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考虑寄生电容的三电平半桥DAB变换器开关过电压分析与抑制
Analysis and Suppression of Switch Overvoltage in Three-Level Half-Bridge DAB Converter Considering Parasitic Capacitance
Liuyu Zeng · Yu Zhao · Feng Wang · Zongxin Ye 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
NPC三电平半桥拓扑因能降低功率开关电压应力，被广泛应用于高压DAB变换器中。然而，当内移相时间短于死区时间时，会出现严重的过电压问题，导致内管电压超过额定值。本文分析了该现象的机理，并提出了相应的抑制策略。
解读: 该研究直接关联阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大功率光伏逆变器中的DC-DC变换环节。三电平DAB拓扑是实现高压直流侧高效能量转换的核心，而开关过电压问题直接影响系统的可靠性与功率密度。通过优化死区控制与寄生参数匹配，可有效提升阳光电源PCS产品的耐压裕量与开关频...
一种基于混合型NPC与飞跨电容支路的多电平有源磁轴承驱动器
A Novel Multilevel Converter as Active Magnetic Bearing Drive Based on Hybrid NPC With Flying-Capacitor Leg
Jianfu Ding · Yuanhao Xie · Dong Jiang · Zicheng Liu 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
多电平功率转换技术是电力电子领域的一项重大进展，而主动磁轴承（AMB）驱动器是一种典型的电力电子设备。本文介绍了一种新型混合中性点钳位（NPC）多电平AMB驱动器，该驱动器集成了一个飞跨电容（FC）桥臂，将传统的NPC结构与FC结构相结合。它将磁轴承（MB）绕组的电压电平从三电平提升至五电平，从而增强了系统的电压容量，并使电流响应速度更快。此外，在相同的电压电平下，这种方法改善了AMB驱动器的电磁干扰（EMI）特性，减小了电流纹波和功率损耗，并提高了MB的悬浮精度。所提出的拓扑结构及其控制方法的...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项混合NPC与飞跨电容腿的多电平变换技术虽然聚焦于主动磁悬浮轴承驱动，但其底层技术原理与我们在光伏逆变器和储能变流器领域的核心技术路线高度契合，具有重要的参考价值和潜在应用前景。 该技术的核心创新在于将传统NPC拓扑与飞跨电容结构融合，实现从三电平到五电平的升级。这与阳...
一种基于电容电压环的三电平NPC逆变器中点电位波动抑制方法
A Method for the Suppression of Fluctuations in the Neutral-Point Potential of a Three-Level NPC Inverter With a Capacitor-Voltage Loop
Yun Zhang · Jing Li · Xinmin Li · Yanfei Cao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年1月
本文研究了带电容电压环的三电平NPC逆变器中点电位（NPP）波动问题。提出了一种相位脉宽占空比扰动PWM方法，以有效抑制NPP波动。该方法基于载波相位层叠PWM，通过建立平均脉冲中点电流模型，实现了对中点电位的精确控制。
解读: 三电平NPC拓扑是阳光电源大功率组串式逆变器（如SG系列）及集中式逆变器中的核心技术。中点电位平衡直接影响输出电流质量及功率器件的电压应力，对提升系统可靠性至关重要。该文提出的相位脉宽占空比扰动PWM方法，能够有效优化中点电压控制，减少电容电压纹波，从而降低对直流侧电容的容量需求，有助于提升逆变器的...
背靠背三电平NPC变换器共模电压抑制与中点电位平衡的综合研究
A Comprehensive Study of Common Mode Voltage Reduction and Neutral Point Potential Balance for a Back-to-Back Three-Level NPC Converter
Xiaona Xu · Zedong Zheng · Kui Wang · Bo Yang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
本文针对背靠背三电平NPC变换器，提出了一种共模电压（CMV）抑制与中点电位平衡的综合控制方法。基于相移PWM调制，引入零序电压（ZSV）注入技术，通过将ZSV解耦为CMV抑制分量与中点电位平衡分量，实现了对变换器电性能的优化控制。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心产品线，特别是大型集中式光伏逆变器及风电变流器。三电平NPC拓扑是阳光电源大功率产品（如SG系列集中式逆变器）的主流选择。共模电压抑制对于降低电磁干扰、延长电机/变压器寿命至关重要；而中点电位平衡则是保证三电平拓扑可靠运行的关键。该论文提出的ZSV注入策略可直接优化现有产...
基于虚拟矢量评估的五相感应电机驱动三电平中点钳位逆变器改进DTC技术
Improved DTC Technique for THL-NPC VSI Fed Five-Phase Induction Motor Drive Based on VVs Assessment Over a Wide Speed Range
Bheemaiah Chikondra · Utkal Ranjan Muduli · Ranjan kumar Behera · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
本文评估了由三电平中点钳位（NPC）逆变器驱动的五相感应电机系统，重点分析了共模电压（CMV）对电机轴承和绕组绝缘的危害。为消除CMV影响，文章提出了一种基于虚拟矢量（VV）的改进型直接转矩控制（DTC）策略，实现了宽转速范围下的高性能驱动。
解读: 该文献探讨的三电平NPC拓扑与阳光电源在大型光伏逆变器及储能变流器（如PowerTitan系列）中广泛使用的三电平技术同源。虽然文章侧重于五相电机驱动，但其提出的共模电压抑制策略和虚拟矢量控制算法，对于优化阳光电源大功率并网逆变器的输出电能质量、降低漏电流以及提升功率模块的可靠性具有重要的参考价值。...
中压大功率三电平NPC变换器中串联10 kV SiC JBS二极管的电压不平衡抑制
Mitigating Voltage Imbalance Across Series-Connected 10 kV SiC JBS Diodes in a Medium-Voltage High-Power 3L-NPC Converter
Sanket Parashar · Nithin Kolli · Raj Kumar Kokkonda · Ajit Kanale 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
本文提出了一种RC缓冲电路设计方法，用于解决三电平中点钳位（3L-NPC）变换器中串联10 kV SiC JBS二极管的动态电压不平衡问题。该方法综合考虑了母排电感、二极管结电容不匹配、底板电容及共模电感等因素对电压分布的影响。
解读: 该技术对于阳光电源在高压大功率电力电子变换器（如大型集中式光伏逆变器、高压储能PCS及风电变流器）的研发具有重要参考价值。随着光伏和储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）演进，SiC器件的应用日益广泛。本文提出的RC缓冲电路设计方法，能够有效解决高压串联器件的动态均压难题，提升系统可靠性。建议...
一种用于中点钳位三电平逆变器中点电压控制的新型不连续PWM策略及改进脉冲序列
A Novel Discontinuous PWM Strategy to Control Neutral Point Voltage for Neutral Point Clamped Three Level Inverter With Improved PWM Sequence
Weidong Jiang · Laibao Li · Jinping Wang · Mingna Ma 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年9月
为降低中点钳位三电平逆变器（NPC TLI）的开关损耗，通常采用不连续脉宽调制（DPWM）。然而，这会导致中点电压出现直流偏移和交流纹波。本文提出了一种新型脉冲序列DPWM（NPSDPWM），在降低开关损耗的同时有效控制中点电压。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线——组串式及集中式光伏逆变器具有重要价值。阳光电源的大功率逆变器广泛采用三电平拓扑，中点电压平衡是提升系统效率和可靠性的关键。通过引入NPSDPWM策略，可以在不增加硬件成本的前提下，进一步降低开关损耗，提升整机效率，同时优化中点电压控制，减少对电容寿命的影响。建议研发团...
一种用于控制中点钳位型变换器中点平均电流的双模式调制技术
A Dual-Mode Modulation Technique for Controlling the Average Neutral Point Current in Neutral-Point-Clamped Converters
Neha Beniwal · Glen Ghias Farivar · Hossein Dehghani Tafti · Josep Pou 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
本文提出了一种双模式调制技术，无需额外硬件即可控制中点钳位（NPC）变换器中点（NP）的平均电流。该技术通过正常模式和补偿模式的切换，有效解决了NPC拓扑中常见的中点电位平衡问题，提升了变换器的运行稳定性。
解读: 该技术直接应用于阳光电源的核心产品线——组串式及集中式光伏逆变器。NPC三电平拓扑是公司大功率逆变器的主流架构，中点电位平衡直接影响输出电能质量及功率器件的应力分布。该双模式调制技术无需额外硬件，在降低BOM成本的同时，能显著提升逆变器在复杂电网环境下的中点电压控制精度，有助于优化PowerTita...
一种基于ANN辅助虚拟空间矢量PWM与坐标数据映射的三电平NPC牵引逆变器策略
A Simple ANN-Aided Virtual-Space-Vector PWM Strategy for Three-Level NPC Traction Inverters With Coordinate-Data Mapping
Feng Guo · Yuan Gao · Tao Yang · Serhiy Bozhko 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年4月
三电平中性点箝位（3L - NPC）逆变器是一种成熟的拓扑结构，在电动汽车（EV）等大功率牵引应用中往往是不错的选择。然而，越野场景下较宽的运行范围不可避免地会导致高调制指数和较小的负载角，这会影响3L - NPC逆变器的中性点（NP）电压不平衡。为解决这一缺点，由于在所有负载条件范围内中性点电流平均值为零，现有技术中的虚拟空间矢量脉宽调制（VSVPWM）策略得到了研究。然而，由于复杂的子扇区划分和作用时间确定，该解决方案增加了执行成本。为此，本文利用六分仪坐标系提出了一种新型的人工神经网络（A...
解读: 该ANN辅助VSVPWM策略对阳光电源三电平产品线具有重要应用价值。在**新能源汽车驱动系统**中，可直接应用于电机控制器的PWM优化，降低谐波畸变并提升扭矩响应；在**ST系列储能变流器**和**SG大功率光伏逆变器**中，三电平NPC拓扑的中点电位平衡问题一直是技术难点，该策略通过坐标映射简化矢...
具有增强EMI屏蔽功能的1200 V/650 V/160 A SiC+Si IGBT三电平混合T型NPC功率模块
1200 V/650 V/160 A SiC+Si IGBT 3L Hybrid T-Type NPC Power Module With Enhanced EMI Shielding
Asif Imran Emon · Zhao Yuan · Abdul Basit Mirza · Amol Deshpande 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
三电平逆变器因电流换流回路（CCL）中串联开关数量增加，导致寄生电感增大，开关瞬态电压应力和振荡严重。本文提出一种混合T型NPC功率模块，结合SiC与Si IGBT优势，并通过增强EMI屏蔽设计，有效改善了高频开关下的电磁干扰与电压应力问题。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）具有重要参考价值。随着阳光电源产品向更高功率密度和更高开关频率演进，T型三电平拓扑在降低损耗方面优势明显。SiC与Si的混合封装方案能在保证成本竞争力的同时，利用SiC提升效率，利用Si IGBT降低成本。...
一种降低共模电压并消除中点电压直流偏置的新型三电平NPC变换器不连续调制策略
A Novel Discontinuous Modulation Strategy With Reduced Common-Mode Voltage and Removed DC Offset on Neutral-Point Voltage for Neutral-Point-Clamped Three-Level Converter
Jinping Wang · Fei Zhai · Jianing Wang · Weidong Jiang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月
本文提出了一种针对中点钳位（NPC）三电平变换器的新型不连续脉宽调制（DPWM）策略，命名为RCMV_DPWM。该策略在降低开关损耗的同时，能有效抑制共模电压（CMV），并消除中点电压的直流偏置。通过基于降低CMV的空间矢量图分析，实现了所有钳位模式的优化。
解读: 该研究直接针对阳光电源核心产品线——集中式光伏逆变器及大型储能变流器（如PowerTitan系列）中广泛使用的三电平NPC拓扑。通过优化DPWM策略，该技术能显著降低大功率变换器的开关损耗，提升整机效率，同时抑制共模电压以减少漏电流，这对提升光伏逆变器在复杂电网环境下的电磁兼容性（EMC）表现至关重...
三相NPC功率变换器的扩展周期控制方法FCS-MPC
Extended Period Control Approach FCS-MPC for Three Phase NPC Power Converters
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
有限控制集模型预测控制（FCS - MPC）在固定采样周期内选择一个电压矢量状态，无需使用调制器。因此，传统的FCS - MPC实现方式呈现出可变的开关频率。用于两电平三相逆变器的周期控制方法（PCA - FCS - MPC）无需调制环节即可有效控制开关频率。然而，由于需要同步每相桥臂中所有功率半导体的换相，将其应用于三电平三相逆变器并不容易。本文提出了一种在三相三电平中性点钳位电压源逆变器（NPC - VSI）中实现该策略的新方法，称为直接分组法，该方法对PCA方法进行了改进，使其能够在NPC...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对三电平NPC变流器的扩展周期控制FCS-MPC技术具有重要的应用价值。三电平中点钳位型（NPC）拓扑是我司大功率光伏逆变器和储能变流器的核心架构，该技术直接契合我们在1500V及以上系统、大型地面电站和工商业储能领域的产品需求。 该技术的核心突破在于解决了传统有限...
基于混合并网变换器的多功能消弧装置
A Multifunctional Arc Suppression Device Based on Hybrid Grid-Connected Converters
Zejun Huang · Qi Guo · Chunming Tu · Kai Sun 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
由于消弧装置在正常运行和单相接地故障时的电压幅值不同，导致成本高、模块利用率低的问题较为严重。为此，提出一种具备无功补偿和故障调节能力的集成式并网变流器（IGCC）。首先，本文介绍了IGCC的拓扑结构和运行机制。通过改进传统消弧装置，形成一种结合中性点钳位（NPC）和级联H桥的通用单元。在NPC模块中增加第四桥臂并与消弧电感相连，实现了两种结构的集成。NPC单元的接入不仅减少了传统消弧装置的模块数量，还为消弧装置和无功补偿装置提供了一个集成端口。其次，对IGCC的有源和无源部分参数进行了优化设计...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于混合并网变流器的多功能消弧装置技术具有显著的战略价值。该技术通过整合中性点钳位型（NPC）和级联H桥拓扑，实现了无功补偿与故障调节的一体化设计，这与我司在光伏逆变器和储能系统领域追求的高集成度、多功能化发展方向高度契合。 该技术的核心创新在于通过在NPC模块中增加...
使用遗传算法优化带储能的独立混合可再生能源系统设计：风能与太阳能时间互补性影响分析
Optimizing the design of stand-alone hybrid renewable energy systems with storage using genetic algorithms: Analysis of the impact of temporal complementarity of wind and solar sources
Jose Luis Munoz-Pincheira · Lautaro Salazar · Felipe Sanhueza · Armin Lüer-Villagr · Energy Conversion and Management · 2025年10月 · Vol.341
摘要 本研究分析了风能与太阳能之间的时间互补性对带储能的独立混合可再生能源系统（HRES）最优设计的影响。研究在GNU Octave中开发了一个采用固定随机种子的遗传算法模型，以确保结果的可重复性并实现不同情景之间的比较。目标是在满足由电力供应缺失概率（LPSP）定义的可靠性约束条件下，最小化净现值成本（NPC）。在不同互补性水平下评估了恒定和可变负荷曲线，结果表明其影响依赖于负荷类型。此外，对LPSP、电池成本和折现率进行了敏感性分析，揭示了这些参数如何影响最优系统配置。结果表明，在可靠性要求...
解读: 该研究对阳光电源混合储能系统具有重要指导意义。风光互补性优化可直接应用于ST系列储能变流器与SG光伏逆变器的协同配置策略,通过遗传算法优化LPSP可靠性指标,支撑PowerTitan储能系统容量设计。研究中的NPC成本优化模型可集成至iSolarCloud平台,实现分布式发电项目的智能规划与预测性运...
面向可靠性的光伏系统NPC逆变器设计——聚焦直流链路电容组与功率器件寿命
Reliability-Oriented Design of NPC Inverter in PV Systems With Focus on Lifetimes of DC-Link Capacitor Bank and Power Devices
Gahyeon Yeo · Ui-Min Choi · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月
可靠性已成为光伏（PV）逆变器设计中的关键因素，尤其针对功率器件和电容器等薄弱环节。直流链路电容通常以串并联形式构成电容组，需在电压等级和容值上满足系统要求。然而，电容器体积大、成本高且易失效，亟需优化其配置。同时，散热系统容量的选择直接影响逆变器的功率密度及器件可靠性。本文针对30 kW光伏系统，提出一种面向可靠性的中点钳位（NPC）逆变器设计方法，综合考虑运行工况、系统直流/交流容量比及脉宽调制策略等因素，优化电容组在寿命、成本、体积和截面积等方面的配置，并合理设计散热系统以提升功率器件可靠...
解读: 该NPC逆变器可靠性设计方法对阳光电源SG系列大功率光伏逆变器及ST储能变流器具有直接应用价值。文章提出的直流链路电容组优化配置策略，可指导阳光电源1500V高压系统中薄膜电容的串并联设计，在满足寿命目标前提下降低成本与体积。功率器件散热系统与PWM策略的协同优化思路，可应用于三电平拓扑的SiC模块...
9电平多单元型主动中点钳位式逆变器的有源电压均衡控制
Active Voltage Balancing Control of 9‐Level Multicell‐Based A‐NPC Inverters
Kasra Amirsoleymani · Vahid Dargahi · IET Power Electronics · 2026年2月 · Vol.19
本文提出一种免优化的PWM控制方法，用于单相9电平飞跨电容型多单元主动中点钳位（A-NPC）逆变器。该方法通过实时检测输出电流和飞跨电容电压，经逻辑运算直接生成开关信号，在无代价函数或迭代优化前提下实现电容电压均衡与多电平波形合成。
解读: 该文提出的免优化逻辑PWM策略可提升多电平逆变器（如阳光电源SG系列组串式逆变器、ST系列PCS）在复杂工况下的动态响应与电容电压稳定性，尤其适用于高功率密度、宽调制范围的光储系统。建议在PowerTitan储能变流器升级中验证其对飞跨电容拓扑的兼容性，并探索与iSolarCloud平台协同实现轻量...
关于“基于滑模技术的电网连接型NPC变换器级联控制”的更正
Correction to “Cascade Control of Grid-Connected NPC Converters via Sliding Mode Technique”
Xiaoning Shen · Jianxing Liu · Hao Lin · Yunfei Yin 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年5月
本文第一页底部第三作者Hao Lin的所属单位信息存在错误，需进行更正。此次更正旨在准确反映作者的机构 affiliation，确保学术记录的完整性和准确性。更正内容不影响原论文的研究方法、实验结果及主要结论。
解读: 本文为勘误说明，不涉及技术内容更新。原文研究的NPC三电平变换器滑模级联控制技术对阳光电源具有重要参考价值：该控制策略可应用于ST系列储能变流器和SG系列大功率光伏逆变器的三电平拓扑控制优化。滑模控制的强鲁棒性和快速动态响应特性，可提升PowerTitan储能系统在电网扰动下的稳定性，改善中点电位平...
基于多通道的二维递归融合图和LMCR模型的NPC型三电平逆变器故障诊断
A Fault Diagnosis Method for NPC Three-Level Inverters Based on Multi-Channel 2D Recurrence Fusion Maps and LMCR Model
毕贵红王小玲陈冬静赵四洪陈世语陈仕龙 · 高电压技术 · 2025年3月 · Vol.51
针对中点钳位型三电平逆变器在恶劣并网环境下IGBT易发生单管与双管故障、故障特征差异微弱导致识别精度低的问题，提出一种结合多通道二维递归融合图与轻量化多尺度残差网络（LMCR）的故障诊断方法。通过仿真获取三相电流信号，构造递归图并进行多通道融合以提取时序特征；将融合图输入LMCR模型，利用多级Inception结构与残差连接实现多尺度特征提取与梯度稳定。实验结果表明，该方法在无噪声下平均识别准确率达100%，含噪环境下仍达92.53%，具有优异的特征提取能力与抗噪性能。
解读: 该故障诊断方法对阳光电源的三电平拓扑产品线具有重要应用价值。特别适用于SG350/360HX等大功率光伏逆变器和ST储能变流器系列,可提升IGBT故障诊断的准确性和实时性。通过多通道递归融合图提取特征的创新方法,能有效解决阳光产品在复杂并网环境下的故障识别难题。该技术可集成到iSolarCloud平...
提高可靠性的NPC逆变器PWM方法研究
Reliability Enhanced PWM for NPC Inverter Focusing on Lifetimes of DC-link Capacitors and Power Devices
Dong-Jin Lee · Jae-Heon Choi · Ui-Min Choi · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
功率器件与直流母线电容通常被视为电力变换器中可靠性最关键的元件，其热应力导致的损耗是引发失效的主要原因。已有研究通过降低热负荷提出了多种改进寿命的PWM方法，但大多仅单独考虑某一类元件。本文提出一种新型PWM策略，可同时降低NPC逆变器中直流母线电容与功率器件的热应力，从而协同提升整体可靠性。通过仿真与实验验证了所提方法的有效性与可行性。
解读: 该可靠性增强PWM技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文章提出的协同优化策略可同时降低直流母线电容和功率器件热应力，直接契合阳光电源三电平NPC拓扑架构。在储能系统长周期运行场景下，该方法可显著延长关键元件寿命，降低OPEX成本。建议将此技术集成到iS...
具有增强谐波性能的双相移PWM方法用于电网连接应用中的并联NPC变换器
Dual Phase-Shifted PWM Method With Enhanced Harmonic Performance for Parallel NPC Converters in Grid-Connected Applications
作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月
通过应用基于载波的脉冲宽度调制（CB - PWM）技术实现并联功率变换器的交错运行是一种获得高质量输出波形的常用方法。然而，对于为了将功率损耗控制在可接受范围内而需要低开关频率运行的大功率变换器而言，某些谐波可能会超出并网标准所规定的单个限值。为解决这一问题，本文提出采用基本的预编程方法原理来修改传统的CB - PWM脉冲模式。所提出的方法不仅能够对电网公共连接点（PCC）处的谐波特性进行整形，还能降低负载侧和逆变器侧电流的总谐波畸变率。为兼顾所有这些目标，定义了一个高阶多项式代价函数。所提出的...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项双移相PWM优化技术具有重要的战略价值。当前我司在大型集中式光伏逆变器和储能变流器领域，普遍采用并联NPC拓扑以实现更高功率等级和更优输出性能。然而在兆瓦级以上应用中，为控制开关损耗必须降低开关频率，这导致某些特定次谐波可能超出IEEE 519等并网标准限值，成为制约产...
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