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三电平NPC逆变器中点电压平衡与开关损耗降低的先进PWM策略
Advanced PWM Strategy for Neutral-Point Voltage Balancing and Switching Loss Reduction in Three-Level NPC Inverters
Minghui Wei · Ge Liang · Sheng Huang · Wu Liao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
中点电压平衡（NPV）对三电平NPC逆变器的稳定运行至关重要。传统调制策略（如SVPWM和VSVPWM）难以在全调制比和功率因数范围内同时实现NPV平衡与开关损耗优化。本文提出了一种先进的PWM策略，旨在解决上述平衡与损耗的矛盾，提升逆变器效率与可靠性。
解读: 该技术直接服务于阳光电源的核心产品线——集中式光伏逆变器及大功率储能变流器（PCS）。目前阳光电源的组串式和集中式逆变器广泛采用三电平NPC拓扑，中点电压平衡是提升系统效率和降低器件应力的关键。该研究提出的优化策略有助于进一步提升阳光电源产品的转换效率，减少散热压力，从而优化整机功率密度。建议研发团...
一种改进的模块化多电平变换器电压平衡算法：阶梯波与相移PWM的评估
A Modified Voltage Balancing Algorithm for the Modular Multilevel Converter: Evaluation for Staircase and Phase-Disposition PWM
Rosheila Darus · Josep Pou · Georgios Konstantinou · Salvador Ceballos 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年8月
本文提出了一种低复杂度的模块化多电平变换器（MMC）电压平衡算法，旨在降低功率器件的开关频率。该算法实现简单，无需条件执行逻辑，且易于扩展，适用于任意数量的子模块（SM）。文中对阶梯波调制和相移PWM技术进行了评估。
解读: MMC拓扑在阳光电源的大功率集中式光伏逆变器及高压储能变流器（PCS）领域具有重要应用潜力。该文提出的低复杂度电压平衡算法，能够有效降低开关损耗并简化控制逻辑，对于提升大功率变换器的效率及系统可靠性具有直接参考价值。建议研发团队关注该算法在PowerTitan等大型储能系统高压直流侧的应用，通过优化...
通过优化的前馈环流和共模电压改善电网侧模块化多电平变换器的能量平衡
Improved Energy Balancing of Grid-Side Modular Multilevel Converters by Optimized Feedforward Circulating Currents and Common-Mode Voltage
Hendrik Fehr · Albrecht Gensior · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年12月
本文将半桥子模块且交流侧星点隔离的模块化多电平变换器（MMC）的能量平衡问题转化为优化问题。通过获取环流和共模电压的标称轨迹，系统能在有限时间内自动恢复平衡，优于传统的反馈控制方法。
解读: MMC拓扑在阳光电源的大型集中式光伏逆变器及高压储能系统（如PowerTitan系列）中具有重要应用潜力。该文提出的基于优化算法的能量平衡控制策略，能够有效抑制MMC内部环流，减少损耗并提升系统动态响应速度。对于阳光电源而言，该技术可优化高压大功率变流器的控制架构，提升系统在弱电网下的稳定性。建议研...
基于谷值电流检测与恒定有效占空比控制的飞跨电容多电平变换器主动电压平衡
Active Voltage Balancing in Flying Capacitor Multi-Level Converters With Valley Current Detection and Constant Effective Duty Cycle Control
Andrew Stillwell · Enver Candan · Robert C. N. Pilawa-Podgurski · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年11月
飞跨电容多电平（FCML）变换器面临电容电压平衡的挑战，不平衡会导致开关管电压应力增加。本文提出了一种基于谷值电流检测与恒定有效占空比控制的方法，旨在解决传统方法在电压平衡控制中的性能局限，提升变换器的可靠性与功率密度。
解读: FCML拓扑在提升逆变器功率密度和降低输出谐波方面具有显著优势。阳光电源在组串式逆变器和储能PCS领域持续追求高功率密度与高效率，该技术有助于优化多电平变换器的电容电压控制策略，减少开关应力，从而提升系统可靠性。建议研发团队关注该控制算法在高性能光伏逆变器及储能变流器中的应用潜力，特别是在高压直流输...
一种用于二极管钳位电路模块化多电平直流变压器的新型无传感器电容电压平衡方法
A Novel Sensorless Capacitor Voltage Balancing Method for the Modular Multilevel DC Transformer With Diode-Clamped Circuits
Tong Zheng · Kui Wang · Zedong Zheng · Yongdong Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
本文提出了一种针对模块化多电平直流变压器（MMDCT）的新型无传感器电容电压平衡方法。MMDCT由两个模块化多电平变换器（MMC）和一个中频变压器（MFT）组成，可实现直流电网间的电气隔离与高压变换，该方法有效解决了电容电压平衡控制难题。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan系列）及大功率直流变换应用具有重要参考价值。随着直流电网和高压储能系统规模的扩大，模块化多电平拓扑在提升系统效率和功率密度方面优势显著。该无传感器平衡方法能有效降低硬件成本、简化控制逻辑并提高系统可靠性。建议研发团队关注该拓扑在兆瓦级储能PCS及直流...
集成低压总线的电动汽车主动均衡系统
Active Balancing System for Electric Vehicles With Incorporated Low-Voltage Bus
Michael Evzelman · M. Muneeb Ur Rehman · Kelly Hathaway · Regan Zane 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年11月
本文提出了一种新型电动汽车架构，利用模块化DC-DC旁路变换器实现电池单体主动均衡，并直接为低压辅助负载供电。该方案省去了独立的HV-LV高压降压变换器，有效提升了系统集成度与能量利用效率。
解读: 该技术对阳光电源的电动汽车充电桩及储能系统业务具有重要参考价值。其核心在于通过拓扑集成实现均衡与辅助电源功能的复用，这与阳光电源在PowerStack等储能系统中追求的高功率密度和高效率设计理念高度契合。建议研发团队关注该架构在BMS主动均衡策略中的应用，探索将其集成至充电桩或储能PCS的控制逻辑中...
一种用于10kV SiC MOSFET中压模块化多电平变换器的电压平衡控制与dv/dt抑制方法
A Novel Voltage Balancing Control With dv/dt Reduction for 10-kV SiC MOSFET-Based Medium Voltage Modular Multilevel Converter
Shiqi Ji · Li Zhang · Xingxuan Huang · James Palmer 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文针对基于高压SiC功率器件的模块化多电平变换器（MMC），提出了一种新型电压平衡控制策略。该方法在利用SiC器件减少子模块数量和开关损耗优势的同时，有效解决了传统最近电平调制（NL-PWM）带来的电压平衡问题，并降低了dv/dt应力，提升了中压变换系统的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的中压大功率储能系统（如PowerTitan系列）及未来高压直挂式光伏/储能解决方案具有重要参考价值。随着光伏和储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）演进，利用高压SiC器件替代传统IGBT可显著提升系统功率密度并降低损耗。该研究提出的dv/dt抑制与电压平衡控制方法，有助于优...
一种具有新型调制策略和电压均衡控制的模块化多电平变换器改进控制系统
An Improved Control System for Modular Multilevel Converters with New Modulation Strategy and Voltage Balancing Control
Shengfang Fan · Kai Zhang · Jian Xiong · Yaosuo Xue · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
模块化多电平变换器（MMC）是高功率应用中最具前景的拓扑结构之一。子模块电容电压均衡是MMC面临的核心挑战。本文提出了一种基于严谨数学模型的改进控制系统，包含新型调制策略和电压均衡控制，旨在提升MMC在不同应用场景下的性能表现。
解读: MMC技术是阳光电源在大功率储能系统（如PowerTitan系列）及大型地面光伏电站并网应用中的重要技术储备。随着储能系统向更高电压等级和更大功率密度发展，MMC拓扑在降低谐波、提升并网电能质量方面具有显著优势。本文提出的电压均衡控制策略有助于优化子模块电容管理，提升系统运行效率与可靠性。建议研发团...
选择性谐波消除PWM下多电平变换器电容电压平衡策略综述
A Comprehensive Review of Capacitor Voltage Balancing Strategies for Multilevel Converters Under Selective Harmonic Elimination PWM
Mingzhe Wu · Yun Wei Li · Georgios Konstantinou · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
本文综述了多电平变换器（MLC）在选择性谐波消除PWM（SHE-PWM）控制下的电容电压平衡策略。针对高功率应用中低开关频率带来的挑战，分析了不同MLC拓扑的平衡控制难点，为提升大功率变换器的电能质量与系统稳定性提供了理论参考。
解读: 该研究对于阳光电源的大功率集中式光伏逆变器及大型储能变流器（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。在兆瓦级高压并网系统中，多电平拓扑常被采用以降低开关损耗并提升电能质量。SHE-PWM技术虽能有效消除特定谐波，但其电容电压平衡控制难度大。建议研发团队关注文中提到的低开关频率下的平衡算法，以优...
飞跨电容多电平变换器电容电压平衡动态的广义平均建模
Generalized Averaged Modeling of Capacitor Voltage Balancing Dynamics in Flying Capacitor Multilevel Converters
Rahul K. Iyer · Roderick S. Bayliss · Ivan Z. Petric · Seth R. Sanders 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年12月
本文提出了一种用于飞跨电容多电平变换器（FCMC）电容电压动态的广义平均（动态相量）模型。文章推导了对称移相PWM调制下电容电压的“自然平衡”动态，并通过时域仿真进行了验证。此外，利用奇异摄动理论将模型简化为降阶形式，揭示了系统的模态特性。
解读: 飞跨电容多电平（FCMC）拓扑在提升功率密度和降低输出谐波方面具有显著优势。对于阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS），该建模方法能有效优化电容电压平衡控制策略，减少对复杂传感器和冗余硬件的依赖。通过奇异摄动降阶模型，研发团队可更高效地分析系统稳定性，缩短高压大功率变换...
基于准周期系统摄动理论的模块化多电平变换器建模与能量平衡控制
Modeling and Energy Balancing Control of Modular Multilevel Converters Using Perturbation Theory for Quasi-Periodic Systems
Albrecht Gensior · Hendrik Fehr · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
本文针对模块化多电平变换器（MMC）的能量平衡问题，提出了一种基于准周期系统摄动理论的建模与控制方法。传统方法通常假设频率成分幅值恒定，忽略了各频率分量间的相互影响。该研究通过考虑频率耦合效应，优化了环流控制与共模电压注入策略，从而更精确地实现子模块电容电压平衡。
解读: MMC技术是阳光电源大型集中式光伏逆变器及高压储能系统（如PowerTitan系列）的核心技术演进方向之一。随着储能系统向更高电压等级和更大容量发展，MMC拓扑在降低谐波、提升效率及电能质量方面具有显著优势。本文提出的摄动理论建模方法，能够有效解决多频率分量下的能量平衡难题，对于优化阳光电源大功率P...
基于Bang-Bang脉冲幅度调制与二叉搜索树的无线电能传输多电平逆变器电压平衡方法
Bang-Bang Pulse Magnitude Modulation and Binary Search Tree-Based Voltage Balancing Method of Multilevel Inverter for Wireless Power Transfer
Jian Guo · K. T. Chau · Wei Liu · Yunhe Hou 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
针对无线电能传输系统中多电平逆变器固定分辨率及电压平衡算法计算负担重的问题，本文提出了一种Bang-Bang脉冲幅度调制策略与二叉搜索树电压平衡算法。该方法在实现零电压开关（ZVS）的同时，有效降低了计算复杂度，提升了高功率应用下的系统性能。
解读: 该文献探讨的多电平逆变器拓扑优化及电压平衡算法，主要针对无线电能传输（WPT）场景。虽然阳光电源目前的核心业务聚焦于光伏逆变器、储能系统及充电桩，但多电平拓扑（如三电平、五电平技术）是公司组串式和集中式逆变器实现高效率、高功率密度的核心技术基础。文中提出的降低计算负担的平衡算法，对于优化阳光电源大功...
一种具有改进电压平衡策略的单相级联H桥整流器内模直接功率控制
An Internal Model Direct Power Control With Improved Voltage Balancing Strategy for Single-Phase Cascaded H-Bridge Rectifiers
Haoran Liu · Lei Ma · Wensheng Song · Lin Peng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
本文针对车载电力电子变压器中的单相级联H桥整流器（CHBR），提出了一种结合电压平衡策略的内模直接功率控制（IM-DPC）方法。通过坐标变换建立改进的功率控制结构，有效提升了CHBR的控制性能与直流侧电压平衡能力。
解读: 该技术主要涉及多电平拓扑与先进控制算法，虽然阳光电源目前以光伏逆变器和储能PCS为主，但级联H桥技术在超高压直流输电及大型储能系统（如PowerTitan系列）的模块化设计中具有潜在应用价值。其电压平衡策略对提升多模块并联系统的稳定性有参考意义。建议研发团队关注该内模控制算法在复杂电网环境下的鲁棒性...
基于耦合电感的双极性自平衡电压及全负载范围ZVS的DC-DC变换器
Coupled Inductor-Based DC–DC Converter With Bipolar Self-Balancing Voltage and Full Load Range of ZVS
Wenjing Xiong · Qiyun Xie · Guo Xu · Guangfu Ning 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
双极性直流配电系统是高效利用可再生能源的有效方案，但面临软开关实现及电压不平衡等挑战。本文提出一种基于双有源桥（DAB）变换器的双极性对称输出拓扑，该拓扑在实现全负载范围零电压开关（ZVS）的同时，能够有效解决双极性输出的电压自平衡问题。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及PCS产品具有重要参考价值。在直流微电网或多端口储能应用中，双极性直流母线架构能提升系统灵活性。该拓扑提出的自平衡能力可简化储能变流器的控制复杂度，降低对中点电容电压均衡电路的依赖，提升系统可靠性。建议研发团队评估该耦合...
一种用于四电平π型逆变器死区效应消除的双调制波准虚拟DPWM
A Double-Modulation-Wave Quasi-Virtual DPWM for Dead-Time-Effect Elimination in Four-Level π-Type Inverters
Qingzeng Yan · Yanyan Qin · Hailiang Xu · Xibo Yuan 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
针对四电平π型逆变器中直流侧电压不平衡及死区效应问题，本文提出了一种新型双调制波准虚拟DPWM策略。该方法有效解决了现有死区补偿策略难以与直流侧电压平衡控制兼容的难题，提升了逆变器的输出波形质量与系统运行稳定性。
解读: 该研究针对四电平π型拓扑的控制优化，对阳光电源的高功率密度组串式逆变器及大型集中式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效率演进，多电平拓扑的应用日益广泛。该文提出的死区补偿与电压平衡协同控制策略，有助于提升阳光电源逆变器在全功率范围内的谐波性能和转换效率。建议研发团队评估该调制策...
参数变化下的交替子模块换流器能量平衡
Alternate Arm Converter Energy Balancing Under Parameter Variation
Harith R. Wickramasinghe · Georgios Konstantinou · Salvador Ceballos · Josep Pou · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年4月
交替子模块换流器（AAC）的能量平衡是其控制的主要挑战，通常采用基于重叠周期的环流控制方法。由于组件公差、老化及内部故障导致的参数变化，会引起模块化电压源换流器（VSC）拓扑中存储能量的不平衡。若控制不当，这些变化将严重影响系统运行稳定性。
解读: AAC作为一种先进的多电平拓扑，在特高压直流输电及大型储能系统中具有应用潜力。阳光电源的PowerTitan及大型储能PCS产品线高度依赖模块化多电平技术，该研究中关于参数变化导致的能量不平衡分析，对于提升公司大功率储能系统在长周期运行下的可靠性及控制精度具有重要参考价值。建议研发团队关注该拓扑在储...
一种基于移相PWM的堆叠多单元变换器主动电压平衡方法
An Active Voltage-Balancing Method Based on Phase-Shifted PWM for Stacked Multicell Converters
Amer M. Y. M. Ghias · Josep Pou · Vassilios G. Agelidis · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年3月
本文提出并评估了一种用于堆叠多单元变换器（SMC）的主动电压平衡方法，该方法利用移相脉宽调制（PWM）技术。该方案易于实现，适用于任意电平数的SMC。通过比例控制器调节每个开关的占空比，实现电容电压的有效平衡。
解读: 该研究提出的多电平拓扑电压平衡技术对阳光电源的组串式逆变器及大功率储能变流器（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高电压等级和更高功率密度演进，多电平拓扑在降低开关应力、提升效率方面优势显著。该方法通过简单的比例控制实现电容电压平衡，有助于简化控制逻辑，提升系统在复杂...
基于荷电状态的锂离子电池组有源双向均衡器及其功率分配控制策略
An active bidirectional balancer with power distribution control strategy based on state of charge for Lithium-ion battery pack
Yi-Feng Luoa · Guan-Jhu Chenb · Chun-Liang Liuc · Ya-Shuo Chend 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 绿色能源的发展推动了储能系统（ESS）和电动汽车（EV）的进步，这两者均可显著减少环境污染。然而，电池组中多个电池单体的使用可能导致单体之间出现容量或电压不均衡的现象。为缓解这一问题，有必要采用电池均衡器来维持电池组内各单体之间的平衡。本文提出了一种由四组有源双向Buck-Boost型DC-DC变换器构成的均衡装置，当电池单体间的容量差异超过设定阈值时，该装置将启动均衡机制。该均衡机制基于电池的荷电状态（SOC），确保在放电过程中负载功率能够有效分配，在充电过程中充电电流能够合理分配。所提...
解读: 该主动双向均衡技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要应用价值。基于SOC的功率分配策略可优化我司储能系统的电池管理算法,将均衡时间缩短25-32%,显著提升系统可用容量和循环寿命。双向Buck-Boost拓扑与我司三电平技术结合,可增强电池包一致性管理能力。该方法在充电模...
基于相反矢量的移相载波空间矢量脉宽调制以扩展单相三电平NPC级联整流器直流侧电压平衡范围
Opposite Vector Based Phase Shift Carrier Space Vector Pulse Width Modulation for Extending the Voltage Balance Region in Single-Phase 3LNPC Cascaded Rectifier
Xu Peng · Xiaoqiong He · Pengcheng Han · Hongjian Lin 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年9月
本文提出了一种基于相反矢量电压平衡策略的移相载波空间矢量PWM方案，旨在扩展单相三电平中点钳位（3LNPC）级联整流器的直流侧电容电压平衡范围。通过同时应用模块内部及模块间的电压平衡策略，有效提升了系统的电压平衡能力。
解读: 该研究针对三电平NPC拓扑的直流侧电压平衡问题，对阳光电源的组串式逆变器及大功率储能变流器（如PowerTitan系列）具有参考价值。在多电平级联或高压大功率变换场景中，直流侧电容电压的均衡直接影响功率器件的应力和系统可靠性。该文提出的基于相反矢量的SVPWM策略，能够优化调制算法，提升系统在复杂工...
双极性直流配电系统中双三电平NPC变换器中性线电流纹波的分析与抑制
Analysis and Mitigation of Neutral Line Current Ripple in a Dual 3L-NPC Converter System for Bipolar DC Distribution
Bowei Li · Gregory J. Kish · Yunwei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
本文研究了基于三电平中性点钳位（3L-NPC）变换器的双极性直流配电系统。针对电压平衡问题，分析了通过变压器绕组复用实现直流侧极功率流控制的方法，并重点探讨了中性线电流纹波的产生机理及其抑制策略，以提升系统运行的稳定性和效率。
解读: 该研究涉及的3L-NPC拓扑是阳光电源大功率组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）的核心技术基础。在双极性直流配电或高压储能系统中，中性点电压平衡与电流纹波控制直接影响电容寿命及系统效率。建议研发团队参考文中关于变压器绕组复用及纹波抑制的分析方法，优化PowerTitan系列在复...
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