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考虑脉宽调制效应的DC-DC变换器近似离散时间建模
Approximate Discrete-Time Modeling of DC–DC Converters With Consideration of the Effects of Pulse Width Modulation
Xin Li · Xinbo Ruan · Qian Jin · Mengke Sha 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年8月
针对Boost和Buck-Boost等输出电流脉动的DC-DC变换器，前沿或后沿PWM调制会导致截然不同的动态行为。传统平均模型难以捕捉该现象，而离散时间模型可有效预测。本文提出了一种考虑PWM效应的近似离散时间建模方法，以精确描述变换器的动态特性。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线具有重要指导意义。在光伏组串式逆变器（Boost升压电路）及储能变流器（双向DC-DC）中，高频开关下的电流脉动对控制精度和稳定性影响显著。传统的平均模型在处理高频动态时存在局限，而本文提出的离散时间建模方法能更精确地设计控制环路，提升产品在复杂工况下的瞬态响应速度和并网...
基于全开关电容控制LCC谐振网络的多色多串LED照明系统独立控制
Independent Control of Multicolor-Multistring LED Lighting Systems With Fully Switched-Capacitor-Controlled LCC Resonant Network
C. S. Wong · K. H. Loo · Herbert Ho-Ching Iu · Y. M. Lai 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年5月
多串LED照明系统中的电流不平衡是主要问题。为满足新兴照明应用对不同亮度及色彩的需求，实现各LED串的独立控制至关重要。本文提出一种基于全开关电容控制LCC谐振网络的新型拓扑，通过调节开关电容实现对多串LED的独立电流调节，有效解决了多路负载的平衡与独立控制难题。
解读: 该文献研究的LCC谐振网络及开关电容控制技术，主要应用于LED驱动领域。虽然与阳光电源核心的光伏逆变器和储能系统（PCS）业务存在差异，但其核心的谐振变换技术与高频功率转换逻辑在电力电子领域具有通用性。对于阳光电源而言，该拓扑中涉及的“多路独立控制”思想可借鉴于户用光伏优化器或小型DC-DC变换器模...
电网相位扰动下并网模块化多电平变换器的稳定性与多约束运行区域
Stability and Multiconstraint Operating Region of Grid-Connected Modular Multilevel Converter Under Grid Phase Disturbance
Yushuang Liu · Meng Huang · Chi Tse · Herbert Ho-Ching Iu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
本文研究了电网故障（如短路、断路及线路切换）导致的相位突变对并网变换器的影响。由于锁相环（PLL）无法瞬时跟踪相位变化，变换器运行受到挑战。文章提出了一种分析方法，以确定变换器在电网相位扰动下的稳定性及多约束运行区域，为提升变换器在复杂电网环境下的鲁棒性提供了理论支撑。
解读: 该研究针对模块化多电平变换器（MMC）在电网相位扰动下的稳定性分析，对阳光电源的大功率集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着电网弱电网特性增强，电网故障下的相位突变极易导致逆变器失稳。建议研发团队借鉴文中的多约束运行区域分析方法，优化锁相环控制策略及故障穿越逻...
具有最小功率处理、恒定输出电流、输入功率因数校正且无电解电容的单相LED驱动器
Single-Phase LED Drivers With Minimal Power Processing, Constant Output Current, Input Power Factor Correction, and Without Electrolytic Capacitor
Hao Wu · Siu-Chung Wong · Chi K. Tse · S. Y. Ron Hui 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年7月
大功率LED具有高发光效率和长寿命的特点。为充分发挥其优势，驱动电源需具备高效率、长寿命、高功率因数及恒定输出电流（COC）特性。本文提出了一种无需电解电容的单相LED驱动拓扑，通过优化功率处理路径，在实现PFC功能的同时，显著提升了系统的可靠性与寿命。
解读: 该文献探讨的无电解电容拓扑及高可靠性功率变换技术，对阳光电源的户用光伏逆变器及充电桩产品线具有参考价值。虽然该文针对LED驱动，但其“无电解电容”设计思路可有效提升电力电子设备在高温、长寿命要求下的可靠性。建议研发团队关注其功率解耦与纹波抑制技术，将其应用于户用逆变器或充电桩的辅助电源设计中，以替代...
整流器非线性结电容对高压电源性能的影响
Effects of Nonlinear Junction Capacitance of Rectifiers on Performance of High Voltage Power Supplies
Sihui Zhou · Qianhong Chen · Bin Zhang · Jingwen Gao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
碳化硅（SiC）二极管因其高频特性和紧凑尺寸，常用于高压电源整流器。本文深入分析了二极管结电容对包含LCL/P谐振网络和倍压器的转换器性能的影响，并考虑了电压相关性。
解读: 该研究针对SiC二极管结电容对高压转换效率的影响，对阳光电源的高功率密度产品线具有重要参考价值。在PowerTitan储能系统及大功率组串式逆变器中，随着开关频率的提升，二极管的非线性结电容会显著影响软开关实现及电磁干扰（EMI）。建议研发团队在设计高压DC-DC级时，将非线性电容模型纳入仿真，以优...
具有有源功率解耦和最小化储能电容的单相双向AC-DC三相桥臂SPWM变换器的控制与调制
Control and Modulation of Bidirectional Single-Phase AC–DC Three-Phase-Leg SPWM Converters With Active Power Decoupling and Minimal Storage Capacitance
Hao Wu · Siu-Chung Wong · Chi K. Tse · Qianhong Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年6月
本文研究了单相并网纳米电网中的双向AC-DC变换器，提出了一种通过有源功率解耦技术，防止交流侧纹波功率注入直流母线的方法。通过采用四桥臂SPWM变换器，实现了功率因数校正（PFC）及有源功率平衡，有效降低了直流侧储能电容需求。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及小型储能系统（如PowerStack系列）具有重要参考价值。单相系统中的二次纹波功率是制约直流母线电容寿命和系统功率密度的关键瓶颈。通过引入有源功率解耦拓扑，可以显著减小薄膜电容体积，提升整机功率密度，并延长系统寿命。建议研发团队关注该拓扑在户用储能变流器（PCS）...
基于虚拟电容的连续控制集模型预测控制DC-DC变换器噪声容忍策略
Noise Tolerance Strategy Based on Virtual Capacitor for DC–DC Converters With Continuous Control Set Model Predictive Control
Zheng Dong · Qian Chen · Jiawang Qin · Zhenbin Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
针对连续控制集模型预测控制（CCS-MPC）在DC-DC变换器应用中易受噪声干扰导致性能下降的问题，本文提出了一种基于虚拟电容的噪声容忍方法。该方法结构简单且有效，能够显著提升CCS-MPC在实际电力电子变换器中的鲁棒性与控制精度。
解读: 该研究直接针对DC-DC变换器的控制算法优化，对阳光电源的储能变流器（如PowerTitan、PowerStack系列）及光伏组串式逆变器中的DC-DC级具有重要参考价值。CCS-MPC算法在高性能变换器中应用广泛，但噪声敏感性一直是工程落地的痛点。引入“虚拟电容”策略可有效提升系统在复杂电磁环境下...
考虑实际脉宽调制与稳定性提升方法的DC-DC变换器近似离散时间小信号模型
Approximate Discrete-Time Small-Signal Models of DC–DC Converters With Consideration of Practical Pulsewidth Modulation and Stability Improvement Methods
Xin Li · Xinbo Ruan · Xiaoling Xiong · Mengke Sha 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
本文针对平均模型无法准确描述前沿和后沿PWM对DC-DC变换器稳定性影响的问题，利用Buck、Boost及Buck-Boost变换器的离散时间模型，推导了占空比到输出电压的通用表达式，并提出了相应的稳定性提升方法。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心产品线，如组串式逆变器中的升压电路（Boost）以及储能系统（PowerTitan/PowerStack）中的双向DC-DC变换器。在实际工程中，高频开关下的PWM调制策略对系统稳定性至关重要。本文提出的离散时间小信号模型能更精确地预测变换器在宽输入电压范围下的动态特性...
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...
分层约束模型预测控制在WPT系统多目标优化中的应用
Hierarchical-Constraint Model Predictive Control for Multi-Objective Optimization of WPT System
Hualei Zheng · Fei Xu · Xiaoning Li LiXN · Zhixin Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
现有无线电能传输（WPT）系统的控制方法难以同时实现零电压开关（ZVS）、输出稳定和效率优化。为解决这一问题，本文通过将控制结构划分为具有优先级的层次，提出了一种分层约束模型预测控制（HCMPC）方法。HCMPC无需使用复杂的加权因子，即可同时实现零电压开关、输出调节和效率优化。实验结果表明，在30至80 Ω的宽负载范围内，HCMPC的输出电压误差低于0.5%，效率高于90%。在负载瞬变情况下，稳定时间分别为12 ms和15 ms。同时，WPT系统可确保在整个负载范围内所有开关均能实现零电压开关...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于无线电能传输（WPT）系统分层约束模型预测控制的研究具有重要的技术参考价值和潜在应用前景。 该论文提出的HCMPC方法通过分层优先级结构，同时实现了零电压开关（ZVS）、输出稳定性和效率优化的多目标控制，这与我们在光伏逆变器和储能变流器领域追求的高效率、高可靠性目...
基于改进型E类谐振拓扑并集成可控可变电感与阶梯磁芯收发耦合器的固定频率单级无线电机驱动器
A Fixed-Frequency Single-Stage Wireless Motor Driver Utilizing a Modified Class-E Resonant Topology With a Controlled Variable Inductor and Stepped-Core Tx/Rx Couplers
Ching-Ming Lai · De-Tai Lin · Hao-En Liu · Tomokazu Mishima 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
本文提出一种基于改进型E类谐振拓扑的单级无线电机驱动器（WMD），用于直流电机控制。通过引入有源钳位电路与高阶谐波抑制电路，提升了开关器件可靠性并优化了功率传输效率。在谐振腔中集成可变电感模块与阶梯磁芯发射/接收耦合器，实现了在线圈失配条件下保持高效率的固定频率运行。文章涵盖系统架构、电路工作模态、稳态分析及磁性元件设计。实验构建了180 W的WMD样机，验证了理论分析，谐振腔效率提升达4.79%，系统最高效率达89.72%。
解读: 该固定频率单级无线电机驱动技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。改进型E类谐振拓扑结合有源钳位电路可直接应用于车载OBC充电机和无线充电桩开发，89.72%的系统效率与4.79%的谐振腔效率提升为ST储能变流器的软开关设计提供参考。可变电感模块实现线圈失配下的固定频率运行，可优化充电桩在不...
基于软开关的串/容并补偿无线轮毂电机驱动系统设计
Soft Switching Based Design of Wireless In-Wheel Motor Drive System with Series/Capacitor-Parallel Compensation
Xin Felix Chen · Chi K. Tse · C. Q. Jiang · Qianhong Chen 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
为降低电源线缆断连风险，采用无线轮毂电机驱动系统。本文提出一种串/容并（S/CP）补偿拓扑，虽结构类似串/串并（S/SP），但设计思想更利于提升电压增益灵活性。设计中首次引入软开关考量，基于推导的软开关边界可快速确定设计点，并引入虚拟参数消除端接效应对软开关的影响。结合电机负载对母线电压波动的高容忍性，提出优化设计方法，可在宽负载与错位范围内实现软开关、满足电压需求并保持高效率。实验搭建600 W样机，最高效率达96.81%，验证了理论分析的正确性。
解读: 该软开关无线电能传输技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。文章提出的S/CP补偿拓扑及软开关设计方法可直接应用于电动汽车无线充电系统和轮毂电机驱动方案。其核心创新点：1）基于软开关边界的快速设计方法可优化阳光电源车载OBC和无线充电桩的功率变换效率，96.81%的系统效率与公司高效率目标一...
面向设计的并网变流器暂态稳定性分析：分析方法的比较研究
Design-Oriented Transient Stability Analysis of Grid-Connected Converters: A Comparative Study of Analysis Methods
Chao Charles Liu · Chi K. Tse · Meng Huang · Zhenxi Wu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
并网变流器的暂态稳定性分析可为实际设计提供指导。以往的研究总结了稳定性与参数之间的单调关系。鉴于基于变流器的系统具有复杂的非线性行为，这些单调关系并不全面。本文以可行参数范围的形式制定了设计准则。利用灵敏度分析和分岔图，从典型的稳定性分析方法中推导可行参数范围，这些方法包括时域仿真、基于能量的方法（手动推导和算法搜索）以及分岔分析。研究发现，由于不同分析方法所识别的灵敏度模式相似，它们可能会提供等效的设计准则。此外，我们揭示了并网变流器的分岔行为会导致灵敏度模式发生变化。因此，稳定性分析方法之间...
解读: 从并网变流器设计角度来看，这项关于暂态稳定性分析方法的比较研究对阳光电源的核心业务具有重要指导意义。随着我们在全球部署的光伏逆变器和储能系统规模不断扩大，特别是在弱电网环境下的应用场景日益增多，暂态稳定性问题已成为影响系统可靠性的关键技术瓶颈。 该研究突破了传统单调参数关系的局限性，提出基于可行参...
全范围非谐振PWM零电压开关变换器及其最小化电感电流纹波
Full-Range Non-Resonant PWM Zero-Voltage-Switching Power Converters With Minimized Inductor Current Ripple
Fei Liu · Xinbo Ruan · Kai Yao · Ling Gu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月
软开关技术可显著降低开关损耗，提升变换器的效率、功率密度与可靠性。本文针对非谐振脉宽调制（PWM）变换器，提出一种在全工况范围内实现定频零电压开关（ZVS）并最小化电流纹波的新方法。首先提出基本的四边形电流调制单元（QCMU），通过在两个半桥中点间连接电感，使电感电流呈四边形且最小值恒定。基于此构建了一类涵盖DC-DC、DC-AC及AC-DC拓扑的全范围非谐振PWM ZVS变换器家族，并提出结合PWM与移相控制的最优运行模式与控制策略。实验验证了DC-DC变换器的有效性，仿真结果进一步支持了DC...
解读: 该全范围非谐振PWM零电压开关技术对阳光电源储能与光伏产品线具有重要应用价值。四边形电流调制单元（QCMU）可直接应用于ST系列储能变流器的DC-DC变换级，通过定频ZVS实现全工况软开关，配合SiC器件可显著降低开关损耗、提升效率与功率密度。最小化电感电流纹波特性可减小磁性元件体积，优化Power...
多逆变器微电网暂态稳定性提升
Transient Stability Enhancement of Multi-Inverter Microgrids
Jingxi Yang · Chi K. Tse · Meng Huang · Dong Liu 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年3月
大规模分布式可再生能源通过构网型和跟网型逆变器接入电力系统，可聚合成孤岛微电网以优化能源利用。然而，短时短路故障可能导致微电网失步。研究表明，当跟网型逆变器注入足够无功功率或构网型逆变器采用较高低通滤波截止频率时，临界故障清除时间得以延长。该现象与一种隐匿周期轨道及稳定平衡点吸引域的相对范围相关。该隐匿轨道使锁相环在故障期间保持正常运行，从而保障故障后系统的同步稳定性；而构网型逆变器截止频率的提升引发同宿分岔，扩大了吸引域，促进故障清除后的再同步。仿真与实验验证了上述机理。
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的暂态稳定性提升具有重要指导意义。研究揭示的GFL逆变器无功支撑机制可直接应用于SG系列光伏逆变器的故障穿越策略优化，通过动态无功注入延长临界故障清除时间。GFM控制中低通滤波器截止频率优化策略可改进阳光电源VSG虚拟同步机算法，通...
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