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基于方程的开关电容变换器拓扑设计方法
Equation-Based Design Methodology for Switched-Capacitor Converter Topologies
Seokwon Choi · Dam Yun · Jung-Ik Ha · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
开关电容（SC）变换器因其高功率密度而备受关注，但目前缺乏系统性的拓扑综合方法。本文提出了一种基于方程的设计框架，通过符号化拓扑方程显式表达直流偏置条件和组件互连关系，为高效变换器设计提供了理论支撑。
解读: 开关电容（SC）变换器技术在提升功率密度方面具有潜力。对于阳光电源而言，该方法论可应用于户用光伏逆变器及小型化储能模块的辅助电源（Auxiliary Power Supply）设计中，有助于减小体积并提升效率。此外，在PowerStack等储能系统内部的低压辅助电路设计中，引入此类系统化拓扑综合方法...
利用动态电压域堆叠提升宽范围转换效率
Boosting Wide-Range Conversion Efficiency With Dynamic Voltage-Domain Stacking
Tim Thielemans · Filip Tavernier · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
本文提出了一种动态电压域堆叠技术，通过结合两种新型开关电容变换器拓扑与集成有限状态机，实现了宽输入范围下的高效转换。该方法通过可重构系统设计，有效提升了变换器在宽电压波动场景下的转换效率。
解读: 该技术在宽输入电压范围下的高效率转换特性，对阳光电源的组串式光伏逆变器及户用储能系统具有重要参考价值。随着光伏组件电压范围的不断扩大，该拓扑可优化逆变器前端DC-DC级的效率表现，减少功率损耗。建议研发团队评估其在PowerStack储能系统或户用逆变器中的应用潜力，特别是在提升部分负载效率和应对复...
开关电容变换器的时域建模与分析
Time-Domain Modeling and Analysis of Switched-Capacitor Converters
Paritosh Jawalikar · Nagesh Patle · Bibhu Datta Sahoo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
本文提出了一种开关电容变换器（SCC）的时域建模与分析方法。通过对状态空间模型进行齐次化处理，推导出了输出电压随时间变化的闭式表达式，无需离散化及后续数值求解。该方法能够快速获得周期内任意时刻的稳态输出电压，为变换器设计与优化提供了高效的理论工具。
解读: 开关电容变换器（SCC）在功率密度提升方面具有潜力，虽然目前阳光电源的主流光伏逆变器和储能PCS多采用电感型拓扑，但该建模方法对于优化辅助电源（Auxiliary Power Supply）设计、提升驱动电路的集成度具有参考价值。在户用光伏及小型化充电桩产品中，若需进一步提升功率密度，可关注SCC拓...
客座社论：开关电容变换器
SCCs）专题
Yam P. Siwakoti · Robert C. N. Pilawa-Podgurski · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
本文介绍了开关电容变换器（SCCs）的研究现状与应用。SCCs因无需电感、磁性元件设计简单、电磁干扰（EMI）低及易于集成等优势，在从毫瓦级到千瓦级的各类应用中得到广泛关注与应用。
解读: 开关电容变换器（SCCs）的核心优势在于高功率密度和低EMI，这对于阳光电源的户用光伏逆变器及小型化储能产品（如PowerStack）的辅助电源设计具有参考价值。虽然目前阳光电源的主流产品（如PowerTitan、组串式逆变器）多采用基于电感/变压器的拓扑以满足高功率需求，但随着功率器件集成度的提升...
开关电容变换器
SCCs）特刊客座社论
Yam P. Siwakoti · Robert C. N. Pilawa-Podgurski · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
开关电容变换器（SCCs）在学术界和工业界应用广泛，功率覆盖从毫瓦级到千瓦级。其核心优势在于无需电感及相关磁性元件，从而降低了电磁干扰（EMI），并具备更好的集成度与功率密度。
解读: 开关电容变换器（SCCs）通过去磁化设计提升功率密度，这对阳光电源的户用光伏逆变器及小型化充电桩产品具有参考价值。虽然目前阳光电源的大功率组串式逆变器及PowerTitan储能系统主要采用磁性元件方案以保证高效率与高可靠性，但SCC技术在辅助电源、驱动电路或低功率DC-DC模块中具有潜在应用前景。建...
具有开关电容-电感单元的PWM开关电容变换器用于可调高降压电压转换
PWM Switched Capacitor Converter With Switched-Capacitor-Inductor Cell for Adjustable High Step-Down Voltage Conversion
Masatoshi Uno · Akio Kukita · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年1月
针对电力转换系统中主功率变换器与低压辅助电路间的电压差，本文提出了一种带开关电容-电感单元的PWM开关电容变换器。该拓扑解决了传统开关电容变换器电压调节能力差的问题，实现了高降压比下的灵活电压调节，适用于辅助电源供电场景。
解读: 该技术主要应用于电力电子系统的辅助电源模块（Auxiliary Power Supply）。阳光电源的组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统以及风电变流器内部，均需要高可靠性的辅助电源为控制板、驱动电路及传感器供电。该拓扑通过PWM控制提升了电压调节灵活性，有助...
用于直流母线电压转换的多变比多谐振开关电容降压变换器
Multiratio-Multiresonance Switched-Capacitor Step-Down Converter for DC Bus Voltage Conversion
Yubo Han · Weihao Hu · Yiping Yuan · Zhenyuan Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
本文提出了一种多变比多谐振开关电容变换器，旨在提升谐振开关电容变换器的电压调节能力，并满足新兴电力电子系统对高功率密度和高转换效率的需求。该拓扑由三个结构相似的开关电容子模块组成，通过多谐振设计优化了能量传输效率。
解读: 该研究提出的多变比多谐振开关电容变换器技术，主要针对高效率、高功率密度的直流电压变换场景。对于阳光电源而言，该技术在户用光伏逆变器及电动汽车充电桩的内部DC-DC级具有潜在应用价值，有助于进一步缩小产品体积并提升转换效率。建议研发团队关注其在低压大电流场景下的软开关特性，评估其在未来高功率密度充电桩...
开关槽变换器
Switched Tank Converters
Shuai Jiang · Stefano Saggini · Chenhao Nan · Xin Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年6月
本文提出了一类新型开关槽变换器（STCs），适用于高效率、高功率密度的非隔离DC-DC应用场景，特别是在需要大电压变比的场合。与传统的开关电容变换器不同，STCs利用LC谐振槽部分替代飞跨电容进行能量传输，实现了全软充电和软开关特性。
解读: 该技术在高功率密度DC-DC变换领域具有显著优势，对阳光电源的户用光伏逆变器及储能系统（如PowerStack）中的DC-DC级设计具有重要参考价值。通过引入LC谐振槽实现软开关，可有效降低开关损耗，提升系统整体效率，有助于进一步缩小逆变器及PCS的体积，满足市场对高功率密度产品的需求。建议研发团队...
基于光伏电池扩散电容的PWM开关电容单元级功率平衡变换器
PWM Switched Capacitor-Based Cell-Level Power Balancing Converter Utilizing Diffusion Capacitance of Photovoltaic Cells
Masatoshi Uno · Yota Saito · Shinichi Urabe · Masaya Yamamoto · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年11月
本文提出了一种新型基于开关电容变换器（SCC）的脉宽调制（PWM）单元级电荷再分配（DCR）变换器，利用光伏电池的扩散电容解决光伏组件在局部阴影下的功率失配问题。该方案在引入少量离散电感电容的同时，有效降低了开关过程中的焦耳损耗。
解读: 该技术针对光伏组件级功率优化，对阳光电源的组串式逆变器及组件级电力电子（MLPE）产品线具有重要参考价值。在局部阴影环境下，通过利用电池自身的扩散电容进行电荷再分配，可提升光伏系统的整体发电效率。建议研发团队评估该拓扑在阳光电源户用及工商业组串式逆变器中的集成可行性，特别是针对复杂阴影场景下的MPP...
开关电容变换器
SCCs）特刊客座社论
Yam P. Siwakoti · Robert C. N. Pilawa-Podgurski · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
开关电容变换器（SCCs）在学术界和工业界应用广泛，功率覆盖从毫瓦级到千瓦级。SCCs的优势在于无需电感及相关磁性元件设计，从而降低了电磁干扰（EMI），并具备更好的集成度与功率密度。
解读: 开关电容变换器（SCCs）的核心优势在于高功率密度和无磁设计，这对于阳光电源的户用光伏逆变器及小型化充电桩产品具有潜在的优化价值。在追求极致轻量化和高集成度的趋势下，SCC技术可作为辅助电源或低功率DC-DC级方案，以减少磁性元件体积并降低EMI。建议研发团队关注其在辅助电源模块中的应用，以进一步提...
含寄生电阻与电感的开关电容功率变换电路分析与优化
Analysis and Optimization of Switched Capacitor Power Conversion Circuits With Parasitic Resistances and Inductances
Yuanmao Ye · Ka Wai Eric Cheng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月
本文研究了由分立元件构成的开关电容变换器（SCC）。寄生电阻和杂散电感不可避免地影响其性能。文中将包含寄生参数的SCC基本单元建模为在充放电状态下交替工作的RLC串联电路，并针对低Q值硬开关SCC的特性进行了分析与优化。
解读: 该研究关注开关电容变换器（SCC）中的寄生参数效应，对提升阳光电源产品中DC-DC变换级的功率密度和效率具有参考价值。在户用光伏逆变器及小型储能PCS中，减小寄生参数带来的损耗是提升整机效率的关键。建议研发团队关注该建模方法，将其应用于优化高频功率模块的布局设计，以抑制杂散电感引起的电压尖峰，从而提...
开关电容变换器基本极限理论的推广
Generalization of the Fundamental Limit Theory in a Switched-Capacitor Converter
Yaqub Mahnashi · Fang Z. Peng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年9月
本文推广了开关电容（SC）变换器的基本极限理论。1995年提出的理论设定了特定数量电容下的电压增益比（VCR）边界，但仅适用于正向VCR，且未涵盖负向VCR的必要条件。本文对该理论进行了修正与扩展，完善了SC变换器的性能边界分析。
解读: 开关电容（SC）变换器在提升功率密度和实现高效率转换方面具有潜力，特别是在阳光电源的户用光伏逆变器辅助电源、充电桩内部DC-DC模块或iSolarCloud智能运维平台的传感器供电电路中。该理论的推广有助于研发团队在设计高功率密度变换器时，更准确地评估拓扑的理论极限，从而优化电路参数选择，减少损耗，...
开关电容变换器的微分代数方程与平均模型
Differential Algebraic Equations and Averaged Models for Switched Capacitor Converters with State Jumps
Elisa Mostacciuolo · Francesco Vasca · Silvio Baccari · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年4月
本文研究了具有理想开关的开关电容变换器在开关瞬间产生的状态跳变问题。针对该类变换器动态建模的复杂性，提出了一种基于微分代数方程的开关模型，通过对各工作模式的动态特性进行描述，实现了对开关电容变换器更紧凑的动态建模。
解读: 开关电容变换器技术在提升功率密度和效率方面具有潜力，特别是在阳光电源的户用光伏优化器或小型DC-DC转换模块中。虽然目前阳光电源主流产品（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统）多采用电感型拓扑，但该文提出的微分代数方程建模方法对于优化高频功率变换器的控制策略、降低开关损耗及提升系统动态响应具...
基于电荷平衡瞬态计算法的高功率开关电容变换器调节分析
Analysis of High-Power Switched-Capacitor Converter Regulation Based on Charge-Balance Transient-Calculation Method
Bin Wu · Shouxiang Li · Keyue Ma Smedley · Sigmond Singer · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年5月
开关电容（SC）变换器正从低功率应用向高功率领域扩展，但电压调节仍是核心挑战。本文基于电荷平衡瞬态计算（CT）建模方法，深入分析了高功率SC变换器的调节机制及峰值电流应力，为提升变换器效率与功率密度提供了理论支撑。
解读: 开关电容（SC）变换器在高功率密度设计中具有潜力，可作为阳光电源储能系统（如PowerTitan系列）或户用光伏逆变器中DC-DC级的一种技术储备。该论文提出的电荷平衡瞬态计算法，有助于优化变换器在宽电压范围下的效率，降低功率器件的电流应力。建议研发团队关注该拓扑在提升系统功率密度方面的应用，特别是...
开关电容变换器稳态模型的比较分析
Comparative Analysis of Steady-State Models for a Switched Capacitor Converter
Bin Wu · Laili Wang · Lei Yang · Keyue Ma Smedley 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年2月
本文针对现有开关电容变换器建模方法在输出电压纹波较大时预测精度不足的问题，提出了一种新的建模技术。该方法考虑了输出滤波电容的影响，能够为中等容量滤波电容下的变换器设计提供更准确的理论指导和设计准则。
解读: 开关电容变换器（SCC）在提升功率密度和集成度方面具有潜力。对于阳光电源而言，该研究在优化户用光伏逆变器或小型储能变换器（如PowerStack中的辅助电源模块或低功率DC-DC级）的电路设计中具有参考价值。通过更精确的稳态建模，可以有效减小输出滤波电容尺寸，从而进一步提升产品功率密度并降低纹波噪声...
基于开关电容变换器的模块化差分功率处理架构以虚拟统一失配光伏组件特性
Modularized Differential Power Processing Architecture Based on Switched Capacitor Converter to Virtually Unify Mismatched Photovoltaic Panel Characteristics
Masatoshi Uno · Masaya Yamamoto · Hayato Sato · Susumu Oyama · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年2月
光伏组串常因局部阴影或组件失配导致发电效率显著下降。本文提出一种基于开关电容变换器的模块化差分功率处理（DPP）架构，旨在解决组件级失配问题，通过虚拟统一光伏组件特性，有效提升在复杂阴影环境下的系统整体发电量，克服了传统DPP变换器在组件级应用中的局限性。
解读: 该技术对于阳光电源的组串式逆变器产品线具有重要参考价值。在复杂阴影环境下，传统的MPPT算法往往受限于局部最优解，而该差分功率处理（DPP）架构通过硬件层面的功率重分配，能从根本上缓解组件失配带来的损耗。建议研发团队关注其在大型地面电站及复杂工商业屋顶场景下的应用潜力，将其作为提升组串式逆变器在极端...
基于开关电容变换器的双向非隔离DC-DC变换器控制与实验验证
Control and Experimental Verification of a Bidirectional Nonisolated DC–DC Converter Based on Switched-Capacitor Converters
Kazuaki Tesaki · Makoto Hagiwara · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
本文提出了一种用于电气化铁路系统的基于开关电容的非隔离双向DC-DC变换器。该拓扑由多个主变换器（每单元两个功率器件）和多个级联斩波单元组成的辅助变换器构成，并引入小型电感进行电流控制，实现了零电流开关特性。
解读: 该技术提出的开关电容与级联斩波结合的拓扑，在提升功率密度和效率方面具有潜力。对于阳光电源而言，该技术可应用于电动汽车充电桩（如大功率直流快充模块）或储能系统（PCS）的DC-DC级。其非隔离设计有助于降低系统体积和成本，特别是在高压直流母线应用场景下。建议研发团队关注其在宽电压范围下的效率表现及控制...
基于开关电容与谐振变换器集成的非隔离直流变压器族推导
Derivation of Families of Nonisolated DC Transformers Based on Integration of Switched-Capacitor and Resonant Converters
Yufeng Song · Hongfei Wu · Zewei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
本文提出了一种系统化方法，通过集成开关电容变换器（SCC）与谐振变换器（RC）来推导非隔离直流变压器（NDCX）拓扑。核心思路是将SCC中的电容支路替换为由谐振电容、谐振电感及高频变压器组成的谐振支路，从而实现高效的直流电压变换。
解读: 该研究提出的非隔离直流变压器拓扑推导方法，对阳光电源的电力电子研发具有重要参考价值。特别是在PowerTitan和PowerStack等储能系统（PCS）中，高效的DC-DC变换级是提升系统功率密度和转换效率的关键。通过引入谐振技术，可以有效降低开关损耗，提升变换器在宽电压范围下的工作效率。建议研发...
基于能量流路径分析的复杂开关电容变换器优化设计
Optimal Design of Complex Switched-Capacitor Converters Via Energy-Flow-Path Analysis
Song Xiong · Siu-Chung Wong · Siew-Chong Tan · Chi K. Tse · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年2月
本文针对开关电容（SC）变换器，提出了一种基于能量流路径分析的建模与优化方法。传统方法多适用于低阶简单拓扑，难以精确量化各电路元件对变换器性能的具体影响。该研究通过能量流路径分析，为复杂SC变换器提供了精确的解析解，有助于优化电路设计并提升转换效率。
解读: 开关电容（SC）变换器在提升功率密度和集成度方面具有潜力，特别是在阳光电源的户用光伏逆变器及iSolarCloud配套的微型化电子模块中具有应用前景。该文献提出的能量流路径分析法，能帮助研发团队更精准地评估电路损耗，优化功率模块设计。建议关注该拓扑在低压辅助电源或高功率密度DC-DC变换环节的潜在应...
一种分析开关电容变换器谐振与软充电操作的通用方法
A General Method for Analyzing Resonant and Soft-Charging Operation of Switched-Capacitor Converters
Yutian Lei · Robert Carl Nikolai Pilawa-Podgurski · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年10月
传统开关电容（SC）变换器因瞬态电流大而限制了效率与功率密度。本文提出通过级联二级磁性变换器实现软充电操作，从而消除电流瞬态，显著提升功率密度。文章提供了一种分析该类变换器谐振与软充电特性的通用方法。
解读: 该研究关注的开关电容变换器软充电技术，旨在提升功率密度并降低损耗，这对阳光电源的户用光伏逆变器及小型化储能模块（如PowerStack）具有潜在参考价值。在追求极致功率密度的趋势下，通过级联磁性变换器实现软充电可优化DC-DC级效率。建议研发团队关注该拓扑在低压侧DC-DC变换中的应用，以减小无源器...
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