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基于全集成磁耦合纹波转移滤波器的新型三相软开关逆变器
A Novel Three-Phase Soft-Switching Inverter Based on Fully Integrated Magnetically Coupled Ripple-Transfer Filter
胡齐元 · 蒋建波 · 潘尚智 · 林子森 等6人 · 中国电机工程学报 · 2025年3月 · Vol.45
高效率与高功率密度是电力电子变换器的发展方向，但二者常相互制约。为此，提出一种基于全集成磁耦合纹波转移滤波器的新型三相软开关逆变器。该集成滤波器利用纹波转移技术显著抑制并网电流开关纹波，并将转移的纹波能量用于辅助主开关实现零电压开通，提升系统效率。所设计的三相对称磁芯结构可将三相滤波电感集成于单一磁芯，减小滤波器体积，同时确保三相电流纹波均衡。通过磁阻设计实现纹波转移条件，便于工程应用。实验在2kW样机上验证了该拓扑的有效性。
解读: 该软开关逆变器技术对阳光电源的SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器产品有重要应用价值。其创新的磁耦合纹波转移滤波器设计可同时实现高效率和高功率密度,这与我司产品追求的轻量化、高效率目标高度契合。具体而言：1)全集成磁芯结构可优化我司三相逆变器的滤波器设计,降低产品体积;2)零电压开通特性有助于提升...
带电压调节的谐振开关电容变换器的性能极限
Performance Limits of Resonant Switched-Capacitor Converter With Voltage Regulation
Wenhao Xie · Wenjie Xi · Shouxiang Li · Keyue Ma Smedley 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文提出了一种用于谐振开关电容变换器（RSCC）的直流建模方法，旨在探究变换器在不同调节方式下的效率极限。通过将现有的单参数模型扩展为负载相关的多参数直流模型，实现了对宽范围调节RSCC功率损耗的精确估计，并对比了四种调节方法的性能表现。
解读: 该研究提出的RSCC建模与效率优化方法，对阳光电源的电力电子拓扑研发具有重要参考价值。在户用光伏逆变器及小型储能PCS产品中，开关电容变换器常用于实现高功率密度与高效率转换。通过该多参数建模方法，研发团队可更精准地评估宽范围电压调节下的损耗分布，从而优化变换器拓扑设计，提升产品在轻载及宽电压输入范围...
LLC谐振变换器精确设计算法——第二部分
An Accurate Design Algorithm for LLC Resonant Converters—Part II
Zhiyuan Hu · Laili Wang · Yajie Qiu · Yan-Fei Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年8月
本文提出了一种LLC变换器优化设计的新方法。其核心在于一种精确算法，能够找出所有满足峰值增益要求的可行设计方案，便于设计人员评估并筛选出最适合特定应用的最优解。第二部分重点讨论了相关设计考量及实施流程。
解读: LLC谐振变换器是阳光电源储能系统（如PowerStack、PowerTitan系列）及电动汽车充电桩中的核心DC-DC拓扑。该算法通过精确计算峰值增益，能有效提升变换器在宽电压范围下的效率与功率密度，对优化储能变流器（PCS）的软开关性能及降低损耗具有重要指导意义。建议研发团队将其集成至设计仿真工...
10kV SiC MOSFET和二极管软开关损耗的精确瞬态量热测量
Accurate Transient Calorimetric Measurement of Soft-Switching Losses of 10-kV SiC mosfets and Diodes
Daniel Rothmund · Dominik Bortis · Johann Walter Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年6月
本文针对现代高压SiC MOSFET的软开关损耗（SSL）表征难题，提出了一种精确的瞬态量热测量方法。该方法为中压固态变压器等采用软开关技术以提升转换效率的变换器系统建模提供了可靠依据，解决了传统开关损耗测量在宽禁带器件应用中的局限性。
解读: 随着阳光电源在中压光伏接入及大型储能系统（如PowerTitan系列）中对高压功率器件需求的增加，SiC技术的应用已成为提升系统功率密度和效率的关键。本文提出的高压SiC器件软开关损耗精确测量方法，对于优化公司中压变换器拓扑设计、提升系统热管理水平具有重要参考价值。建议研发团队将其应用于高压功率模块...
多端口混合变换器的混合空间矢量调制方案
Hybrid Space Vector Modulation Scheme for the Multiport Hybrid Converter
Marco Stecca · Ahmed Abdelhakim · Thiago Batista Soeiro · Francisco Canales 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
本文提出了一种用于多端口混合变换器（MHC）的混合空间矢量调制（HSVM）方案。通过研究辅助电流与主电流的相位偏移对转换器效率的影响，优化了系统性能。在5kW三相MHC原型机上的实验结果表明，该方案能有效提升转换效率。
解读: 该研究提出的多端口混合变换器（MHC）拓扑及HSVM调制策略，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）具有重要参考价值。多端口架构能够实现光伏、储能与电网的高效耦合，减少功率变换级数，从而提升系统整体转换效率。建议研发团队关注该调制方案在降低开关损耗方面的潜力，并评估...
一种实现全域ZVS的DAB变换器简化闭式优化轨迹控制
Simplified Closed-Form Optimized Trajectories Control for a Dual Active Bridge Converter With ZVS Implementation Over Whole Domain
Deliang Chen · Junjun Deng · Mingyang Li · Zhenpo Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
双向全桥（DAB）变换器因其优异性能广泛应用于电动汽车充电及储能领域。尽管三相移（TPS）调制研究众多，但现有方案难以在全电压和负载范围内实现零电压开关（ZVS），尤其是在不同模式切换过程中存在局限。本文提出了一种简化的闭式优化轨迹控制策略，旨在解决全域ZVS实现难题，提升变换器效率与动态响应能力。
解读: 该研究直接针对DAB变换器的核心控制痛点，对阳光电源的充电桩产品线（如直流快充桩）及储能变流器（PCS，如PowerTitan/PowerStack系列）具有重要价值。DAB是实现高功率密度双向DC-DC变换的关键拓扑，通过实现全域ZVS，可显著降低开关损耗，提升系统在宽电压范围下的转换效率。建议研...
单相应用中的低频功率解耦：全面综述
Low-Frequency Power Decoupling in Single-Phase Applications: A Comprehensive Overview
Montie Alves Vitorino · Luciano Francisco Sousa Alves · Ruxi Wang · Mauricio Beltrao de Rossiter Correa · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年4月
本文综述了单相应用中抑制功率脉动的各类技术。单相系统中的脉动能量是导致被动元件体积增大、转换器损耗增加的主要因素，并可能影响直流源的寿命或稳定性。本文系统性地总结了降低功率纹波的各种电路拓扑与控制策略。
解读: 该研究直接关联阳光电源户用光伏逆变器及小型储能系统业务。单相系统中二次谐波功率引起的直流侧纹波是制约电解电容寿命及系统功率密度的关键瓶颈。通过引入先进的功率解耦技术，阳光电源可进一步优化户用逆变器（如SG系列）的体积与重量，提升功率密度，并延长直流侧薄膜电容的使用寿命，从而提升产品在户用市场的可靠性...
电动汽车变极感应电机逆变器设计考量
Inverter Design Considerations for Variable-Pole Induction Machines in Electric Vehicles
Elie Libbos · Elisa Krause · Arijit Banerjee · Philip T. Krein · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月
本文提出了一种针对变极感应电机（IM）的通用逆变器设计框架，量化了变极技术及多相逆变桥臂对转换器效率与尺寸的优化优势。研究通过设计18桥臂驱动器，实现了感应电机在六极、四极与两极间的重构，在最高转速下将转矩能力提升了2.2倍。
解读: 该研究探讨的多相逆变器拓扑与变极电机驱动技术，对阳光电源电动汽车充电桩及车载电力电子业务具有前瞻性参考价值。虽然目前阳光电源核心业务集中在光伏与储能，但随着公司在新能源汽车配套设施领域的拓展，该文中关于多相逆变器提高功率密度与效率的设计方法，可为未来高功率充电桩的功率模块设计及电机驱动控制算法提供技...
迈向真正的零电压开关
ZVS）边界
Wucheng Ying · Hui Zhao · Ameer Janabi · Jinwei Qi 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
本文针对高效率、高功率密度变换器中导通损耗占主导的问题，探讨了零电压开关（ZVS）技术。指出不准确的ZVS边界判定会导致设计偏差，造成开关损耗增加或导通/关断损耗过大，从而影响变换器的整体性能。
解读: 该研究对提升阳光电源光伏逆变器及储能PCS的功率密度至关重要。在组串式逆变器和PowerTitan系列储能系统中，精确的ZVS边界控制能有效降低开关损耗，提升整机效率。特别是在应用SiC/GaN等宽禁带半导体时，该理论有助于优化软开关控制策略，减少散热设计冗余，从而实现更紧凑的系统集成。建议研发团队...
适用于大功率中压风力发电机组的紧凑型模块化多电平变换器新方案
New Converter Solution With a Compact Modular Multilevel Structure Suitable for High-Power Medium-Voltage Wind Turbines
Gustavo F. Gontijo · Tamas Kerekes · Dezso Sera · Mattia Ricco 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
随着风力发电机组功率等级的不断提升，传统低压架构导致电流过大，造成损耗增加及导线体积重量过大。本文提出一种紧凑型模块化多电平变换器方案，通过中压架构有效降低电流，提升大功率风电系统的效率与功率密度，是解决高功率风电并网挑战的竞争性方案。
解读: 该研究提出的中压模块化多电平拓扑对阳光电源风电变流器业务具有重要参考价值。随着风电机组向大型化、高压化发展，传统低压变流器在成本和效率上受限。该方案有助于阳光电源优化风电变流器产品架构，通过提升电压等级降低系统损耗，减小电缆及滤波装置体积，从而提升整机功率密度。建议研发团队评估该拓扑在海上大功率风电...
利用不对称因子最小化感应电能传输系统的电流以实现失调容限和宽负载范围
Minimizing Current in Inductive Power Transfer Systems With an Asymmetrical Factor for Misalignment Tolerance and Wide Load Range
Zirui Yao · Junjie Zhang · Shiying Luo · Zhongbao Luo 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月
针对感应电能传输（IPT）系统中失调和宽负载范围导致的电流过大及控制复杂问题，本文提出了一种基于不对称因子的电流最小化方法。该方法有效降低了变换器及原边谐振电路的电流，提升了系统在复杂工况下的运行性能。
解读: 该研究关注IPT系统的效率优化与鲁棒性，与阳光电源的电动汽车充电桩业务具有技术关联性。虽然目前主流充电桩以传导式为主，但无线充电（IPT）是未来高阶充电技术的重要方向。该文中提出的不对称因子控制策略，可为阳光电源在开发高效率、高容错性的无线充电模块时提供拓扑优化思路，有助于提升系统在不同停车位置下的...
面向全碳化硅电压源变换器中不同导通电阻的肖特基势垒二极管选型
Selection for Schottky Barrier Diodes With Various On-Resistance in Full-SiC Voltage Source Converters
Yuzhi Chen · Chi Li · Jianwei Liu · Yifan Wu 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年5月
在基于碳化硅的电压源换流器（VSCs）中，搭配肖特基势垒二极管（SBDs）存在权衡问题。虽然肖特基势垒二极管可降低续流损耗并减轻双极传导的不利影响，但其结电容也会导致开关损耗增加。本文提出了一种以导通电阻为设计变量、旨在提高换流器效率的肖特基势垒二极管系统选择策略。以一个采用1.2 kV金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFETs）和四组1.2 kV肖特基势垒二极管的三相电压源换流器为例进行研究。在较宽的温度范围内对MOSFET/肖特基势垒二极管对的静态和开关特性进行了测量和分析。评...
解读: 该研究对阳光电源的SiC器件应用具有重要指导意义。SBD选型优化可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的功率级设计，通过合理匹配SBD导通电阻，可优化系统损耗分布，提升整机效率。特别是在1500V高压系统中，优化后的SBD可有效降低续流损耗，改善热设计裕度。这对提升产品可靠性和降低散热成...