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双向超高压增益直流变换器的建模与设计优化——面向电池单元集成电力电子系统
Modeling and Design Optimization of a Bidirectional Ultrahigh Gain DC/DC Converter for Cell-Integrated Power Electronics
Writtik Dutta · Ayan Mallik · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
本文提出了一种基于CLL谐振结构的双向直流变换器的建模与优化方法，旨在实现高电压增益与增强的软开关能力。该变换器有效连接低压电池单元与高压直流母线，支持电网集成。研究引入增强型广义谐波近似（E-GHA）建模方法，结合高次谐波分析与电路寄生参数，精确量化损耗。为在满足高增益的同时最小化功率损耗，构建了多目标、多变量、多约束优化框架，用于谐振腔参数与控制变量的协同优化。实验研制了500 kHz原理样机，实现2.5–4 V与360 V之间的双向变换，负载范围25–100 W，放电与充电峰值效率分别达9...
解读: 该双向超高增益DC/DC变换器技术对阳光电源储能与充电产品线具有重要应用价值。其2.5-4V至360V的宽范围电压变换能力可直接应用于ST系列储能变流器的电池单元级管理，实现单体电池与高压母线的直接连接，提升PowerTitan储能系统的模块化设计灵活性。E-GHA建模方法结合高次谐波与寄生参数分析...
基于半桥单元全包容传导电磁干扰噪声模型的SiC单相升压PFC变换器研究
Development of a Half-Bridge Cell-Derived All-Inclusive Conducted Emission Noise Model for SiC-Based Single Phase Boost PFC Converter
Connor Reece · Naveed Ishraq · Ayan Mallik · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本研究提出了一种全新的综合电力电子变换器噪声模型，该模型包含差模（DM）和共模（CM）寄生电路元件。此外，还提出了一种全面的建模方法和新颖的实验驱动方法，用于分析差模和共模电路元件对采用碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的1 kW、120 VAC/400 VDC单相功率因数校正升压变换器中传导发射电磁干扰的影响。这是通过预测差模和共模噪声转折频率，并在基于新型半桥噪声单元的综合变换器寄生电路模型中观测差模/共模噪声转折频率来实现的。频谱结果表明，所提出的综合噪声模型估计出八个差模...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对SiC基单相Boost PFC变换器的全包络传导发射噪声模型研究具有重要的技术参考价值。该研究聚焦于差模和共模噪声的精确建模，这与我司光伏逆变器、储能变流器等核心产品的电磁兼容性设计直接相关。 该论文提出的半桥单元衍生噪声模型能够以6.45%的低平均误差预测八个差...
利用优化的无源RC延迟缓解并联SiC MOSFET的阈值电压和电流分配失配
Mitigating Threshold Voltage and Current Sharing Mismatch in Paralleled SiC MOSFETs Using Optimized Passive RC Delays
Nitish Jolly · Ayan Mallik · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
在航空航天与工业应用中，基于SiC MOSFET的H桥衍生变换器常因器件间阈值电压（V<sub>TH</sub>）差异导致动态电流分配不均，引发热应力增加与效率下降。本文提出一种针对模块化非反相升降压（NIBB）变换器中并联SiC MOSFET的瞬态电流均衡优化方法。通过建立包含V<sub>TH</sub>失配与寄生参数的栅源电压（V<sub>GS</sub>）动态多变量模型，设计了在开通与关断路径上的优化RC滤波网络，以同步不同阈值电压器件的开关行为。LTspice仿真表明瞬态电流失配降低42...
解读: 该RC延迟优化技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列大功率光伏逆变器的SiC并联设计具有直接应用价值。当前PowerTitan等大型储能系统广泛采用SiC MOSFET并联以提升功率等级，但阈值电压失配导致的动态电流不均衡会降低系统可靠性。该研究提出的栅极RC滤波网络优化方法可直接应用于阳光电源...