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基于高频Dickson倍压器的高压低纹波变换器设计
Design of a High-Voltage Low-Ripple Converter With High-Frequency Dickson Multipliers
Zhechi Ye · Kawin Surakitbovorn · Calvin H. Lin · Juan Rivas-Davila · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
高压、低纹波的直流 - 直流转换器在各种工业和科学应用中至关重要。提高开关频率有助于提高转换器的功率密度，但对电路设计提出了挑战。在本文中，我们提出了一种基于迪克森电压倍增器详细模型的设计方法，以考虑高频倍增器电路中的非理想因素。我们介绍了一款高频 80 瓦、48 伏转 7 千伏直流 - 直流电源转换器的设计，其电压纹波峰峰值小于 10 伏。该电路采用了基于氮化镓的高频逆变器、多端口空心平面印刷电路板（PCB）变压器、迪克森电压倍增器和纹波消除技术。PCB 变压器采用屏蔽层构建，以减轻噪声引起的...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于Dickson倍压器的高频高压低纹波变换技术具有重要的应用潜力。该技术实现了48V到7kV的升压转换，纹波比控制在0.1%以内，峰值效率达86%，这些指标对我司多个产品线具有参考价值。 在光伏逆变器领域，该技术的高频化设计思路与我司追求高功率密度的方向一致。采用G...
一种改进的混合ZVS调制方法用于SiC高频三相逆变器
An Improved Hybrid ZVS Modulation for SiC High-Frequency Three-Phase Inverter
Qunfang Wu · Xinwei Fan · Qin Wang · Xiao Lan · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月
近年来，SiC三相逆变器因其优异性能被广泛应用于航空电推进系统，但仍面临高频开关损耗大、效率提升困难等问题。为此，本文提出一种改进的混合零电压开关（ZVS）调制策略，结合变电流滞环控制与钳位调制，在全负载周期内实现ZVS，进一步提升效率。详细分析了每相约120°钳位的控制目标、软开关谐振周期及变电流滞环特性，并阐述了钳位模式与高频调制模式切换的瞬态过程，以最小化附加损耗。实验研制了5 kW/250 kHz原理样机，峰值效率达98.88%，相较现有类似调制方案效率提升0.38%，验证了理论分析与所...
解读: 该改进混合ZVS调制技术对阳光电源SiC功率器件应用具有重要价值。250kHz高频运行下实现98.88%峰值效率，可直接应用于ST系列储能变流器的高频化设计，通过减小磁性元件体积提升功率密度。变电流滞环控制结合钳位调制的全周期ZVS实现方案，为SG系列光伏逆变器的SiC升级提供开关损耗优化路径，特别...
采用负电压阻断GaN开关的恒定谐振频率飞跨电容多电平变换器
Flying Capacitor Multi-Level Converter at Constant Resonant Frequency with Negative-Voltage-Blocking GaN Switch
Dam Yun · Sunghyuk Choi · Jung-Ik Ha · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
在开关电容操作中，谐振型飞跨电容多电平（RFCML）变换器因其高效率和高功率密度受到关注。传统RFCML变换器在各相产生不同谐振频率，导致电感电流峰值和均方根值升高，增大电感体积。本文提出一种通过引入重路由电容实现恒定谐振频率的新RFCML拓扑。该结构需使用能阻断高于电容充电电压的反向电压的开关，采用GaN器件与负压驱动电路实现。所提拓扑通过增加两个开关降低通态电阻，减小导通损耗，提升效率，并结合零电压开关（ZVS）改善轻载效率。实验基于48 V转12 V原型验证，实现98.9%峰值效率、96....
解读: 该恒定谐振频率飞跨电容多电平变换器技术对阳光电源DC-DC变换产品线具有重要应用价值。48V-12V高效率拓扑可直接应用于：1）储能系统ST系列中的DC-DC变换模块，98.9%峰值效率和2169W/in³功率密度可显著提升PowerTitan系统集成度；2）车载OBC充电机的高压-低压辅助电源，恒...
具有分数匝交错结构的CLLC谐振变换器中三维矩阵电感-变压器
3D-Matrix Inductor-Transformer with Fractional-Turn Interleaving in a CLLC Resonant Converter for Bidirectional Onboard Chargers
Hans Wouters · Wout Vanderwegen · Cédric Keibeck · Marek Ryłko 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
平面磁元件因其紧凑性被广泛应用于高频隔离型DC-DC变换器，如电动汽车充电机。印刷电路板绕组可显著降低成本并提升可制造性。本文提出一种三维矩阵电感-变压器（3D-MIT），融合了以往被认为不兼容的两种平面磁设计方法。首先，采用新型三维磁芯与绕组结构，集成CLLC谐振变换器的串联谐振电感与变压器；其次，引入分数匝交错结构，使绕组周围涡流感应场强较全交错结构降低50%，显著减少高频下的铜损。二者结合实现了首个可完全交错绕组的集成电感-变压器方案。文中给出了建模与设计方法，并配套提供软件实现。所研制的...
解读: 该3D-MIT磁集成技术对阳光电源车载充电机产品线具有重要应用价值。文中提出的分数匝交错结构可使高频铜损显著降低，结合GaN器件在500kHz开关频率下实现4.0kW/L功率密度和97.5%峰值效率，直接适用于阳光电源OBC产品的小型化设计。该磁集成方案将CLLC谐振电感与变压器合一，可减少磁性元件...
一种具有无损电流检测和无缝切换的四开关Buck-Boost变换器高效率控制方法
A High-Efficiency Control Method WITH Lossless Current Sensing and Seamless Transition for Four-Switch Buck–Boost Converter
Qi Liu · Qi Xu · Qinsong Qian · Song Ding 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
四开关 Buck - Boost 变换器的四边形控制方法可使所有功率开关实现零电压开关（ZVS），从而实现高功率密度。然而，为确保 ZVS 的实现，需要对电感电流进行采样和调节，这会引入额外损耗并降低效率。本文提出了一种基于无损电流采样的高效控制策略，该策略可在所有工况下使电感电流幅值最小。此外，为确保不同模式间的平稳切换，当输入电压接近输出电压时，插入了一种过渡模式。最后，搭建了输入电压为 40 - 60V、输出参数为 48V/6A 的实验样机，以验证所提出的采样电路和控制策略的有效性。样机的...
解读: 从阳光电源业务视角来看，这项四开关Buck-Boost变换器的高效控制技术具有显著的应用价值。该技术通过无损电流采样和无缝模式切换实现了98.88%的峰值效率，这对我们的光伏逆变器和储能变流器产品线具有直接的技术借鉴意义。 在光伏系统应用场景中，该技术的宽输入电压范围（40-60V）和高效率特性与...