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拓扑与电路 LLC谐振 DC-DC变换器 储能变流器PCS ★ 4.0

“用于高轻载效率的半桥LLC谐振变换器保持时间补偿电路”一文的勘误

Erratum to “Hold-Up Time Compensation Circuit of Half-Bridge LLC Resonant Converter for High Light-Load Efficiency” [Dec 2020 13126-13135]

Yeonho Jeong · Min-Su Lee · Jae-Do Park · Jae-Kuk Kim 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月

本文是对IEEE电力电子汇刊2020年12月发表的关于半桥LLC谐振变换器保持时间补偿电路论文的勘误说明,修正了原论文中的相关技术细节。

解读: LLC谐振变换器是阳光电源户用光伏逆变器及储能系统(如PowerStack系列)中DC-DC变换环节的核心拓扑。保持时间(Hold-up time)对于提升系统在电网波动下的供电可靠性至关重要,而轻载效率则是衡量户用储能系统待机功耗和能效等级的关键指标。该勘误涉及的补偿电路优化方案,有助于研发团队进...

功率器件技术 DC-DC变换器 GaN器件 ★ 4.0

基于GaN器件的高效抗辐射DC/DC变换器设计

Design of High-Efficiency Radiation-Hardened DC/DC Converter Based on GaN Devices

高东辉张伶鳦陈家海黄煜炜 · 电子元件与材料 · 2025年5月 · Vol.44

针对现有混合集成抗辐射DC/DC变换器输出功率小、效率低的问题,优化功率拓扑并采用抗辐射GaN开关管,研制了一款输入70~120 V、输出28 V/150 W的高效混合集成样机。详细研究了半桥拓扑、控制电路及GaN隔离驱动设计,完成了混合集成工艺分析,并计算了器件损耗。测试结果表明,在相同体积下,输出功率由120 W提升至150 W,功率密度提高25%,额定效率从85.4%提升至91.3%,验证了高功率密度、高效率设计的有效性。

解读: 该GaN器件DC/DC变换器技术对阳光电源多个产品线具有重要应用价值。首先,91.3%的高效率特性可优化ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的DC/DC变换环节,提升整机效率。其次,25%的功率密度提升对车载OBC和充电桩等空间受限场景具有显著价值。此外,70-120V输入范围的设计思路可用于储能...

功率器件技术 IGBT 功率模块 多电平 ★ 4.0

采用并联压接式二极管的半桥单元性能提升研究

Improved Performance for Half-Bridge Cells With a Parallel Presspack Diode

Fabian Hohmann · Mark-M. Bakran · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年4月

本文研究了一种通过并联压接式二极管来提升IGBT半桥单元效率的方法。文章详细讨论了该拓扑在模块化多电平变换器(MMC)应用中的开关性能及其损耗特性。

解读: 该研究针对高压大功率应用中的开关损耗优化,对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)具有重要参考价值。在兆瓦级及以上的高压变流器设计中,通过优化二极管配置提升效率,可直接降低系统散热需求并提升功率密度。建议研发团队评估压接式二极管在模块化多电平拓扑中的集成可行性,特别是在提...

拓扑与电路 功率模块 PWM控制 宽禁带半导体 ★ 5.0

一种集成死区控制的栅极驱动器

A Gate Driver With Integrated Deadtime Controller

Romain Grezaud · Francois Ayel · Nicolas Rouger · Jean-Christophe Crebier · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月

本文提出了一种集成死区控制的栅极驱动器。在半桥功率变换器中,死区时间对于防止上下管直通至关重要,但过长的死区会增加续流损耗。针对传统隔离变换器中因数字输入传播延迟失配导致无法安全缩短死区的问题,该驱动器通过特定机制实现了死区的精确优化与控制,从而提升变换效率。

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)具有重要意义。随着SiC和GaN等宽禁带半导体在阳光电源产品中的广泛应用,开关频率不断提升,对死区时间的精度要求极高。集成死区控制的驱动器能有效降低开关损耗,提升系统整体转换效率。建议研发团队关注该芯片级集...

拓扑与电路 双向DC-DC LLC谐振 储能变流器PCS ★ 5.0

软变形:释放CLLC变换器在超宽范围应用中的潜力

Soft-Morphing: Unlocking the Potential of CLLC Converters for Ultrawide Range Applications

Ziheng Xiao · Fei Deng · Zhigang Yao · Yi Tang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

本文旨在解决CLLC谐振变换器在宽电压增益调节范围与高效率之间的矛盾。通过提出全桥(FB)与半桥(HB)软变形技术,在不牺牲效率的前提下,有效扩展了CLLC变换器的电压增益调节范围,充分挖掘了该拓扑在宽范围应用中的潜力。

解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。CLLC变换器是双向DC-DC变换的核心,广泛应用于电池储能系统与充电桩中。通过软变形技术实现宽增益范围下的高效率,能够显著提升储能系统在电池电压波动较大时的充放电效率,并优化充电桩对不同...

拓扑与电路 双向DC-DC DC-DC变换器 储能变流器PCS ★ 5.0

一种隔离型半桥双向DC-DC变换器的分析与实验验证

Analysis and Experimental Verification of an Isolated Half-Bridge Bidirectional DC−DC Converter

Matthias Schulz · Stefan Ditze · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月

本文分析了一种用于1kW功率等级的零电压开关(ZVS)隔离型双向半桥有源钳位电流型推挽变换器。通过结合有源钳位技术与先进控制策略,该变换器在硬开关设计基础上实现了软开关特性,并利用电感等元件优化了功率转换效率。

解读: 该拓扑结构在中小功率双向DC-DC变换中具有显著优势,高度契合阳光电源户用储能系统(如住宅储能PCS)及小型化光储一体化产品的研发需求。通过有源钳位技术实现软开关,可有效提升变换效率并降低电磁干扰,有助于进一步优化公司户用储能产品的功率密度和散热设计。建议研发团队关注该拓扑在宽电压输入范围下的效率表...

拓扑与电路 充电桩 功率模块 双向DC-DC ★ 4.0

用于感应充电应用的直接式交流-交流有源钳位半桥变换器

Direct AC–AC Active-Clamped Half-Bridge Converter for Inductive Charging Applications

Phuoc Sang Huynh · Deepak Ronanki · Deepa Vincent · Sheldon S. Williamson · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月

本文提出了一种用于串联补偿感应充电系统的直接式交流-交流有源钳位半桥变换器。该拓扑省去了整流环节及寿命受限的直流母线电解电容,实现了真正的单级交流-交流转换,有效减少了组件数量,并对其运行原理、稳态分析及设计进行了详细阐述。

解读: 该技术通过取消直流母线电解电容,显著提升了系统的功率密度与可靠性,对阳光电源的电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。特别是在无线充电(感应充电)领域,该单级变换架构能有效降低系统体积与成本,延长设备寿命。建议研发团队关注该拓扑在提升充电桩环境适应性及降低维护成本方面的应用潜力,并评估其在未来高频、高效...

储能系统技术 储能系统 电池管理系统BMS 双向DC-DC ★ 4.0

基于零电压开关半桥的自主能量重分配模块化均衡架构

Modular Equalization Architecture Using a ZVS Half-Bridge for Autonomous Energy Redistribution

Zhengqi Wei · Henry Shu-Hung Chung · Fengwang Lu · Shaocong Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月

本文提出了一种利用电容耦合交流链路的零电压开关(ZVS)半桥模块化均衡器,实现了串联电池组内模块到单体电池间的可扩展能量重分配。该架构无需感知单体电压,即可自动将电荷转移至电压较低的电池单元,有效提升了电池组的一致性与利用率。

解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)具有重要参考价值。目前储能系统主要依赖BMS进行被动或主动均衡,该架构提出的无需电压传感的自主能量重分配方案,能够简化BMS硬件复杂度,降低控制成本,并提升大型储能系统在长寿命周期下的电池一致性管理能力。建议研发团队关注其在模...

功率器件技术 GaN器件 DC-DC变换器 功率模块 ★ 4.0

使用集成栅极驱动器的单片GaN半桥功率级的甚高频PWM降压转换器

Very High Frequency PWM Buck Converters Using Monolithic GaN Half-Bridge Power Stages With Integrated Gate Drivers

Yuanzhe Zhang · Miguel Rodriguez · Dragan Maksimovic · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年11月

本文探讨了针对100 MHz开关频率优化的单片GaN半桥功率级设计与实现。通过集成栅极驱动器,有效克服了寄生参数影响,提升了甚高频(VHF)开关电源的转换效率,为高功率密度电力电子变换提供了关键技术路径。

解读: 该技术对阳光电源的电力电子产品演进具有重要参考价值。随着光伏逆变器和储能PCS向高功率密度、小型化发展,甚高频(VHF)变换技术是实现磁性元件小型化的关键。单片集成GaN技术可显著降低寄生电感,提升开关频率,直接利好阳光电源的户用光伏逆变器及微型逆变器产品线,有助于减小体积并提升效率。建议研发团队关...

拓扑与电路 DC-DC变换器 储能变流器PCS 双向DC-DC ★ 4.0

利用拓扑变形控制提升ICN DC-DC变换器的功率密度与效率

Power Density and Efficiency Enhancement in ICN DC–DC Converters Using Topology Morphing Control

Ashish Kumar · Jie Lu · Khurram K. Afridi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月

本文提出了一种阻抗控制网络(ICN)谐振DC-DC变换器的输出电压调节新方法,即拓扑变形控制。该方法通过在全桥和半桥拓扑之间切换,使ICN变换器在不同功率水平下均能保持软开关特性,并显著降低了输出电容需求,从而提升了功率密度与转换效率。

解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及组串式逆变器中的DC-DC级具有重要参考价值。通过拓扑变形控制实现宽负载范围下的软开关,可有效降低开关损耗,提升系统整体转换效率。同时,该方案减少了对输出电容的依赖,有助于进一步提升功率密度,减小储能PCS和光伏逆变器的体积...

储能系统技术 双向DC-DC 储能变流器PCS 储能系统 ★ 5.0

一种适用于宽电压增益范围的双向谐振DC-DC变换器

A Bidirectional Resonant DC–DC Converter Suitable for Wide Voltage Gain Range

Yanfeng Shen · Huai Wang · Ahmed Al-Durra · Zian Qin 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年4月

本文提出了一种适用于宽电压增益范围(如储能系统)的新型双向谐振DC-DC变换器。该变换器解决了传统谐振变换器电压增益范围窄的问题,并在宽工作电压范围内实现了高效率。通过配置全桥模式和半桥模式实现该功能。

解读: 该技术对阳光电源的储能业务(如PowerTitan、PowerStack系列)具有重要参考价值。储能电池组在充放电过程中电压波动较大,传统的DAB或LLC变换器在宽电压范围内往往难以兼顾效率与增益。该拓扑通过全桥/半桥模式切换,能显著提升PCS在电池全电压范围内的转换效率,降低散热压力,提升系统功率...

储能系统技术 储能系统 电池管理系统BMS 双向DC-DC ★ 4.0

一种基于半桥LC变换器的任意电池单元均衡器

An Any-Cell-to-Any-Cell Battery Equalizer Based on Half-Bridge LC Converter

Fulin Liu · Runmin Zou · Yonglu Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月

本文提出了一种基于半桥LC变换器的任意电池单元均衡电路。该拓扑可灵活实现单体对单体、单体对多体、多体对单体及多体对多体的均衡模式,不受目标电池数量和位置限制。通过调节各半桥的基波电压实现能量转移。

解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)具有重要的参考价值。高效的电池均衡技术能显著提升电池组的一致性,从而延长系统寿命并提高可用容量。目前阳光电源的BMS系统主要关注主动均衡策略,该半桥LC拓扑通过灵活的能量调度,有望优化大规模储能系统在充放电过程中的均衡效率,减...

拓扑与电路 双向DC-DC 三电平 DC-DC变换器 ★ 5.0

双向隔离半桥三电平谐振DC-DC变换器及其优化调制策略

Bidirectional Isolated Half Bridge Three-Level Resonant DC–DC Converter and Optimized Modulation Strategy

Guangfu Hu · Fengjiang Wu · Yongfeng Qin · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月

本文提出了一种双向隔离半桥三电平谐振DC-DC变换器。该拓扑将所有功率开关的电压应力限制在输入或输出电压的一半,仅使用八个开关管,有效降低了系统体积与成本。同时,文章提出了一种具备自动平衡能力的通用调制策略。

解读: 该拓扑结构在降低开关电压应力方面具有显著优势,非常契合阳光电源PowerTitan和PowerStack系列储能PCS在高压直流母线下的应用需求。通过采用三电平技术,可以选用更低耐压等级的功率器件,从而降低导通损耗并提升系统效率。此外,该拓扑精简的开关数量有助于进一步优化PCS的功率密度和成本,对下...

拓扑与电路 GaN器件 功率模块 宽禁带半导体 ★ 4.0

用于650V氮化镓半桥的超低输入输出电容PCB嵌入式双输出栅极驱动电源

Ultralow Input–Output Capacitance PCB-Embedded Dual-Output Gate-Drive Power Supply for 650 V GaN-Based Half-Bridges

Bingyao Sun · Rolando Burgos · Dushan Boroyevich · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月

宽禁带器件通过高频运行提升了功率转换器的效率与功率密度,但同时也加剧了电磁干扰(EMI)。栅极驱动电源的寄生隔离电容是EMI耦合的关键路径。本文提出了一种PCB嵌入式双输出栅极驱动电源,通过降低寄生电容,有效抑制了EMI辐射与传导,为高频GaN功率变换器的设计提供了优化方案。

解读: 随着阳光电源在组串式逆变器及户用储能产品中对功率密度要求的不断提升,GaN等宽禁带半导体器件的应用成为技术演进的关键。该研究针对GaN高频开关带来的EMI挑战,提出了极具价值的栅极驱动电源优化方案。对于阳光电源而言,该技术可直接应用于新一代高频高效逆变器及微型逆变器的开发中,有助于在缩小产品体积的同...

拓扑与电路 DC-DC变换器 双向DC-DC 储能变流器PCS ★ 4.0

用于脉冲功率应用的高效电流馈电半桥谐振变换器

Highly Efficient Current-Fed Half-Bridge Resonant Converter for Pulse Power Applications

Jamil Hassan · Changkyu Bai · Hwasoo Seok · Jong-Won Lim 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月

本文提出了一种在宽输出电压范围内具有高效率的电流馈电半桥谐振变换器。通过在倍压器中心节点增加双向开关并应用相应的调制策略,该变换器在宽输出电压变化下实现了近乎零电压关断(ZVS)。

解读: 该拓扑结构在宽电压范围下的高效率表现,对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及DC/DC变换单元具有重要参考价值。储能系统在电池充放电过程中电压波动较大,该变换器通过优化开关调制实现零电压关断,能有效降低开关损耗,提升系统整体转换效率。建议研发团队评估该拓扑在模块化储能...

拓扑与电路 PFC整流 储能变流器PCS 充电桩 ★ 4.0

基于半桥直接矩阵结构的双向AC/DC变换器调制方法

Modulation of Bidirectional AC/DC Converters Based on Half-Bridge Direct-Matrix Structure

Ngoc Dat Dao · Dong-Choon Lee · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月

本文提出了一种基于半桥双向隔离矩阵结构的AC/DC变换器,适用于紧凑型电力转换应用。该变换器通过单级转换即可实现直流电压/电流控制及交流侧功率因数校正,有效提升了功率密度并降低了系统复杂度。此外,该拓扑支持零电压开关(ZVS)技术,有助于进一步提高转换效率。

解读: 该拓扑结构在提高功率密度和简化控制方面具有显著优势,对阳光电源的储能变流器(PCS)及电动汽车充电桩产品线具有重要参考价值。特别是在PowerTitan等大型储能系统或高功率密度充电桩应用中,采用此类矩阵式双向拓扑可有效减少磁性元件体积,提升系统集成度。建议研发团队评估该拓扑在宽电压范围下的软开关性...

拓扑与电路 DC-DC变换器 功率模块 组串式逆变器 ★ 4.0

具有链式整流器的输入并联输出并联

IPOP)DC-DC变换器系统的自动均流

Jianjiang Shi · Tianji Liu · Juan Cheng · Xiangning He · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年6月

本文提出了一种基于半桥DC-DC模块和半波链式整流器的输入并联输出并联(IPOP)变换器拓扑。该方案利用公共占空比控制策略,无需专用的均流控制器即可实现模块间的自动均流,适用于高功率应用场景,有效提升了系统的功率密度与扩展性。

解读: 该技术对于阳光电源的组串式光伏逆变器及储能PCS产品具有重要参考价值。在多模块并联应用中,实现自动均流可显著简化控制逻辑,降低硬件成本并提高系统可靠性。特别是针对PowerTitan等大功率储能系统,采用此类模块化IPOP拓扑有助于提升功率密度,优化散热布局。建议研发团队评估该链式整流方案在多路MP...

功率器件技术 GaN器件 功率模块 宽禁带半导体 ★ 4.0

基于高压氮化铝陶瓷基板集成的氮化镓多芯片半桥功率模块

GaN-Based Multichip Half-Bridge Power Module Integrated on High-Voltage AlN Ceramic Substrate

Carsten Kuring · Mihaela Wolf · Xiaomeng Geng · Oliver Hilt 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月

本文提出了一种集成两个600V/170mΩ氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管的半桥功率模块。该设计通过集成栅极驱动级和部分直流母线电容,有效降低了寄生电路参数,并利用高压氮化铝(AlN)陶瓷基板实现了高效的散热方案,旨在提升电力电子系统的效率与功率密度。

解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及小型化储能系统(如PowerStack)具有重要参考价值。随着功率密度要求的提升,GaN器件在小功率段的应用趋势明显。通过采用AlN基板和集成化设计,可显著降低寄生电感,提升开关频率,从而减小被动元件体积。建议研发团队关注该模块的散热集成方案,将其应用于下一代高频、...

功率器件技术 GaN器件 宽禁带半导体 功率模块 ★ 4.0

半桥应用中级联GaN器件误导通的定量模型评估与抑制

Quantitative Model-Based False Turn-on Evaluation and Suppression for Cascode GaN Devices in Half-Bridge Applications

Tianhua Zhu · Fang Zhuo · Fangzhou Zhao · Feng Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月

由于高开关频率和快速切换速度,氮化镓(GaN)器件易发生误导通现象,导致开关损耗增加、直通甚至持续振荡。目前针对增强型GaN的研究较多,但针对级联(Cascode)结构GaN器件的误导通研究尚显不足。本文提出了基于定量模型的评估方法及抑制策略。

解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能产品中对功率密度要求的不断提升,GaN器件的应用成为关键趋势。级联GaN器件在提高开关频率、降低损耗方面具有显著优势。本文提出的误导通定量评估模型,可直接指导阳光电源研发团队在设计高频功率模块时,优化驱动电路布局与参数匹配,有效规避高频下的直通风险。建议将此评...

拓扑与电路 PFC整流 充电桩 功率模块 ★ 4.0

基于Boost半桥结构的单级图腾柱AC-DC电池充电器

Single-Stage Totem-Pole AC–DC Converter Based on Boost Half-Bridge Structure for Battery Chargers

Tat-Thang Le · Jaeyeon Lee · Sewan Choi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月

本文提出了一种新型单级无桥图腾柱AC-DC变换器。该变换器由两个交错运行的单级Boost半桥AC-DC变换器组成。在保持L型半桥单级图腾柱变换器优势的同时,该拓扑具备相减(phase-shedding)运行能力,有效提升了轻载效率。

解读: 该拓扑结构主要应用于电动汽车充电桩领域,其单级交错式设计能有效简化电路复杂度并提升功率密度,符合阳光电源充电桩产品向高效、小型化发展的趋势。特别是其具备的相减运行能力,对于提升充电桩在不同负载工况下的转换效率具有显著价值。建议研发团队评估该拓扑在阳光电源中大功率直流充电桩中的应用潜力,重点关注其在宽...

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