构降低了BMS及PCS侧的硬件成本，同时提升了均衡效率。建议研发团队评估该多绕组变压器方案在百兆瓦级储能系统中的可扩展性，并结合iS...
四开关Buck-Boost变换器的能量模型
An Energy-Based Model of Four-Switch Buck–Boost Converters
Ezio Gallo · Davide Biadene · Filip Cvejić · Giorgio Spiazzi 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年4月
四开关Buck-Boost（FSBB）拓扑常与隔离型变换器结合以扩展电压范围。在这些应用中，FSBB的两桥臂占空比独立控制，并利用移相技术优化电感电流纹波以实现零电压开关（ZVS）。本文提出了一种基于能量的建模方法，旨在精确描述其动态特性。
解读: FSBB拓扑在阳光电源的储能变流器（如PowerTitan、PowerStack系列）及光伏逆变器DC-DC级中具有重要应用价值。该能量建模方法能更精确地描述宽电压范围下的动态响应，有助于优化PCS在电池充放电过程中的控制策略，提升ZVS实现效率。建议研发团队利用该模型优化移相控制算法，进一步降低变...
一种三相协同控制的Buck-Boost电流直流环节电动汽车充电器
A Three-Phase Synergetically Controlled Buck–Boost Current DC-Link EV Charger
Daifei Zhang · Jonas Huber · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
随着电动汽车普及，市场对高效、紧凑型充电模块需求激增。为兼容200-1000V宽电压范围，本文提出一种基于电流直流环节的Buck-Boost拓扑充电器，通过协同控制实现高效的电压调节与功率转换，提升了充电系统的功率密度与灵活性。
解读: 该研究提出的电流直流环节Buck-Boost拓扑，能有效解决高压快充场景下的宽电压范围兼容性问题，与阳光电源电动汽车充电桩业务高度契合。该技术有助于提升充电模块的功率密度，降低散热成本，优化整机体积。建议研发团队关注其协同控制策略，以提升阳光电源充电桩在复杂电网环境下的动态响应能力和转换效率，进一步...
一种基于自然瞬态行为的DAB双级DC-DC变换器控制理论
A Natural Transient-Behavior-Based Control Theory for DAB-Based Two-Stage DC–DC Converter
Nie Hou · Yue Zhang · Yun Wei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
本文针对电动汽车充电领域中广泛使用的双级DAB DC-DC变换器，提出了一种基于自然瞬态行为的控制理论。该方法有效解决了双级变换器因功率耦合导致的控制系统设计复杂性问题，特别适用于宽电压范围输出场景，提升了高功率充电系统的动态响应与控制稳定性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的电动汽车充电桩及储能系统业务。阳光电源的充电桩产品及储能PCS（如PowerTitan、PowerStack系列）常采用DAB拓扑以实现高效的能量双向流动。文中提出的控制理论能有效解耦双级变换器的功率控制，对于优化充电桩在宽电压范围下的动态响应、提升储能变流器在电网波动下的...
基于桥接中点和耦合电感的3电平Buck-Boost变换器共模噪声抑制与电容电压自动平衡
Common-Mode Noise Reduction and Capacitor Voltage Auto-Balance Using Bridged Midpoints and Coupled Inductor in a 3-L Buck-Boost Converter
Yuliang Cao · Boran Fan · Yijie Bai · Vladimir Mitrovic 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
本文提出了一种基于对称三电平Buck-Boost变换器的改进方案。通过桥接输入和输出侧中点并引入耦合电感，在有效抑制共模噪声的同时，实现了直流母线电容电压的自动平衡，提升了变换器的电磁兼容性与运行稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的储能变流器（PCS）及光伏逆变器产品线具有重要参考价值。三电平拓扑是公司PowerTitan及组串式逆变器的主流技术路线，该方案通过简单的硬件改进（桥接中点与耦合电感）即可实现电容电压自平衡，能有效降低对控制算法的依赖，提升系统可靠性。同时，该方案在共模噪声抑制方面的优势，有助于优...
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