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T型三电平LLC谐振变换器在交替模式下的平滑最优轨迹与电压平衡控制
Smooth Optimal Trajectory and Voltage Balancing Control for T-Type Three-Level LLC Resonant Converter in Alternating Mode
Zhigang Yao · Linglong Jiang · Tengfei Sun · Ziheng Xiao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
T 型三电平 LLC 变换器将两电平拓扑的低传导损耗优势与三电平拓扑的低开关电压应力特点相结合。然而，由于在以往研究中，该变换器的电压增益不如全桥和堆叠半桥 LLC 变换器宽，因此它并未得到应有的关注。本文提出了一种适用于 T 型 LLC 变换器的上下半桥交替（AUL - HB）模式，以实现 0.25 的增益。AUL - HB 模式在模式切换和电容电压平衡方面存在挑战。为解决这些问题，本文开发了一种无需额外传感器的简单轨迹控制方法，以消除模式切换期间的浪涌电流和电压尖峰，确保平稳快速的过渡。此外...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的T型三电平LLC谐振变换器技术具有显著的应用价值。该技术通过交替上下半桥（AUL-HB）模式实现了0.25的电压增益，有效拓展了传统增益范围，这对我们在光伏逆变器和储能系统中面临的宽范围电压变换需求具有重要意义。 在光伏发电场景中，组串电压随光照条件和温度变化...
基于级联半桥概念的固态变压器LLC谐振DC-DC变换器优化设计
Optimal Design of a LLC Resonant DC-DC Converter Based on the Stacked Half-Bridge Concept for Solid-State Transformer
Samuel S. Queiroz · Levy F. Costa · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
本文研究了两级固态变压器（SST）系统的直流/直流（DC/DC）级，该系统采用模块化方法实现，由多个电力电子积木（PEBB）以输入串联、输出并联（ISOP）的方式排列组成。每个PEBB基于一个作为直流变压器运行的 LLC 谐振变换器。本研究对模块化 DC/DC 级进行了深入分析，评估了将两电平（2L）变换器和堆叠半桥（HB）变换器作为 PEBB 的情况。本文提出了模块化 DC/DC 级的首个多目标设计方法，并对堆叠 HB 解决方案和 2L 解决方案进行了对比研究。此外，还论证并量化了堆叠 HB ...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文所提出的基于堆叠半桥拓扑的LLC谐振DC-DC转换器技术，对我们在固态变压器（SST）和高压储能系统领域具有重要的参考价值。 该研究采用模块化功率电子构建块（PEBB）的输入串联-输出并联（ISOP）架构，这与我们在大功率储能变流器和光伏逆变器中追求的模块化、可扩...
具有自然均流与相位卸载的多相LLC谐振变换器
Multiphase LLC Resonant Converter With Natural Current Sharing and Phase-Shedding
Ubaid Ahmad · Roberto Giral · Carlos Olalla · Ariya Sangwongwanich 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
多相 LLC 转换器常用于高功率和高降压应用。然而，谐振槽路参数的容差会导致电流分配不均，降低系统可靠性。此外，通过关断部分相位，相位切除技术可在部分负载下提高转换器效率。本文提出了一种具有公共电感 - 电容支路的多相输入并联输出并联 LLC 谐振转换器，旨在同时实现出色的电流分配和相位切除功能。得益于该公共支路，电流能够自然分配，且在实现相位切除时不会影响工作点。与现有解决方案相比，该设计所需的无源元件更少，相位连接简单，具有低成本、高功率密度以及提高轻载效率的优点。详细分析表明，与以往方法相...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项多相LLC谐振变换器技术对我们在光伏逆变器和储能系统领域的产品升级具有重要参考价值。该技术通过共享电感电容支路实现了自然均流和相脱落功能，直接解决了我们在大功率DC-DC变换环节面临的两个核心痛点。 在光伏储能系统中，DC-DC变换器需要处理宽范围的功率波动。传统多相...
基于多智能体一致性理论的ISOP LLC-DAB混合双向变换器功率分配控制策略
Power Sharing Control Strategy of ISOP LLC-DAB Hybrid Bidirectional Converters Based on Multiagent Consensus Theory
Yuefeng Liao · Zhenkun Yang · Duo Yang · Xiang Li 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年4月
在以高功率和高输入电压为特点的直流微电网和储能系统等应用中，输入串联输出并联（ISOP）型直流 - 直流双向变换器被广泛用于中间功率转换。 LLC - DAB 混合双向变换器是一种单级变换器，它由 LLC 谐振电路和双有源桥（DAB）电路组成。 它结合了 LLC 和 DAB 的优点，非常适合用作子模块（SM）。 然而，这些子模块之间输入阻抗的差异会导致运行期间出现功率不平衡，从而影响系统性能。 为解决这一问题，本文提出了一种基于多智能体一致性理论的新型功率共享控制策略。 该方法将每个子模块视为一...
解读: 从阳光电源储能系统和高压直流应用的技术路线来看，这篇论文提出的ISOP LLC-DAB混合双向变换器功率均衡控制策略具有重要的工程应用价值。 在我们的大容量储能系统和直流微网解决方案中，高功率、高电压的DC-DC双向变换是核心技术环节。传统方案往往采用多级串联结构，而ISOP拓扑通过输入串联输出并...
封闭式自然对流PFC-LLC氮化镓变换器中系统级热性能与功率密度的综合优化
Comprehensive System-Level Thermal Performance and Power Density Optimization in Enclosed Natural Convection PFC-LLC GaN Converters
Rahil Samani · Ignacio Galiano Zurbriggen · Ruoyu Hou · Juncheng Lu 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
氮化镓增强型高电子迁移率晶体管（e - HEMT）在将效率提升至可能的极致方面表现卓越。随着功率密度按需增加且效率趋近饱和点，对半导体可靠性和热管理的担忧也日益加剧。本文聚焦于基于氮化镓的两级功率因数校正（PFC） - LLC 变换器，这是自然冷却消费电子产品中常见的一种拓扑结构，并探索解决其热瓶颈问题的方案。本文提出了一种平衡热网络，该网络通过精确的与温度相关的损耗表征将热域和电域相互连接而建立。然后将这些损耗模型应用于功率变换器的热网络中。此外，主要在元件级研究中发展起来的热耦合概念被拓展到...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于GaN器件的PFC-LLC变换器热管理优化技术具有重要的战略价值。该研究针对自然冷却条件下的功率变换系统，提出了系统级热-电耦合网络模型和多目标优化框架，这与我司在光伏逆变器和储能变流器产品中追求高功率密度、高可靠性的技术路线高度契合。 GaN器件的应用是我司下一...
一种基于时域解析模型的数字实时计算算法在6.6-kW 300-kHz SiC便携式电动汽车双向CLLC同步整流器中的应用
A Digital Real-Time Computation Algorithm Utilizing Time-Domain Analytic Model for Bidirectional CLLC Synchronous Rectifier in 6.6-kW 300-kHz SiC Portable EV Chargers
Haoran Li · Tong Lei · Cungang Hu · Xirui Zhu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
使用同步整流器（SR）极为重要，因为碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）的二极管正向电压可能比硅（Si）MOSFET高至六倍，这会导致高得多的传导损耗。传统的CLLC同步整流通常采用检测电路或构建复杂模型，但它们易受碳化硅器件产生的高dv/dt影响，或者由于复杂的数值计算而难以在线实现同步整流。本文针对双向碳化硅CLLC变换器提出了一种数字实时计算同步整流算法。构建了时域解析模型以在线计算同步整流导通时间。该算法不仅通过优化同步整流MOSFET的导通时间实现了...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的数字实时同步整流算法对我司在电动汽车充电、储能变流器等双向功率变换领域具有重要参考价值。 **技术价值分析：** 该算法针对SiC MOSFET体二极管导通压降高（约为硅器件6倍）的固有缺陷，通过时域解析模型实现同步整流在线优化计算，有效降低导通损耗。相比传统...
一种基于混合滑模控制的LLC变换器型半单级隔离逆变器的新调制方法
A Novel Modulation Method for LLC Converter-Based Semi-Single-Stage Isolated Inverter With Hybrid Sliding Mode Control
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
基于 LLC 变换器的伪直流链路准单级隔离逆变器（PDL - SII）面临着在零电压开关运行区域内实现低增益输出的挑战。作为一种具有竞争力的选择，LLC 变换器的类突发调制技术通过控制变换器的激活，能提供比传统脉冲频率调制更低的增益，这对于采用 PDL - SII 配置的 LLC 变换器运行尤为有利。尽管传统突发调制在软开关和低增益方面具有优势，但其输出纹波会增加，可能影响输出电流质量。这主要归因于采样滤波器固有的采样时间延迟，以及 LLC 变换器在停用后由于谐振电路中残留能量而持续进行的能量传...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于LLC谐振变换器的半单级隔离逆变器混合滑模控制技术具有显著的战略价值。该技术针对伪直流链路半单级隔离逆变器（PDL-SII）在低增益输出时难以保持零电压开关（ZVS）运行的核心痛点，提出了创新性解决方案，这与我司光伏逆变器和储能变流器产品的高效率、高功率密度发展方向...
一种具有噪声抑制能力的LLC谐振变换器双脉冲开关模式
A Double Pulse Switching Pattern for LLC Resonant Converter With Noise Suppression Capability Under Extreme Light Load Operation
Ziang Li · Shuo Zhang · Zhaoyi Wang · Sheng Qu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
LLC 谐振变换器广泛应用于宽功率范围的场合。然而，当它们在极轻负载条件下应用时，其开关频率会比正常负载时高得多。因此，引入了间歇模式控制以降低高开关损耗并提高轻载效率。通过应用轨迹理论，实现了一种三脉冲开关模式，该模式达到了间歇模式策略的当前最高效率。然而，在极轻负载条件下（低于 10%），这种开关模式引入的间歇频率会远低于谐振频率，可能低于 20 kHz，从而导致严重的可听噪声。为解决这一问题，本文提出了一种双脉冲开关模式，该模式可确保更高的间歇频率，从而能在更宽的负载范围内消除可听噪声。本...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对LLC谐振变换器极轻载工况下的双脉冲开关策略具有重要的应用价值。在光伏逆变器和储能系统中，LLC谐振变换器广泛应用于DC-DC隔离变换环节，但在夜间、阴天或待机等极轻载场景下，传统控制策略面临开关频率过高导致的效率下降和可闻噪声问题，这直接影响用户体验和系统能效等级...
数字孪生驱动的高可靠性电力电子系统特刊主编寄语
Guest Editorial Special Issue on Digital Twin Driven High-Reliability Power Electronic Systems
Jiangbiao He · Paolo Mattavelli · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
为满足全球零排放可持续能源发展需求，交通和公用电力等行业正经历快速变革，电力电子在电动汽车、电动船舶、飞机、太阳能/风能发电和储能等众多功率转换系统中发挥支柱作用。然而电力电子可靠性尚未受到足够重视，特别是在安全关键应用中可靠性应是首要设计优先级。工业4.0和5.0着重互联性、自动化、智能和实时状态监测，数字在线预防性维护和优化至关重要。数字孪生是物理系统的数字复制品，可准确预测和反映物理系统的实时健康状况，通过物理组件与数字孪生模型间的实时双向数据流实现。该特刊发表10篇文章涵盖数字孪生参数估...
解读: 该数字孪生特刊与阳光电源智能运维战略高度契合。特刊涵盖的Buck/Boost变换器数字孪生参数估计、五电平ANPC逆变器故障诊断和SiC MOSFET模块电-热-机械建模与阳光iSolarCloud平台的智能诊断和预测性维护功能发展方向一致。数字孪生技术在直流电容、电感、开关管寄生电阻实时估计方面的...
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