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实现DAB变换器全范围零电压开关:一种单位电压比下轻载改进的多模式调制策略
Towards Full Range Zero-Voltage Switching of DAB Converters: An Improved Multi-Mode Modulation at Light Loads Under Close-to-Unity Voltage Ratio
Zhijing Ye · Chi Li · Jiye Liu · Zedong Zheng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
零电压开关(ZVS)对于降低开关损耗和提高变换器效率至关重要。然而,受非理想因素影响,采用三相移调制方法的双有源桥(DAB)变换器存在固有的非ZVS区域。本文提出了一种新型工作模式,旨在填补轻载条件下的非ZVS区域,以提升变换器在全功率范围内的效率。
解读: DAB变换器是阳光电源储能系统(如PowerTitan、PowerStack及ST系列PCS)中DC-DC级核心拓扑。储能系统在实际运行中常处于轻载或宽电压范围工况,该研究提出的全范围ZVS调制策略能有效降低开关损耗,显著提升PCS在轻载下的转换效率,对于优化储能系统全生命周期能效具有重要参考价值。...
基于三相移与可变直流母线电压控制的双有源桥变换器电流应力优化策略
Current Stress Optimized Strategy for the Dual-Active-Bridge Converter With Triple-Phase-Shift and Variable DC-Link Voltage Control
Yipeng Yan · Quanming Luo · Ting Luo · Jia Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
本文针对双有源桥(DAB)变换器,提出了一种结合三相移(TPS)控制与可变直流母线电压的优化策略。通过协同调节移相角与输入电压,有效降低了DAB变换器的电流应力,提升了在电动汽车充电及固态变压器等应用场景下的转换效率。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心业务。在储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及电动汽车充电桩产品中,DAB变换器是实现高效双向功率变换的关键拓扑。通过引入可变直流母线电压与TPS控制,可显著降低功率器件的电流应力,从而提升系统全功率范围内的转换效率,并降低散热设计难度。建议研发团队...
三相移调制双有源桥变换器的解析闭式ZVS边界
Analytical Closed-Form ZVS Boundaries of Triple-Phase-Shift Modulated Dual Active Bridge Converter
Prosen Dey · Sayan Paul · Kaushik Basu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月
双有源桥(DAB)变换器因其双向功率流特性被广泛应用。为实现高效率与高功率密度,所有功率器件需实现零电压开关(ZVS)。本文推导了三相移调制下DAB变换器的ZVS边界解析闭式解,为优化变换器效率及开关损耗提供了理论依据。
解读: 该研究直接服务于阳光电源储能业务的核心拓扑。DAB变换器是PowerTitan、PowerStack系列储能变流器(PCS)实现直流侧电压变换与双向功率流动的关键拓扑。通过精确的ZVS边界解析,研发团队可优化三相移(TPS)控制策略,显著降低PCS在宽电压范围下的开关损耗,提升整机效率。建议将该解析...
基于Si/SiC混合器件与新型调制策略的混合型NPC-DAB变换器性能优化
Performance Optimization of Hybrid NPC-DAB Converter Utilizing Si and SiC Devices With a Novel Modulation Scheme
Nikhil Suresh Patil · Satish Belkhode · Anshuman Shukla · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年11月 · Vol.14
本文提出一种Si-IGBT与SiC-MOSFET混合使用的中点钳位型双有源桥(HNPC-DAB)变换器,结合多相移(MPS)调制策略,实现宽电压范围零电压开关(ZVS)与变压器峰值电流最小化,显著降低开关与导通损耗,并通过0.8kW样机验证其优于三相移(TPS)的性能。
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器(PCS)及PowerTitan大型储能系统的双向DC-DC级具有重要参考价值:Si/SiC混合器件方案可兼顾成本与效率,MPS调制有助于提升高压大功率PCS在宽电压范围(如1500V系统适配不同SOC电池簇)下的ZVS覆盖率和整机效率。建议在下一代高功率密度PCS...
量子功率脉冲组合调制实现宽电压增益DAB变换器全负载范围ZVS
Quantum Power Pulse Combination Modulation to Achieve Full Load Range ZVS of DAB Converters in Wide Voltage Gain
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
零电压开关(ZVS)对于降低双有源桥(DAB)变换器的开关损耗至关重要。传统的 DAB 移相控制受开关结电容的影响,存在固有的非 ZVS 区域。本文提出一种量子功率脉冲组合调制方法来填补非 ZVS 间隙,该方法通过一系列具有整数周期的功率或无功率脉冲来调节功率。在无功率期间,一个桥臂产生零电平电压,因此通过调节另一个桥臂的占空比,电感电流可以表现为可控的励磁电流,从而实现两个相邻周期之间的无缝过渡。所提出的方法使 DAB 工作在断续连续电流模式下,并在轻载和宽电压增益区域(尤其是接近单位增益时)...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项量子功率脉冲组合调制技术对我们的储能变流器和光伏逆变器产品线具有重要的应用价值。双有源桥(DAB)变换器是我们储能系统中DC-DC变换的核心拓扑,该技术针对传统移相控制在轻载和宽电压增益范围内难以实现全范围零电压开关(ZVS)的痛点,提出了创新性解决方案。 该技术的核...
通过直流阻断电容电压控制实现宽高效范围的双有源桥变换器
A Dual Active Bridge Converter With an Extended High-Efficiency Range by DC Blocking Capacitor Voltage Control
Zian Qin · Yanfeng Shen · Poh Chiang Loh · Huai Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年7月
双有源桥(DAB)变换器在输入输出电压相等时效率最优,但电压失配会导致硬开关和循环功率增加,从而降低效率。本文提出了一种新的调制方案,通过控制直流阻断电容电压,有效拓宽了DAB变换器的高效运行范围,解决了电压波动下的效率下降问题。
解读: DAB变换器是阳光电源储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及直流耦合光储一体化方案中的核心拓扑。该研究提出的通过直流阻断电容电压控制来优化DAB效率的方法,对于提升储能变流器(PCS)在宽电压范围下的转换效率具有直接参考价值。特别是在电池组电压随SOC变化较大的应用场景中,该...
基于变开关周期的DAB三相单级隔离式AC-DC变换器空间矢量移相调制
Variable Switching Periods Based Space Vector Phase-Shifted Modulation for DAB Based Three-Phase Single-Stage Isolated AC–DC Converter
Fengjiang Wu · Xiaoguang Li · Guijie Yang · Hongchen Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
本文首次分析了基于双有源桥(DAB)的三相单级AC-DC变换器在现有双周期解耦空间矢量移相调制(DPD-SVPSM)下的最大相电流与传输功率。研究发现,现有调制策略中相等的开关周期分配方式降低了控制周期的利用率,并提出了变开关周期调制方案以优化性能。
解读: 该研究针对DAB拓扑的调制优化,对阳光电源的储能变流器(PCS)及大功率双向DC-DC变换模块具有重要参考价值。DAB是PowerTitan等储能系统核心功率变换单元,通过优化空间矢量移相调制策略,可有效提升变换器在宽电压范围下的功率传输能力与效率,降低开关损耗。建议研发团队关注该变开关周期算法在提...
一种基于宽禁带器件和纳米晶变压器磁芯的双有源桥变换器高频振荡分析、设计与优化方法
A Novel Analysis, Design, and Optimal Methodology of High-Frequency Oscillation for Dual Active Bridge Converters With WBG Switching Devices and Nanocrystalline Transformer Cores
Bin Cui · Hongliang Shi · Qianhao Sun · Xueteng Tang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
随着宽禁带(WBG)器件和先进磁芯材料的应用,双有源桥(DAB)变换器中高dv/dt与变压器寄生参数引起的高频振荡(HFO)成为设计难点。本文提出了一种针对DAB变换器HFO的综合分析、设计及优化方法,旨在提升系统电磁兼容性与运行效率。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心储能业务。DAB变换器是PowerTitan、PowerStack等储能变流器(PCS)中DC-DC级的主流拓扑。随着SiC等宽禁带器件在PCS中的普及,高频振荡问题不仅影响EMI性能,还可能导致器件过压击穿。本文提出的优化方法可直接指导研发团队在PCS设计阶段抑制寄生...
最小化电感峰峰值电流的最优非对称占空比调制
Optimal Asymmetric Duty Modulation to Minimize Inductor Peak-to-Peak Current for Dual Active Bridge DC–DC Converter
Di Mou · Quanming Luo · Zhiqing Wang · Jia Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
非对称占空比调制(ADM)为双有源桥(DAB)DC-DC变换器性能优化提供了新途径。本文提出了一种最优ADM(OADM)方案,旨在全电压和功率范围内最小化电感峰峰值电流。文章通过频域分析及相关数学建模,验证了该方案在提升变换器效率和降低损耗方面的有效性。
解读: DAB变换器是阳光电源储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及直流耦合光储一体化方案中的核心拓扑。该研究提出的OADM调制策略通过优化电感电流波形,能显著降低变换器的导通损耗和磁性元件损耗,从而提升储能变流器(PCS)在宽电压范围下的整体转换效率。建议研发团队在下一代高功率密度...
考虑寄生参数的双有源桥
DAB)DC-DC变换器开路故障分析与容错策略
Yu Wang · Yuanpeng Guan · Marta Molinas · Olav Bjarte Fosso 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
双有源桥(DAB)变换器是直流电网中实现电压转换与功率传输的核心拓扑。针对其开路故障(OCSF)威胁系统安全的问题,本文深入研究了寄生参数对故障特征的影响,并提出了相应的容错控制策略,旨在提升DAB变换器在复杂工况下的运行可靠性。
解读: DAB变换器是阳光电源储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及直流充电桩核心功率变换模块的关键拓扑。该研究通过引入寄生参数分析,能够更精准地识别功率器件的早期故障特征,对提升储能变流器(PCS)在极端工况下的可靠性具有重要指导意义。建议研发团队将该容错策略集成至iSolarCl...
基于倍频功率控制的两级单相变换器直流母线电压纹波与DAB电流应力优化与权衡
Optimization and Tradeoff of DC Bus Voltage Ripple and DAB Current Stress in Two-Stage Single-Phase Converter by Double-Line-Frequency Power Control
Fei Xiong · Peng Wu · Hongyu Yang · Kaibi Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
针对两级单相系统中存在的倍频瞬时功率问题,本文提出了一种倍频功率控制方法。该方法旨在实现双有源桥(DAB)DC/DC变换器的电流应力与直流母线电压纹波之间的优化与权衡,通过调节DAB中的不同倍频功率分量,有效改善系统性能。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心产品线,特别是户用光伏逆变器及储能变流器(PCS)。在单相储能系统中,直流母线电压纹波与DAB变换器的电流应力是影响系统效率、电容寿命及功率密度的关键因素。该控制策略能够优化DAB的运行特性,有助于提升阳光电源户用储能系统(如PowerStack系列)的转换效率,并降低对...
基于串联SiC MOSFET的中压双有源桥变换器分析与设计
Analysis and Design for Medium Voltage Dual Active Bridge Converter Based on Series-Connected SiC MOSFETs
Runtian Chen · Chushan Li · Heng Fang · Rui Lu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
本文提出了一种基于串联SiC MOSFET的中压双有源桥(DAB)变换器,旨在实现器件间的低电压差与高效率。通过利用零电压开关(ZVS)特性,重新设计了串联SiC MOSFET的电压平衡缓冲电路,显著降低了缓冲电阻损耗,提升了变换器整体性能。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及中压光伏并网方案具有重要价值。随着储能系统向高压化、大功率化发展,通过串联SiC MOSFET实现中压DAB变换器,可有效简化系统拓扑,减少对复杂多电平结构的依赖,并提升功率密度与转换效率。建议研发团队关注该电压平衡控制策略...
基于DAB的单级AC-DC变换器消除直流偏置的调制无关初始电流控制
Modulation-Independent Initial Current Control of DAB-Based Single-Stage AC–DC Converter for DC Bias Elimination
Nan Mo · Jiayu Hu · Qianming Xu · Peng Guo 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
在基于双有源桥(DAB)的单级AC-DC变换器中,输入功率波动导致移相角变化,进而产生直流偏置电流(DCBC)。DCBC会加剧电流应力并增加导通损耗。本文提出了一种初始电流控制方法,旨在消除DAB-1S变换器中的直流偏置电流,从而优化系统效率与可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及PCS产品线具有重要价值。DAB拓扑是双向DC-DC变换器的核心,直流偏置电流(DCBC)问题常导致磁性元件饱和及功率器件损耗增加。通过引入该调制无关的初始电流控制策略,可有效提升PCS在宽功率范围运行下的效率,降低磁性...
宽输入电压范围内实现全负载范围ZVS的电流型双有源桥变换器脉冲注入调制方法
Pulse Injection Modulation Method for Current-Fed Dual Active Bridge Converter With Full Load Range ZVS Under Wide Input-Voltage Range
Caifeng Liu · Xudong Zou · Shiying Zhou · Han Peng 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
本文针对电流型双有源桥(CF-DAB)变换器提出了一种脉冲注入调制(PIM)方法。文章首次揭示了现有调制方法中零电压开关(ZVS)损耗的机理,并通过重新设计调制时序,克服了固有缺陷,实现了全负载范围内的ZVS,同时降低了电感电流应力。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及PCS产品具有重要意义。CF-DAB拓扑常用于储能变流器的DC-DC级,通过PIM调制实现全负载范围ZVS,可显著提升变换器在宽电压输入范围下的效率,减少散热设计压力,提升系统功率密度。建议研发团队评估该调制策略在现有S...
一种实现全功率范围零电压开关的集成DAB-LLC-DCX DC-DC变换器混合控制策略
Hybrid Control Strategy for an Integrated DAB–LLC–DCX DC–DC Converter to Achieve Full-Power-Range Zero-Voltage Switching
Minglong Wang · Shangzhi Pan · Xiaoming Zha · Jinwu Gong 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
本文提出了一种用于负载点应用、具有集成磁件和共享整流器的DAB-LLC-DCX DC-DC变换器。该拓扑能够实现精确的电压调节,并确保所有开关管实现零电压开关(ZVS),整流器实现零电流开关(ZCS)。文章重点解决了该变换器在全功率范围内实现ZVS的控制挑战。
解读: 该集成拓扑通过磁集成和混合控制显著提升了DC-DC变换效率,对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及户用储能PCS具有重要参考价值。在储能变流器中,提高DC-DC级在宽电压范围下的效率是提升系统整体能效的关键。该技术路线有助于优化阳光电源储能产品的功率密度和热管理设...
基于五自由度调制的NPC三电平DAB变换器损耗平衡与瞬态直流偏置抑制策略
Loss Balance and Transient DC-Bias Suppression Strategies in Three-Level DAB Converters Modulated With Five DoFs
Zhichen Feng · Huiqing Wen · Qinglei Bu · Yinxiao Zhu 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
本文针对三电平(3L)中点钳位(NPC)双有源桥(DAB)变换器,探讨了五自由度PWM调制技术。该技术虽提升了对高直流母线电压的适应性及控制灵活性,但易导致内管与外管间的损耗不平衡及直流偏置问题。文章提出了相应的平衡与抑制策略,以优化变换器性能。
解读: 该研究直接关联阳光电源的储能变流器(PCS)及高压光伏逆变器技术。随着储能系统向高压化(如PowerTitan系列)发展,三电平NPC拓扑在提升效率和功率密度方面具有显著优势。五自由度调制策略能有效解决高压应用中功率器件(IGBT/SiC)的损耗不均问题,延长系统寿命。建议研发团队关注该调制策略在提...
用于抑制单相AC-DC-AC变换器直流母线电压纹波的恒功率传输控制
The Constant Power Transmission Control for Suppressing DC-Link Voltage Ripple Effect of Single-Phase AC–DC–AC Converter
Minyang Zou · Linghui Meng · Jianglin Nie · Jiajin Li 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
双有源桥(DAB)变换器因其高效率和高功率密度,常用于AC-DC-AC变换器中实现电气隔离。然而,单相变换器在DAB拓扑中存在显著的低频电压纹波问题。本文提出了一种恒功率传输控制策略,旨在抑制该纹波效应,优化系统性能。
解读: 该研究针对DAB拓扑在单相系统中的低频纹波问题,对阳光电源的户用光伏逆变器及小型储能PCS产品具有重要参考价值。在户用储能系统中,单相AC-DC-AC架构应用广泛,通过优化DAB的恒功率传输控制,可有效减小直流母线电容的应力,从而降低对电解电容的依赖,提升整机功率密度与可靠性。建议研发团队在后续的户...
利用三相谐振导纳网络的三相双有源桥DC-DC变换器的设计、分析与性能表征
Design, Analysis, and Performance Characterization of Dual-Active-Bridge DC–DC Converter Utilizing Three-Phase Resonant Immittance Network
Akif Zia Khan · K. H. Loo · Yuk Ming Lai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
本文提出了一种利用三相谐振导纳网络(3p-RIN)的三相双有源桥(3p-DAB)DC-DC变换器,旨在实现单位功率因数运行。该拓扑在全运行范围内保持交流链路的单位功率因数,从而有效降低无功损耗,并实现了全范围的零电压开关(ZVS)操作。
解读: 该研究提出的三相DAB拓扑及其谐振网络优化技术,对阳光电源的储能业务(如PowerTitan、PowerStack系列PCS)具有极高的参考价值。通过引入3p-RIN实现全范围ZVS和单位功率因数,可显著提升大功率储能变流器的转换效率,降低散热压力,从而提升系统功率密度。建议研发团队评估该拓扑在兆瓦...
一种基于直接频率-相位闭环控制的DAB变换器超快速宽安全范围启动方法
An Ultrafast and Wide-Safe-Range Start-Up Method of DAB Converters With Straightforward Frequency-Phase Closed-Loop Control
Linxiao Gong · Yunfeng Peng · Chaofan Cui · Jie Chen 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
针对双有源桥(DAB)变换器启动速度慢及安全运行范围受限的问题,本文提出了一种变频加扩展移相(EPS)控制策略。该方法摆脱了传统手动预设移相模式的限制,通过闭环控制实现了理论最大功率输出,显著提升了DAB变换器的启动速度与运行安全性。
解读: DAB变换器是阳光电源储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)中DC-DC级核心拓扑。该研究提出的变频与EPS结合的启动策略,能有效解决储能系统在黑启动或并网切换过程中的电流冲击与启动缓慢问题,提升系统动态响应速度。建议研发团队评估该控制算法在PCS功率模块中的应用,以优化储能系...
基于部分功率变换的并联电池组均衡方法
A Parallel Battery Pack Equalization Method Based on Partial Power Conversion
付超柳开鹏孙玉巍杨逸歆郭庆 · 高电压技术 · 2025年5月 · Vol.51
针对电池组并联均衡研究不足及能量利用率低的问题,提出一种基于部分功率变换(PPC)的并联电池组均衡拓扑。该拓扑融合双有源桥(DAB)与串联谐振型双有源桥(SR-DAB)变换器,采用PPC结构以显著降低系统损耗、提升效率。以电池荷电状态(SOC)均衡为目标,在SR-DAB单移相控制中引入SOC均衡控制策略,实现充放电过程中的电池组均衡。RT-Box实时仿真结果表明,所提拓扑与控制策略可有效实现并联电池组间均衡,且在不同工况下系统效率均优于全功率处理(FPP)结构。
解读: 该并联电池组部分功率变换(PPC)均衡技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文中提出的DAB与SR-DAB融合拓扑可直接应用于储能系统电池簇间均衡管理,相比传统全功率处理方案可显著降低均衡电路损耗、提升系统效率。基于SOC的均衡控制策略可优化阳光电源储能...
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