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分数阶DC-DC变换器的建模与分析方法
A Modeling and Analysis Method for Fractional-Order DC–DC Converters
Xi Chen · Yanfeng Chen · Bo Zhang · Dongyuan Qiu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年9月
本文提出了一种针对连续导通模式(CCM)下分数阶DC-DC变换器的建模与分析方法。以分数阶Boost变换器为例,该方法摒弃了传统分数阶微积分,转而采用通用的状态向量微分方程来描述变换器,并结合谐波平衡原理进行深入分析。
解读: 分数阶建模方法为电力电子变换器的动态特性分析提供了更精确的数学工具,特别适用于包含复杂寄生参数或非线性储能元件的电路。对于阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及光伏组串式逆变器中的DC-DC级,该方法有助于更精准地预测变换器在宽工作范围下的稳定性,优化控制环路设计,从而...
准方波反激变换器的小信号等效电路模型
Small-Signal Equivalent Circuit Model of Quasi-Square-Wave Flyback Converter
Zhemin Zhang · Shuilin Tian · Khai D. T. Ngo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年8月
在高频(兆赫兹级)下运行变换器可提升环路带宽并改善瞬态性能。然而,传统的连续导通模式(CCM)小信号模型在应用于准方波(QSW)变换器时,会导致主极点位置出现巨大偏差。本文旨在建立适用于QSW反激变换器的小信号等效电路模型,以解决高频设计中的建模失配问题。
解读: 该研究聚焦于高频准方波(QSW)变换器的建模,对于阳光电源的户用光伏逆变器及微型逆变器产品线具有参考价值。随着功率密度要求的不断提高,高频化是提升产品竞争力的关键。该模型有助于优化控制环路设计,提升瞬态响应速度,从而减小被动元件体积。建议研发团队关注该建模方法在提升轻载效率及减小EMI方面的潜力,并...
交错边界导通模式与连续导通模式在功率变换器中的磁性元件体积对比
Interleaved Boundary Conduction Mode Versus Continous Conduction Mode Magnetic Volume Comparison in Power Converters
Pablo Antoszczuk · Rogelio Garcia Retegui · Gustavo Uicich · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月
本文对比了边界导通模式(BCM)与连续导通模式(CCM)在功率变换器中的应用。BCM通过软开关技术提升效率,但因RMS电流增大导致导通损耗增加。文章探讨了交错技术在优化磁性元件体积与效率平衡方面的作用,为高功率密度变换器设计提供了理论依据。
解读: 该研究直接关系到阳光电源组串式逆变器及储能变流器(PCS)的核心功率密度提升。在PowerTitan等储能系统和高功率组串式逆变器中,磁性元件(电感)体积是限制功率密度的关键因素。采用交错BCM技术可在保证软开关效率优势的同时,通过优化磁性元件设计进一步缩小体积,有助于提升产品竞争力。建议研发团队在...
CCM和DCM模式下DC-DC变换器的双开关状态建模方法
Bi-switching Status Modeling Method for DC–DC Converters in CCM and DCM Operations
Junfeng Han · Bo Zhang · Dongyuan Qiu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月
本文提出了一种名为双开关状态建模(BSM)的新方法,通过逻辑语句和线性不等式对DC-DC变换器进行建模。与状态空间平均法和混合逻辑动态(MLD)方法相比,BSM方法能够统一描述连续导通模式(CCM)和断续导通模式(DCM),为变换器建模提供了更高效的数学工具。
解读: 该建模方法对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及光伏组串式逆变器中的DC-DC变换环节具有重要价值。在储能变流器(PCS)设计中,系统常在CCM与DCM模式间切换,传统的平均模型在DCM下精度不足,而MLD方法计算复杂度高。BSM方法通过逻辑化建模,能显著提升控制器在...
单相并网逆变器在连续与断续电流模式下的电感无关非线性补偿
Inductance-Independent Nonlinearity Compensation for Single-Phase Grid-Tied Inverter Operating in Both Continuous and Discontinuous Current Mode
Hoai Nam Le · Jun-Ichi Itoh · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
本文提出了一种适用于单相并网逆变器在连续电流模式(CCM)和断续电流模式(DCM)下运行的控制策略,旨在减小电感体积的同时不恶化电流总谐波失真(THD)。传统控制方法在DCM非线性补偿中依赖电感参数,而本文提出的方法实现了电感无关的补偿,提升了系统控制的鲁棒性。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及小型组串式逆变器产品线具有重要价值。在追求高功率密度和小型化的趋势下,逆变器常在轻载时进入DCM模式,传统控制易受电感参数偏差影响导致THD恶化。本文提出的电感无关补偿算法,能够有效提升逆变器在宽负载范围下的电能质量,降低对电感参数一致性的依赖,从而降低生产成本并提...
一种CCM Boost PFC变换器的离散占空比控制:原理、建模与分析
A Discrete Duty Ratio Control for CCM Boost PFC Converter: Principle, Modeling, and Analysis
Jin Sha · Suting Chen · Jiahao Hu · Honghao Wei · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
本文提出了一种离散占空比(DDR)控制策略,旨在提升连续导通模式(CCM)下Boost功率因数校正(PFC)变换器的功率因数和瞬态响应性能。通过直接生成离散占空比以拟合目标占空比,该控制策略实现了高功率因数和参考输出电压的快速、精确跟踪。
解读: 该技术主要应用于阳光电源的户用光伏逆变器及充电桩产品线中的前级PFC电路。在户用逆变器中,优化PFC控制可显著提升系统在宽电压范围下的功率因数,降低谐波污染;在充电桩应用中,该离散占空比控制策略能有效提升动态响应速度,改善输出电压稳定性。建议研发团队评估该算法在数字控制平台(如DSP/FPGA)上的...
一种具有最少开关管数量的三相单级双向CCM软开关AC-DC变换器
Three-Phase Single-Stage Bidirectional CCM Soft-Switching AC–DC Converter With Minimum Switch Count
Jaeyeon Lee · Hyeonju Jeong · Tat-Thang LE · Sewan Choi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
本文提出了一种低元器件数量的三相单级双向AC-DC变换器。该拓扑通过集成三相AC-DC整流器与三相双有源桥(DAB)变换器实现单级结构。通过调节正弦脉宽调制(SPWM)的调制指数,实现了功率因数校正(PFC)及双向功率流控制。
解读: 该拓扑通过单级架构集成PFC与DAB功能,显著降低了元器件数量,对阳光电源的储能变流器(PCS)和户用光储一体机具有极高的参考价值。在PowerStack及户用储能产品线中,采用此类高功率密度、低成本的单级拓扑,可有效减小设备体积、降低BOM成本并提升转换效率。建议研发团队关注其软开关特性在宽电压范...
状态象限建模法:简化DC-DC变换器高精度模型以用于基于模型的控制策略
State Quadrant Modeling Approach: Simplifying High-Precision Modeling of DC-DC Converters for Model-Based Control Strategies
Ruiheng Guo · Wentao Huang · Moduo Yu · Canbing Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
DC-DC变换器在负载降低或脉冲工况下,电感电流降至零时会从连续导通模式(CCM)切换至断续导通模式(DCM)。传统的基于CCM的控制方法在DCM下性能下降,而混合建模方法又因逻辑变量复杂而难以应用。本文提出的状态象限建模法通过简化数学表达,实现了高精度建模,有效提升了变换器在全工况下的控制性能。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心产品线,特别是储能变流器(PCS)及光伏组串式逆变器中的DC-DC环节。在PowerTitan、PowerStack等储能系统中,PCS常面临宽负载范围波动,电流在CCM与DCM间频繁切换。该建模方法能显著提升控制算法在轻载或瞬态工况下的响应速度与稳定性,减少模式切换带...
耦合系数对耦合电感高升压变换器性能影响的深入分析
A Thorough Analysis for the Impact of the Coupling Coefficient on the Behavior of the Coupled Inductor High Step-Up Converters
Konstantinos Zaoskoufis · Emmanuel C. Tatakis · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
本文研究了耦合系数K对基本无源钳位耦合电感升压变换器在连续导通模式(CCM)下直流电压增益的影响。文章提出了一种提取精确静态CCM直流电压增益的分析方法,并推导了全面描述变换器运行行为的所有必要公式。
解读: 该研究聚焦于高升压DC-DC变换器拓扑,对阳光电源的户用光伏逆变器及组串式逆变器产品线具有重要参考价值。在光伏组件电压等级不断提升的趋势下,利用耦合电感技术可有效实现高升压比,减少占空比限制并降低功率器件电压应力。建议研发团队关注该分析方法,将其应用于优化微型逆变器或户用储能系统中的DC-DC级设计...
一种基于“励磁电流抵消法”的CCM和DCM LLC LED驱动器原边调节控制方案
A Novel Primary-Side Regulation Control Scheme for CCM and DCM LLC LED Driver Based on “Magnetizing Current Cancellation Method”
Hanjing Dong · Xiaogao Xie · Fengjiang Mao · Lina Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文研究了LLC谐振变换器中实现精确输出电流的原边调节(PSR)技术。提出了一种基于“励磁电流抵消法”的新型PSR控制方案,该方法能有效消除励磁电流对输出电流采样的影响,从而在CCM和DCM模式下均能实现高精度的输出电流控制。
解读: 该研究提出的“励磁电流抵消法”优化了LLC变换器的原边反馈控制精度,对阳光电源的户用光伏逆变器及储能系统中的DC-DC变换环节具有参考价值。虽然文章针对LED驱动,但其核心的PSR技术可降低系统对副边采样电路的依赖,有助于简化电路设计、降低成本并提升可靠性。建议研发团队关注该拓扑在小功率辅助电源或户...
基于状态平面分析的LCC谐振电容充电电源多模式恒功率控制策略
Multimode Constant Power Control Strategy for LCC Resonant Capacitor Charging Power Supply Based on State Plane Analysis
Yun Xu · Chao Lu · Zhiyuan Yu · Junyu Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
本文提出了一种新型LCC谐振电容充电电源(CCPS)恒功率充电策略。该策略结合了断续电流模式(DCM)和连续电流模式(CCM)的优势,有效提升了电容充电速度及电网容量利用率。通过状态平面分析,实现了多模式恒功率控制(CPC)。
解读: 该研究提出的LCC谐振多模式恒功率控制策略对阳光电源的电动汽车充电桩(EV Charger)业务具有重要参考价值。在直流快充场景中,电容充电过程的效率与速度是核心指标,通过DCM与CCM的平滑切换,可优化充电模块的功率密度与动态响应。建议研发团队评估该控制策略在模块化充电堆中的应用,以提升充电桩在全...
基于SiC-MOSFET/SBD H桥模块的850-V 100-kW 16-kHz双向隔离DC-DC变换器的设计与性能
Design and Performance of the 850-V 100-kW 16-kHz Bidirectional Isolated DC–DC Converter Using SiC-MOSFET/SBD H-Bridge Modules
Ryo Haneda · Hirofumi Akagi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
本文设计并测试了一款采用最新1.2-kV 400-A SiC-MOSFET/SBD H桥模块的850-V 100-kW 16-kHz双向隔离DC-DC变换器,重点在于提升效率。文章提出了一种在部分负载下采用连续电流模式(CCM)的间歇运行策略,以降低开关损耗。实验结果验证了该方案的有效性。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及大功率组串式逆变器具有极高的参考价值。SiC H桥模块的应用能显著提升变换器的功率密度和转换效率,符合阳光电源追求极致能效的研发方向。文中提出的CCM间歇运行策略可优化储能变流器(PCS)在轻载工况下的效率表现,有助于提升产...
基于可重构S/SP补偿的负载无关CC与CV模式感应式电力传输系统设计
Design of Load-Independent CC and CV Mode Inductive Power Transfer System Based on Reconfigurable S/SP Compensation
Ping Wang · Yanming Liu · Qian Li · Zixu Pang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
本文提出一种新型二次侧可重构S/SP(R-S/SP)补偿网络及参数设计方法。该网络通过开关切换实现无需通信的负载无关恒流模式(CCM)与恒压模式(CVM)重构。基于双端口网络传输矩阵法,详细推导了通用设计方法。通过调节参数因子,R-S/SP拓扑可在宽负载范围内维持零电压开关特性,并在偏移容忍条件下保持电压与电流增益稳定,且增益可调。实验研制了0.6 MHz、108 W的IPT样机,CVM输出72 V,CCM输出1.5 A。结果表明,系统在全阻抗范围内实现了CCM与CVM的负载无关切换,在±21%...
解读: 该可重构S/SP补偿IPT技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。其负载无关CC/CV模式切换特性可直接应用于车载OBC充电机和无线充电桩设计,实现无通信协议的恒流预充与恒压充电自动切换,简化控制系统。0.6MHz高频化设计与ZVS软开关技术可借鉴至SiC/GaN功率器件应用,提升ST储能变...
一种用于IPT系统在互感和负载变化下实现恒流输出的阻抗匹配网络调节方法
An Impedance Matching Network Tuning Method for Constant Current Output Under Mutual Inductance and Load Variation of IPT System
Kehan Zhang · Wei Gao · Rui Shi · Zhengchao Yan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
本文提出了一种双侧电感-电容-电容-电容矩阵(D-LC-CCM)阻抗匹配网络,旨在消除负载波动和互感变化对感应电能传输(IPT)系统的影响。通过严谨的数学分析,文章提出了一种控制策略,确保在负载和互感变化时实现恒流输出。
解读: 该技术主要针对无线电能传输(IPT),与阳光电源的电动汽车充电桩业务具有潜在的技术关联。虽然目前主流充电桩以有线为主,但随着大功率无线充电技术的演进,该研究中提出的D-LC-CCM阻抗匹配网络及恒流控制策略,可为未来无线充电桩产品的抗干扰能力和效率优化提供理论支撑。此外,该拓扑的阻抗匹配思想也可借鉴...
一种用于CCM Boost PFC变换器的数字相位超前滤波电流补偿
PLFCC)技术,以改善高压和轻载条件下的功率因数
Han-Shin Youn · Jae-Bum Lee · Jae-Il Baek · Gun-Woo Moon · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年9月
本文提出了一种用于连续导通模式(CCM)Boost功率因数校正(PFC)的数字相位超前滤波电流补偿(PLFCC)技术。该方法通过修正平均电感电流参考值并结合增强型占空比前馈技术,有效抵消了高输入电压和轻载条件下因采样延迟和滤波器引起的相位滞后,显著提升了系统的功率因数。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及充电桩业务具有重要参考价值。在户用场景中,逆变器常面临轻载运行工况,且电网电压波动较大,该PLFCC技术能有效提升PFC级的功率因数,减少谐波污染,提升整机效率。建议研发团队将其应用于新一代户用逆变器及电动汽车充电桩的数字控制算法优化中,通过改进电流采样与控制策略,...
一种使用内部反馈回路和无缝CCM/DCM转换技术的0.46 mm²片上补偿III型Buck变换器
A 0.46 mm2 On-Chip Compensated Type-III Buck Converter Using an Inner Feedback Loop With a Seamless CCM/DCM Transition Technique
Jieun Park · Hyung-Min Lee · Se-Un Shin · Woong Choi 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
本文提出了一种单路径内部反馈回路III型电压补偿器,仅需少量额外组件即可实现。该补偿器使DC-DC变换器在20mA至1A负载阶跃下,实现了165/220mV的过冲/欠冲及8.5/8μs的1%建立时间。此外,无缝模式转换技术进一步优化了变换器性能。
解读: 该技术主要涉及集成电路层面的高性能DC-DC控制策略,对阳光电源的户用光伏逆变器及iSolarCloud智能运维平台中的辅助电源模块设计具有参考价值。通过优化片上补偿器和无缝模式切换,可有效提升辅助电源在轻重负载切换时的瞬态响应速度和稳定性,从而提高整机能效与可靠性。建议研发团队关注该补偿器在低功耗...
基于电荷等效电流混合重构的升压型PFC变换器直流母线电容在线估算
DC-Link Capacitance Online Estimation Based on Current Hybrid Reconstruction by Charge Equivalence for Boost PFC Converters
Desheng Qu · Binxing Li · Gaolin Wang · Baining Fu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
升压功率因数校正变换器的不同工作模式给在宽功率范围内准确估算直流母线电容带来了挑战。为满足混合导通模式(MCM)和连续导通模式(CCM)的需求,提出了一种基于电荷等效的电流混合重构的直流母线电容在线估算策略。为获取电容电流的二次谐波分量以估算电容,基于电荷等效原理,在一个开关周期内分别建立了CCM和不连续导通模式(DCM)下的电流重构模型。通过分析升压电感内阻分压以及工作模式误判对一个开关周期内电流重构的影响,采用基于误差最小化的混合策略在不同工作模式下重构电容电流。这样,无需额外硬件且不提高采...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项基于电荷等效电流混合重构的直流母线电容在线估算技术具有重要的应用价值。在光伏逆变器和储能变流器系统中,直流母线电容是核心功率器件,其健康状态直接影响系统可靠性和寿命。该技术针对Boost PFC变换器在宽功率范围内的多模式运行特性,提出了适应混合导通模式(MCM)和连续...
用于CCM电压跟随变换器的变频开关单元
Switching Cell With Frequency Modulation for CCM Voltage-Follower Converters
Jefferson Wilhelm Meyer Soares · Alceu Andre Badin · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
本文提出了一种新型开关单元,通过开关频率调制(SFM)和电阻特性(电压跟随)实现电流型变换器的高效运行。该方案在固定占空比下实现了软开关和二极管关断时的电流过零,有效降低了开关损耗。文中详细阐述了工作原理、数学分析及拓扑结构。
解读: 该研究提出的变频开关单元技术对阳光电源的组串式逆变器及储能PCS产品具有重要参考价值。通过引入频率调制实现软开关,可进一步提升变换器在宽电压范围下的转换效率,助力提升产品功率密度。建议研发团队评估该拓扑在光伏升压电路(Boost)或储能双向DC-DC变换器中的应用潜力,特别是在追求极致效率的户用及工...
应用于IPT系统的反向耦合倍流整流器阻抗分析与补偿方法
Impedance Analysis and Compensation Method for IPT System Applying Inverse Coupled Current Doubler Rectifier
Jian Cui · Yijie Wang · Tao Li · Jianwei Mai 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
反向耦合倍流整流器(ICCDR)因其高电流增益和转换效率,被广泛应用于感应电能传输(IPT)系统。本文利用基波谐波分析法(FHA)研究了连续导通模式(CCM)下的ICCDR特性,并针对变压器绕组影响导致的断续导通模式问题,提出了相应的阻抗分析与补偿策略,以提升系统性能。
解读: 该研究聚焦于感应电能传输(IPT)及高性能整流拓扑,虽然目前阳光电源的核心业务集中在光伏、储能及充电桩领域,但ICCDR的高效率特性对未来无线充电技术(如电动汽车无线充电)具有潜在参考价值。建议研发团队关注其在提升功率密度和降低损耗方面的设计思路,可作为阳光电源充电桩业务在无线充电前沿技术储备中的拓...
电力变换器实时仿真中抖振的抑制
Suppression of Chattering in the Real-Time Simulation of the Power Converter
Chen Liu · Hao Bai · Rui Ma · Yaoqiang Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
本文针对高开关频率电力变换器,探讨了基于FPGA的实时仿真技术。重点解决了在非连续导通模式(DCM)下,仿真步长低于500ns时出现的抖振问题,提升了电力电子系统实时仿真的精度与稳定性,对高频变换器的开发与测试具有重要意义。
解读: 该研究对于阳光电源的高频电力电子产品研发至关重要。随着组串式逆变器和储能变流器(如PowerTitan系列)向更高开关频率和更高功率密度演进,基于FPGA的实时仿真技术能显著缩短产品开发周期,提升控制算法验证的准确性。特别是在处理DCM模式下的抖振抑制,有助于优化逆变器在轻载或复杂工况下的并网性能,...
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