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具有无功功率能力的单级AC-DC双有源桥变换器
Single-Stage AC-DC Dual Active Bridge Converter With Reactive Power Capability
Daniel Goldmann · Jakob Vellinger · Simon Schramm · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
传统的隔离型AC-DC功率变换通常采用两级结构，分别实现交直流转换与电气隔离。本文提出一种单级AC-DC双有源桥变换器的新型控制策略，可实现电网端任意无功功率流动，克服了传统方案在电网电压过零点无法传输电流及仅限于单位功率因数运行的局限。通过多种调制策略的协同设计，确保变换器在宽电压范围内高效运行。该方法基于解析建模的开环控制，无需电流闭环。实验基于3 kW样机验证，输出电流总谐波畸变率低至5.0%，峰值效率超过96.5%。
解读: 该单级AC-DC DAB技术对阳光电源车载OBC和储能PCS产品具有重要应用价值。相比传统两级架构，单级拓扑可降低系统成本和体积，特别适合电动汽车充电场景。其无功功率调节能力可直接应用于ST系列储能变流器的电网支撑功能，增强构网型GFM控制性能。基于解析建模的开环控制策略简化了控制系统设计，5.0%...
基于改进型E类谐振拓扑并集成可控可变电感与阶梯磁芯收发耦合器的固定频率单级无线电机驱动器
A Fixed-Frequency Single-Stage Wireless Motor Driver Utilizing a Modified Class-E Resonant Topology With a Controlled Variable Inductor and Stepped-Core Tx/Rx Couplers
Ching-Ming Lai · De-Tai Lin · Hao-En Liu · Tomokazu Mishima 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
本文提出一种基于改进型E类谐振拓扑的单级无线电机驱动器（WMD），用于直流电机控制。通过引入有源钳位电路与高阶谐波抑制电路，提升了开关器件可靠性并优化了功率传输效率。在谐振腔中集成可变电感模块与阶梯磁芯发射/接收耦合器，实现了在线圈失配条件下保持高效率的固定频率运行。文章涵盖系统架构、电路工作模态、稳态分析及磁性元件设计。实验构建了180 W的WMD样机，验证了理论分析，谐振腔效率提升达4.79%，系统最高效率达89.72%。
解读: 该固定频率单级无线电机驱动技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。改进型E类谐振拓扑结合有源钳位电路可直接应用于车载OBC充电机和无线充电桩开发，89.72%的系统效率与4.79%的谐振腔效率提升为ST储能变流器的软开关设计提供参考。可变电感模块实现线圈失配下的固定频率运行，可优化充电桩在不...
基于软开关的串/容并补偿无线轮毂电机驱动系统设计
Soft Switching Based Design of Wireless In-Wheel Motor Drive System with Series/Capacitor-Parallel Compensation
Xin Felix Chen · Chi K. Tse · C. Q. Jiang · Qianhong Chen 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
为降低电源线缆断连风险，采用无线轮毂电机驱动系统。本文提出一种串/容并（S/CP）补偿拓扑，虽结构类似串/串并（S/SP），但设计思想更利于提升电压增益灵活性。设计中首次引入软开关考量，基于推导的软开关边界可快速确定设计点，并引入虚拟参数消除端接效应对软开关的影响。结合电机负载对母线电压波动的高容忍性，提出优化设计方法，可在宽负载与错位范围内实现软开关、满足电压需求并保持高效率。实验搭建600 W样机，最高效率达96.81%，验证了理论分析的正确性。
解读: 该软开关无线电能传输技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。文章提出的S/CP补偿拓扑及软开关设计方法可直接应用于电动汽车无线充电系统和轮毂电机驱动方案。其核心创新点：1）基于软开关边界的快速设计方法可优化阳光电源车载OBC和无线充电桩的功率变换效率，96.81%的系统效率与公司高效率目标一...
用于电力电子变换器集成电力系统的电磁暂态仿真分裂状态空间方法
Splitting State-Space Method for Converter-Integrated Power Systems EMT Simulations
Xiaopeng Fu · Wei Wu · Peng Li · Jean Mahseredjian 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年12月
随着电力系统中电力电子设备的广泛应用，精确掌握其动态特性对系统设计、控制与保护分析至关重要。为此，常需高保真但耗时的电磁暂态（EMT）仿真。本文提出一种具备数值误差控制的高效分裂状态空间方法，通过通用解耦原理将系统状态方程分解，基于状态矩阵时变部分的分离，结合自动开关分组与开关邻接状态变量识别，定位最小开关状态相关子电路拓扑。采用多阶精度指数分裂公式求解并重构子方程，并利用指数分裂格式加速矩阵指数计算。该方法在含直流负载的配电网、LLC谐振变换器、大规模风电场及MMC电路等多种场景下验证了准确性...
解读: 该分裂状态空间EMT仿真方法对阳光电源的多个产品线具有重要应用价值。首先，LLC谐振变换器仿真可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高频隔离DC-DC设计优化。其次，高效的开关状态识别算法有助于PowerTitan等大型储能系统的多模块并联建模与控制策略验证。方法的数值误差控制特性可提...
基于双输出混合变换器的电压控制SRM驱动及电能质量改善
Voltage Controlled SRM Drive with Power Quality Enhancement Using Dual Output Hybrid Converter
Vipin Kumar Singh · Bhim Singh · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年9月
本文设计了一种非隔离式混合无桥双输出（NHBLDO）变换器，用于电机驱动，并提升单相电网供电的开关磁阻电机（SRM）的电能质量。根据中点变换器（MPC）辅助的开关磁阻电机驱动需求，通过集成Zeta变换器和规范开关单元（CSC）变换器，开发了一种带中点的NHBLDO前端变换器。该变换器设计为在不连续电流模式（DCM）下运行，适用于低功率、低成本应用。此外，单电压控制器中使用的单个电压传感器足以满足要求，且易于在低成本、低功率电器中实现。开发了具有双输出的非隔离式混合无桥变换器（NHB变换器），以补...
解读: 该非隔离式双输出混合变换器技术对阳光电源新能源汽车驱动产品线具有直接应用价值。其集成PFC功能实现单位功率因数与低THD的特性，可应用于车载OBC充电机输入级设计，提升充电系统电能质量与电网兼容性。电压控制策略与宽负载高效运行特性，可借鉴至电机驱动控制器优化，提升动力系统效率。此外，该拓扑的功率因数...