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基于氮化镓单片双向晶体管的三相交流-交流电流型直流链路变换器与电压型直流链路变换器的实验对比
Experimental Comparison of Three-Phase AC-AC Monolithic Bidirectional GaN Transistor-Based Current DC-Link Converter and GaN Transistor-Based Voltage DC-Link Converter
Neha Nain · Yining Zhang · Stefan Walser · Johann W. Kolar 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
并网变频驱动系统通常采用电压源型或电流源型交流-交流变换器。本文在相同系统规格和芯片面积条件下，对比了基于600V氮化镓单片双向晶体管的电压源型（VSC）与电流源型（CSC）变换器。两者功率密度分别为1.7 kW/dm³和1.8 kW/dm³，额定效率均达97%。CSC在部分负载下效率更高，加权效率达96.6%，优于VSC的95.7%。电磁干扰预合规测试表明，二者均满足传导EMI限值，且CSC的电机侧滤波器在使用非屏蔽电缆时仍具良好辐射抑制效果。
解读: 该GaN单片双向晶体管对比研究对阳光电源多条产品线具有重要价值。CSC拓扑在部分负载下96.6%的加权效率优于VSC，可直接应用于ST系列储能变流器的双向AC-DC变换级，提升储能系统全工况效率。其优异的EMI特性和非屏蔽电缆兼容性，可简化SG系列光伏逆变器的滤波设计，降低系统成本。GaN器件的高功...
矩阵型背靠背变换器的混合共模电压抑制方法
Hybrid Common Mode Voltage Suppression Method for Matrix-Type Back-to-Back Converter
Chengjia Lu · Yaotian Shi · Jiaxing Lei · Xingwei Zhou · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
矩阵型背靠背变换器(MTBBC)是仅12个开关无直流链路储能元件的新型AC-AC变换器拓扑。与其他AC-AC变换器一样,MTBBC因脉宽调制(PWM)存在高共模电压(CMV)问题,导致电机轴承损坏和绕组故障。提出MTBBC混合CMV抑制方法,根据电压传输比(VTR)采用适当算法。VTR低于0.5时,根据输入电压区间选择输出矢量组,矢量组由三个最远电压矢量组成,实现71.1%的CMV峰值降低和零高频CMV。VTR高于0.5时,采用有源零状态PWM和近态PWM方法将CMV峰值降至50%。通过三种算法...
解读: 该混合共模电压抑制技术对阳光电源AC-AC变换器产品有重要优化价值。MTBBC无直流储能拓扑可应用于储能系统的交流侧变换器,提高功率密度并降低成本。混合CMV抑制算法对阳光电源电机驱动和变频器产品的轴承保护和EMI控制有借鉴意义。该技术对新能源汽车电机驱动系统和工业变频应用场景有性能提升潜力,可延长...
An Isolated SEPIC-Based AC-AC Converter for Voltage Sag/Swell Mitigation
An Isolated SEPIC-Based AC-AC Converter for Voltage Sag/Swell Mitigation
Iman Abdoli · Alireza Lahooti Eshkevari · Hafiz Furqan Ahmed · Mohammad Arasteh · IET Power Electronics · 2025年5月 · Vol.18
This paper proposes a high-frequency isolated buck-boost AC-AC converter based on the single-ended-primary-inductance-converter (SEPIC) topology and its extension circuit with bipolar output. The proposed converters can achieve a wide range of voltag...
基于直流-直流等效模型的三相交流-交流电流型与电压型直流链路变换器控制动态特性比较研究
Comparative Evaluation of Control Dynamics of 3-Φ AC-AC Current DC-Link and Voltage DC-Link Converters Based on DC-DC Equivalent Models
Neha Nain · Yining Zhang · Johann W. Kolar · Jonas Huber · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
采用电压型直流链路（VSC）或电流型直流链路（CSC）可实现电网供电的变频驱动系统，后者因单片集成GaN双向功率晶体管（M-BDS）的发展而重获关注。本文针对同等容量、输出正弦电压的交流-交流VSC与CSC系统，建立精确描述其动态特性的等效直流-直流模型，便于控制系统的设计与分析。实验结果表明，所构建的等效电路能准确预测开环与闭环行为。基于此模型对比二者的小信号与大信号电压控制性能，发现CSC在小信号带宽方面具有优势（72 kHz开关频率下5 kHz vs. 1.8 kHz），并揭示其控制动态与...
解读: 该研究对阳光电源车载OBC充电机和电机驱动产品线具有重要参考价值。文章揭示的CSC拓扑在小信号带宽方面的显著优势（5kHz vs 1.8kHz），可直接应用于新能源汽车双向充电系统设计，提升动态响应速度。所建立的DC-DC等效模型为阳光电源开发基于GaN器件的高频电流型变换器提供了精确的控制设计方法...
用于高频隔离三相双向并网DC-AC-AC变换器的PWM开关技术
PWM Switching Technique for Three-Phase Bidirectional Grid-Tie DC–AC–AC Converter With High-Frequency Isolation
Mahmoud A. Sayed · Kazuma Suzuki · Takaharu Takeshita · Wataru Kitagawa · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年1月
本文提出了一种用于控制采用高频链路变压器双向隔离DC-AC-AC变换器的新型PWM开关技术。该技术能够有效控制输入直流电流，并实现正弦电流注入，为双向功率变换提供了高效的控制方案。
解读: 该技术在高频隔离双向变换器领域的创新，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）具有重要参考价值。高频隔离方案有助于减小储能变流器（PCS）的体积与重量，提升功率密度。建议研发团队评估该PWM策略在多级变换架构中的应用潜力，以优化PCS的效率和动态响应性能，特别是在提升...
基于图腾柱单级AC-AC变换器的双向无线电能传输应用三相变比移相控制
Triple Phase Ratio Shift Control for Bidirectional Wireless Power Transfer Application Based on Totem-Pole Single-Stage AC-AC Converter
Xi Zhang · Qianfan Zhang · Fan Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
传统双向无线电能传输（BWPT）系统通常采用PFC整流级联逆变器的两级结构，存在结构复杂、开关器件多等问题。本文提出一种基于图腾柱单级AC-AC变换器的解决方案，通过三相变比移相控制策略，简化了系统架构，提升了功率密度与转换效率，解决了单级变换器在双向传输中的控制挑战。
解读: 该研究提出的单级图腾柱AC-AC拓扑及控制策略，对阳光电源的电动汽车充电桩业务具有参考价值。通过简化功率级结构，有助于提升充电桩的功率密度并降低成本。虽然目前主要针对无线充电，但其单级化设计思路可迁移至车载充电机（OBC）或小型化储能变流器（PCS）的研发中。建议研发团队关注该拓扑在高频化下的效率表...
一种具有灵活运行范围的高效双输出双极性Buck-Boost AC-AC变换器
An Efficient Dual-Output Bipolar Buck-Boost AC-AC Converter With Flexible Operation Range
Hafiz Furqan Ahmed · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
本文提出了一种新型高效双输出双极性Buck-Boost AC-AC变换器，旨在优化三相灵活交流链路（FACL）转换器的配置。相比传统方案需要六个离散变换器，该拓扑仅需三个双输出变换器，实现了三相交流电压幅值与相位的解耦控制，显著提升了系统集成度与运行灵活性。
解读: 该研究提出的双输出AC-AC变换器拓扑在提升功率密度和控制灵活性方面具有学术价值。对于阳光电源而言，虽然目前核心产品线（如组串式/集中式逆变器、PowerTitan储能系统）主要基于DC-AC架构，但该拓扑中关于“多输出解耦控制”和“高集成度拓扑”的设计理念，可为未来微电网能量路由器、多端口电力电子...
基于奇对称无差分交流斩波桥臂及单极性调制策略的直接AC-AC变换器
Direct AC-AC Converter Based on Odd Symmetrical No-Differential AC Chopper Legs With Unipolar Modulation Strategy
Dongbo Guo · Tianpeng Du · Chuang Liu · Pinjia Zhang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
本文提出了一种采用单极性调制策略的单相双极性PWM直接AC-AC变换器。该变换器由两个奇对称的两电平无差分交流斩波桥臂组成，可在非反相和反相模式下工作，用于电网电压暂降或暂升补偿。该拓扑最小化了各工作模式下高频开关的数量，提升了变换效率。
解读: 该研究提出的直接AC-AC变换拓扑及单极性调制策略，主要针对电压调节与补偿应用。对于阳光电源而言，该技术可作为电能质量治理设备（如SVG或有源电力滤波器）的技术储备，以优化电压波动补偿性能。此外，其高频开关损耗优化的设计思路，可借鉴应用于户用光伏逆变器或小型储能变流器（PCS）的功率级设计中，通过减...
一种三相模块化隔离矩阵变换器
A Three-Phase Modular Isolated Matrix Converter
Usman Nasir · Alessandro Costabeber · Patrick Wheeler · Marco Rivera 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年12月
本文分析、设计并实验验证了一种模块化隔离矩阵变换器（MIMC），涵盖了调制、换流及控制策略。MIMC作为一种单级高功率密度AC-AC变换器，在牵引应用及空间受限的低压或中压未来配电网中具有显著优势。
解读: 该拓扑采用单级AC-AC变换，具备高功率密度优势，对阳光电源的未来电力电子技术储备具有参考价值。在光伏与储能领域，虽然目前主流采用DC-AC或DC-DC架构，但该矩阵变换器技术在特定中压配电网接入或工业驱动场景下，可提升系统集成度。建议关注其高频隔离与换流控制技术，探索其在未来大功率组串式逆变器或新...
基于非差分交流斩波器的新型双极型直接AC-AC变换器拓扑
Novel Bipolar-Type Direct AC–AC Converter Topology Based on Non-Differential AC Choppers
Chuang Liu · Dongbo Guo · Renzhong Shan · Guowei Cai 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
本文提出了一种基于两电平非差分交流斩波桥臂的新型H桥结构AC-AC PWM变换器拓扑。该拓扑可在同相和反相模式下工作，用于电网电压补偿。与传统双极型H桥AC-AC变换器相比，该方案无需互补切换双向开关，有效解决了换流问题。
解读: 该研究提出的新型AC-AC变换器拓扑在电压补偿和电能质量调节方面具有潜力。对于阳光电源而言，该技术可作为未来电能质量治理设备（如SVG或有源电力滤波器）的底层拓扑储备。虽然目前阳光电源的主流产品（光伏逆变器、储能PCS）多为DC-AC架构，但该拓扑中关于“非差分交流斩波”的控制思路，可为提升逆变器在...
具有可控相位和幅值的单级交流-交流变换器
Single-Stage AC–AC Converter With Controllable Phase and Amplitude
Youjun Zhang · Shuangfeng Guan · Yuzhen Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年7月
本文提出了一种用于电网功率流控制的单级交流-交流变换器（ACCPA）。该拓扑由三相输入变压器、三个单相Buck型交流单元及三相输出滤波器组成，能够同时且独立地调节输出电压的相位和幅值，从而实现对电网功率流的精确控制。
解读: 该技术提出的单级交流-交流变换架构在电网功率流控制方面具有创新性，特别是在弱电网环境下对电压相位和幅值的精确调节能力，对阳光电源的并网控制策略具有参考价值。虽然阳光电源目前主营业务集中在DC-AC逆变和DC-DC储能变换，但该拓扑可为未来电网支撑型（Grid-forming）逆变器及柔性交流输电（F...
一种单级电容交流链路交流-交流功率变换器
A Single-Stage Capacitive AC-Link AC–AC Power Converter
Ehsan Afshari · Masih Khodabandeh · Mahshid Amirabadi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
本文提出了一种利用高频交流链路电压的单级三相交流-交流变换器。该变换器通过高频交流电压传输能量，仅需极小的薄膜电容即可实现能量传递，从而消除了传统直流链路变换器中对大容量电解电容的需求，提升了系统的功率密度与可靠性。
解读: 该拓扑通过高频交流链路取代直流母线电解电容，对提升阳光电源逆变器及储能PCS的功率密度与寿命具有参考价值。电解电容通常是逆变器可靠性的薄弱环节，该技术若能优化至光伏或储能应用场景，可显著降低体积并提升系统长效运行能力。建议研发团队关注其在弱电网下的控制稳定性及高频链路带来的EMI挑战，可作为未来高功...
基于电流型串联谐振变换器和15kV SiC MOSFET的7.2kV单级固态变压器
7.2-kV Single-Stage Solid-State Transformer Based on the Current-Fed Series Resonant Converter and 15-kV SiC mosfets
Qianlai Zhu · Li Wang · Alex Q. Huang · Kristen Booth 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
本文提出了一种新型两电平单级直接AC-AC变换器，旨在利用15kV SiC MOSFET实现7.2kV中压固态变压器（SST）。通过提出电流型串联谐振变换器（CFSRC）拓扑，有效解决了中压AC-AC变换器在宽电压和负载范围内实现高压MOSFET零电压开关（ZVS）的技术挑战。
解读: 该研究聚焦于高压SiC器件在固态变压器中的应用，对阳光电源的电力电子技术储备具有前瞻性参考价值。虽然目前阳光电源的主流产品（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统）多采用低压或中压IGBT/SiC模块，但随着电网接入电压等级的提升及中压直挂式储能/光伏系统的探索，该拓扑中关于高压SiC驱动及Z...
Z源超稀疏矩阵变换器共模电压抑制调制技术
Modulation Techniques for Common-Mode Voltage Reduction in the Z-Source Ultra Sparse Matrix Converters
Amir Masoud Bozorgi · Amir Hakemi · Mehdi Farasat · Mohammad Monfared · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年1月
共模电压（CMV）是导致电机过早失效的主要原因。变换器产生的CMV形式和幅值取决于电路拓扑与调制技术。在驱动应用中，Z源超稀疏矩阵变换器（ZSUSMC）因其开关数量少等优势成为理想选择，本文重点研究了该拓扑下的CMV抑制调制策略。
解读: 该文献探讨的矩阵变换器拓扑及共模电压抑制技术，主要应用于高性能电机驱动领域。虽然阳光电源目前的核心业务聚焦于光伏逆变器、储能PCS及风电变流器，但其核心功率变换技术（如高频开关控制、共模干扰抑制）与阳光电源的组串式逆变器及风电变流器产品线具有技术同源性。建议研发团队关注该拓扑在提升功率密度及降低电磁...
具有反相和同相操作的双Buck交流-交流变换器
Dual-Buck AC–AC Converter With Inverting and Non-Inverting Operations
Usman Ali Khan · Ashraf Ali Khan · Honnyong Cha · Heung-Geun Kim 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年11月
本文提出了一种新型Buck-Boost交流-交流变换器。该变换器的基本开关单元为单向Buck电路，因此不存在直通风险。它无需RC缓冲电路或软开关策略即可实现安全换流，且在实现过程中可避免功率MOSFET体二极管导通，从而提升系统效率与可靠性。
解读: 该拓扑结构通过单向Buck单元消除了直通风险，并优化了换流过程，这对提升阳光电源在电力电子变换领域的功率密度和可靠性具有参考价值。虽然目前阳光电源的主流产品（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统）多为DC-AC或DC-DC架构，但该技术中关于“无直通风险”和“无需复杂缓冲电路”的设计理念，可...
一类具有更少无源元件的新型单相高频隔离Z源AC-AC变换器
A New Class of Single-Phase High-Frequency Isolated Z-Source AC–AC Converters With Reduced Passive Components
Hafiz Furqan Ahmed · Honnyong Cha · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年2月
本文提出了一类具有高频变压器（HFT）隔离的单相Z源（ZS）AC-AC变换器。该拓扑保留了非隔离Z源变换器的特性，如宽范围的升降压输出、相位控制、浪涌电流抑制及谐波抑制等，同时通过高频隔离提升了系统的安全性和功率密度。
解读: 该研究提出的高频隔离Z源AC-AC拓扑，在提升功率密度和简化无源元件方面具有一定创新性。对于阳光电源而言，该技术可作为户用光伏逆变器或小型储能变流器（PCS）的前级拓扑储备。其升降压能力有助于应对宽电压范围的电池输入或光伏输入，减少对大体积电感电容的依赖，从而优化整机尺寸。建议研发团队关注该拓扑在单...
基于开关单元结构多电平AC-AC变换器的动态电压恢复器
Dynamic Voltage Restorer Using Switching Cell Structured Multilevel AC–AC Converter
Sanghun Kim · Heung-Geun Kim · Honnyong Cha · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年11月
动态电压恢复器（DVR）是成熟的电能质量治理产品。本文提出了一种基于级联多电平直接PWM AC-AC变换器的新型DVR拓扑，旨在解决高功率应用中多电平直接变换器研究不足的问题，通过优化拓扑结构提升电网电压暂降补偿能力。
解读: 该研究提出的多电平AC-AC变换拓扑在电能质量治理领域具有参考价值。对于阳光电源而言，虽然目前核心产品线（如PowerTitan储能系统、组串式逆变器）多采用DC-AC架构，但该拓扑中关于多电平调制和高功率密度变换的设计思路，可为公司在电网侧电能质量治理设备（如SVG、APF）的升级提供技术储备。建...
减少电感数量的级联双Buck AC-AC变换器
Cascaded Dual-Buck AC–AC Converter With Reduced Number of Inductors
Ashraf Ali Khan · Honnyong Cha · Ju-Won Baek · Juyong Kim 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年10月
本文提出了一种采用移相控制且减少电感数量的新型级联AC-AC变换器。该拓扑利用标准低压额定半导体器件即可实现高电压等级输出。此外，该变换器具备抗直通能力，无需PWM死区时间，从而显著提升了系统可靠性与转换效率。
解读: 该拓扑通过级联结构和抗直通特性提升了功率变换的可靠性，对阳光电源的组串式逆变器及储能PCS产品具有参考价值。其无需死区的特性有助于降低开关损耗并提升波形质量。建议研发团队评估该拓扑在多电平逆变器中的应用潜力，特别是在高压直流输入场景下，通过减少电感数量可进一步优化功率密度和成本。虽然目前主要针对AC...
一种具有安全换流策略的高频隔离单相Z源AC-AC变换器系列
A Family of High-Frequency Isolated Single-Phase Z-Source AC–AC Converters With Safe-Commutation Strategy
Hafiz Furqan Ahmed · Honnyong Cha · Ashraf Ali Khan · Heung-Geun Kim · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年11月
本文将高频变压器隔离概念引入Z源（ZS）AC-AC变换器，提出了一系列新型高频隔离（HFTI）ZS AC-AC变换器。该拓扑保留了非隔离型变换器的优势，如具备宽范围的升降压功能，并实现了电气隔离与安全换流，适用于对电压调节和隔离要求较高的电力电子应用场景。
解读: 该研究提出的高频隔离Z源AC-AC拓扑在电压调节灵活性和电气隔离方面具有优势。对于阳光电源而言，该技术可作为未来研发高密度、宽电压范围变换器的技术储备。特别是在户用光伏逆变器或小型储能变流器（PCS）领域，若需实现更紧凑的升降压变换及高频隔离，该拓扑提供的安全换流策略具有参考价值。建议研发团队关注其...
利用磁集成消除开关单元AC-AC变换器中的滤波电感
Elimination of Filter Inductor in Switching Cell AC–AC Converters Using Magnetic Integration
Ashraf Ali Khan · Honnyong Cha · Hafiz Furqan Ahmed · Heung-Geun Kim · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年9月
本文研究了开关单元（SC）直接PWM AC-AC变换器，指出其在换流、反向恢复损耗、输出质量及EMI噪声抑制方面的优势。通过磁集成技术，该研究旨在消除变换器中的滤波电感，从而进一步优化功率密度和系统体积，为电力电子变换器的轻量化设计提供技术参考。
解读: 该研究提出的磁集成技术旨在提升功率密度并优化EMI性能，这对阳光电源的组串式逆变器及储能PCS产品线具有参考价值。在追求更高功率密度和更小体积的趋势下，磁集成技术可有效减少磁性元件数量，降低系统成本。建议研发团队关注该拓扑在光伏逆变器升压级或储能双向变换器中的应用潜力，特别是在高频化设计中，通过磁集...
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