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开关电容电路的拓扑、应用领域、建模与控制方法综述
Review of Topologies, Application Areas, Modeling, and Control Methods for Switched Capacitor Circuits
Ting Yang · Lei Yang · Bin Wu · Liangzong He 等16人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年4月
本文综述了开关电容（SC）电路在低功率至高功率领域的广泛应用，涵盖集成电路电源、可穿戴设备、数据中心及电动汽车等场景。文章详细探讨了SC拓扑在DC-DC转换、DC-AC逆变、AC-DC整流及AC-AC转换中的应用、建模方法及控制策略。
解读: 开关电容（SC）技术在提升功率密度和效率方面具有显著潜力，对阳光电源的产品线具有重要参考价值。在电动汽车充电桩领域，SC拓扑可优化DC-DC模块的体积与效率；在储能系统（如PowerTitan系列）及户用逆变器中，该技术可作为辅助电路提升变换效率或实现更紧凑的功率模块设计。建议研发团队关注SC电路在...
基于高频链的三相四线制九桥臂AC-DC-AC变换器
Three-Phase Four-Wire Nine-Leg AC–DC–AC Converter Based on High-Frequency Link
Jean Torelli Cardoso · Alan Santana Felinto · Cursino Brandão Jacobina · Maurício Beltrão de Rossiter Corrêa · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文提出了一种由三个共享桥臂的单相三桥臂单元组成的三相四线制AC-DC-AC变换器。通过高频变压器（HFT）连接三个直流链路，每个直流链路连接一个高频H桥，实现直流侧电压平衡。该拓扑结构优化了多端口能量转换，适用于需要电气隔离和多路直流平衡的电力电子应用。
解读: 该拓扑结构通过高频链实现多直流链路的电气隔离与电压平衡，对阳光电源的储能变流器（PCS）及多端口光储一体化系统具有重要参考价值。特别是在PowerTitan等大型储能系统中，如何高效管理多电池簇的直流侧平衡是技术难点，该高频链方案可提供一种替代传统工频变压器或复杂DC-DC级联的紧凑型解决方案。建议...
通过功率振荡闭环控制实现双向单相DC-AC变换器的有源功率解耦
Active Power Decoupling by Closed-Loop Control of Power Oscillations for a Bidirectional Single-Phase DC–AC Converter
Roberto A. Fantino · Claudio A. Busada · Jorge A. Solsona · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
本文提出了一种用于单相全桥双向DC-AC变换器的有源功率解耦控制策略。该方案采用交流侧辅助电路三桥臂拓扑，将三相系统的瞬时功率理论应用于单相系统，并在功率域实现了闭环控制，有效抑制了单相系统固有的二次谐波功率波动。
解读: 该技术对于阳光电源的户用光伏逆变器及户用储能系统（如iSolarCloud配套的单相机型）具有重要参考价值。单相系统固有的二次谐波功率波动会影响电池寿命及电能质量，通过引入有源功率解耦技术，可以在不显著增加电容体积的前提下，提升系统功率密度并延长储能电池的使用寿命。建议研发团队评估该三桥臂辅助电路拓...
SPWM激励下电感集成三相三维卷铁心变压器的建模与优化设计
Modeling and Optimal Design of Inductor-Integrated Three-Phase 3-D Wound Core Transformer Under SPWM Excitation
Beichao Yang · Ruitian Wang · Fei Xiao · Xinsheng Zhang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
本文针对隔离型直流/交流应用，研究了三维卷铁心变压器（3-D-WCT）的建模与优化设计。相比叠片铁心，3-D-WCT具有磁路对称、振动小等优势。文章基于Jiles-Atherton模型建立了非线性磁路模型，旨在优化变压器设计以提升系统效率与功率密度。
解读: 该研究对阳光电源的组串式逆变器及储能变流器（PCS）具有重要参考价值。在PowerTitan等大功率储能系统及高功率密度光伏逆变器中，变压器/电感集成设计是减小体积、降低损耗的关键。3-D卷铁心技术带来的磁路对称性和低振动特性，有助于提升产品在复杂工况下的电磁兼容性（EMC）和可靠性。建议研发团队关...
多电平飞跨电容变换器中用于电容电压纹波调节的改进变开关频率控制
Improved Variable Switching Frequency Control for Capacitor Voltage Ripple Regulation in Multilevel Flying Capacitor Converter
Xiang Lin · Rolando Burgos · Dong Dong · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
针对直流-交流应用中的多电平飞跨电容（FC）变换器，变开关频率（VSF）控制是调节FC电压纹波的有效方案。然而，现有VSF控制在三相运行中采用相同频率时会导致较高的开关损耗。本文提出了一种改进的VSF控制策略，旨在优化多电平变换器的效率与电压纹波性能。
解读: 多电平拓扑（如NPC或飞跨电容）是阳光电源提升组串式及集中式光伏逆变器功率密度与效率的核心技术路径。该研究提出的变开关频率控制策略，能够有效平衡电容电压纹波与开关损耗，对于优化阳光电源高压大功率逆变器的散热设计及提升整机效率具有重要参考价值。建议研发团队评估该算法在PowerTitan等储能PCS或...
基于奇异摄动法的串联光伏构网型变流器控制设计
Control Design of Series-Connected PV-Powered Grid-Forming Converters via Singular Perturbation
Rahul Mallik · Branko Majmunovic · Soham Dutta · Gab-Su Seo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
本文研究了由多个串联直流-交流变流器组成的模块化架构，适用于无变压器中压应用。该架构采用四端口有源桥（QAB）DC-DC变换器产生三个浮动直流链路，进而为电网侧逆变器供电。文章利用奇异摄动法对该复杂系统的控制进行了设计，以实现稳定的构网型运行。
解读: 该研究探讨的串联模块化架构及构网型（GFM）控制策略，对阳光电源的中高压并网及大型地面电站业务具有重要参考价值。随着光伏系统向更高电压等级演进，无变压器化是降低成本的关键趋势。该文提出的奇异摄动控制设计方法，有助于优化阳光电源组串式逆变器在弱电网环境下的稳定性。建议研发团队关注其在多模块并联/串联控...
四电平混合钳位变换器的一种开环优化共模电压注入电压平衡控制方法
Novel Voltage-Balance Control of Four-Level Hybrid-Clamped Converter With Open-Loop Optimized Common-Mode Voltage Injection
Yihui Zhao · Jianyu Pan · Sheng Yan · Yao Luo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
四电平混合钳位变换器（HCC）作为一种高效直流-交流变换器，在低频运行时面临直流侧电容电压波动大、电流畸变及体积过大的挑战。本文提出了一种通过开环共模电压（CMV）注入实现电压平衡的简单有效控制方法，优化了变换器的性能。
解读: 该研究针对多电平拓扑的电容电压平衡问题，对阳光电源的组串式及集中式光伏逆变器具有重要参考价值。随着光伏系统向更高电压等级和更高功率密度演进，四电平混合钳位技术能有效降低开关损耗并提升效率。该开环CMV注入控制策略无需复杂的闭环调节，有利于降低计算资源消耗，提升逆变器在低频工况下的输出电能质量。建议研...
基于反向耦合电感的单级双向隔离式DC-AC变换器
Novel Single-Stage Bidirectional Isolated DC–AC Converter Based on Inversely Coupled Inductor
Chuang Liu · Yu Jiang · Zhongchen Pei · Mengxue Shen 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
本文提出了一种基于反向耦合电感的新型单级双向隔离式DC-AC变换器，适用于级联DC-AC固态变压器拓扑。该方案通过简单的调制策略实现了直接的单级功率传输，并详细阐述了其工作原理。
解读: 该拓扑通过反向耦合电感实现单级功率变换，显著简化了电路结构并提升了功率密度，这对阳光电源的储能变流器（如PowerTitan系列）及固态变压器技术具有重要参考价值。单级变换架构有助于减少功率器件数量，降低系统损耗，从而提升储能系统的整体效率。建议研发团队评估该拓扑在工商业储能及中压并网场景下的应用潜...
基于GaN的高功率密度AC-DC-AC单相无变压器在线式UPS变换器
GaN-Based High-Power-Density AC–DC–AC Converter for Single-Phase Transformerless Online Uninterruptible Power Supply
Danish Shahzad · Saad Pervaiz · Nauman Ahmad Zaffar · Khurram K. Afridi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
本文提出了一种适用于高功率密度、高频单相在线式UPS的无变压器AC-DC-AC变换器拓扑，该拓扑在输入和输出交流端口之间具有公共中性点。变换器包含一个输入功率因数校正（PFC）整流级和一个逆变级，旨在提升系统效率与功率密度。
解读: 该研究采用GaN宽禁带半导体技术实现高功率密度变换，对阳光电源的户用储能系统（如PowerStack系列）及小型化UPS产品具有重要参考价值。随着户用储能对体积和效率要求的日益严苛，引入GaN器件替代传统硅基器件可显著降低开关损耗，提升整机功率密度。建议研发团队关注该拓扑在单相储能变流器（PCS）中...
具有高直流母线电压利用率的单级有源分裂源逆变器
Single-Stage Active Split-Source Inverter With High DC-Link Voltage Utilization
Changqing Yin · Wenlong Ding · Lei Ming · Poh Chiang Loh · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
分裂源逆变器（SSI）因其结构紧凑、输入电压电流连续等优点，成为极具吸引力的单级DC/AC变换器。然而，由于升压级与逆变级的耦合，SSI存在直流母线电压利用率低的问题，导致系统成本增加且开关损耗上升。本文提出一种改进型拓扑以突破这一固有局限。
解读: 该研究针对单级逆变器拓扑的电压利用率瓶颈，对阳光电源的组串式逆变器产品线具有重要的参考价值。通过提升直流母线利用率，可以有效降低开关器件的电压应力，从而在不牺牲效率的前提下，进一步优化逆变器的功率密度并降低BOM成本。建议研发团队评估该拓扑在户用及工商业组串式逆变器中的应用潜力，特别是在应对宽电压范...
耦合三相变换器概念及实例：一种耦合十开关三相三电平逆变器
Coupled Three-Phase Converter Concept and an Example: A Coupled Ten-Switch Three-Phase Three-Level Inverter
Xiaonan Zhu · Hongliang Wang · Xiaojun Deng · Wenyuan Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
传统三相多电平变换器的桥臂相互独立，导致开关器件和二极管数量较多。为减少器件数量，本文提出了一种适用于DC-AC和AC-DC变换的耦合三相变换器架构，并基于此架构设计了一种十开关三相三电平（10S-3P-3L）逆变器。
解读: 该研究提出的耦合拓扑通过减少开关器件数量来优化系统成本和功率密度，对阳光电源的组串式逆变器及储能变流器（PCS）具有重要参考价值。在追求极致功率密度的场景下，减少器件数量不仅能降低BOM成本，还能提升系统可靠性。建议研发团队评估该耦合架构在PowerTitan等大功率储能变流器中的应用潜力，重点关注...
具有宽范围直流输入的双模式控制单/双输入DC-AC逆变器
Two-Mode Controlled Single/Dual-Input DC–AC Inverter With Wide-Range DC Input
Xuefeng Chen · Zhe Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
本文提出了一种双模式控制升压逆变器（TMCSI），能够处理单输入或双输入，并适应宽范围直流输入电压。与传统多级DC/DC功率转换系统相比，该方案减少了功率转换级数，在无需高压直流母线电容的情况下显著降低了器件的电压/电流应力。
解读: 该拓扑通过减少功率转换级数和优化器件应力，为阳光电源的组串式逆变器及户用光伏产品提供了技术参考。其宽范围直流输入特性有助于提升逆变器在复杂光照条件下的MPPT效率，并减少对高压直流母线电容的依赖，从而降低成本并提升系统可靠性。建议研发团队评估该拓扑在小型化户用逆变器中的应用潜力，特别是在多路MPPT...
一种具有自电压平衡功能的新型高升压开关电容多电平逆变器
A Novel High Step-Up Switched-Capacitor Multilevel Inverter With Self-Voltage Balancing
Mohammad Fallah Talooki · Mohammad Rezanejad · Reza Khosravi · Emad Samadaei · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
本文提出了一种基于开关电容模块的新型单直流源高升压多电平逆变器（MLI），适用于低压直流源的可再生能源应用。该拓扑结构无需外部或闭环电路即可实现电容器的电压自平衡，且具有高升压能力，能够有效提升系统效率与功率密度。
解读: 该拓扑结构的高升压特性与自平衡能力对阳光电源的户用光伏逆变器及微型逆变器产品线具有重要参考价值。在低压直流输入场景下，该技术可减少对前级DC-DC升压电路的依赖，从而降低系统复杂度和成本，提升整体转换效率。建议研发团队评估其在紧凑型户用逆变器中的应用潜力，重点关注开关电容在宽负载范围下的电压纹波表现...
可扩展Z源逆变器架构：模块化构建与分析
Extensible Z-Source Inverter Architecture: Modular Construction and Analysis
Xinping Ding · Yangyang Hao · Kai Li · Haibin Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
Z源逆变器（ZSI）克服了传统电压/电流源逆变器的局限，具备高可靠性及单级升降压能力。本文提出了一种可扩展Z源逆变器（EZSI）架构，该架构在较小的直通占空比下即可实现高电压增益，有效改善了输出波形质量。
解读: 该研究提出的EZSI架构在光伏逆变器领域具有显著的应用潜力。对于阳光电源的组串式逆变器产品线，该拓扑的高电压增益特性有助于简化光伏阵列配置，提升在弱光环境下的发电效率，并降低对前级DC-DC变换器的升压压力。其模块化设计理念符合当前组串式逆变器向高功率密度和高可靠性发展的趋势。建议研发团队评估该拓扑...
模块化多电平DC-AC-DC变换器固有平衡动力学研究
On the Dynamics of Inherent Balancing of Modular Multilevel DC–AC–DC Converters
Xin Xiang · Yunjie Gu · Kaiwen Chen · Alessandro Astolfi 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
模块化多电平DC-AC-DC变换器（MMDAC）是直流配电系统的关键使能技术。其多电平结构虽实现了灵活的电压变换，但也带来了子模块（SM）电容电压平衡的挑战。本文重点研究了循环调制下MMDAC固有平衡的动力学特性，并利用Barbalat引理的变体推导了相关不变性结果。
解读: 该研究涉及的模块化多电平拓扑（MMDAC）在阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及大型直流耦合光伏系统中具有潜在应用价值。随着储能系统向更高电压等级和更高功率密度发展，多电平拓扑能有效降低器件应力并提升电能质量。文中探讨的子模块电容电压固有平衡机制，对于优化PCS控制算法、减少冗余传感器...
一种集成升压电路的级联H桥逆变器
A Cascaded H-Bridge With Integrated Boosting Circuit
Abderezak Lashab · Dezso Sera · Tamas Kerekes · Yacine Terriche 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
本文提出了一种属于级联H桥（CHB）家族的多电平逆变器（MLI）。在该拓扑中，部分H桥连接直流源，而大部分H桥仅连接浮动电容。通过集成升压电路，该方案实现了对浮动电容的充电，从而在输出端获得更高的电压等级，提升了功率密度与转换效率。
解读: 该拓扑通过集成升压电路优化了级联H桥的电容电压平衡与输出电平数，对阳光电源的组串式逆变器（尤其是中高压大功率机型）具有重要的参考价值。通过减少直流源数量并利用浮动电容实现升压，该技术有望降低系统成本并提升功率密度。建议研发团队评估该拓扑在大型地面光伏电站中的应用潜力，重点关注其在复杂工况下的电容电压...
消除零状态的240°钳位空间矢量PWM技术在具有动态直流母线电动汽车牵引逆变器中的综合分析与实验验证
Comprehensive Analysis and Experimental Validation of 240°-Clamped Space Vector PWM Technique Eliminating Zero States for EV Traction Inverters With Dynamic DC Link
Deliang Wu · Hafsa Qamar · Haleema Qamar · Rajapandian Ayyanar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
本文分析了一种用于三相变换器的240°钳位空间矢量脉宽调制（240CPWM）技术，该变换器由DC-DC级和DC-AC级级联组成。该技术直接应用于电动汽车（EV）牵引逆变器，通过DC-DC级将低压电池与高压电机连接，旨在优化动态直流母线下的逆变器性能。
解读: 该技术通过优化PWM调制策略，有效减少了逆变器开关损耗并改善了动态直流母线下的输出性能，这与阳光电源的电动汽车充电桩及车载电力电子产品线高度契合。在阳光电源的充电桩及电机驱动控制方案中，通过应用此类先进的调制算法，可以进一步提升功率密度并降低热损耗。建议研发团队关注该技术在宽禁带半导体（SiC/Ga...
用于电动汽车DC-AC逆变器的可重构混合储能系统
Reconfigurable Hybrid Energy Storage System for an Electric Vehicle DC–AC Inverter
Omid Salari · Keyvan Hashtrudi Zaad · Alireza Bakhshai · Praveen Jain · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
本文提出了一种用于电动汽车的新型模块化可重构多源逆变器（MSI），旨在实现电池组与超级电容器组的混合储能系统主动控制。该方案摒弃了传统方案中庞大的高功率DC-DC变换器，通过拓扑优化提升了能量管理效率，为电动汽车动力总成提供了更紧凑、高效的储能集成方案。
解读: 该技术对阳光电源的电动汽车充电桩及储能业务具有重要参考价值。其提出的多源逆变器拓扑通过减少DC-DC级联，可显著提升功率密度和系统效率，这与阳光电源PowerTitan及PowerStack系列储能系统追求高集成度、低损耗的设计理念高度契合。建议研发团队关注该拓扑在车载充电机（OBC）及V2G（车网...
用于离网或并网运行的升压逆变器的电压调制与电流控制
Voltage Modulation and Current Control of Boost Inverters for Stand-Alone or Grid-Tied Operation
Woei-Luen Chen · Chung-Han Yang · Chia-Ting Lin · Ming-Sheng Xu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
本文研究了升压逆变器（Boost Inverter）的电压调制与电流控制策略。该拓扑通过两个Boost变换器的差分输出实现直流升压与DC-AC转换。针对电路参数不一致导致的交流侧直流分量问题，以及Boost变换器电压增益的非线性特性，提出了相应的控制方案，以提升离网及并网运行的性能。
解读: 该研究涉及的升压逆变器拓扑在小功率光伏逆变器及微型逆变器领域具有应用潜力。对于阳光电源的户用光伏逆变器产品线，该拓扑能有效实现高升压比，简化系统架构。文中提到的差分输出共模噪声抑制特性，有助于优化EMI设计，提升产品电磁兼容性。建议研发团队关注其在处理参数不一致性导致的直流分量抑制方面的控制算法，这...
一种开关数量减少的软开关高频交流环节变换器系列
A Reduced-Switch-Count Family of Soft-Switched High-Frequency Inductive AC-Link Converters
Khalegh Mozaffari · Mahshid Amirabadi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
本文提出了一种新型部分谐振高频交流环节变换器系列，通过减少开关器件数量，提升了系统的可靠性并缩小了体积。该拓扑结构灵活，可通过部分谐振并联LC环节实现多种直流/交流源与负载的多端口互联。
解读: 该技术通过减少开关数量实现软开关，对阳光电源的PowerTitan等储能变流器（PCS）及组串式逆变器具有重要参考价值。在追求高功率密度和高效率的趋势下，该拓扑有助于降低PCS的硬件成本与体积，提升系统可靠性。建议研发团队关注其在多端口能量交互中的应用，特别是针对光储一体化系统中直流侧与交流侧高效耦...
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