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带续流ZCS的谐振开关电容变换器建模与分析
Modeling and Analysis of Resonant Switched-Capacitor Converters With Free-Wheeling ZCS
Eli Hamo · Michael Evzelman · Mor Mordechai Peretz · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年9月
本文提出了一种统一的建模方法，用于描述和探索在自换相零电流开关（ZCS）模式下运行的谐振开关电容变换器（SCC）的损耗机制。文章推广了传统的等效电阻概念，以涵盖谐振电流存在多导通路径时的损耗建模，为优化变换器效率提供了理论基础。
解读: 该研究关注谐振开关电容变换器的损耗建模与ZCS技术，对阳光电源的电力电子拓扑优化具有参考价值。在户用光伏逆变器及小型储能PCS中，提升DC-DC变换级的功率密度与效率是核心竞争力。该建模方法可用于优化变换器内部的软开关控制策略，降低开关损耗，从而提升整机效率。建议研发团队关注该拓扑在低压侧DC-DC...
基于光伏电池扩散电容的PWM开关电容单元级功率平衡变换器
PWM Switched Capacitor-Based Cell-Level Power Balancing Converter Utilizing Diffusion Capacitance of Photovoltaic Cells
Masatoshi Uno · Yota Saito · Shinichi Urabe · Masaya Yamamoto · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年11月
本文提出了一种新型基于开关电容变换器（SCC）的脉宽调制（PWM）单元级电荷再分配（DCR）变换器，利用光伏电池的扩散电容解决光伏组件在局部阴影下的功率失配问题。该方案在引入少量离散电感电容的同时，有效降低了开关过程中的焦耳损耗。
解读: 该技术针对光伏组件级功率优化，对阳光电源的组串式逆变器及组件级电力电子（MLPE）产品线具有重要参考价值。在局部阴影环境下，通过利用电池自身的扩散电容进行电荷再分配，可提升光伏系统的整体发电效率。建议研发团队评估该拓扑在阳光电源户用及工商业组串式逆变器中的集成可行性，特别是针对复杂阴影场景下的MPP...
用于高压直流输电应用的串联链式模块化多电平交直流变换器
Series Chain-Link Modular Multilevel AC–DC Converter (SCC) for HVDC Applications
Francesco Tardelli · Alessandro Costabeber · David Trainer · Jon Clare · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
模块化多电平变换器（MMC）的引入推动了电压源变换器（VSC）在高压直流（HVDC）领域的广泛应用。本文提出了一种新型串联链式模块化多电平变换器（SCC）拓扑，旨在优化MMC概念以适应特定应用场景，重点在于减小变换器的占地面积，提升高压直流输电系统的功率密度与效率。
解读: 该研究提出的SCC拓扑通过优化模块化结构减小了变换器占地面积，这对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有参考价值。虽然阳光电源目前主营业务集中在光伏和储能，但随着电网侧储能规模的扩大及对高压直流接入需求的增加，该拓扑在提升大功率PCS的功率密度、降低系统成本方面具有潜...
开关电容电路的中频输出阻抗限制
Medium Frequency Output Impedance Limits of Switched-Capacitor Circuits
Dengke Zheng · Yuhang Yang · Shiming Hu · Yan Deng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
电容电荷共享损耗是开关电容电路（SCC）的固有损耗，降低了系统效率。本文提出了一种基于电容q-u曲线的方法来精确计算电荷共享损耗。通过综合考虑电荷共享损耗和导通损耗，推导了具有有限输出电容的SCC输出阻抗模型。
解读: 开关电容电路（SCC）作为一种高功率密度变换技术，在阳光电源的微型逆变器、户用储能系统（如PowerStack）的辅助电源或低功率DC-DC变换模块中具有潜在应用价值。该研究提出的电荷共享损耗精确计算方法，有助于优化变换器在不同频率下的效率表现。建议研发团队关注该拓扑在提升功率密度方面的潜力，特别是...
基于开关电容变换器的多端口变换器：集成双向PWM与串联谐振变换器用于独立光伏系统
Switched Capacitor Converter Based Multiport Converter Integrating Bidirectional PWM and Series-Resonant Converters for Standalone Photovoltaic Systems
Masatoshi Uno · Kazuki Sugiyama · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
针对独立光伏系统中光伏控制与电池调节需多级DC-DC变换器导致系统复杂且成本高的问题，本文提出了一种基于非隔离开关电容变换器（SCC）的多端口变换器（SC-MPC）。该方案通过集成双向PWM与串联谐振变换器，有效简化了系统架构，降低了组件数量，提升了独立光伏系统的集成度与经济性。
解读: 该研究提出的多端口变换器架构对阳光电源的户用光伏及离网储能产品线具有重要参考价值。通过减少功率变换级数，可显著提升系统功率密度并降低BOM成本，这与阳光电源追求高效率、高集成度的户用光储一体机（如SH系列）研发方向高度契合。建议研发团队评估该拓扑在小功率离网场景下的效率表现及电磁兼容性，探索其在简化...
一种具有输入串联输出并联及同相/反相能力的直接交流-交流开关电容变换器
A Direct AC–AC Switched-Capacitor Converter With Input-Series Output-Parallel and In-Phase/Out-of-Phase Capabilities
Seyed Mohsen Mortazavi · Reza Beiranvand · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
本文提出了一种双向无变压器多电平直接交流-交流开关电容变换器（SCC），具备同相和反相输出电压能力。该变换器通过共地设计，可应用于动态电压恢复器（DVR）等串联补偿场景，以应对电网电压暂降和暂升现象。
解读: 该拓扑结构属于直接交流-交流变换技术，在电压补偿和电能质量治理方面具有创新性。对于阳光电源而言，该技术可作为动态电压恢复器（DVR）或电能质量调节设备的储备技术，用于提升电网侧储能系统（如PowerTitan系列）在弱电网环境下的电压支撑能力。虽然目前主流产品多采用DC-AC架构，但该无变压器多电平...
一种用于宽输出电压下提高效率的带开关控制电容的LCC-LCC补偿无线电能传输系统
An LCC–LCC Compensated WPT System With Switch-Controlled Capacitor for Improving Efficiency at Wide Output Voltages
Na Fu · Junjun Deng · Zhenpo Wang · Deliang Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
本文提出了一种结合开关控制电容（SCC）的三相移（TPS）控制策略，旨在提升LCC-LCC补偿无线电能传输（WPT）系统在宽输出电压范围下的整体效率。文中建立了系统数学模型，并阐述了TPS控制下的零电压开关（ZVS）实现条件及负载匹配机制。
解读: 该技术主要针对无线充电领域，与阳光电源的电动汽车充电桩业务具有潜在的技术关联。虽然目前阳光电源以有线充电桩为主，但随着大功率无线充电技术在电动汽车及工业AGV领域的应用趋势，该研究中关于LCC补偿网络及SCC控制策略在宽电压范围下的效率优化方法，可为公司未来布局无线充电产品线提供拓扑参考。建议研发团...
一种具有强横向、纵向和旋转抗偏移性能的多单元SCC电容耦合器
A Multicell SCC Capacitive Coupler With Strong Lateral, Longitudinal, and Rotational Antioffset Performance
Cang Liang · Mingzhe Liu · Feiyang Zhao · Danghui Wang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
电容式电能传输（CPT）系统无需二次侧铁氧体，实现了更轻、更薄、更具成本效益的设计，同时保持高传输效率。该技术在无人机等领域具有应用潜力。本文提出了一种多单元SCC电容耦合器，旨在解决现有研究在抗偏移性能方面的不足。
解读: 该文献研究的电容式电能传输（CPT）技术主要解决非接触式能量传输的轻量化与抗偏移问题。虽然目前阳光电源的充电桩产品线主要基于有线传导充电，但随着电动汽车无线充电技术（WPT）的演进，该研究中关于耦合器结构设计和抗偏移控制的思路，可作为未来研发高效率、高容错性无线充电模块的技术储备。对于阳光电源而言，...
LCC-LCC补偿无线电能传输系统宽输出调节与全范围效率优化的最优多变量控制
Optimal Multivariable Control for Wide Output Regulation and Full-Range Efficiency Optimization in LCC–LCC Compensated Wireless Power Transfer Systems
Gangwei Zhu · Jianning Dong · Guangyao Yu · Wenli Shi 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
本文提出了一种针对LCC-LCC补偿无线电能传输系统的最优多变量控制（OMC）策略。该方法将双侧混合调制与原边开关电容（SCC）调节集成到三相移（TPS）控制中，旨在降低无功功率并提升系统全范围运行效率。
解读: 该研究涉及的无线电能传输（WPT）技术与阳光电源的电动汽车充电桩业务具有潜在的技术关联。虽然目前公司主营业务以有线充电为主，但随着大功率无线充电技术的成熟，该控制策略（如TPS与SCC调节）在提升充电效率和宽范围输出调节方面的研究，可为公司未来布局高效率无线充电桩产品提供技术储备。此外，其双向功率流...
一种用于移动接收器的大面积自由定位单电容耦合无线电能传输系统
A Large-Area Free-Positioning SCC-WPT System for Movable Receivers
Zhe Liu · Chao Zuo · Siqi Li · Sizhao Lu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
本文提出了一种新型大面积自由定位单电容耦合无线电能传输（WPT）系统，适用于移动接收设备。该系统利用大地作为传输路径的一部分，使耦合结构仅需一块发射极板，且接收端极板可由移动设备的金属外壳替代，有效简化了系统架构并提升了灵活性。
解读: 该技术属于无线电能传输（WPT）领域，目前阳光电源在电动汽车充电桩业务中主要聚焦于有线快充技术。该研究提出的单电容耦合方案虽然在简化结构和移动设备应用上具有创新性，但受限于传输效率、功率密度及电磁兼容性（EMC）挑战，短期内难以应用于大功率充电桩产品。建议研发团队关注其在低功率移动设备或特定工业自动...
一种用于燃料电池应用的宽输入电压范围单向谐振开关电容变换器
A Wide Input Voltage Range Unidirectional Resonant Switched-Capacitor Converter for Fuel Cell Applications
Sajad Afshar Zarandi · Reza Beiranvand · Koosha Choobdari Omran · IET Power Electronics · 2025年8月 · Vol.18
提出一种多相高电压增益谐振开关电容变换器（SCC），可在谐振频率上下实现所有功率半导体器件的软开关。通过小幅调节开关频率，采用频率调制技术即可在宽输入电压和负载变化范围内实现输出电压调节。该变换器具有对称结构、输入输出共地、输入输出滤波器小、无源元件紧凑、开关损耗低、电磁干扰小、控制电路简单及高电压增益等优点，适用于多种应用场景。
解读: 该宽输入电压谐振开关电容变换器技术对阳光电源车载OBC充电机和燃料电池系统具有重要应用价值。其宽输入电压范围特性可适配燃料电池动态输出特性，高电压增益设计可将低压燃料电池输出升压至动力电池电压等级。全软开关和频率调制技术可降低开关损耗，提升OBC效率至95%以上。紧凑型无源元件设计有助于提高功率密度...
基于电力电子辅助有载分接开关的Sen变压器暂态建模与换流逻辑分析
Transient modeling and switching logic analysis of a power-electronic-assisted OLTC based Sen transformer
Wei Li · Song Han · Xi Guo · Shufan Xi 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378
本文提出了一种基于电力电子辅助有载分接开关（POLTC）的Sen变压器（POST）的暂态模型及其换流逻辑分析方法。首先，建立了一种考虑晶闸管反向恢复过程（RRP）的晶闸管开关模型。进一步地，通过将所提出的考虑RRP的晶闸管开关模型与考虑多绕组耦合（MWC）效应的Sen变压器（ST）暂态模型相结合，构建了POST的完整暂态模型。其次，根据POLTC的拓扑结构建立了基本换流逻辑。第三，利用所提出的暂态模型对POLTC的换相重叠角（COA）和短路电流（SCC）进行了评估。最后，通过分析不同功率因数条件...
解读: 该POLTC晶闸管换流技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要参考价值。文中提出的晶闸管反向恢复过程建模方法可优化我司PCS功率器件开关策略,换相重叠角分析有助于降低储能系统并网切换时的短路电流冲击。最优开关角选择方法可应用于GFM/GFL控制模式切换,提升不同功率因数下的...
考虑负载与耦合系数大范围变化的LCC-LCC补偿WPT系统恒功率输出
Constant Power Output for LCC-LCC Compensated WPT Systems Considering Large Variations of Loads and Coupling Coefficients
Fei Xu · Yuxiang Ren · Ming Xue · Zhixin Chen 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
无线电力传输（WPT）系统中常因负载变化和位置偏移导致输出功率波动。为此，本文提出一种新型控制策略，可在负载及耦合系数大幅变化时实现恒定功率（CP）输出。该系统采用双LCC（DLCC）补偿拓扑，副边补偿电感与半主动整流器（SAR）及开关控制电容（SCC）串联。通过提出的参数协同调节策略，调节副边等效负载阻抗，使系统始终工作于谐振状态并实现恒功率输出。所提控制方法还可确保所有开关器件实现零电压开关（ZVS），显著降低开关损耗，提升系统整体效率。实验样机结果表明，在负载与耦合系数变化超过50%时，输...
解读: 该LCC-LCC补偿WPT恒功率控制技术对阳光电源新能源汽车充电产品线具有重要应用价值。文中提出的副边半主动整流器（SAR）与开关控制电容（SCC）协同调节策略，可直接应用于无线充电桩产品开发，解决车辆停放偏移导致的耦合系数变化（±50%）及不同车型电池负载差异带来的功率波动问题。所提ZVS软开关技...
应用互感辨识实现双接收无线电能传输系统交叉耦合补偿
Applying Mutual Inductance Identification to Achieve Cross-Coupling Compensation for Two-Receiver Wireless Power Transfer Systems
Zepeng Zhang · Yanjie Guo · Ming Xue · Fei Xu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月
提出基于互感辨识的双接收无线电能传输(WPT)系统交叉耦合补偿方法,提高两接收器在较大空间范围移动时的系统输出功率,同时避免额外传感器减少体积、重量和复杂度。基于系统等效电路提出两步辨识过程,从一个测量的原边电压和系统负载参数获得双接收WPT系统的三个互感。对比无交叉耦合和交叉耦合系统计算补偿电容值,采用开关控制电容(SCC)根据辨识互感和计算补偿电容值补偿交叉耦合。双接收WPT实验样机验证最大互感辨识误差4%,考虑负载变化时参考空间范围内平均系统输出功率从10.490W提高到28.600W,最...
解读: 该互感辨识交叉耦合补偿技术对阳光电源多接收无线充电系统有重要优化价值。该方法可应用于新能源汽车多车位无线充电场景,提高空间容忍度和功率传输效率。无传感器互感辨识技术对ST储能系统的多端口无线电能传输有参考意义,可降低系统复杂度和成本。该技术对阳光电源户用光伏和储能系统的多设备无线供电方案有启发,可提...
动态LCC-S WPT系统中用于跟踪零相位角和最大输出电压的双侧自适应调谐协同控制
Dual-Side Adaptive Tuning Cooperative Control for Tracking Zero Phase Angle and Maximum Output Voltage in Dynamic LCC-S WPT System
Jiawei Xie · Yandong Chen · Sizhuo Qu · Cong Luo 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
实际动态无线电力传输（WPT）充电场景中，线圈错位导致的自感变化及电容参数漂移会破坏谐振状态，降低输出功率与效率。本文在LCC-S拓扑中引入开关控制电容（SCC），实现大范围耦合空间与负载变化下的零相位角（ZPA）及最大输出电压自适应跟踪。所提方法无需额外相位检测电路、无线通信、复杂计算或参数辨识。首先建立包含严重失谐的统一阻抗模型，揭示失谐对传输特性的影响；随后在发射端采用简单相位检测结合PI控制，接收端采用自适应步长扰动观察法，实现协同调谐与解耦控制。实验原型验证了该方法在200 W至600...
解读: 该双侧自适应调谐技术对阳光电源新能源汽车充电产品线具有重要应用价值。针对动态无线充电场景，所提无需通信的协同控制方法可直接应用于电动汽车无线充电桩开发，解决车辆停放偏移导致的效率下降问题。其ZPA跟踪与最大输出电压控制策略可借鉴至ST储能变流器的谐振变换器设计，提升宽负载范围效率。开关控制电容的自适...
一种具有强横向、纵向和旋转抗偏移性能的多单元SCC电容耦合器
A Multicell SCC Capacitive Coupler With Strong Lateral, Longitudinal, and Rotational Antioffset Performance
Cang Liang · Mingzhe Liu · Feiyang Zhao · Danghui Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
电容式电能传输（CPT）系统的耦合结构无需在次级侧使用铁氧体，与感应式电能传输系统相比，其设计更轻、更薄且更具成本效益，同时仍能实现较高的电能传输效率。这使得CPT成为无人机应用的一个有前景的选择。然而，现有的研究在发生横向、纵向和旋转偏移时无法实现高效的电能传输。本文提出了一种新型的多单元单电容耦合式电容耦合器，该耦合器在发射器的任何位置都具有较强的横向、纵向和旋转抗偏移性能。发射器的顶板和底板由许多相互连接的矩形单元组成。为避免初级侧的互电容过大，并使发射器底板与接收器顶板之间的部分电容能够...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项多单元单电容耦合（SCC）电容式无线电能传输技术具有显著的应用潜力，特别是在我们正在拓展的储能系统、电动汽车充电和分布式能源领域。 该技术的核心优势在于通过创新的错位矩形单元结构设计，实现了在横向、纵向和旋转偏移条件下的稳定电能传输，耦合电容变化小于4.2%，这解决了...
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