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分段脉宽调制用于中点电流抑制的NPC逆变器
Piecewise pulse-width modulation for neutral-point current reduction in NPC inverter
Mikhail Savastianov · Keyue Smedley · IET Power Electronics · 2025年1月 · Vol.18
本文提出了一种新的分段脉宽调制方法，用于抑制中点箝位型逆变器中性点电流的低频振荡。该调制策略在72.6%的运行范围内完全消除了低频振荡，且未增加逆变器的功率损耗、总谐波失真和共模电压。此外，在最关键的运行点处，功率损耗降低了9.3%，有助于减小系统体积或提升输出功率能力。
解读: 该分段PWM调制技术对阳光电源的三电平产品线具有重要应用价值。可直接应用于SG125/250HX等大功率光伏逆变器和ST储能变流器中的NPC拓扑电路，通过优化中点电流控制提升系统可靠性。72.6%运行范围内消除低频振荡的特性，有助于提高产品的稳定性；9.3%的损耗降低则可支持产品功率密度提升。该技术...
一种具有最少开关器件的高效多电平逆变器拓扑结构，用于提升电能质量并降低损耗
High-efficiency multilevel inverter topology with minimal switching devices for enhanced power quality and reduced losses
Ramesh Jayaraman · Sandirasegarane Thamizharasan · Jeevarathinam Baskaran · Veerpratap Meena 等6人 · IET Power Electronics · 2025年1月 · Vol.18
本文提出了一种新型对称与非对称结构的多电平逆变器（MLI）拓扑，相较于传统拓扑，可在输出更多阶梯电压的同时显著减少功率器件数量。该拓扑在导通状态下使用的开关器件最少，有效降低了功率损耗和电压降。设计优化了功率器件、直流电源及辅助门极驱动电路的数量，以实现负载电压的最大阶梯数。通过SIMULINK仿真验证了该拓扑性能，并搭建了实验样机，其响应与仿真结果一致，证明其适用于实际应用。
解读: 该最少开关器件多电平逆变器拓扑对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，可通过减少功率器件数量降低系统成本和导通损耗，提升储能系统效率和可靠性。在SG系列光伏逆变器中，更多电压阶梯数可优化输出波形THD，减少滤波器体积，特别适合1500V高压系统。在电动汽车OBC和电机驱动领域，...
基于多群体遗传算法的MMC多目标功率损耗优化控制
Multiobjective Power Losses Optimization of MMC Based on Multipopulation Genetic Algorithm for HVdc Transmission System
Jifeng Zhao · Jia Pei · Sitong Wu · Hong Fu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月
模块化多电平换流器（MMC）因效率高、易于扩展，已成为高压直流输电系统的核心部件。子模块及其内部半导体器件的功率损耗显著影响MMC的运行成本与使用寿命。基于环流控制的损耗优化方法因其硬件成本低、输出电流谐波小而备受关注。本文提出一种基于多群体遗传算法的多目标功率损耗优化控制策略（MOPLOC-MPGA），实现MMC运行成本与寿命的协同优化。通过仿真与实验验证了该方法在MMC应用中的有效性与适用性。
解读: 该MMC多目标功率损耗优化技术对阳光电源ST系列储能变流器和大型PowerTitan储能系统具有重要应用价值。文中基于多群体遗传算法的环流控制优化策略，可直接应用于阳光电源多电平拓扑产品中，通过协同优化运行成本与器件寿命，降低IGBT/SiC模块的热应力与开关损耗。该方法无需额外硬件成本且保持低谐波...
四电平非对称飞跨电容逆变器的混合PWM技术和电容电压平衡控制
Hybrid PWM Technique and Capacitor Voltage Balancing Control for Four-Level Asymmetrical Flying Capacitor Inverter
Dinh Du To · Dong-Choon Lee · IEEE Access · 2025年1月
本文提出四电平非对称混合飞跨电容逆变器的新型混合PWM技术，这是HFC拓扑的变体。该技术结合电平移位和相移PWM方法，在理想和稳态运行条件下实现飞跨电容的自然电压平衡。为保持平衡直流链路电容电压，开发基于零序电压注入的控制策略。此外对四电平非对称混合飞跨电容逆变器进行全面分析，在元件数量、成本、总谐波畸变和功率损耗方面与其他四电平逆变器拓扑比较。2千伏1兆伏安四电平非对称混合飞跨电容逆变器系统相比传统HFC电路总驻波电压降低10%且成本降低20%。此外采用所提PWM方法的四电平非对称混合飞跨电容...
解读: 该四电平飞跨电容拓扑技术对阳光电源大功率储能变流器具有重要参考价值。阳光ST系列储能系统采用三电平拓扑，该四电平方案可进一步降低谐波和提升效率。该混合PWM和电容平衡控制策略可应用于阳光下一代高压大容量储能产品，降低滤波器成本20%，提升系统功率密度和可靠性，增强1500V高压系统竞争力，推进储能系...
用于提高并联式开关-线性混合包络跟踪电源效率的边界调整滞环电流控制
Boundary Adjustment Hysteresis Current Control for Improving the Efficiency of Parallel-Form Switch-Linear Hybrid Envelope Tracking Power Supply
Ning Liu · Xinbo Ruan · Danhui Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
并联式开关 - 线性混合包络跟踪电源通常由采用滞环电流控制（HCC）的降压转换器和电压控制线性放大器（VLA）并联组成。降压转换器旨在提供大部分负载电流，以最小化VLA的输出电流，从而降低其功率损耗。然而，当负载电压摆幅较大时，VLA两端的电压较高，因此其功率损耗仍然显著。本文提出了一种边界调整HCC方法，以降低工作功率器件两端的电压，从而降低VLA的功率损耗并提高整体效率。制作了一个输出电压为10 - 27 V、平均输出功率为14 W的原型，并分别使用恒定电阻和实际功率放大器对其进行测试，以跟...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的边界调整滞环电流控制技术虽然聚焦于射频功率放大器的包络跟踪电源，但其核心理念与我们在光伏逆变器和储能变流器中面临的效率优化挑战高度契合。 该技术的核心价值在于通过改进混合拓扑控制策略，在宽电压摆幅工况下显著降低线性放大器的功耗。这一思路可直接迁移至我们的多电...
低发射率材料热发射率测量及其在真空太阳能热利用中的高效转换应用
Thermal emittance measurement of low-emissive materials for enhanced conversion efficiency in vacuum-based solar thermal applications
Eliana Gaudino · Umar Farooq · Antonio Caldarelli · Paolo Strazzullo 等8人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.287
摘要 在追求更高效率的太阳能热利用系统过程中，准确测定低发射率材料的热发射率对于确定功率损耗至关重要。本文介绍了一种量热法，旨在精确测量用于高真空平板集热器（HVFPCs）的选择性太阳能吸收体（SSAs）的热发射率。该方法的能力通过成功校正不同尺寸铜样品的热发射率值得到了验证，其中包括面积小至49 cm²的样品。结果表明，该方法能够显著减少与小尺寸和/或低发射率样品相关的测量误差，为改进SSAs的设计与效率提供了可行路径。本研究通过实现优于0.003的测量精度，在推动太阳能热技术发展方面迈出了重...
解读: 该低发射率材料热发射率精密测量技术对阳光电源光伏逆变器热管理具有重要参考价值。SG系列逆变器中SiC器件工作温度高达175℃,精确测量散热器材料热发射率(精度优于0.003)可优化三电平拓扑功率模块热设计,降低温升损耗。该量热法可应用于PowerTitan储能系统PCS散热评估,通过精准表征低发射率...
基于级联H桥和双有源桥固态变压器中高频变压器的主动热控制
Active Thermal Control of High-Frequency Transformers in Cascaded H-Bridge and Dual Active Bridge Based Solid State Transformer
Jianxiong Yu · Jing Sheng · Rui Lu · Heya Yang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
采用级联H桥有源前端（AFE）和双有源桥（DAB）隔离型DC-DC变换器的固态变压器（SST）在超大规模电力应用中日益受到关注。然而，AFE引起的二倍工频波动会导致高频变压器（HFT）产生额外功率损耗与温升，威胁其可靠性与寿命。本文通过解析方法推导了HFT损耗特性，提出一种基于三次谐波注入的主动热控制策略，以重构HFT电流频谱并降低绕组损耗。推导了谐波注入后的损耗解析表达式，并优化了注入谐波的幅值与相位。在2MW/10kVac输入/800Vdc输出的SST样机上进行了仿真与实验验证，结果表明，优...
解读: 该主动热控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文中针对级联H桥+DAB拓扑的二倍工频波动导致的高频变压器热应力问题，提出的三次谐波注入策略可直接应用于阳光电源1500V储能系统中的隔离型DC-DC变换器设计。通过优化电流频谱降低17%绕组损耗、实现3...
光伏逆变器与直流互联低压配电网中VSCs的协调功率控制策略
Coordinated Power Control Strategy of PV Inverters and VSCs in DC-Interconnected Low-Voltage Distribution Networks
Bo Zhang · Kaibo Kong · Lu Zhang · Qiming Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年4月
高比例光伏发电（PV）的接入给低压配电网（LVDN）带来了诸多挑战，包括过电压、欠电压、高功率损耗和反向潮流等问题。由于灵活设备和直流互联技术具有传输容量大、功率调节灵活等优势，利用它们来解决这些问题已成为一种趋势。本文针对直流互联低压配电网中的光伏逆变器（PVI）和电压源换流器（VSC）提出了一种协调控制策略和参数设计方法。文中引入了一种改进的VSC功率控制策略，该策略借助弱通信信号实现互联VSC之间控制模式的切换，并通过本地下垂控制确定调节功率。此外，还开发了一种针对PVI和VSC的系统参数...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文所提出的光伏逆变器与电压源变换器协调控制策略具有重要的技术参考价值和商业应用前景。 **技术价值分析**：论文针对高比例光伏接入低压配电网带来的过电压、欠电压和功率倒送等问题，提出了基于直流互联技术的协调控制方案。这与阳光电源在分布式光伏逆变器和储能变流器领域的核...
一种面向大电流应用的高性价比混合Si/SiC双桥并联LLC谐振变换器
A Cost-Effective Hybrid Si/SiC Dual Bridge Parallel LLC Resonant Converter for High-Current Application
Zipeng Ke · Jun Wang · Bo Hu · Chao Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
基于SiC的双桥并联LLC谐振变换器具有低电流应力和高效率的优点，但成本较高。本文提出一种低成本混合Si/SiC双桥并联LLC变换器，由大电流低成本Si IGBT桥臂与小电流SiC MOSFET桥臂构成，显著降低系统成本。得益于Si IGBT桥臂的软开关特性，该混合结构在开关损耗方面可媲美全SiC设计。同时，通过拓扑重构减少了谐振元件数量，进一步降低损耗与成本。实验研制了6 kW样机，结果表明，在高输出功率下总损耗相当，而开关器件成本降低51.7%，谐振元件成本降低22.9%，总体成本降低31....
解读: 该混合Si/SiC双桥并联LLC技术对阳光电源储能与充电产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器的DC/DC隔离级，可采用此混合方案替代全SiC设计，在保持高效率的同时降低31.6%成本，显著提升PowerTitan大型储能系统的性价比。对于大电流充电桩（如液冷超充），该拓扑的低电流应力特性与谐振...
基于直流互联的农村配电网交流/直流电压裕度协同控制
Cooperative AC/DC Voltage Margin Control for Mitigating Voltage Violation of Rural Distribution Networks With Interconnected DC Link
Jianwen Zhang · Yedi Ji · Jianqiao Zhou · Yajun Jia 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年1月
针对高比例分布式电源接入导致农村低压配电网馈线公共耦合点出现电压越限的问题，利用大容量、低损耗的直流互联实现跨区域功率与电压调节。现有基于通信的方案成本高，而无通信方案如电压一致性方法易造成较大功率损耗。本文提出一种无需通信的交流/直流电压裕度协同控制策略，以直流电压为媒介协调各馈线末端电压源型换流器与储能系统，抑制电压越限。通过合理设置交直流电压阈值，避免不必要的馈线间功率交互，降低损耗。仿真验证了该策略的可行性与有效性。
解读: 该无通信电压裕度协同控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的交直流电压裕度协同控制策略，可直接应用于农村配电网场景下的储能系统VSC控制算法优化，通过直流母线电压作为协调媒介，实现多馈线储能系统的无通信协同控制，有效降低通信成本。该方案与阳光...
模块化多电平谐振直流-直流变换器的损耗建模与热不平衡抑制
Power Losses Modeling and Thermal Imbalance Suppression of Modular Multilevel Resonant DC–DC Converters
Jing Sheng · Xin Xiang · Long Xu · Heya Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
模块化多电平谐振直流 - 直流变换器（MMRDC）在中压直流到低压直流应用领域引起了大量的研究关注。然而，与应用于高压直流输电的传统模块化多电平变换器相比，由于工作原理和调制技术不同，MMRDC中的电气和热应力分布仍有待充分阐明。本文对MMRDC中子模块（SM）器件的功率损耗进行了全面研究。建立了不同运行条件下子模块导通损耗和开关损耗的精确计算模型。计算结果揭示了子模块内部器件存在严重的热不平衡特征，这可能会缩短器件寿命，进而威胁变换器的可靠性。然后，为了缓解热不平衡问题，提出了一种通过重新分配...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文研究的模块化多电平谐振DC-DC变换器（MMRDC）技术具有重要的战略价值。该技术针对中压直流到低压直流的应用场景，这与我司在大型光伏电站、储能系统以及新能源制氢等领域的核心需求高度契合。 论文的核心贡献在于建立了精确的功率损耗计算模型，并揭示了子模块内部器件间严...
考虑功率因数以最小化和平衡功率损耗的隔离直流母线双逆变器PWM技术
PWM Technique of Dual Inverter With an Isolated DC Bus Considering Power Factor to Minimize and Balance Power Loss
Tae-Hyeong Kim · June-Hee Lee · Ye-Jin Kim · June-Seok Lee · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文提出一种考虑功率因数的钳位调制技术，用于平衡并最小化具有隔离直流母线的双逆变器的功率损耗。双逆变器用于驱动开放式绕组永磁同步电机，在相同直流电压下，其输出电压高于单逆变器。然而，具有六个桥臂的双逆变器在一个开关周期内的开关动作次数是由三个桥臂组成的单逆变器的两倍。开关动作次数的增加会导致开关功率损耗，并降低系统效率。本文提出一种新的脉宽调制技术，该技术通过使用开关状态组合和空间矢量组合来确保钳位区间，从而最小化功率损耗。所提出的组合由与空间矢量相对应的有效矢量和零矢量组成，同时考虑主逆变器和...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对隔离直流母线双逆变器的PWM调制技术具有重要的参考价值。该技术通过考虑功率因数来优化钳位调制策略，实现了功率损耗的最小化和均衡化，这与我们在光伏逆变器和储能系统领域追求的高效率目标高度契合。 该技术的核心价值在于通过智能化的开关状态组合，将传统双逆变器六条支路中的...
实现宽电压转换比并降低功率损耗以提高1.8 V电源轨的效率：基于EVCR降压变换器的研究
Achieving Wide Voltage-Conversion-Ratio and Reduced Power Losses for High Efficiency With EVCR Buck Converter for a 1.8 V Power Rail
Hyo-Jin Park · Dowon Jeong · Hyeonho Park · Woosung Park 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
本文提出了一种扩展电压转换比（VCR）的降压转换器，其电压转换比高达 0.67。与之前电压转换比限制在 0.5 以下的混合转换器不同，所提出的转换器无需额外的外部组件，就能在锂离子电池的整个工作范围内为低于 1.8 V 的电源轨可靠供电。此外，它将电感的直流电阻、飞跨电容的等效串联电阻以及功率开关的导通电阻所产生的每一项功率损耗都降至最低。因此，在为移动应用提供稳定的 1.8 V 输出电压的同时，实现了更高的效率。另外，由于所提出的转换器在整个电压转换比范围内仅以两相模式运行，因此相较于之前的工...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项扩展电压转换比（EVCR）降压转换器技术虽然针对移动设备应用开发，但其核心创新理念对我司储能系统和光伏逆变器产品具有重要参考价值。 该技术的核心突破在于将电压转换比扩展至0.67，突破了传统混合转换器0.5的限制，并在全锂电池工作范围内实现高效稳定供电。这一特性与我司...
中压电机驱动用功率变换器设计与实现探索
Exploration of Medium Voltage Power Converters Design and Implementation for Motor Drive
Rohit Kumar · Bhim Singh · Kripa Tiwari · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年7月
经过数十年的技术发展，多电平、多脉冲变流器对于中压驱动系统而言已变得极为重要。然而，降低多电平变流器的电路复杂度仍然颇具挑战。因此，本文提出了一种五电平多电平变流器。所提出的功率逆变器是电平生成单元与 H 桥串联的组合结构。该多电平变流器每相可产生五阶梯电压，在电机端子处可产生九电平阶梯电压。在现有的变流器中，为实现高效运行，所提出的变流器将功率开关的数量从 24 个减少到了 21 个。在所提出的逆变器中，电平生成单元开关采用脉宽调制（PWM）技术运行，而桥开关则以基波开关频率运行，这降低了系统...
解读: 该中压功率变换器技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在储能系统方面，多电平拓扑设计可直接应用于PowerTitan大型储能系统的中压并网变流器，降低系统复杂性并提升功率密度；谐波抑制技术可优化ST系列储能变流器的电能质量。在新能源汽车领域，电机驱动控制策略与器件选型经验可迁移至车载电机控制器和...
一种考虑天气条件的分布式电源选址定容与配电网开关协调的概率型温变模型
A Probabilistic Temperature-Reliant Model for Optimally Sizing and Siting of Distributed Generators Coordinated with Distribution Network Switching Considering Weather Conditions
Meisam Mahdavi · Amir Bagheri · Francisco Jurado · Augustine Awaafo 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
摘要：分布式电源（DG）的最优选址和配电线路的合理开关操作被认为是降低配电网损耗最有效的手段。配电网的功率损耗削减在电力系统运行和管理中至关重要，因为它在电力系统总功率损耗中占比最大。电力系统中的损耗会导致高昂的网络运行成本，还会使系统电压分布发生畸变。在传统的分布式电源选址和网络开关操作（重构）机制中，会对分布式电源的最优位置、数量以及开关状态进行优化确定，以确保将损耗降至最低，从而满足用户的电力需求。与恒定负荷相比，配电母线处的负荷变化会导致不同的损耗结果。然而，大多数针对分布式电源配置和网...
解读: 该温变模型对阳光电源分布式能源系统规划具有重要价值。在ST储能系统部署中，可结合环境温度对变流器效率和电池性能的影响，优化储能容量配置与选址策略；在SG光伏逆变器并网规划中，通过考虑温度对线路阻抗和负荷特性的动态影响，提升MPPT算法在不同气候条件下的适应性。该概率模型与网络拓扑协同优化的思路，可应...