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通过最优开关序列提升DAB变换器轻载效率
Light Load Efficiency Improvement of DAB Converters With Optimal Switching Sequences
Ziheng Xiao · Muxuan Xiao · Zhixing He · Liang Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
本文介绍了一种通过采用最优开关序列使功率损耗最小化来提高双有源桥变换器轻载效率的方法。利用全面的功率损耗计算方法确定了各种运行条件下的峰值效率点。采用了单移相调制和梯形电流调制模式，并通过迭代算法确定了在各种运行条件下给定电感电流峰值时，第一个、重复的和最后的开关脉冲的最优开关序列。所提出的控制方法的综合状态机图展示了连续模式和突发模式的无缝集成，以提高效率。一台1千瓦样机的实验波形、效率曲线和功率损耗分解图表明，所提出的方法明显优于连续运行模式以及传统和先进的突发模式，将轻载效率从低于60%提...
解读: 从阳光电源储能系统和光伏逆变器产品线角度分析，该论文提出的DAB（双有源桥）变换器轻载效率优化技术具有显著的应用价值。DAB拓扑是我司储能变流器和直流变换模块的核心架构，而轻载效率问题长期制约着系统全生命周期的能量利用率，特别是在夜间或低辐照条件下的光储系统运行场景。 该技术通过最优开关序列设计，...
宽电压范围单级AC-DC变换器的改进轻载效率调制
Improved Light-Load Efficiency Modulation for Wide Voltage Range Single-Stage AC-DC Converter
Million Gerado Geda · Ba Phu Do · Huigyeong Song · Huu-Phuc Kieu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
提出单级AC-DC变换器轻载高效调制策略。该调制方案在改进推挽单级AC-DC变换器上实现。该变换器通过引入辅助电感在全功率宽电压范围实现零电压开关(ZVS)导通。但单级变换器通常因硬开关(HS)和环流电流占主导导致显著功率损耗而存在轻载效率低问题。为应对这些挑战,提出使用自适应开关频率提高轻载效率的调制策略。3.7kW单级车载充电器(OBC)样机实验验证了各负载水平下的理论分析。轻载转换性能包括效率和电能质量得到改善。该概念对负载水平多样化的电池储能系统(BESS)和光伏(PV)转换系统特别重要...
解读: 该轻载高效调制单级AC-DC变换器技术对阳光电源车载充电器和光伏逆变器轻载性能优化有重要应用价值。自适应开关频率策略可应用于阳光电源OBC产品,提高轻载充电效率。宽电压ZVS技术对ST储能系统的AC-DC整流级有借鉴意义。该技术对户用光伏和储能系统在低负载运行工况下的能量损耗降低有实用价值,可提升系...
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...
一种具有双谐振频率的混合式双向全桥CLLC谐振变换器以提升轻载至中载效率
A Hybrid Bidirectional Full-Bridge CLLC Resonant Converter With Dual-Resonant Frequency for Enhancing Efficiency at Light-to-Medium Loads
Thanh Nhat Trung Tran · Jian-Min Wang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
对称型电容-电感-电感-电容（CLLC）谐振变换器在电力电子系统中广泛应用，适用于可再生能源、电动汽车储能及直流微网等场景，具备双向功率传输、高功率密度、原边开关零电压开通及输出整流器软换流等优势。然而，其在轻载时工作频率过高，导致开关损耗增加、效率下降。为此，本文提出一种混合式CLLC变换器，可依据负载动态切换全桥与半桥结构，并调节谐振频率。该方法在轻至中等负载下降低开关频率，提升整体效率。实验基于2 kW样机，实现400 Vdc与800 Vdc母线互联，结果验证了该方案在轻中载条件下效率的显...
解读: 该混合式双谐振CLLC变换器技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有重要应用价值。文章提出的全桥/半桥动态切换与双谐振频率调节方案，可直接应用于400V/800V双向DC-DC变换模块，有效解决储能系统在轻载工况下频率过高导致的效率损失问题。该技术与阳光电源现有CLLC拓扑...
一种无需在每个开关上单独并联谐振电容的高效谐振直流链逆变器
An Efficient Resonant DC-Link Inverter With the Absence of Separate Shunt Resonant Capacitors Across Each Switch for AC Motor Drive
Qiang Wang · Jianfeng He · Youzheng Wang · Shuheng Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
许多现有的谐振直流环节逆变器至少为一个开关配备了单独的并联谐振电容器。然而，当这些电容器两端的电压超过零时，工业应用中由于控制干扰导致开关意外导通，可能会引发电容器的突然放电，从而产生电涌、增加导通损耗，并可能导致驱动集成电路保护装置误触发。此外，许多现有的谐振直流环节逆变器在轻载条件下的效率低于硬开关逆变器。为解决这些问题，本文提出了一种新型谐振直流环节逆变器。所提出的设计特点是在直流环节上设置简单的辅助电路，这些辅助电路在主开关动作之前被激活，以将直流环节电压降至零，从而使主开关实现零开关损...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项谐振直流母线逆变技术具有显著的应用价值。该技术通过创新性地取消开关并联谐振电容，并采用简化的辅助电路实现零电压开关，直接契合我司在光伏逆变器、储能变流器及电机驱动系统中对高效率、高可靠性的核心诉求。 技术价值方面，该方案的三大优势与我司产品痛点高度吻合：首先，消除并联...