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航天器供电系统用组合型非隔离三端口变换器
Integrated Non-isolated Three-Port Converter for Spacecraft Power Supply Systems
王蓓蓓 · 吴建超 · 王力 · 董晓锋 等5人 · 电源学报 · 2025年1月 · Vol.23
组合型非隔离三端口变换器(TPC)作为航天器供电系统的能量管理单元,可实现太阳能光伏、蓄电池与负载三端口间的高效电能传输与变换,具备高功率密度、高效率、系统易集成及在轨可维护性等优势。该拓扑通过交错双向Buck/Boost变换器与半有源全桥整流器的堆叠结构,实现任意两端口间单级功率转换,并采用脉宽调制与移相调制协同策略,完成双端口独立功率控制。本文详细分析其工作原理、调制与控制方法,提出关键设计准则,并通过实验验证其性能。
解读: 该非隔离三端口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。其光伏-储能-负载三端口单级功率转换架构可直接应用于ST系列储能变流器的PCS-BMS-DC bus集成设计,减少变换级数提升系统效率。交错双向Buck/Boost拓扑与PWM-移相协同控制策略可优化SG系列光伏逆变器的MPPT与储能...
一种具有软开关和最少元器件的高效高降压变换器
Efficient high step-down converter with soft switching and minimal components
Mohammed Ismaeel Sehen Sehen · Majid Delshad · Nadheer A. Shalash · Bahador Fani · IET Power Electronics · 2025年1月 · Vol.18
本文提出一种基于传统Cuk变换器的新型双开关高降压变换器,具有更低的电压增益和更高的转换效率。该拓扑在无需额外元件的情况下实现了开关管的零电流开通,有效降低了开关损耗,提升了整体性能。通过合理设计电路结构,减少了元器件数量,提高了功率密度与可靠性,适用于需要高降压比和高效率的直流电源系统。
解读: 该高降压软开关变换器技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在新能源汽车领域,可直接应用于车载OBC充电机的DC-DC降压环节,实现800V高压电池向12V/48V低压系统的高效转换,零电流开通特性可显著降低SiC器件开关损耗,提升充电效率。在光伏逆变器SG系列中,该拓扑可优化MPPT前端的宽范围...
一种用于LED应用的带自适应参考电感电流控制的单电感多输出升压变换器
A Single-Inductor Multiple-Output Boost Converter With Adaptive Reference Inductor Current Control for LED Applications
Pang-Jung Liu · Yen-Cheng Chen · IET Power Electronics · 2025年8月 · Vol.18
本文提出一种用于低功率发光二极管(LED)应用的单电感多输出(SIMO)变换器,采用自适应参考电感电流(ARIC)控制方法。得益于SIMO架构,显著减少了元件数量和电路尺寸。ARIC控制在每个开关周期中引入续流时段,以抑制多路输出间的交叉调节问题,并根据负载条件动态调整电感电流的续流水平,从而在整个输出范围内维持高效率。
解读: 该SIMO升压变换器的ARIC控制技术对阳光电源多产品线具有应用价值。在储能系统方面,可应用于ST系列储能变流器的辅助电源模块,通过单电感拓扑为多路控制电路、通信模块、传感器供电,减少元件数量和体积,提升功率密度。在光伏逆变器领域,可优化SG系列逆变器的多路辅助电源设计,降低待机损耗。在新能源汽车业...
0.72Bi0.5Na0.5TiO3-0.28SrTiO3陶瓷储能密度与效率的显著提升及高温储能性能机制研究
Significant improvement of energy storage density and efficiency of 0.72Bi0.5Na0.5TiO3-0.28SrTiO3 ceramics and study of the mechanism of high temperature energy storage performance
Peng Shi · Jin Liu · Yuechan Song · Lina Liu 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
通过优化制备工艺,显著提升了0.72Bi0.5Na0.5TiO3-0.28SrTiO3(BNST)无铅弛豫铁电陶瓷的储能性能。该陶瓷在室温下表现出优异的放电能量密度(~3.2 J/cm³)和高效率(~90%),且在宽温域(25–150 °C)内保持稳定的储能特性。微观结构分析与介电性能测试表明,SrTiO3的引入增强了极化弛豫行为并抑制了介电损耗,从而改善高温下的储能稳定性。研究揭示了纳米尺度极性畴结构与氧空位调控对高温储能性能的关键作用,为高性能无铅储能陶瓷的设计提供了理论依据。
解读: 该无铅弛豫铁电陶瓷储能技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。研究实现的3.2 J/cm³高能量密度和90%高效率,可应用于储能系统的直流母线电容、功率模块吸收电容等关键位置,替代传统电解电容提升功率密度。其25-150°C宽温域稳定性与阳光电源储能产品面...
基于高效率可重构部分功率变换器的光伏功率优化器
Photovoltaic Power Optimizer Based on High-Efficiency Reconfigurable Partial Power Converter
Dave Figueroa · Hugues Renaudineau · Polidoro S. Canales · Samir Kouro · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
光伏(PV)功率优化器是提升光伏系统能量产出的有效方案。本文提出并验证了一种可重构部分功率变换器(R-PPC),具备升压型I类与降压型II类双工作模式,结合两种模式实现了较传统结构更高的功率部分性与更宽的运行范围。该R-PPC仅需单向功率传输并处理单极性电压,有利于实现高性能。实验结果表明,样机在最高98.6%的效率下运行正常,并验证了其作为光伏功率优化器的动态性能良好,证明了该结构的可行性与应用潜力。
解读: 该可重构部分功率变换器技术对阳光电源SG系列光伏逆变器的组件级优化具有重要应用价值。R-PPC的双模式运行(升压/降压)可集成于分布式MPPT架构,在遮挡、失配场景下实现组件级功率优化,相比传统全功率优化器,98.6%的峰值效率和更宽运行范围可显著提升系统发电量。该技术可应用于SG系列组串式逆变器的...
一种用于开关磁阻电机的新型五电平功率变换器的拓扑与控制性能分析
The Topology and Control Performance Analysis of a Novel Five-Level Power Converter for SRM
Sign In or Purchase 4 Cites in Papers 466 Full Text Views - Alerts [Manage Content Alerts](https://ieeexplor · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月
本文提出了一种新型的五电平功率变换器,以提高三相开关磁阻电机(SRM)驱动系统的输出性能。与传统的五电平变换器相比,该功率变换器大幅减少了开关管的数量,简化了驱动系统。结合新的工作模式,提出了一种改进的电流斩波控制(CCC)方法。此外,该变换器还实现了直接瞬时转矩控制(DITC),可降低转矩脉动。通过在不同工况下的实验验证,评估了所提出的拓扑结构和控制方法的有效性。结果表明,与传统的不对称半桥(AHB)功率变换器相比,所提出的变换器结构可使转矩脉动最多降低33.02%。此外,效率测试表明,系统效...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项五电平开关磁阻电机(SRM)变流器技术具有重要的战略参考价值。虽然该技术主要针对电机驱动系统,但其核心拓扑创新和控制策略与我司在光伏逆变器、储能变流器领域的多电平技术路线高度契合。 该技术的核心价值在于通过拓扑优化大幅减少开关器件数量,同时实现五电平输出,这与阳光电源...
一种用于电动交通应用中直流快充站的宽输出电压范围双向两阶段DC-DC变换器
A Two-Stage Bidirectional DC–DC Converter With a Wide Output Voltage Range for DC Fast Charging Stations in E-Mobility Applications
Rajendra Prasad Upputuri · Bidyadhar Subudhi · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
为缩短电动汽车充电时间并降低能量损耗,车载电池电压不断提升至800 V乃至1.5 kV,对快充系统设计提出新挑战。本文提出一种新型双向两阶段DC-DC变换器,具备极宽输出电压范围。前级采用双变压器可重构三桥臂变换器(DTR3LC),后级为交错式可重构降压变换器(IRBC),并通过四个辅助开关实现串并联切换,结合IRBC实现宽范围高效稳压调节。实验样机在80 V输入下实现15–150 V输出,最大效率达95.32%。
解读: 该双向两阶段DC-DC变换器技术对阳光电源充电桩产品线具有重要应用价值。其DTR3LC+IRBC架构通过串并联重构实现15-150V宽范围输出,可直接应对400V/800V/1500V多电压平台电动汽车的快充需求,避免多套硬件冗余。95.32%的高效率与阳光电源SiC器件应用经验结合,可提升充电桩能...
基于多重磁负材料的心脏起搏器高性能无线电能传输系统
A High-Performance Wireless Power Transfer System for Cardiac Pacemaker Based on Multi-MNG
Weihua Chen · Chao Wang · Xiaoheng Yan · Feiyu Zhu · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
针对心脏起搏器无线能量传输系统传输效率低、偏移容忍度差和磁泄漏严重的问题,提出基于多重磁负材料(Multi-MNG)的新型无线电能传输系统。基于MNG等效介质理论和磁场分布,设计三种不同磁导率超材料单元混合排列,确保磁场有效会聚、屏蔽磁泄漏并降低比吸收率(SAR)。8.94MHz仿真验证了Multi-MNG系统的准确性、高效率、鲁棒性和安全性,最大SAR值0.0000504。实验验证系统最大输出功率1.323W,传输效率峰值72.1%,温升2.9°C,满足人体安全标准。
解读: 该磁负材料无线电能传输技术对阳光电源植入式医疗设备和小功率无线充电产品线有创新启发。Multi-MNG磁场会聚和泄漏屏蔽技术可应用于新能源汽车小功率无线充电场景,如车内手机无线充电,提高安全性和效率。超低SAR设计理念对阳光电源拓展可穿戴设备和医疗电子领域无线电能传输解决方案有参考价值。该技术对户用...
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...
面向功率密度和效率提升的氮化镓基DC-DC变换器设计优化
Design Optimization for Enhancing the Power Density and Efficiency for GaN-Based DC–DC Converter
作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
本文提出了一种用于提高基于氮化镓(GaN)的直流 - 直流转换器效率和功率密度的优化策略,该策略适用于具有宽输入电压范围调节需求的不同应用场景。该优化方案采用空心电感,并实施可变开关频率调制方法,以使氮化镓晶体管实现零电压开关导通,从而在频率调整方面提供更大的灵活性,并改善热管理。此外,针对基于交错式升降压氮化镓晶体管的直流 - 直流转换器,引入了一个专门的热模型,该模型考虑了自然对流散热器的存在。最后,通过对实验室原型进行测试,将理论探讨转化为实际应用。该原型实现了高效率(约 99%),在配备...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项基于GaN器件的DC-DC变换器优化技术具有显著的战略价值。该技术实现的99%高效率和17.5kW/L功率密度指标,直接契合我们在光伏逆变器和储能系统领域对高功率密度、高效率的核心追求。 在光伏应用场景中,该技术的宽输入电压范围(110-450V)特性尤为关键。这可有...
基于多逆变器离散功率回退的高效率宽范围射频功率生成系统
High-Efficiency Wide-Range RF Power Generation Systems With Discrete Power Back-Off From Multiple Inverters
Haoquan Zhang · Alexander S. Jurkov · Vladimir Kozitsky · Ky Luu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
摘要:工业射频(RF)功率应用,如用于半导体加工的等离子体产生,需要在较宽的动态功率范围和可变负载阻抗条件下传输射频功率。理想情况下,射频功率系统应在整个工作功率范围内保持高效率、连续功率控制和快速动态响应。本文介绍了一种适用于此类应用的可扩展开关模式功率放大器(PA)架构和控制方法。我们将这种方法称为多逆变器离散回退(MIDB),它以无损方式组合开关模式功率放大器的输出,并对有源功率放大器的数量进行调制,以实现射频输出的离散步进。此外,该方法还采用离散电源调制和功率放大器组间的正交移相技术,以...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这篇论文提出的多逆变器离散功率回退(MIDB)架构虽然聚焦于射频功率应用,但其核心技术理念与我们在光伏逆变器和储能系统领域的技术演进方向高度契合,具有重要的借鉴价值。 该技术的核心价值在于通过多模块协同控制实现宽范围高效功率输出。论文采用的GaN基零电压开关D类功率放大器...
新型钙钛矿/CZTSe杂化太阳能电池的设计与性能分析
Design and performance analysis of novel perovskite/CZTSe hybrid solar cell for high efficiency
Rabin Paul · Shweta Shukl · Trupti Ranjan Lenk · Fazal Ahmed Talukdar 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.285
摘要 随着新技术的发展,市场上的太阳能电池需要具备更高的效率、更低的成本、更好的稳定性以及更优的环境友好性。钙钛矿太阳能电池自问世以来在性能方面已取得令人瞩目的进展,其光电转换效率已达26%,并有望进一步提升,这得益于其卓越的光伏特性。另一方面,尽管CZTSe太阳能电池具有非常高的光吸收系数,但其效率尚未突破15%。鉴于这两种材料各自的特性及其在带隙上的显著差异,本文提出了一种新颖的杂化结构HTL/钙钛矿/CZTSe/CdS/ZnO,旨在利用钙钛矿材料(CH3NH3Pb3−xClx)和CZTSe...
解读: 该钙钛矿/CZTSe混合太阳能电池技术通过双层吸收结构实现30.9%高效率,为阳光电源SG系列光伏逆变器提供重要启示。其宽光谱吸收特性可优化MPPT算法设计,提升弱光环境发电效率。混合结构的温度稳定性研究对1500V高压系统热管理具有参考价值。建议将高效电池技术与ST储能系统协同,通过iSolarC...
多兆赫多千瓦碳化硅全桥逆变器零电压开通挑战及面向高功率电容式电力传输系统的设计
Challenges in Zero-Voltage-Switched-On Multi-MHz Multi-kW SiC Full-Bridge Inverter and Oriented Design for High-Power Capacitive Power Transfer System
Yao Wang · Shuyan Zhao · Fei Lu · Hua Zhang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
本文研究了用于激励高功率电容式电力传输(CPT)系统的多兆赫多千瓦碳化硅(SiC)全桥逆变器设计与实现中的关键挑战。首先揭示了在多兆赫高功率条件下,因MOSFET硬关断电流过大导致的漏源电流与电压振荡问题,成为限制开关频率提升的主要瓶颈。其次,提出了一套涵盖器件选型、栅极驱动设计、零电压开关(ZVS)实现及布局优化的高频逆变器设计方法,并基于UCC5390、IXRFD631和UCC27531D三种驱动芯片与C3M0060065K SiC MOSFET实现了三款逆变器样机,工作频率覆盖1 MHz(...
解读: 该多MHz SiC全桥逆变器的ZVS设计技术对阳光电源具有重要应用价值。首先,文中揭示的MOSFET硬关断电流振荡问题及其抑制方法,可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高频化设计,通过提升开关频率至MHz级别,显著减小磁性元件体积,提高功率密度。其次,基于UCC5390等驱动芯片的栅...
集成氢储能与卡诺电池的储能系统方案与分析
Proposal and analysis of an energy storage system integrated hydrogen energy storage and Carnot battery
Ju Guan · Wei Han · Qibin Liu · Fan Jiao 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332
摘要 随着可再生能源装机容量持续增长,其发电出力的波动性和间歇性与用户负荷的波动性之间存在供需不匹配的问题。因此,迫切需要发展大规模、高效率、快速响应、长时储能的储能系统。本研究提出一种新型集成储能系统,该系统结合了氢储能与卡诺电池。其中,卡诺电池作为基础负荷,实现稳定、大规模的能量存储;氢储能(质子交换膜电解槽PEMEC与固体氧化物燃料电池SOFC)则作为调节负荷,灵活消纳多余的可再生电力,并快速响应用户需求。该集成系统还有效利用SOFC产生的高温余热,提升卡诺电池的往返效率(RTE),从而提...
解读: 该氢储能与卡诺电池集成系统对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要启示。系统通过氢储能(PEMEC/SOFC)作为调节负载、卡诺电池作为基础负载的分层架构,实现57.48%综合往返效率,可为阳光电源多时间尺度储能方案提供技术参考。SOFC高温余热利用提升卡诺电池效率11.32%...
采用铜浆料与激光增强接触优化的高效无银PERC太阳能电池
High Efficiency Screen-Printed Ag-Free PERC Solar Cell With Cu Paste and Laser-Enhanced Contact Optimization
Ruohan Zhong · Venkata Sai Aditya Mulkaluri · Kevin Elmer · Vijaykumar Upadhyaya 等6人 · IEEE Journal of Photovoltaics · 2025年8月
可丝网印刷的铜(Cu)浆料为光伏电池金属化提供了一种有前景且经济高效的即插即用替代方案。然而,铜向硅中扩散的趋势是维持电池性能的一个关键挑战。本研究报告了使用伯特薄膜公司(Bert Thin Films)的可丝网印刷铜浆料,并结合后制造激光增强接触优化(LECO)工艺,以显著提高铜接触钝化发射极和背接触(PERC)太阳能电池的稳定性和性能。经过LECO工艺处理后,无银铜接触p - PERC太阳能电池的效率达到了21.4%,串联电阻低至0.7 Ω·cm²,填充因子为79%,且在17天内基本保持稳定...
解读: 该无银铜浆料PERC电池技术对阳光电源光伏产品线具有重要成本优化价值。铜浆料替代银浆可显著降低组件制造成本,直接提升SG系列光伏逆变器配套组件的性价比竞争力。21%以上的转换效率保证了系统发电性能,激光增强接触优化技术可抑制铜扩散导致的长期衰减问题,这对iSolarCloud平台的电站全生命周期管理...
一种基于低温无压纳米铜烧结的高性能大功率双面冷却碳化硅功率模块
A Novel High-Performance, High-Power Double-Sided Cooling SiC Power Module Based on Low-Temperature Pressureless Nano-Cu Sintering
Haobin Chen · Haidong Yan · Chaohui Liu · Shuai Shi 等5人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年9月
由于纳米铜烧结膏成本低、具有优异的电学和热学性能、高可靠性以及抗电迁移能力,它被视为用于宽带隙半导体应用的下一代芯片互连材料。然而,目前尚无关于纳米铜烧结在高功率双面冷却(DSC)碳化硅(SiC)功率模块中应用的实验报告。本研究通过展示一种基于纳米铜烧结的新型高功率DSC碳化硅金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管(MOSFET)模块的设计、制造和性能,填补了这一空白。利用自制的铜膏和甲酸辅助低温无压铜烧结工艺,制造出了一款1200 V/600 A的DSC功率模块。在250°C的甲酸气氛中烧结...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,该纳米铜烧结技术在高功率双面冷却SiC功率模块上的应用具有重要战略价值。当前光伏逆变器和储能变流器正朝着高功率密度、高效率、高可靠性方向发展,SiC器件已成为我们新一代产品的核心器件,而封装技术的突破将直接影响系统级性能提升。 该技术的核心价值体现在三个维度:首先,功率密...
用于储能的可逆固体氧化物电解槽:储能平准化成本估算
Reversible solid oxide electrolyser for energy storage: levelized cost of storage estimation
Jingjing Liang · Yi Zhaoa · Du Wena · Ye Huang 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.399
摘要 可逆固体氧化物电解槽(rSOE)因其固有的可逆性、电解模式下的共电解能力、高效率、对多种燃料的适应性,以及在处理碳基燃料时于燃料电池模式(SOFC)下浓缩CO2的能力,成为长时储能领域极具前景的解决方案。然而,其在电能-燃料-电能(P2X2P)应用中的经济可行性仍缺乏深入研究。本研究评估了一个250 MW规模的rSOE系统在六种不同储能形式下的储能平准化成本(LCOS),考虑了不同的放电持续时间(168–1440小时)和年度充放电循环次数(1–30次)。研究发现,储存在盐穴中的H2、储存在...
解读: 可逆固体氧化物电解技术(rSOE)为长时储能提供新思路,对阳光电源ST系列储能系统和PowerTitan产品线具有战略参考价值。研究表明MW级季节性储能场景下,rSOE通过双向运行和多燃料适配性实现0.2$/kWh的平准化储能成本目标。这启发我们在PCS拓扑设计中强化双向功率变换效率,结合iSola...