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100-kVA混合变压器保护方案设计
Design of a Protection Concept for a 100-kVA Hybrid Transformer
Johannes Burkard · Jürgen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年4月
随着可再生能源并网比例提升，电网电能质量面临挑战。混合变压器（HT）由低频变压器与部分额定功率电子变换器组成，可通过动态控制电压、有功及无功功率来保障电能质量。本文针对100-kVA混合变压器，重点研究了其保护方案的设计，以确保系统在复杂电网环境下的安全稳定运行。
解读: 混合变压器技术在提升配电网电能质量方面具有重要潜力，与阳光电源的PowerTitan及PowerStack储能系统在电网支撑功能上有高度协同性。该研究提出的保护方案对提升阳光电源PCS产品的电网适应性及故障穿越能力具有参考价值。建议研发团队关注混合变压器在微电网及弱电网场景下的应用，探索将其控制策略...
混合变压器在柔性交流电网调节中直流偏置抑制的应用扩展
Application Expansion of DC Bias Suppression for Hybrid Transformers in Flexible AC Grid Regulation
Yan Shi · Xiangyu Zhang · Yilin Wu · Wei Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
本文探讨了混合变压器通过结合部分额定功率变换器与电磁变压器，在实现交流电网电压与功率流调节的同时，有效抑制电网直流偏置。该方法无需额外辅助设备，为解决电网直流偏置带来的负面影响提供了高效的集成化解决方案。
解读: 该技术对于阳光电源的电网侧储能（PowerTitan系列）及大型集中式光伏逆变器具有潜在参考价值。在弱电网或复杂电网环境下，电网直流偏置可能导致变压器饱和及损耗增加。通过引入混合变压器控制策略，可增强阳光电源并网设备的电网适应性，减少对外部补偿设备的依赖。建议研发团队关注该拓扑在构网型（GFM）逆变...
高频开关电源中具有介电隔离的负载-源匹配技术
Load–Source Matching With Dielectric Isolation in High-Frequency Switch-Mode Power Supplies
Adrian Zsombor Amanci · Harry E. Ruda · Francis P. Dawson · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
本文提出了一种新型混合无源功率器件——混合变压器，作为传统高频变压器的改进方案。该器件由提供负载-源匹配的耦合电感拓扑（互感分支）和多层介电隔离装置组成，旨在提升高频（百kHz至MHz级别）开关电源的功率密度与转换效率。
解读: 该研究提出的混合变压器技术在高频功率变换领域具有前瞻性。对于阳光电源而言，该技术可应用于户用光伏逆变器及小型化储能PCS产品中，通过优化磁性元件设计提升功率密度，减小体积。特别是在追求极致轻量化和高效率的微型逆变器或下一代高频DC-DC变换模块中，该拓扑有助于降低损耗并改善电磁兼容性。建议研发团队关...
用于光伏组件的混合变压器ZVS/ZCS DC-DC变换器：磁性元件优化与功率器件利用率提升
Hybrid Transformer ZVS/ZCS DC–DC Converter With Optimized Magnetics and Improved Power Devices Utilization for Photovoltaic Module Applications
Bin Gu · Jason Dominic · Baifeng Chen · Lanhua Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年4月
本文提出了一种用于光伏组件的高升压比非隔离DC-DC变换器。该变换器通过混合变压器将谐振工作模式集成至传统的有源钳位耦合电感PWM变换器中，实现了有源开关的零电压开关（ZVS）开通及零电流开关（ZCS）关断，显著提升了变换效率与功率密度，适用于光伏发电系统。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器（String Inverter）及户用光伏解决方案具有极高的参考价值。通过混合变压器实现ZVS/ZCS软开关技术，能有效降低开关损耗，提升光伏组件侧DC-DC环节的转换效率，从而提高整机功率密度。在阳光电源追求更小体积、更高效率的户用及工商业组串式逆变器设计中，该拓扑...
具有部分功率处理功能的三端口混合变压器用于可再生能源与储能集成
A Three-Port Hybrid Transformer With Partial Power Processing Function for Renewables and Energy Storage Integration
Huan Guo · Chen Li · Ruiyuan Huang · Yinghua Ye · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月
将储能系统（ESS）与可再生能源相结合可以平滑功率流并减轻对电网的影响。本文提出了一种具有部分功率处理（PPP）功能和变换器单元复用特性的新型混合变压器（HT）用于这种集成。文中讨论了其运行原理，如转换模式、运行范围和控制策略等。分析了诸如单元功率额定值和端口容量、处理功率比和效率等性能指标。与典型的两级配置相比，为获得规定的端口容量所需的总单元功率额定值显著降低，从而降低了成本。同时，储能系统端口的效率和最大转换容量均得到提高。通过计算、仿真和实验并进行对比，验证了这些改进效果。
解读: 从阳光电源储能系统集成业务角度分析，这项三端口混合变压器技术具有显著的战略价值。该技术通过部分功率处理（PPP）机制和变流器单元复用，为解决新能源并网与储能协同的核心痛点提供了创新路径。 在技术价值层面，该方案相比传统两级拓扑架构实现了三重突破：首先，单位功率等级的大幅降低直接转化为系统成本优势，...
电网电压跌落下混合变压器电流过载能力的分析与优化
Analysis and Optimization for Current Overload Capability of Hybrid Transformers Under Grid Voltage Sag
Yan Shi · Xiangyu Zhang · Lvyang Chen · Wei Li 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
大量电力电子设备的接入使得未来电网对灵活、快速的电压调节提出了需求。混合变压器（HTs）结合了电磁变压器和部分额定容量的变流器，被认为是极具竞争力的解决方案。然而，混合变压器紧密的电磁耦合特性导致其在补偿电压暂降时出现电流过载问题，限制了其额定补偿容量的充分利用。此外，随着电压暂降深度的增加，这种过载现象会加剧。这些独特的电流过载特性对于混合变压器在实际应用中充分发挥其调压能力至关重要。本文探讨了混合变压器的电流过载特性及其影响因素。在此基础上，结合其电磁耦合特性，提出了硬件和软件组件的协同优化...
解读: 从阳光电源业务视角来看，该论文探讨的混合变压器（HT）电流过载优化技术具有重要的战略价值。随着我司光伏逆变器和储能系统在全球电网中的大规模部署，电网电压暂降场景下的低电压穿越（LVRT）能力已成为并网设备的核心技术指标。 该研究揭示的混合变压器电流过载机理与我司产品面临的挑战高度契合。在集中式光伏...
集成电池储能的混合变压器在电动汽车超快速充电中的应用
The Hybrid Transformer With Battery Storage Integration for Electrical Vehicle Ultrafast Charging
Huan Guo · Qi Xiong · Chen Li · Mingyu Zhou · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月
在电动汽车充电站中集成电池储能可有效降低对电网的影响并提升充电能力。本文提出一种集成电池储能的混合变压器方案，具备部分功率处理、变流单元复用及与交流电网协调运行的特点，适用于超快速充电站。文中介绍了电路结构与工作原理，讨论了参数设计与性能分析。相比传统配置，所提方案显著降低了实现特定充电容量所需的总变流器容量，同时因部分功率处理效应和简洁结构提升了整体效率。实验、仿真与计算结果验证了该方案的优越性，200 kW样机最高效率达98.2%，总变流容量仅396 kW即可实现380 kW最大功率转换，且...
解读: 该混合变压器集成储能技术对阳光电源充电桩及储能产品线具有重要应用价值。其部分功率处理架构可使变流器容量需求降低至传统方案的52%（396kW实现380kW功率），直接适用于阳光电源超充桩产品优化，显著降低功率模块成本。98.2%的系统效率与交流侧功率波动抑制特性，可增强ST系列储能变流器在充电场景的...