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具有连续与断续电感电流模式的倍压反向耦合电感阻抗网络逆变器
Voltage-Doubler Reverse Coupled-Inductor Impedance Network Inverter With Continuous and Discontinuous Inductor Current Operation
Yuliang Ji · Shuai Ji · Lina Geng · Jingshan Mo 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
本文提出一种倍压反向耦合电感阻抗源逆变器(VDRCL-ISI)。该变换器实现单级升压功能,提升升压能力并降低器件电压应力。其电压增益与匝比呈反比关系,可采用较低匝比获得更高电压增益。不同于传统阻抗源逆变器,该结构在电感电流断续时直流母线电压无突降现象。此外,其电感参数选择几乎不受限,显著拓宽了应用范围。文中给出了电路分析、理论计算、参数设计、效率分析及性能优势,并通过实验平台验证了该拓扑的可行性。
解读: 该倍压反向耦合电感阻抗网络逆变器技术对阳光电源新能源汽车驱动系统及储能变流器产品具有重要应用价值。其单级升压特性和低匝比高增益特点可直接应用于车载OBC充电机,在低压电池侧实现高效升压,降低磁性元件体积。断续模式下无母线电压突降的特性显著提升轻载工况稳定性,适合充电桩宽负载范围运行。该拓扑的低电压应...
基于自适应SFBEMF观测器的IPMSM驱动器直流误差抑制位置估计方法
Adaptive SFBEMF Observer-Based Position Estimation Method With DC Error Rejection for IPMSM Drives
Yin Chen · Haibin Li · Minxin Lin · Tao Jin · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
精确转子位置估计对保证内置式永磁同步电机IPMSM的优异无传感器控制至关重要。提出具有高阶锁相环PLL的基于同步频率的反电动势SFBEMF观测器以解决位置估计不准确问题。由于逆变器非线性、磁链空间谐波和电流测量偏移误差的不利影响,反电动势中常出现奇次谐波(特别是五次和七次谐波)和直流误差,导致不可容忍的位置误差,传统反电动势观测器无法很好解决该问题。设计具有自适应带通特性的SFBEMF观测器以提取单位增益无相位滞后的精确基波反电动势。采用高阶PLL克服二阶结构缺陷以获得动态性能改善。在1.5kW...
解读: 该IPMSM无传感器控制研究对阳光电源新能源汽车电机驱动系统优化有重要参考价值。SFBEMF观测器抑制五次七次谐波和直流误差提高位置估计精度的技术可应用于阳光OBC和电机控制器的无传感器控制算法。高阶PLL改善动态性能符合阳光电源在电动汽车牵引电机控制中的高性能需求。该方法对逆变器非线性和测量偏移的...
一种具有宽电压转换比的新型双向改进型Zeta变换器
A Novel Bidirectional Modified Zeta Converter With Wide Voltage Conversion Ratio
Sunil Mandal · Prajof Prabhakaran · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
高增益、非隔离型双向DC-DC变换器(BDC)在储能系统与微电网及电动汽车(EV)的接口中发挥着关键作用。然而,现有拓扑常受限于窄占空比范围,且器件数量多、电压应力高。本文提出一种新型非耦合高增益BDC,基于改进型Zeta拓扑,正向功率流时高效工作于升压模式,反向时工作于降压模式。该结构简化了电路与控制策略,器件数量少,可在宽占空比范围内实现高电压增益,并显著降低多数开关管的电压应力。实验研制了200 W样机,采用SiC MOSFET使峰值效率达96%。结果验证了其在开环与闭环控制下的适用性,展...
解读: 该新型双向Zeta变换器技术对阳光电源ST系列储能变流器和车载OBC充电机具有重要应用价值。其宽电压转换比特性可优化PowerTitan储能系统中电池侧与直流母线的接口设计,特别适用于低压电池组(48V/96V)与高压直流母线(400V/800V)的双向能量管理。文中采用的SiC MOSFET方案与...
一种具有对称增益和抗直流偏置能力的双向LLC拓扑
A Bi-Directional LLC Topology With Symmetrical Gain and Anti-DC Bias Ability
Qinghua Chen · Hanyu Wang · Ke Wu · Jiacai Zhuang 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
双向 LLC 谐振变换器在许多关键应用中起着关键作用,如车载充电器和储能系统。然而,对于传统的双向 LLC 变换器,在反向运行时,电压增益会变窄,并且可能会出现直流偏置。因此,如何以最低成本在实现抗直流偏置能力的同时保证对称的增益是一个主要关注点。本文提出了一种新的双向 LLC 拓扑结构来解决上述问题。首先,在初级侧添加一个开关控制的辅助电感支路,以实现精确的双向电压增益。其次,在次级侧添加另一个小电感,其电流易于测量,用于控制抗直流偏置。最后,通过增加直流偏置抑制策略,所提出的拓扑结构可以确保...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项双向LLC谐振变换器技术具有重要的战略应用价值。该技术通过创新性地引入开关控制辅助电感和直流偏置抑制策略,有效解决了传统双向LLC拓扑在反向运行时增益不对称和直流偏置的核心问题,这与我司在储能系统和车载充电器领域的技术需求高度契合。 在储能系统应用层面,双向LLC拓扑...
基于图论的共地无变压器单相逆变器拓扑推导方法
Topology Derivation Method of Common-Ground Transformerless Single-Phase Inverters Based on Graph Theory
Zhilei Yao · Qin Xu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
共地型无变压器单相逆变器由于不存在共模漏电流,在光伏发电系统中得到了广泛应用,但目前尚无关于其拓扑推导的系统理论。因此,本文提出了一种基于图论的双接地单相逆变器通用拓扑推导方法。通过确定共地拓扑的特性,并分别在无向图中插入开关、电感和电容,可推导出共地拓扑。以具有四个节点、四个开关、三个电感和三个电容的拓扑为例,说明了该推导方法。以推导得到的其中一种拓扑为例,阐述了该逆变器的工作原理,该逆变器具有较高的电压增益。该系统为单级系统,因此可以提高系统效率。对参考电压表达式进行简化,以减少数字信号处理...
解读: 从阳光电源光伏逆变器业务角度分析,该论文提出的基于图论的共地型无变压器单相逆变器拓扑推导方法具有重要的技术价值和应用前景。 在产品价值层面,共地型拓扑能够从根本上消除光伏系统中的共模漏电流问题,这对于阳光电源的户用和小型商用逆变器产品线尤为关键。当前市场对系统安全性和可靠性要求日益严格,共模漏电流...
低输出电流纹波、超高压降、低开关损耗的两相降压变换器
Low Output Current Ripple Ultra High Step-Down Two-Phase Buck Converter With Low Switching Losses
Ahmad Ghamsari Esfahani · Mahdi Sadeghi · Ehsan Adib · Patrick Wheeler 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
本文介绍了一种新型双开关降压直流 - 直流转换器。通过将填谷电路与耦合电感相结合,并采用交叉耦合电感技术,所提出的转换器大幅降低了输出电流纹波。这种结构不仅提高了转换器的电压增益,还减轻了二极管上的电压应力。采用双磁元件实现了双相降压机制,提高了转换器效率。此外,该转换器还具备纹波消除能力。所提出的转换器中的一个开关在零电流开关条件下导通,而另一个开关由于其漏源电压较低,开关损耗极小,这既降低了开关损耗,又减少了电容性导通损耗。本文给出了详细的分析和设计指南,以验证所提出转换器的性能。通过一个将...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项超高降压比双相Buck变换器技术在光伏和储能系统的直流变换环节具有显著应用价值。该技术通过耦合电感和谷填充电路的集成设计,实现了极低的输出电流纹波和大幅降压能力,这与我们在光伏优化器、储能PCS直流侧变换以及高压直流快充系统中的技术需求高度契合。 该技术的核心优势在于...
一种基于耦合电感的新型高升压DC-DC变换器及其在可再生能源中的应用
A New Quadratic High Step-Up DC–DC Converter Based on Coupled Inductors for Renewable Energy Applications
Vafa Marzang · Shirazul Islam · Atif Iqbal · Hasan Mehrjerdi 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
本文提出了一种高升压DC-DC变换器拓扑,具有二次电压增益特性,且功率MOSFET承受较低的电压应力。该结构输入输出共地,开关源极直接接地,包含两个开关、三个二极管、四个电容和两个耦合电感。其中一个耦合电感为三绕组,用于提升电压增益并抑制输入电流纹波;另一个为双绕组,进一步提高增益。通过稳态分析推导了输出电压及MOSFET电压应力。该拓扑的关键优势在于利用耦合电感实现平滑的输入电流纹波。文中还与现有先进拓扑进行了对比,并给出了电压增益与电压应力的曲线比较。最后研制了实验样机,在18–48 V宽输...
解读: 该二次型高升压DC-DC变换器技术对阳光电源多条产品线具有应用价值。在ST储能系统中,可用于低压电池簇的升压接入,18-48V宽输入范围契合磷酸铁锂电池组电压波动特性,二次增益特性可减少级联级数;在SG光伏逆变器的前级DC-DC模块中,三绕组耦合电感抑制输入电流纹波的设计可优化MPPT算法性能,降低...
减少器件数量的三级开关电容升压逆变器
Three-Level Switched-Capacitor Boost Inverter With Reduced Component Count
Duc-Tri Do · Vinh-Thanh Tran · Khai M. Nguyen · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
本文提出一种新型少器件三级开关电容升压逆变器(3L-SC-BI)。其逆变侧仅需八个开关,较传统三级F型逆变器节省四个开关。采用开关电容结构可实现中点电压自平衡,无需电压传感器,并提升电压增益。与传统开关电容逆变器不同,电容并联时无显著涌流,其电流由电感电流限制。提出一种新的空间矢量调制方法,利用低直通状态在小矢量期间实现电容并联充电,且不影响输出电压。调制指数与升压开关占空比独立控制,提高了调制利用率,实现高电压增益和低器件电压应力。实验通过1-kVA样机验证,相比现有拓扑,在G=3.12和G=...
解读: 该三级开关电容升压逆变器技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。其核心优势在于:1)减少四个开关器件,可直接降低PowerTitan储能系统的功率模块成本和体积;2)中点电压自平衡特性简化了三电平拓扑的控制复杂度,提升系统可靠性;3)高电压增益(G=3.12)特别适合低...
切换中点升压逆变器
Switched-Midpoint Boost Inverter (SMBI)
Sze Sing Lee · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月
摘要:传统的三电平逆变器,如 T 型拓扑结构,使用两个串联的直流母线电容来产生三个对称的电压电平。由于其最大电压电平仅限制在直流母线电压的一半,因此需要一个前端升压转换器来扩展电压增益,从而构成两级拓扑结构。本文介绍了一种单级三相升压逆变器,即开关中点升压逆变器(SMBI)。所提出的拓扑结构通过在直流母线电容的中点并入一个功率开关,实现了对直流母线电容的控制。通过在升压电感充电期间使直流母线电容并联,自然地保持了电压平衡,无需任何电压平衡控制器或传感器。在给定的升压电感充电占空比下,所提出的 S...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项开关中点升压逆变器(SMBI)技术呈现出显著的应用价值,特别是在光伏逆变器和储能系统领域。 该技术的核心优势在于实现单级拓扑结构,相比传统两级方案,通过在直流母线电容中点引入功率开关,使电容在充电时并联连接,自然实现电压平衡。这一创新设计可将直流母线电压提升至传统方案...