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自换相电流源型高压直流输电关键技术研究综述
A Review of Key Technologies for Self-Commutated Current Source Converter Based HVDC Transmission
张闻闻 · 魏晓光 · 汤广福 · 陈龙龙 等6人 · 中国电机工程学报 · 2025年8月 · Vol.45
基于全控器件的自换相电流源型换流器（SCC）具有高功率密度、可控功率因数、无换相失败风险及柔性并网能力，在高压直流输电中应用前景广阔。本文面向工程需求，从拓扑结构、调制方法、控制策略、功率器件选型与均压一致性五个方面，系统梳理了SCC-HVDC需突破的关键技术，分析其研究重点与工程适用性，并对后续研究方向、应用前景及尚存问题进行了总结。
解读: 该研究的自换相电流源型换流器(SCC)技术对阳光电源的大功率产品线具有重要参考价值。其高功率密度特性可用于优化PowerTitan储能系统的功率模块设计,提升系统功率密度;无换相失败风险的特点适合应用于MW级SG系列光伏逆变器,提高并网可靠性;柔性并网能力则可强化储能变流器的构网型控制性能。特别是文...
一种重构拓扑的单相隔离式直流-交流变换器最小电流应力调制方法
A Topology-Reconstructed Minimum-Current-Stress Modulation for a Single-Phase Isolated DC–AC Converter
Nie Hou · Xuesong Wu · Zhengqin Huang · Yunwei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
由于具有高功率密度和高效率的特点，隔离型直流 - 交流转换器在需要电气隔离和双向功率流的应用中，已成为基于工频变压器的直流 - 交流转换器的有力替代方案。本文对单相隔离型直流 - 交流转换器进行了研究，并提出了一种改进的拓扑重构最小电流应力（MCS）调制方法，以实现高效率和卓越的电能质量。该方法探讨了直流 - 交流转换器的拓扑重构，并将其视为两个双有源桥（DAB）直流 - 直流转换器，使直流 - 交流转换器能够借鉴 DAB 转换器的效率优化方法。然后，结合高效 DAB 转换器的 MCS 调制，针...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项单相隔离型DC-AC变换器的拓扑重构最小电流应力调制技术具有显著的应用价值。该技术通过将DC-AC变换器重构为两个双有源桥（DAB）DC-DC变换器的组合形式，创新性地将成熟的DAB效率优化方法引入到隔离型逆变器设计中，这与我们在光伏逆变器和储能变流器领域追求高功率密度...
一种三电平伪图腾柱PFC整流器家族及其拓扑推导方法
A Family of Three-Level Pseudo Totem-Pole PFC Rectifiers with Derivation Methods
Hui Ma · Jiaxing Yang · Liping Fan · Kun Xiang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
本文提出了四种功率因数校正（PFC）整流器拓扑推导方法：级联推导、等效工作模式推导、镜像变换和冗余变换，并以伪图腾柱（PTP）PFC为例详细阐述了各推导过程。基于此，提出了一类新型三电平PFC整流器家族，称为三电平PTP整流器（TLPR），共包含五个电路。文中详细分析了TLPR-I的工作原理，总结了其余四种电路的开关脉冲与关键仿真波形，并设计了适用于该类拓扑的三电平调制方法。此外，对比了五种电路的开关器件数量、元件应力、性能及损耗。最后，通过三台1kW样机实验验证了所提TLPR拓扑及推导方法的正...
解读: 该三电平PFC整流器拓扑推导方法对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，三电平PTP拓扑可降低开关应力、提升效率，适配1500V高压储能系统；在车载OBC充电机领域，高功率密度的三电平PFC方案可优化充电效率与EMI性能；在充电桩AC-DC整流环节，该拓扑族可实现更低THD与更...
光伏-电池混合系统中双直流端口直-交流变换器的泄漏电流抑制
Leakage Current Suppression for Dual-DC-Port DC–AC Converter in PV-Battery Hybrid System
Zhaonan Li · Xiangyang Xing · Chunshui Du · Xiangjun Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
由于单级功率变换具有高效率和低成本优势，双直流端口直-交变换器被广泛应用于光伏-电池混合系统。然而，受共模电压（CMV）抑制与功率分配耦合特性的影响，该结构中的泄漏电流抑制面临挑战。本文提出一种基于大、中、小矢量非对称调制并降低CMV跳变的方法。首先在不同电压条件下计算并排序电压矢量的CMV；随后依据排序关系，在开关序列中相邻矢量间最多切换一次以减少CMV跳变。此外，高CMV的小矢量和中矢量序列可作为独立功率控制序列，实现电池充放电调节。最后，提出新型功率控制策略，通过电池功率补偿光伏功率波动，...
解读: 该双直流端口变换器的泄漏电流抑制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光储一体机具有重要应用价值。通过非对称调制降低共模电压跳变，可直接应用于阳光电源光储融合系统，有效解决非隔离型拓扑中光伏侧对地寄生电容引起的泄漏电流问题，满足VDE-AR-N 4105等并网标准。该技术实现的功率解耦控制策略，...
基于准方波调制的中压级固态变压器公共直流母线电压闭环控制
Closed-Loop Control of Common DC-Link Voltage of Solid-State Transformer from Medium Voltage Stage Using Quasi-Square-Wave Modulation
Shekhar Bhawal · Himanshu Patel · Kamalesh Hatua · Subhashish Bhattacharya · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
提出一种用于两级式固态变压器（SST）的闭环控制架构与准方波调制方法，通过反馈公共直流母线电压实现闭环调节，无需DC-DC级串联谐振变换器的频率控制。该控制可从低压侧实现，降低隔离要求。输入串联输出并联模块化结构结合谐振运行特性，自然平衡各AC-DC单元的直流链电压。AC-DC级主要采用Si-IGBT，仅电压源变换器（VSC）使用SiC-MOSFET，降低器件成本。调制策略利用自然均压条件，使IGBT单元在工频开关，减小损耗；VSC以40 kHz高频切换，等效高开关频率，支持低频谐波抑制与瞬态功...
解读: 该准方波调制的SST闭环控制技术对阳光电源储能与充电产品线具有重要应用价值。其输入串联输出并联的模块化架构与ST系列储能变流器的中高压直挂方案高度契合，可简化隔离设计降低成本。Si-IGBT与SiC-MOSFET混合应用策略为PowerTitan大型储能系统的功率模块设计提供优化思路：工频级采用低成...
新型双向三开关单级单相AC-DC升降压变换器
Novel Bidirectional Three-Switch Single-Stage Single-Phase AC–DC Buck-Boost Converter With Ground-Referenced Output
Rahel Herzog · David Menzi · Michael Leibl · Luc Imperiali 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月
针对功率在数千瓦以内的电机驱动、电池及光伏阵列等直流负载或电源，通常需采用具备功率因数校正功能的双向AC-DC变换器接入单相电网。当要求输出电压范围宽于电网电压幅值时，需具备升降压能力。本文提出一种仅含三个功率开关管的新型单级单相双向AC-DC升降压变换器，通过系统化方法推导其拓扑结构。该变换器负直流输出端接地，无共模电压。提出一种先进的调制策略，可降低33%以上开关损耗并减小器件应力。实验搭建3.3 kW样机，接入230 V单相交流电网，输出电压范围为300–450 V。实验结果表明，采用先进...
解读: 该三开关单级AC-DC升降压拓扑对阳光电源储能与充电产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，可简化双向PFC电路设计，相比传统四开关方案减少25%功率器件，降低系统成本；300-450V宽电压输出范围适配磷酸铁锂电池组动态工况。在车载OBC充电机领域，负端接地特性消除共模电压，满足车规EMC...