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带续流ZCS的谐振开关电容变换器建模与分析
Modeling and Analysis of Resonant Switched-Capacitor Converters With Free-Wheeling ZCS
Eli Hamo · Michael Evzelman · Mor Mordechai Peretz · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年9月
本文提出了一种统一的建模方法，用于描述和探索在自换相零电流开关（ZCS）模式下运行的谐振开关电容变换器（SCC）的损耗机制。文章推广了传统的等效电阻概念，以涵盖谐振电流存在多导通路径时的损耗建模，为优化变换器效率提供了理论基础。
解读: 该研究关注谐振开关电容变换器的损耗建模与ZCS技术，对阳光电源的电力电子拓扑优化具有参考价值。在户用光伏逆变器及小型储能PCS中，提升DC-DC变换级的功率密度与效率是核心竞争力。该建模方法可用于优化变换器内部的软开关控制策略，降低开关损耗，从而提升整机效率。建议研发团队关注该拓扑在低压侧DC-DC...
一种具有连续转换比的高效率谐振开关电容变换器
A High-Efficiency Resonant Switched Capacitor Converter With Continuous Conversion Ratio
Alon Cervera · Michael Evzelman · Mor Mordechai Peretz · Shmuel Ben-Yaakov · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年3月
本文介绍了一种在宽且连续的电压转换比范围内保持高效率的谐振开关电容变换器。该拓扑结构的效率主要取决于导通损耗，且在很大程度上与电压转换比解耦。相比于传统开关电容变换器，该方案有效解决了效率随转换比波动而大幅下降的问题。
解读: 该拓扑通过解耦电压转换比与效率，为阳光电源的DC-DC功率变换环节提供了新的技术路径。在PowerTitan等大型储能系统或户用储能PCS中，电池电压随SOC变化而波动，该技术有助于在全电压范围内提升变换效率，减少散热压力，从而提升系统功率密度。建议研发团队评估该拓扑在小功率DC-DC模块中的应用潜...
芯片级供电的谐振开关电容变换器：设计与实现
Resonant-Switched Capacitor Converters for Chip-Scale Power Delivery: Design and Implementation
Kapil Kesarwani · Rahul Sangwan · Jason T. Stauth · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年12月
随着移动应用对低成本、小尺寸电源管理系统的需求增加，以及高性能数字系统对负载点电压调节的需求，开关电容（SC）变换器因其高能量密度和优良的器件利用率展现出巨大潜力。本文探讨了谐振开关电容变换器在芯片级供电中的设计与实现方法。
解读: 该技术主要针对芯片级集成电源管理，侧重于高功率密度和微型化，与阳光电源目前主营的兆瓦级光伏逆变器、大型储能系统（PowerTitan/PowerStack）及风电变流器等大功率电力电子设备存在技术领域差异。然而，该研究中关于谐振变换器提升功率密度和效率的拓扑优化思路，可为阳光电源iSolarClou...
谐振开关电容变换器的几何状态平面分析：级联多谐振变换器演示
Geometrical State-Plane Analysis of Resonant Switched-Capacitor Converters: Demonstration on the Cascaded Multiresonant Converter
Ting Ge · Zichao Ye · Robert C. N. Pilawa-Podgurski · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
为实现谐振开关电容（ReSC）变换器的高效率与高功率密度，深入理解软开关机制至关重要。然而，由于软开关操作依赖多个变量，拓扑复杂性增加导致设计难度迅速上升。本文提出了一种几何状态平面分析方法，通过图形化手段简化了多谐振变换器的设计过程，为复杂拓扑的优化提供了理论支撑。
解读: 该研究提出的几何状态平面分析方法，对于优化阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及组串式逆变器中的DC-DC变换级具有重要参考价值。随着光储系统对高功率密度和高效率的要求日益严苛，ReSC技术及多谐振拓扑在实现更小体积、更低损耗的功率模块设计上潜力巨大。建议研发团队利用该分...
带电压调节的谐振开关电容变换器的性能极限
Performance Limits of Resonant Switched-Capacitor Converter With Voltage Regulation
Wenhao Xie · Wenjie Xi · Shouxiang Li · Keyue Ma Smedley 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文提出了一种用于谐振开关电容变换器（RSCC）的直流建模方法，旨在探究变换器在不同调节方式下的效率极限。通过将现有的单参数模型扩展为负载相关的多参数直流模型，实现了对宽范围调节RSCC功率损耗的精确估计，并对比了四种调节方法的性能表现。
解读: 该研究提出的RSCC建模与效率优化方法，对阳光电源的电力电子拓扑研发具有重要参考价值。在户用光伏逆变器及小型储能PCS产品中，开关电容变换器常用于实现高功率密度与高效率转换。通过该多参数建模方法，研发团队可更精准地评估宽范围电压调节下的损耗分布，从而优化变换器拓扑设计，提升产品在轻载及宽电压输入范围...
具有主动零电流检测的多转换比谐振开关电容变换器
Multiple Conversion Ratio Resonant Switched-Capacitor Converter With Active Zero Current Detection
Eli Hamo · Alon Cervera · Mor Mordechai Peretz · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年4月
本文提出了一种用于宽动态范围谐振开关电容变换器（SCC）的主动零电流开关（ZCS）方法。该方法在具有多种转换比的二进制SCC上得到验证。由于变换器在软开关条件下运行具有高效率，使其适用于高达中等功率范围（10kW+）的应用。
解读: 该技术对阳光电源的电力电子变换效率提升具有重要参考价值。谐振开关电容变换器（SCC）在实现高功率密度和高效率方面具有独特优势，特别是在户用光伏逆变器及储能系统（如PowerStack）的DC-DC变换环节中，通过主动零电流检测（AZCD）技术，可有效降低开关损耗，提升系统整体转换效率。建议研发团队关...
一种具有连续可调转换比的升压谐振开关电容变换器系列
A Family of Step-Up Resonant Switched-Capacitor Converter With a Continuously Adjustable Conversion Ratio
Shouxiang Li · Yifei Zheng · Keyue Ma Smedley · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年1月
本文提出了一种基于Cuk双谐振核心（DRC）的升压谐振开关电容变换器（RSC）系列。该拓扑通过双谐振路径设计，采用固定导通时间频率调制技术，实现了飞跨电容的电荷平衡，并具备连续可调的电压转换比，有效提升了变换效率与功率密度。
解读: 该技术提出的高效率、高功率密度升压拓扑对阳光电源的核心产品线具有重要参考价值。在户用光伏逆变器及小型储能系统（如PowerStack）中，DC-DC升压级是提升系统整体效率的关键。该拓扑的连续可调转换比特性，可优化光伏组件在宽电压范围下的MPPT效率，并改善储能PCS在电池电压波动时的响应能力。建议...
一种用于升压应用的多级谐振DC-DC变换器
A Multistage Resonant DC–DC Converter for Step-Up Applications
Mohammad Mousavi · Younes Sangsefidi · Ali Mehrizi-Sani · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
谐振开关电容变换器是实现高效率DC-DC转换的可行方案。本文提出了一种用于升压应用的新型多级谐振开关电容变换器（MSR-SCC）。通过系统性研究其在谐振频率上下方的性能，实现了零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS），有效提升了变换效率。
解读: 该多级谐振DC-DC拓扑在提升功率密度和转换效率方面具有显著优势，对阳光电源的核心业务具有重要参考价值。在光伏逆变器领域，该技术可优化组串式逆变器前级升压电路，减小磁性元件体积；在储能系统（如PowerTitan系列）中，可提升DC-DC变换模块的效率，降低散热压力；在电动汽车充电桩业务中，该拓扑有...
多模式谐振开关电容变换器的分阶段软启动策略
A Stage-by-Stage Soft Start-Up Strategy for Multiple-Modes Resonant Switched Capacitor Converter
Jingjing Qi · Kai Zhang · Xuezhi Wu · Kai Sun · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
针对谐振开关电容变换器（ReSCC），本文提出了一种分阶段软启动策略。该策略旨在确保变换器在多工作模式下的安全与快速启动，通过最大化电容电压建立速率，优化了变换器在启动过程中的状态轨迹，从而显著提升了系统的可靠性。
解读: 该研究提出的分阶段软启动策略对于提升阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及户用储能PCS的可靠性具有重要参考价值。储能变流器在并网或离网启动瞬间，直流母线电容的预充电及谐振电路的平稳建立是防止器件过流损坏的关键。该技术可优化PCS的启动控制算法，减少启动冲击电流，延长功率...
一种具有2n:1电压转换比的零电压开关谐振开关电容变换器
A ZVS Resonant Switched Capacitor Converter With 2n:1 Voltage Conversion Ratio
Fanguang Shao · Kai Yao · Xinbo Ruan · Zhiqiang Xing 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文提出了一种具有2n:1电压转换比的零电压开关（ZVS）谐振开关电容变换器（SCC）。该拓扑结构相比现有变换器显著减少了组件数量。文章首先提出了原始的单输入级与多中间级2n:1 SCC架构并分析了其电压转换比，随后通过替换必要的飞跨电容实现了ZVS特性。
解读: 该研究提出的高电压转换比、低组件数量的ZVS谐振开关电容变换器，对阳光电源的电力电子产品线具有重要参考价值。在储能系统（如PowerTitan系列）的DC-DC变换环节，该拓扑有助于提升功率密度并降低开关损耗，从而提高系统效率。此外，该技术在电动汽车充电桩的高压直流母线变换中也具有应用潜力，能够有效...
用于谐振开关电容变换器优化运行的数字零电流开关锁定控制器IC
Digital Zero-Current Switching Lock-In Controller IC for Optimized Operation of Resonant SCC
Tom Urkin · Guy Sovik · Erez Erzol Masandilov · Mor Mordechai Peretz · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
本文介绍了一种用于谐振开关电容变换器（SCC）的锁定集成控制器。该控制器能实时识别各子电路的谐振周期，并锁定正确的开关时间，从而充分利用每个飞跨电容的电荷传输速率。文中详细阐述了包括自动调谐器和定序器在内的控制器各模块。
解读: 该技术主要针对谐振开关电容变换器（SCC）的效率优化，通过数字控制实现精确的零电流开关（ZCS）。对于阳光电源而言，该技术在提升户用光伏微型逆变器或小型DC-DC优化器效率方面具有潜在应用价值。虽然目前阳光电源主流产品（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统）多采用磁性元件为主的拓扑，但随着功...
一种用于三电平逆变器中点电压平衡的谐振开关电容变换器
A Resonant Switched-Capacitor Converter for Neutral-Point Voltage Balancing of Three-Level Inverters
Wenhu Guo · Jiatao Yang · Rui Li · Mingyi Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
三电平逆变器中点电压不平衡是常见问题。传统Buck-Boost平衡电路因电感存在低频分量，限制了功率密度且难以实现软开关，导致效率较低。本文提出一种基于谐振开关电容的平衡电路，旨在提升三电平逆变器的功率密度与转换效率。
解读: 中点电压平衡是三电平拓扑（如NPC/ANPC）的核心技术难点，直接影响阳光电源组串式及集中式光伏逆变器的输出电能质量与器件寿命。该谐振开关电容方案通过优化软开关特性，有望提升逆变器在高功率密度设计下的效率，特别适用于阳光电源大功率组串式逆变器（如SG320HX等）及大型集中式逆变器。建议研发团队评估...
一种基于寄生电感的谐振开关电容变换器集成方法
An Integration Method of Resonant Switched-Capacitor Converters Based on Parasitic Inductance
Longyang Yu · Laili Wang · Bin Wu · Chengzi Yang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
本文提出了一种新型集成方法，旨在增加PCB铜箔走线的寄生电感值，以解决其在低中频条件下无法满足谐振变换器零电流开关（ZCS）需求的问题，从而提升变换器的功率密度。
解读: 该技术通过优化PCB布局与寄生参数利用，直接提升功率密度，对阳光电源的组串式逆变器及户用储能系统（如PowerStack）中的DC-DC变换模块具有重要参考价值。在追求极致功率密度和小型化的产品设计中，利用寄生电感替代分立电感可有效降低物料成本并缩小体积。建议研发团队在下一代高功率密度变换器设计中，...
一种采用单半周期谐振槽电流调制的高功率密度准谐振开关电容DC-DC变换器
A High-Power-Density Quasi-Resonant Switched-Capacitor DC–DC Converter With Single Semiperiod Tank Current Modulation
Alessandro Dago · Mauro Leoncini · Stefano Saggini · Alberto Brunero 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年2月
谐振开关电容变换器（ReSCC）凭借高效率和高功率密度，成为体积受限及高变比应用中传统Buck变换器的理想替代方案。本文提出了一种基于交错梯形结构的新型ReSCC拓扑，实现了标称4:1的降压转换，并引入了单半周期调制技术以优化性能。
解读: 该研究提出的高功率密度准谐振开关电容变换器技术，对阳光电源的户用光伏逆变器及电动汽车充电桩产品线具有参考价值。在户用光伏系统中，随着对功率密度要求的不断提升，该类拓扑有助于减小DC-DC级体积，提升整机效率。在充电桩领域，该技术可优化高压至低压的转换效率。建议研发团队关注其在轻载下的效率表现及电磁兼...
实现99.1%峰值效率和4750 W/in³功率密度的高电流应用梯形谐振开关电容变换器
Ladder-Type Resonant Switched-Capacitor Converter Achieving 99.1% Peak Efficiency and 4750 w/in3 Power Density for High-Current Application
Dong-Ying You · Huang-Jen Chiu · Shih-Hao Kuo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
本文提出了一种用于中间总线变换器的高效率、高功率密度非隔离定比谐振开关电容变换器（RSCC）。针对高输入电压下传统梯形和Cockcroft–Walton拓扑在高电流、大降压比应用中电流应力过大的问题，该研究优化了拓扑结构，显著提升了变换效率与功率密度，为高功率密度电力电子变换器设计提供了新思路。
解读: 该技术在提升功率密度和转换效率方面的突破，对阳光电源的组串式逆变器及储能PCS（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着光伏和储能系统向高压化、高功率密度方向演进，该类谐振开关电容变换器可作为内部DC-DC级的高效解决方案，有助于进一步减小逆变器体积并降低损耗。建议研发团队关注其在高电流工...
基于峰值储能与开关应力的谐振开关电容变换器通用分析
A General Analysis of Resonant Switched-Capacitor Converters Using Peak Energy Storage and Switch Stress Including Ripple
Nathan M. Ellis · Nathan C. Brooks · Margaret E. Blackwell · Rose A. Abramson 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
本文提出了一种谐振开关电容（ReSC）变换器的通用分析框架，涵盖了在大信号特性下考虑无源元件电压与电流纹波的情况，适用于谐振及以上频率运行。研究推导了实现RMS电流最小化的相位持续时间，并提供了评估无源元件总体积的表达式。
解读: 该研究提出的谐振开关电容（ReSC）变换器分析方法，对于优化阳光电源户用光伏逆变器及小型储能系统中的DC-DC级效率具有参考价值。随着功率密度要求的不断提升，ReSC拓扑在减小无源元件体积方面展现出潜力。建议研发团队关注该分析框架在降低开关应力和优化纹波控制方面的应用，以进一步提升PowerStac...
一种用于燃料电池应用的宽输入电压范围单向谐振开关电容变换器
A Wide Input Voltage Range Unidirectional Resonant Switched-Capacitor Converter for Fuel Cell Applications
Sajad Afshar Zarandi · Reza Beiranvand · Koosha Choobdari Omran · IET Power Electronics · 2025年8月 · Vol.18
提出一种多相高电压增益谐振开关电容变换器（SCC），可在谐振频率上下实现所有功率半导体器件的软开关。通过小幅调节开关频率，采用频率调制技术即可在宽输入电压和负载变化范围内实现输出电压调节。该变换器具有对称结构、输入输出共地、输入输出滤波器小、无源元件紧凑、开关损耗低、电磁干扰小、控制电路简单及高电压增益等优点，适用于多种应用场景。
解读: 该宽输入电压谐振开关电容变换器技术对阳光电源车载OBC充电机和燃料电池系统具有重要应用价值。其宽输入电压范围特性可适配燃料电池动态输出特性，高电压增益设计可将低压燃料电池输出升压至动力电池电压等级。全软开关和频率调制技术可降低开关损耗，提升OBC效率至95%以上。紧凑型无源元件设计有助于提高功率密度...
用于多变比谐振开关电容拓扑的通用分段滞环控制策略
Universal Segmented Hysteresis Control Strategy for Multiratio Resonant Switched-Capacitor Topologies
Yubo Han · Weihao Hu · Zhenyuan Zhang · Xinxiao Qin 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
谐振开关电容（ReSC）变换器的主要局限在于电压调节能力差。本文提出一种适用于具有多电压变比（VCR）的ReSC变换器的通用分段滞环控制（SHC）策略，以实现电压调节。基于此类变换器固有的离散电压增益特性，SHC在不同增益区间采用分段滞环比较逻辑，实现连续输出电压调节，并确保零电流开关，从而提高功率转换效率（PCE）。文中详细分析了其工作原理及输出特性，并以多变比-多谐振开关电容变换器为例，阐述了SHC的数字实现方法。实验搭建了输入48 V、输出5–9.6 V（最大5 A）的样机，测试波形验证了...
解读: 该分段滞环控制策略对阳光电源储能变流器和车载充电机产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器的DC-DC变换环节，该技术可实现宽范围电压调节（如电池侧200-900V到直流母线1500V的变换），通过多变比切换和ZCS软开关提升功率密度和效率。对于车载OBC充电机，该ReSC拓扑可简化400V/80...
采用PCB走线集成的两相谐振开关电容变换器
A Two-Phase Resonant Switched-Capacitor Converters Using PCB Trace Integration
Longyang Yu · Shenglei Zhao · Xiufeng Song · Tao Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
谐振开关电容变换器具有无电容电流尖峰、实现软开关、高可靠性和高效率的优点，但因使用分立谐振电感而限制了功率密度。为此，本文提出一种基于PCB铜箔走线集成谐振电感的方法，应用于两相谐振开关电容变换器。该方法基于直接耦合理论，利用两相变换器在相内PCB走线的耦合，缩短走线长度并降低铜损，同时消除分立电感的铁芯损耗。所提方法可提升轻载效率与功率密度，并降低分立电感成本。实验搭建了240W GaN基原型样机，对比验证了该集成方法的有效性。结果表明，采用PCB走线电感的样机具有更高的轻载效率和功率密度。
解读: 该PCB走线集成谐振电感技术对阳光电源储能与充电产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器的DC-DC变换环节，可通过PCB走线替代分立电感，显著提升轻载效率和功率密度，降低磁性元件成本。该技术与阳光电源现有GaN器件应用形成协同，特别适用于车载OBC充电机等空间受限场景。两相谐振开关电容拓扑的软开...