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通过关断延迟调节实现多个串联SiC MOSFET的主动电压均衡
Active voltage balancing by turn-off delays regulation for multiple series-connected SiC MOSFETs
Cédric Mathieu de Vienne · Pierre Lefranc · Pierre-Olivier Jeannin · Bruno Lefebvre 等5人 · IET Power Electronics · 2025年1月 · Vol.18
本文提出了一种针对N个串联SiC MOSFET堆栈的主动电压均衡方法，通过基于实时电压反馈精确调节各器件的关断延迟时间来实现动态电压平衡。该方法无需额外的均衡电路，仅利用驱动时序控制即可有效抑制串联MOSFET在开关过程中出现的电压不均问题。仿真与实验均在采用三个650 V SiC MOSFET构成的Buck变换器平台上验证了该策略的有效性。
解读: 该主动电压均衡技术对阳光电源高压功率器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列1500V光伏逆变器中，多个SiC MOSFET串联可突破单管耐压限制，实现更高电压等级和更低损耗。该方法通过驱动时序控制实现动态均压，无需额外均衡电路，可简化PowerTitan等大型储能系统的功率模块设计，降...
新型可重构功率变换器促进电动汽车双电池集成
Novel Reconfigurable Power Converters Facilitating Dual Battery Integration in Electric Vehicles
Vivek Kumar · Prajof Prabhakaran · Nithin Raj · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
如今，市场对电池驱动的电动汽车（EV）的需求正大幅增长。电动汽车行业发展的主要障碍包括对续航里程焦虑和可靠性的担忧。为应对这些挑战，基于双电池的解决方案正成为电动汽车领域（尤其是两轮车细分市场）的最新趋势。本文介绍了两种新型可重构功率变换器，它们能够实现双电池集成。这些变换器可以将双电池串联或并联连接，也可以在牵引或充电过程中使用单电池。变换器的输出端子可直接连接到充电器或牵引逆变器。为了使双电池以最小的环流并联连接，电池的端电压必须近乎相等。所提出的变换器具备电压平衡功能，以确保这种平衡。为了...
解读: 该可重构双电池功率变换器技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。其多模式双向能量管理架构可直接应用于车载OBC充电机与电机驱动系统的集成设计，通过动态电池调配提升能量转换效率。该拓扑的快速充电与故障隔离功能可借鉴至充电桩产品，实现多电压等级兼容与安全防护。其可重构思想与阳光电源ST储能系统的...
基于Cuk电压平衡器的单级对称双极多端口变换器及输出电流纹波抑制
Single-Stage Symmetrical Bipolar Multi-Port Converter
Qingxin Tian · Guohua Zhou · Jianping Xu · Xin Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
针对双极直流微电网因两极负荷和发电机分布不均导致母线电压不对称限制稳定运行的问题,提出严格对称双极输出电压的多端口变换器。结合半桥整流器和Cuk电压平衡器实现单级功率变换,大幅提高成本和效率。通过耦合电感集成正负极端口进一步抑制输出电流纹波,大幅减小磁性元件和滤波电容尺寸,提高功率密度。宽范围软开关运行、双向功率流能力和简单控制使该变换器成为双极直流微电网应用的优秀候选。2kW样机设计实现160V输入到±200V输出,实验结果与理论分析吻合良好。
解读: 该双极多端口变换器技术对阳光电源直流微电网和储能系统有重要应用价值。单级Cuk电压平衡器方案可应用于ST储能系统的双极直流母线接口,简化拓扑并提高效率。耦合电感集成技术对阳光电源高功率密度变换器设计有借鉴意义,可减小体积和成本。双向功率流和宽范围软开关特性对PowerTitan储能系统的多端口能量管...
基于高频链路电流估计的孤立式输入并联输出并联AC-DC变换器灵活功率分配控制
Flexible Power Sharing Control of Isolated Input-Parallel-Output-Parallel AC-DC Converters Based on High Frequency Link Current Estimation
Gourahari Nayak · Anindya Dasgupta · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月
本文提出了一种适用于具有高频链路（HF - link）隔离的模块化输入并联输出并联（IPOP）AC - DC 变换器的电压平衡和灵活功率分配控制策略。该 IPOP AC - DC 变换器由电网侧的输入并联前端变换器（IP - FEC）和后端的输出并联双有源桥变换器（OP - DAB）组成。所提出的方案基于对高频链路电流基波分量的估计和控制。该方法结合了基于基波电流扰动算法的高频链路中每个电感的参数识别，增强了其对与老化相关的渐进性参数变化的适应性。无论模块数量多少，该策略仅需使用两个低带宽电流传...
解读: 该高频链路电流估计的IPOP控制技术对阳光电源的模块化产品具有重要应用价值。可直接应用于PowerTitan储能系统的多模块并联设计,优化ST系列储能变流器的功率均衡控制,同时适用于大功率SG系列光伏逆变器的模块化扩展。该方案通过无传感器电流估计实现精确功率分配,可显著降低阳光产品的硬件成本,提升系...
一种用于电压均衡和提升部分遮阴光伏阵列性能的电荷再分配阶梯架构
A Charge Redistribution Ladder Architecture for Voltage Equalization and Enhanced Performance of Partially Shaded PV Arrays
Priya Ranjan Satpathy · Vigna Kumaran Ramachandaramurthy · Renu Sharma · Sanjeevikumar Padmanaban 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月
光伏（PV）阵列极易受到部分遮挡的影响，这会导致模块间出现失配和电压不平衡，进而造成功率损失和性能特性失真。本文提出了一种逐步电荷再分配电压平衡方法，以最大程度减少模块失配。该方法采用了一种改进的基于梯形结构的开关电容机制，应用于各模块，以实现高效的电荷再分配和电压平衡。该方法在一个 9×9 的光伏阵列上进行了测试，测试条件包括静态遮挡和基于时域的移动遮挡，并与现有的各种重配置、功率优化器和混合技术进行了比较。研究在 MATLAB 中进行，并在基于现场可编程门阵列（FPGA）的 OPAL - R...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于电荷再分配梯形架构的电压均衡技术为我们在光伏系统优化领域提供了重要的技术参考价值。该技术针对部分遮挡这一行业痛点，通过改进的梯形开关电容机制实现组件级电压平衡，在9×9阵列测试中实现了99%的功率转换率，相比传统方案提升29.27%，这与我们组串式逆变器和智能组件优...
一种采用双移相控制的三电平电流型双有源桥DC-DC变换器
A Three-Level Current-Fed Dual-Active Bridge DC–DC Converter Under Dual-Phase-Shift Control
Armin Miremad · Suzan Eren · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
电流型隔离DC-DC变换器因其输入电流纹波小、升压比高等优点，广泛应用于光伏、燃料电池和储能系统。针对高压应用中传统两电平双有源桥需承受全端口电压的问题，本文提出一种三电平电流型中点箝位（3L-CF NPC）变换器，采用低压MOSFET，具备低dv/dt、高控制灵活性和低电磁干扰特性。分析了双移相调制下的工作原理、功率与电流特性，明确了开关电压应力问题，并通过电路分析确定了安全运行区域。深入研究了原副边开关的零电压切换条件，优化了不同工况下的控制轨迹以降低开关损耗。实验样机验证了该拓扑在多种负载...
解读: 该三电平电流型DAB变换器技术对阳光电源储能与光伏产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，可应用于电池侧DC-DC隔离变换，利用其高升压比和低输入电流纹波特性延长电池寿命；三电平NPC拓扑与阳光电源现有三电平技术路线高度契合，可降低1500V高压系统中功率器件电压应力，实现低压MOSFET替代...
基于时序卷积网络的电容电压预测与降低开关频率的MMC电压平衡控制
Temporal Convolutional Network-Based Capacitor Voltage Prediction With Reduced Switching Frequency for Voltage Balancing in MMC
Jyoti Ranjan Dash · Prasanta Kumar Mohanty · Pramod Agarwal · Premalata Jena 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年4月
模块化多电平变换器（MMC）因其模块化、可扩展性和容错性，在高、中功率应用中得到了广泛应用。子模块（SM）电容电压的准确估计和控制对于确保电压平衡至关重要，但直接测量会增加复杂度和成本，而高开关频率会导致过多的损耗。本文提出了一种两阶段方法：首先，基于多层时间卷积网络（TCN）的模型预测子模块电容电压，无需直接测量；其次，一种电压平衡策略利用预测的电压来最小化开关频率。脉宽调制（PWM）以载波频率而非采样频率运行，减少了不必要的开关事件，降低了损耗。仿真和硬件实验在各种场景下验证了该方法的有效性...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于时序卷积网络（TCN）的模块化多电平换流器（MMC）电容电压预测技术具有重要的战略价值。MMC拓扑结构在我司大功率光伏逆变器、储能变流器（PCS）以及中压传动系统中已有广泛应用，该技术针对子模块电容电压平衡这一核心痛点提供了创新解决方案。 技术价值方面，该方法通过...