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高轻载效率双级双向800V-14V变换器设计
Design of High light-load efficiency Two stage Bidirectional 800V-14V Converter
Jinfeng Zhang · Xufu Ren · Zhenshuai Rong · Junwen Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
本文提出一种适用于电动汽车（EV）应用的 800 至 14 V 双向 DC - DC 转换器架构。该架构通过采用低压电力电子器件和一种新型集成磁路设计，有助于在轻载时实现高效率并减小体积。该原型在 10%负载下的效率达到 93.5%，峰值效率为 95%，功率密度为 9.18 kW/L。
解读: 该双向800V-14V变换器技术对阳光电源新能源汽车产品线具有直接应用价值。双级LLC+Buck/Boost架构可应用于车载OBC充电机的辅助电源模块，实现动力电池与12V/14V车载低压系统的高效能量双向传输。其轻载高效特性契合车辆待机、怠速等工况需求，可显著降低静态功耗。谐振变换器的软开关技术与...
一种具有两个自由度的新型软开关双向DC-DC变换器
A Novel Soft-Switching Bidirectional DC–DC Converter With Two Degrees of Freedom
Hamid Radmanesh · Morteza Jamei · IET Power Electronics · 2025年8月 · Vol.18
提出了一种具有两个自由度的新型软开关双向DC-DC变换器。该拓扑通过引入额外的控制自由度，实现了全负载范围内的零电压开通和近似零电流关断，显著降低了开关损耗，提高了变换效率。电路在双向能量传输过程中均能保持软开关特性，适用于储能系统与电动汽车等需要高效能量双向流动的场合。通过优化磁性元件设计与控制策略，进一步提升了动态响应与功率密度。实验样机验证了理论分析的正确性与性能优势。
解读: 该双自由度软开关双向DC-DC变换器技术对阳光电源储能与充电产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，双向能量流动的软开关特性可显著降低电池充放电过程的开关损耗，提升系统效率至98%以上，延长功率器件寿命。对于PowerTitan大型储能系统，全负载范围的ZVS/ZCS特性可优化轻载效率，提升...
确保被动电流平衡交错多相双向DC-DC变换器在相参数失配下实现ZVS的设计方法
Design Method to Ensure ZVS Achievement Under Phase Parameters Mismatches for Passive Current Balancing Interleaved Multiphase Bidirectional DC-DC Converter
Minh-Quang Ngo · Duc-Manh Dang · Quang-Huy Nguyen · Khuong-Duy Le 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
在高频三角电流模式TCM下运行的交错多相双向DC-DC变换器中，实现零电压开关ZVS和管理电流不平衡对系统可靠性和鲁棒性至关重要。为满足这些要求，被动电流平衡仅使用单个低速电流传感器和电流控制环路提供了经济高效的解决方案。然而其性能对相参数失配（如栅极驱动延迟偏差和相电感差异）敏感，可能导致电流不平衡和ZVS失效。虽然完美电流平衡并非严格要求，但保持ZVS至关重要，因为失去ZVS会导致大量开关损耗和热应力。本文提出一种在被动平衡固有的最坏情况失配条件下确保ZVS的设计方法。该方法允许可接受限度内...
解读: 该交错多相双向DC-DC变换器ZVS设计研究对阳光电源储能变流器可靠性提升有重要参考价值。在39.5%相电流偏差下仍保持ZVS的鲁棒性设计方法与阳光ST系列储能变流器在大批量生产中面临的元件参数分散性高度契合。被动电流平衡使用单电流传感器降低成本的方案可应用于阳光PowerTitan储能系统的双向D...
非隔离型双向DC-DC变换器设计准则综述
Design Criteria of Non-Isolated Bidirectional DC-DC Converters: A Review
Sobhan Sarani · Xiaodong Liang · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月
电池储能系统广泛应用于可再生能源发电和电动交通系统。双向直流 - 直流变换器（BDC）是此类系统中的关键组件，可在电池充电和放电模式下实现双向功率流动。BDC可分为隔离型和非隔离型。非隔离型BDC具有更低的体积、重量和功率损耗，适用于不需要电气隔离的紧凑结构。本文对非隔离型BDC进行了全面的文献综述，涵盖了软开关、电流纹波降低、高电压增益和弹性技术。软开关旨在降低开关损耗并提高效率，包括辅助电路和非辅助方法，如交错结构、移相调制和同步整流。电流纹波降低主要关注电容回路配置、交错结构和基于耦合电感...
解读: 该综述对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统的DC-DC变换器设计具有直接指导价值。非隔离型BDC的软开关技术与效率优化方法可应用于电池侧DC-DC模块设计，提升系统转换效率和功率密度。拓扑结构与控制策略的系统梳理为SiC/GaN器件在储能系统中的应用提供理论支撑，有助于优化三电...
一种在可选占空比下实现电流纹波抵消的非隔离双向DC-DC变换器
A Non-isolated Bidirectional DC--DC Converter With Current Ripple Cancellation at a Selectable Duty Ratio
Rahul Kumar Garg · Mummadi Veerachary · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年12月
本文提出了一种非隔离型双向直流 - 直流变换器。该变换器的设计旨在确保低压（<i>LV</i>）侧的两个电感中的电流纹波相互抵消，从而使变换器低压侧的电流平稳且无纹波。与此同时，变换器高压（<i>HV</i>）侧的电流连续且纹波含量低。文献中报道的单向拓扑结构主要通过同步开关实现电流纹波消除，呈现出升降压电压增益特性。然而，所提出的变换器在正向模式下具有升压特性，在反向模式下具有降压特性。该变换器的一些显著特点包括：开关和电容上的电压应力较低，低压侧端口和高压侧端口之间共地。为了分别研究变换器的...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项非隔离双向DC-DC变换器技术在储能系统和光储一体化应用中具有显著的实用价值。该技术通过低压侧双电感纹波互相抵消的创新设计，实现了电流的平滑输出，这对于延长电池储能系统寿命、提升系统可靠性具有重要意义。 该拓扑的核心优势与我司业务需求高度契合。首先，正向升压、反向降压...
零电压开关双向四开关Buck-Boost变换器功率流向平滑反转
Smooth Reversal of Power Transfer Direction for ZVS Bidirectional Four-Switch Buck-Boost Converter
Lingxuan Xiao · Xinbo Ruan · Chi Kong Tse · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
双向直流 - 直流转换器在可再生能源发电系统、住宅储能系统和电动汽车中得到了广泛应用。四开关升降压（FSBB）转换器具有功率开关电压应力低、输出为正以及可实现双向功率传输等特点。本文采用脉冲宽度调制（PWM）与移相控制相结合的方式对 FSBB 转换器进行控制，以实现正向和反向功率传输运行时所有功率开关的零电压开关（ZVS）。然后，提出了在一个开关周期内实现功率传输平稳反向的控制方法，避免了过大的电流过冲。最后，搭建了一台输出功率范围为 -5 至 5 千瓦的双向 FSBB 转换器样机并在实验室进行...
解读: 从阳光电源的业务布局来看，这项四开关双向Buck-Boost变换器（FSBB）的功率流平滑反转技术具有显著的应用价值。该技术通过结合PWM和移相控制实现全开关零电压开关（ZVS），并能在单个开关周期内完成功率传输方向的平滑切换，这与我们在储能系统和光储一体化解决方案中的核心需求高度契合。 在储能变...