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基于差分连接的部分功率处理高增益升压DC-DC变换器派生方法
Methodology for Deriving High-Gain Step-Up DC-DC Converters With Partial Power Processing Based on Differential Connections
Jessika Melo de Andrade · Roberto Francisco Coelho · Telles Brunelli Lazzarin · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
本文提出一种基于差分连接的部分功率处理（PPP）高增益升压DC-DC变换器的派生方法。当两个基本变换器的输出电压相对于公共输入电压均为负极性时，差分连接可实现PPP特性。针对输出电压为正极性的基本变换器（如Boost、SEPIC、Zeta），通过引入逆变单元（IC）使其在差分连接下具备PPP能力。文章阐述了由正极性组基本变换器构建PPP差分变换器的概念、理论分析与设计方法，并通过一台由两个Boost变换器构成的实验样机验证方案可行性，其输入电压20 V、输出电压180 V（增益9倍）、占空比0....
解读: 该部分功率处理高增益DC-DC变换器技术对阳光电源储能与充电产品具有重要应用价值。差分连接PPP架构可使仅部分功率经过变换器处理，显著降低器件应力和损耗，95.5%的高效率与阳光电源ST系列储能变流器的效率目标高度契合。9倍增益特性适用于储能系统电池侧低压（48V/96V）到直流母线高压（540V/...
用于光伏和燃料电池系统的隔离型三相并网反激逆变器的不连续调制技术及选择性谐波补偿
Discontinuous Modulation Technique for Isolated Three-Phase Grid Connected Flyback Inverter With Selective Harmonic Compensation for PV and Fuel Cell Systems
Ahmed Ismail M. Ali · Abdelfatah Ali · Mostafa F. Shaaban · Ahmed Abdelhakim 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
差分结构单级反激逆变器（DSFI）具有元件少、升降压能力、低成本、小体积和高功率密度等优势。传统连续调制策略（CMS）虽可抑制低次谐波，但导致模块间环流增大，降低效率。本文提出采用不连续调制策略（DMS）用于三相DSFI，并对比分析其在CMS与DMS下的性能。引入单极选择性谐波补偿（SHC）环路抑制二次谐波。DMS有效降低器件电压应力与模块间环流，提升系统效率。实验基于1.6 kW并网原型机验证了CMS与DMS下DSFI的有效性。
解读: 该不连续调制技术对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能变流器具有重要应用价值。DSFI拓扑的单级升降压能力可简化SG系列组串逆变器的宽电压输入设计，特别适用于低压启动场景。DMS策略通过降低模块间环流和器件电压应力，可提升多模块并联系统效率1-2%，直接优化PowerTitan储能系统的功率模块设计...
风电机组在多端直流
MTDC）风电系统中的无功功率控制
Mahzad Gholamian · Omid Beik · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月
本文介绍了一种专为风力发电机（WT）转换系统中的混合发电机（HG）量身定制的无功功率控制方法。风力发电机通过多端直流（MTDC）电网中的无源整流级与中压直流（MVDC）集电网络相连。中压直流电网收集风力发电机的电能并将其输送至海上变电站，在那里，直流 - 直流转换器将电压升高，以便传输至定电压高压直流（HVDC）电网。混合发电机具有九相定子绕组，由两个转子组成，即永磁（PM）转子和绕线励磁（WF）转子。两个转子安装在同一轴上并以相同速度旋转。在每个转速下，永磁转子会感应出固定的定子电压，而绕线励...
解读: 该研究的无功功率控制策略对阳光电源的储能和风电变流产品具有重要参考价值。特别是其中的多端直流接口控制方法，可应用于ST系列储能变流器和大型储能系统的电网支撑功能优化。通过协调机侧与网侧变流器的控制思路，能够提升阳光电源GFM/GFL控制技术在复杂电网条件下的性能。该技术可用于完善PowerTitan...
一种具有扩展零电压切换区域的无源分数阶WPT系统
A Powerless Fractional-Order WPT System With Extended Zero Voltage Switching Region
Houxuan Liu · Liangzong He · Bing Cheng · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月
逆变器对于无线电能传输（WPT）系统至关重要，其损耗不容忽视。对于WPT系统中的宽输出电压调节，在不使用直流 - 直流转换器的情况下，常采用移相（PS）控制，这会导致逆变器硬开关。为解决这一问题，在实际应用中，针对基于PS调制的WPT系统提出了无功分数阶电容（P - FOC），其能够自适应地实现阶数为1或 - 1的可变电容。该系统可在使谐振槽路电流最小化的同时，保持较宽的零电压开关（ZVS）区域。同时，逆变器能够实现软开关。因此，与传统PS控制相比，系统效率得到显著提高，尤其是在轻载情况下。与传...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于无功分数阶电容器（P-FOC）的无线电能传输技术具有重要的参考价值，特别是在储能系统和电动汽车充电领域的应用潜力值得关注。 该技术的核心创新在于通过P-FOC实现自适应可变电容，配合移相控制在宽输出电压范围内保持零电压开关（ZVS），有效解决了传统方案中逆变器硬开...
一种消除漏感问题的正激式DC-DC变换器
Forward-Based DC-DC Converter With Eliminated Leakage Inductance Problem
Oleksandr Matiushkin · Oleksandr Husev · Hossein Afshari · Enrique Romero-Cadaval 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
本文提出了一种适用于低功率太阳能应用的新型正激式变换器。所提出的变换器在宽输入电压范围内具有高效性能，且所需元件数量较少。所提出的直流 - 直流拓扑结构是带有额外钳位输出电容的改进型正激式直流 - 直流变换器。此类变换器的设计理念是将变压器的励磁能量转移到输出端，而非采用输入钳位电路。为实现这一特性，考虑了两种可能的拓扑结构。文中讨论了所提方案中无源元件的设计准则。由于输入功率水平不同，该变换器可工作在连续导通模式和不连续导通模式。对所提出的拓扑结构进行了比较和讨论。给出了所提出的基于正激式的直...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的改进型正激DC-DC变换器技术具有重要的参考价值。该技术通过创新的磁化能量传输机制，消除了传统正激变换器中漏感带来的电压尖峰问题，这对我们在光伏逆变器和储能系统中的DC-DC变换环节具有直接的应用意义。 技术优势方面，该方案通过附加钳位输出电容将变压器磁化能...
基于高频Dickson倍压器的高压低纹波变换器设计
Design of a High-Voltage Low-Ripple Converter With High-Frequency Dickson Multipliers
Zhechi Ye · Kawin Surakitbovorn · Calvin H. Lin · Juan Rivas-Davila · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
高压、低纹波的直流 - 直流转换器在各种工业和科学应用中至关重要。提高开关频率有助于提高转换器的功率密度，但对电路设计提出了挑战。在本文中，我们提出了一种基于迪克森电压倍增器详细模型的设计方法，以考虑高频倍增器电路中的非理想因素。我们介绍了一款高频 80 瓦、48 伏转 7 千伏直流 - 直流电源转换器的设计，其电压纹波峰峰值小于 10 伏。该电路采用了基于氮化镓的高频逆变器、多端口空心平面印刷电路板（PCB）变压器、迪克森电压倍增器和纹波消除技术。PCB 变压器采用屏蔽层构建，以减轻噪声引起的...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于Dickson倍压器的高频高压低纹波变换技术具有重要的应用潜力。该技术实现了48V到7kV的升压转换，纹波比控制在0.1%以内，峰值效率达86%，这些指标对我司多个产品线具有参考价值。 在光伏逆变器领域，该技术的高频化设计思路与我司追求高功率密度的方向一致。采用G...
基于耦合电感的高升压交错式DC-DC变换器家族
A Family of High Step-Up Interleaved DC-DC Converters Based on the Coupled Inductors
Darioush Alizadeh · Ebrahim Babaei · Mehran Sabahi · Carlo Cecati · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
本文提出了一系列利用耦合电感和二次电压增益的高升压交错式直流 - 直流转换器。所提出的第一个转换器是基于迪克森（Dickson）转换器的改进版本，与改进型迪克森转换器相比，它在保持共地的同时提供了更高的电压增益。所提出的第二个转换器使用了一个额外的二极管，从而实现了比第一个转换器更高的电压增益。所提出的第三个转换器将迪克森转换器和改进型迪克森转换器相结合，以解决改进型迪克森转换器缺乏共地的问题。这些转换器具有诸多优点，包括输入电流连续且纹波小、元件承受的电压应力低以及效率高。本文分析了这些转换器...
解读: 从阳光电源的业务布局来看，这篇论文提出的高升压交错并联DC-DC变换器技术具有重要的战略价值。该技术基于耦合电感和二次电压增益，能够实现高升压比、低输入电流纹波和共地设计，这些特性与我司光伏逆变器和储能系统的核心需求高度契合。 在光伏应用场景中，该技术可有效解决组件串联电压不足的问题，特别适用于分...
一种用于光伏系统接入中压直流电网的新型容错拓扑结构
A Novel Fault-Tolerant Topology for MVDC Grids Interface of Photovoltaic Generation Systems
Yizhan Zhuang · Yiming Zhang · Xiaoying Chen · Hongxi Zhu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
独立输入、输出串联型直流 - 直流变换器能够在不借助低压直流（LVDC）母线的情况下，将光伏（PV）能源汇集到中压直流（MVDC）电网中，从而降低一次功率损耗和硬件成本。然而，在这种串联结构中，部分低压端口发生短路故障会导致整个系统失效，而中压端口发生短路故障则容易损坏设备。本文提出一种新的容错结构，可有效解决上述问题。在低压故障期间，连接在相邻子模块（SM）之间的 LC 支路能够传输能量并维持故障模块的电容电压，以确保系统持续稳定运行。当中压故障发生时，容错结构被闭锁，子模块电容反向接入故障电...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对中压直流（MVDC）光伏并网系统的容错拓扑技术具有重要的战略价值。该技术通过输入独立、输出串联的DC-DC变换器直接将光伏能量汇集到MVDC电网，省去了传统低压直流母线环节，这与我们在大型光伏电站和工商业储能系统中追求的高效率、低成本目标高度契合。 该技术的核心创...
具有固有冗余特性的软开关单元在提升Boost型DC-DC变换器可靠性中的应用
Application of Soft-Switching Cell With Inherent Redundancy Properties for Enhancing the Reliability of Boost-Based DC–DC Converters
Rasoul Faraji · Lei Ding · Tohid Rahimi · Mostafa Kheshti · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
本文研究了用于Boost型DC-DC变换器的软开关单元的固有容错能力。Boost变换器的主开关承受高热应力，故障概率较高。通过为该开关提供软开关条件并引入容错机制，可有效提升变换器的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式光伏逆变器（Boost升压电路）及储能系统（双向DC-DC变换器）具有极高的应用价值。Boost电路作为光伏逆变器MPPT环节的核心，其主开关的可靠性直接影响整机寿命。该研究提出的软开关与容错技术，不仅能降低开关损耗、提升转换效率，还能显著增强产品在极端工况下的稳定性，降低售...
基于移相调制双有源桥变换器的通用功率流模型
A Universal Power Flow Model for Dual Active Bridge-Based Converters With Phase Shift Modulation
Yudi Xiao · Zhe Zhang · Kevin Tomas Manez · Michael A. E. Andersen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
本文推导了一种基于移相调制的双有源桥（DAB）DC-DC变换器的通用功率流模型。该模型综合考虑了变换器的损耗元件、死区时间及谐振换流特性，并基于此模型构建了部分并联双有源桥（P2 DAB）变换器的功率流模型，为变换器的精确控制与效率优化提供了理论基础。
解读: DAB拓扑是阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列及ST系列PCS）中DC-DC变换级的核心架构。该通用功率流模型通过精确计及死区效应和损耗，能够显著提升PCS在宽电压范围下的效率预测精度，有助于优化移相控制策略，降低开关损耗。建议研发团队将此模型应用于PCS的数字控制算...
一种基于光伏系统的交错并联Boost变换器故障诊断与容错重构方案
A Fault Diagnosis and Postfault Reconfiguration Scheme for Interleaved Boost Converter in PV-Based System
Md Waseem Ahmad · Naga Brahmendra Yadav Gorla · Hasmat Malik · Sanjib Kumar Panda · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
为高效利用光伏能量，交错并联Boost变换器因其高功率密度、高效率及低输入电流纹波等优势被广泛应用。本文针对该拓扑提出了一种故障诊断与容错重构方案，旨在解决功率开关开路故障，提升光伏系统的可靠性与能量提取效率。
解读: 该研究直接关联阳光电源组串式逆变器及集中式逆变器中的DC-DC升压环节。交错并联技术是提升光伏逆变器功率密度和降低输入电流纹波的核心手段，而故障诊断与重构技术对于提升光伏电站的长期运行可靠性至关重要。建议研发团队参考该方案，将其集成至iSolarCloud智能运维平台，通过实时监测与自动重构策略，降...
三端口DC-DC变换器拓扑分析与综述
Topology Analysis and Review of Three-Port DC–DC Converters
Zhiqing Wang · Quanming Luo · Yuqi Wei · Di Mou 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文旨在对分布式光伏发电系统中广泛应用的三端口DC-DC变换器（TPCs）进行全面分析。文章重点探讨了光伏板、电池与负载端口之间的功率流控制策略，通过对不同拓扑结构的功率传输特性、控制方法及性能指标进行对比，为实现高效的光储一体化系统提供理论指导。
解读: 该文献研究的三端口变换器是实现光储一体化系统的核心技术，与阳光电源的户用及工商业光储系统（如PowerStack、PowerTitan系列）高度契合。通过集成化拓扑设计，可有效减少功率变换级数，提升系统转换效率并降低成本。建议研发团队关注文中提到的多端口功率解耦控制策略，将其应用于新一代光储逆变器中...
一种用于光伏-储能系统接口的非隔离对称双极性输出四端口变换器
A Nonisolated Symmetric Bipolar Output Four-Port Converter Interfacing PV-Battery System
Qingxin Tian · Guohua Zhou · Minrui Leng · Guodong Xu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
双极性直流微电网能有效提升系统可靠性与效率。针对传统方案中因多变换器级联导致的体积大、成本高问题，本文提出了一种新型四端口变换器，旨在将光伏组件与电池集成至双极性直流微电网中，简化了电路架构并提升了功率密度。
解读: 该研究提出的四端口变换器拓扑对于阳光电源的户用及工商业光储一体化解决方案具有重要参考价值。通过减少变换器级数，该技术能显著降低系统成本并提升功率密度，契合PowerStack及户用储能系统向高集成度、小型化发展的趋势。在双极性直流微电网应用场景下，该拓扑可优化光伏与储能的能量调度，提升系统整体转换效...
双有源桥变换器的高频链路通用分析与应用
General High-Frequency-Link Analysis and Application of Dual Active Bridge Converters
Ziheng Xiao · Zhixing He · Hongliang Wang · An Luo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
本文针对双有源桥（DAB）变换器中的高频链路（HFL）电量（电压、电流、瞬时功率）进行了通用分析。由于HFL波形多为非正弦波，传统表征指标物理意义模糊，本文提出了一套通用的分析方法，旨在优化DAB变换器的性能表现。
解读: DAB变换器是阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及直流耦合光储一体化方案中DC-DC变换的核心拓扑。该研究提出的高频链路通用分析方法，有助于优化PCS内部功率模块的损耗模型，提升变换效率。建议研发团队利用该分析模型，针对宽禁带半导体（SiC/GaN）在DAB中的应用...
电流型双有源桥DC-DC变换器的变开关频率控制与恒磁通密度变化研究
Varying Switching Frequency Control for Current-Fed Dual-Active Bridge DC–DC Converter With Constant Flux Density Change for Transformers
Deshang Sha · Tengfei Sun · Jiankun Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年4月
针对电流型双有源桥（DAB）双向DC-DC变换器，本文提出了一种结合变开关频率的PWM加双移相（PPDPS）控制策略。该方法通过在电池电压和负载变化时保持变压器磁通密度变化恒定，有效防止了磁芯饱和。通过与传统固定频率PPDPS控制的对比，详细分析了损耗分布。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及PCS产品线具有极高的应用价值。DAB拓扑是双向储能变流器的核心，通过变频控制实现恒磁通密度，不仅能优化变压器设计、减小体积，还能显著提升全功率范围内的转换效率。建议研发团队在下一代高功率密度储能PCS中引入该控制策略，...
一种移相控制双有源半桥变换器的统一状态空间建模方法
A Unified State-Space Modeling Method for a Phase-Shift Controlled Bidirectional Dual-Active Half-Bridge Converter
Haixu Shi · Kai Sun · Hongfei Wu · Yunwei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
针对移相控制双有源半桥（DAHB）DC-DC变换器在占空比非50%工况下，现有建模方法需分正负移相方向讨论的问题，本文提出了一种统一的状态空间建模方法。该方法消除了正负移相模型分离带来的不便，为分析变换器在复杂工况下的动态特性提供了更高效的数学工具。
解读: 该研究直接关联阳光电源储能业务的核心拓扑。DAHB变换器广泛应用于ST系列PCS及PowerStack等储能系统中，是实现电池侧与直流母线高效能量转换的关键。传统的双模型建模方式在控制器设计及参数优化时存在复杂性，该统一建模方法能显著提升研发团队对PCS动态响应的分析效率，优化控制算法设计，从而提升...
一种新型可扩展开关电容/开关电感高电压增益双向DC-DC变换器
New Expandable Switched-Capacitor/Switched-Inductor High-Voltage Conversion Ratio Bidirectional DC–DC Converter
Sara Mousavinezhad Fardahar · Mehran Sabahi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
本文提出了一组具有高电压转换比的双向DC-DC变换器，有效降低了开关管的电压和电流应力。通过模块化设计，实现了一种可扩展的k模块开关电容-电感变换器。相比传统双向高增益开关电容变换器，该拓扑在效率和功率密度上表现出显著优势。
解读: 该拓扑在提升电压增益和降低开关应力方面的优势，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及光储一体化产品具有重要参考价值。在储能PCS设计中，高电压转换比有助于简化变换器级数，提升系统整体效率并降低散热成本。建议研发团队评估该拓扑在直流耦合光储系统中的应用潜力，特别是针...
数字峰值电流模式控制DC-DC升压变换器的电流跟踪延迟效应最小化
Current Tracking Delay Effect Minimization for Digital Peak Current Mode Control of DC–DC Boost Converter
Xiaofeng Zhang · Run Min · Dian Lyu · Donglai Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年12月
数字峰值电流模式（DPCM）控制广泛应用于连续电流模式的DC-DC变换器。然而，建模阶段常忽略电流跟踪延迟（CTD），导致补偿器设计不佳及性能下降。本文研究了不同DPCM控制下Boost变换器的CTD效应，并基于动态关系提出了优化方案。
解读: 该研究直接针对DC-DC变换器中的数字峰值电流控制（DPCM）优化，对阳光电源的核心产品线具有极高价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，DC-DC升压级是实现MPPT或电池侧电压调节的关键环节。通过引入该文提出的CTD效应补偿策略，可以有效提升数...
两级单相变换器中抑制二次谐波电流的控制方案：基于直流母线端口阻抗特性的综述
Control Schemes for Reducing Second Harmonic Current in Two-Stage Single-Phase Converter: An Overview From DC-Bus Port-Impedance Characteristics
Li Zhang · Xinbo Ruan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
两级单相变换器瞬时输入与输出功率的不平衡，会导致直流侧产生二次谐波电流（SHC）。本文从直流母线端口阻抗的角度，重新审视了抑制SHC的控制方案，并将直流变换器分类为母线电压控制型与电流控制型，分析了其对系统性能的影响。
解读: 该研究直接关联阳光电源户用光伏逆变器及小型储能系统（如ST系列PCS）。单相系统中的二次谐波是影响直流侧电容寿命及系统纹波的关键因素。通过优化直流母线端口阻抗控制，可有效减小直流侧电容容量，提升功率密度，并延长电解电容寿命。建议研发团队在户用逆变器及小型储能变流器的控制算法中引入该阻抗分析方法，以优...
双向双桥串联谐振DC-DC变换器的宽范围ZVS控制技术
Wide-Range ZVS Control Technique for Bidirectional Dual-Bridge Series-Resonant DC–DC Converters
Weijian Han · Luca Corradini · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
针对高压大功率双向DC-DC变换器，软开关技术对提升效率与可靠性至关重要。本文提出了一种用于双桥串联谐振DC-DC变换器的宽范围零电压开关（ZVS）控制技术，通过集成变频调制（VFM）与移相控制，有效扩展了软开关工作范围。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack系列PCS）具有极高的应用价值。储能变流器在充放电过程中常面临宽电压范围工况，该宽范围ZVS控制技术能显著降低开关损耗，提升系统在全功率段的转换效率，有助于进一步减小散热器体积，提升功率密度。建议研发团队评估该控制策略在双向DA...
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