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一族单相背靠背式三电平PFC电路研究
A Family of Single-Phase Back-to-Back Three-Level PFC Converters
马辉 · 刘惠群 · 向昆 · 范李平 等7人 · 中国电机工程学报 · 2025年16月 · Vol.45
通过融合背靠背式两电平无桥功率因数校正电路与双向开关管，构建了一类开关器件少的背靠背式三电平功率因数校正变换器（BT-PFC）。其直流侧采用级联或嵌入结构，在工频周期内可输出五种电压电平，有效降低谐波含量与等效开关频率。本文详细分析了BT-PFC的电路结构、工作原理、拓扑特性、解耦闭环控制及调制策略。实验搭建1 kW/400 V样机（输入220 V/50 Hz），验证了所提单相三电平BT-PFC方案的可行性与理论分析的正确性。
解读: 该背靠背式三电平PFC技术对阳光电源车载充电及储能产品具有重要应用价值。其少开关器件、五电平输出特性可直接应用于：1）新能源汽车OBC充电机，降低输入电流THD，提升功率密度，符合车规级小型化需求；2）ST储能变流器AC-DC整流级，减少滤波器体积，提高电网侧电能质量；3）充电桩功率模块，优化谐波性...
用于PMSM驱动的三电平ANPC逆变器的降低共模电压非最近空间矢量调制
A Non-Nearest Space Vector Modulation with Reduced Common-Mode Voltage for Three-Level ANPC Inverter Fed PMSM Drives
Guanzhou Ren · Guangtong Ma · Chunxing Yao · Shuai Xu · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
由于低谐波失真、低电压应力和高效率优势，三电平逆变器已广泛应用于各种场合。传统三电平PWM方法通常调节冗余小矢量占空比以实现中点电压控制。共模电压CMV降低方法避免使用产生高共模电压的冗余小矢量。为解决该问题，提出一种三电平逆变器的新型调制技术。该方法基于非最近空间矢量合成准则开发，与传统SVPWM相比将CMV幅值降低至50%。提出新的中点电压平衡方法，利用具有相反中点电流的小和中矢量调节中点电压。通过对比仿真和实验测试验证该调制方法性能，结果显示更低总谐波失真、改善的中点电压调节能力和增强的逆...
解读: 该三电平ANPC调制研究对阳光电源三电平逆变器技术优化有重要参考价值。CMV降低至50%和改善中点电压平衡的性能提升与阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的EMI抑制和可靠性需求一致。非最近空间矢量合成准则和利用小中矢量平衡中点电压的方法可应用于阳光三电平拓扑的调制算法优化。更低THD和更高效...
基于移相SPWM的单源五电平电流源逆变器调制方法
Phase-Shifting SPWM-Based Modulation for Single-Source Five-Level Current Source Inverter
Ling Xing · Qiang Wei · Yunwei Li · Yan-Fei Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
摘要：近期有人提出了一种具有固有电流平衡特性且开关数量较少的单电源五电平电流源逆变器（CSI）。实现五电平输出并在低开关频率下具备优异谐波性能的该逆变器调制方案仍是一项挑战，目前尚未得到探索。相移正弦脉冲宽度调制（SPWM）是一种成熟的技术，能在低开关频率下实现优异的谐波性能。尽管有这些优点，但由于单电源五电平 CSI 的独特单电源拓扑结构，相移 SPWM 技术无法应用于该逆变器。在本研究中，明确了将相移 SPWM 应用于单电源五电平 CSI 所面临的挑战，并为单电源五电平 CSI 开发了一种基...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项单源五电平电流源逆变器（CSI）的相移SPWM调制技术具有重要的战略价值。该技术通过创新的调制方案实现了五电平输出，同时在低开关频率下保持优异的谐波性能，这直接契合我们在光伏逆变器和储能系统领域对高效率、低损耗的核心需求。 技术优势方面，单源拓扑结构减少了开关器件数量...
基于可变载波的改进型不连续调制策略
Modified Discontinuous Modulation Strategy Based on Variable Carriers
Lingyun Chen · Wenxi Yao · Wuhua Li · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
在中高压大功率变换器中，由于开关损耗限制，常工作于低载波比条件下。此时，传统SPWM和SVPWM难以满足并网电流谐波要求。尽管多电平与不连续脉宽调制（DPWM）可降低损耗并提升载波比，但固定载波调制在低载波比下易产生显著低频谐波，增加滤波器设计难度。虽然特定谐波消除PWM（SHEPWM）可抑制低频谐波，但动态响应差。本文提出一种基于可变三角载波的改进型DPWM策略（VC-DPWMA），应用于三电平逆变器，在低载波比下实现接近SHEPWM的谐波性能，同时具备快速动态响应。通过低功率实验平台验证了该...
解读: 该VC-DPWMA技术对阳光电源中高压大功率产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和1500V光伏逆变器中，受开关损耗限制常工作于低载波比，该技术可在保持快速动态响应的同时显著抑制低频谐波，优于传统SHEPWM方案。对PowerTitan大型储能系统，可降低滤波器设计难度，提升系统功率密度。结...
用于AC-DC变换器中多目标优化有源功率解耦电路的混合调制与控制
Hybrid Modulation and Control for Multi-Objective Optimized Active Power Decoupling Circuit in AC-to-DC Converter
Muhammad Zarkab Farooqi · Bhim Singh · Bijaya Ketan Panigrahi · Rohit Kumar · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
单相 AC - DC 功率变换器面临着由功率不平衡导致的二倍电网频率功率纹波（TGFPR）挑战，这需要使用大容量直流侧电容器。有源功率解耦电路（APDC），通常为降压、升压或升降压变换器，常用于单级和两级 AC - DC 变换器中以解决 TGFPR 问题。本文提出了一种用于单级和两级 AC - DC 变换器中 APDC 的新型混合连续和临界导通模式（HyCCM）调制技术，以应对减轻 TGFPR 的挑战。与传统的软开关技术（如临界导通模式（CrCM））不同，CrCM 由于传导损耗、绕组损耗和磁芯损...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项混合调制有源功率解耦技术具有重要的应用价值。在单相光伏逆变器和储能变流器中，二倍工频功率脉动一直是制约系统小型化和可靠性提升的关键瓶颈。传统方案依赖大容量电解电容来吸收功率脉动，但这类元件寿命短、体积大，直接影响产品的功率密度和长期可靠性。 该论文提出的HyCCM调制...