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串联电池组星型开关电容均衡器的分析与优化
Analysis and Optimization of Star-Structured Switched-Capacitor Equalizers for Series-Connected Battery Strings
Yunlong Shang · Naxin Cui · Bin Duan · Chenghui Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年11月
针对传统开关电容均衡器(SCE)在长串电池组中均衡速度慢、效率低的问题,本文提出了一系列星型结构开关电容均衡器。该方案实现了均衡速度与效率与电池数量及电压分布的解耦,显著提升了多串联电池组的均衡性能。
解读: 该技术直接服务于阳光电源的储能系统业务(如PowerTitan、PowerStack)。在大型储能系统中,电池簇串联数量多,电芯间的不一致性是影响系统寿命和可用容量的关键痛点。该星型均衡拓扑能有效解决长串电池组的均衡难题,提升BMS的均衡效率,从而延长电池组循环寿命并提高系统安全性。建议研发团队评估...
具有高过载能力的模块化换相变换器
Modular Commutated Converter With High-Overload Capability
Biao Zhao · Lin Wang · Xueyin Zhang · Ruihang Bai 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
本文提出了一种用于高压直流输电的新型模块化换相变换器。通过结合单开关器件模块(SDM)与高频开关SDM,利用拓扑的软开关特性及集成门极换流晶闸管(IGCT)的高浪涌电流能力,使变换器具备短期高过载运行能力。
解读: 该拓扑通过IGCT与模块化设计的结合,显著提升了变换器的过载能力,这对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)具有参考价值。在电网侧储能或大型光伏电站应用中,提升系统在极端工况下的抗冲击能力是提升电网稳定性的关键。虽然目前阳光电源主流产品多采用IGBT技术,但该研究中关...
一种兆瓦级中频变压器的新型实验验证拓扑与调制方法
A Novel Experimental Verification Topology and Modulation Method for Megawatt-Level Medium-Frequency Transformers
Yiqing Ma · Biao Zhao · Bin Cui · Jialiang Hu 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
针对兆瓦级中频变压器(MFT)在实验室环境下进行全功率及热稳定性验证的挑战,本文提出了一种新型实验验证拓扑及调制方法。该方法特别适用于电压转换比超过1:20的直流变压器系统,有效解决了高功率等级下测试设备受限及测试难度大的技术瓶颈。
解读: 该技术对于阳光电源的PowerTitan系列液冷储能系统及未来高压直流耦合架构具有重要意义。随着储能系统向更高电压等级(如1500V及以上)和更高功率密度演进,中频变压器(MFT)在隔离型DC-DC变换器中的应用日益广泛。本文提出的实验验证方法能有效缩短研发周期,提升大功率变压器在极端工况下的热稳定...
单向电流MMC在桥臂电流单向性被破坏时的穿越能力分析
Analysis of Ride-Through Capability of Unidirectional-Current MMC with Arm Current Unidirectionality Disrupted
Zhengxuan Li · Qiang Song · Biao Zhao · Zhanqing Yu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
基于单向电流全桥子模块(UC-FBSM)的模块化多电平变换器(UC-FB-MMC)具有高功率密度、直流故障清除能力及动态直流电压调节能力。本文分析了在桥臂电流单向性被破坏的极端工况下,UC-FB-MMC的穿越能力,为该拓扑在新型直流应用中的稳定运行提供了理论支撑。
解读: 该研究探讨的UC-FB-MMC拓扑具备直流故障清除能力,与阳光电源的储能系统(如PowerTitan系列)及大型光伏并网系统中的直流侧保护技术具有一定的技术关联性。虽然目前主流产品多采用常规MMC或组串式架构,但该拓扑在高压直流输电及大型储能直流侧的应用潜力值得关注。建议研发团队关注其在极端工况下的...
直流汇集系统全范围电流谐波抑制的选择性虚拟合成矢量嵌入
Selective Virtual Synthetic Vector Embedding for Full-Range Current Harmonic Suppression of the DC Collector
Feng An · Biao Zhao · Bin Cui · Yushuo Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
随着可再生能源与储能的发展,直流汇集系统成为分布式能源接入中压电网的关键环节。针对直流电压不一致及子模块占空比差异导致传统载波移相调制难以有效抑制谐波的问题,本文提出了一种选择性虚拟合成矢量嵌入方法,实现了直流汇集系统全范围内的电流谐波抑制,提升了系统电能质量与运行稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及大型光伏电站的直流汇集方案具有重要参考价值。在多模块并联的直流汇集架构中,谐波抑制直接影响系统效率与电容寿命。通过引入虚拟合成矢量嵌入技术,可优化PCS内部的调制策略,在不增加硬件成本的前提下,显著提升系统在复杂工况下的...
一种抑制电压振荡的双有源桥变换器调制策略
Modulation Strategy for Dual-Active-Bridge Converter With Mitigated Voltage Oscillation
Yueyin Wang · Zhan Shen · Wu Chen · Zewei Hao 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
双有源桥(DAB)变换器因其电气隔离和高效率在直流系统中应用广泛。然而,变压器端口常存在高频电压振荡(HFVOs),威胁变压器绝缘性能。本文分析了HFVOs的产生机理,并提出了一种新型调制策略以有效抑制该振荡,提升系统运行可靠性。
解读: DAB变换器是阳光电源储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及直流耦合光储系统的核心拓扑。变压器高频电压振荡直接影响磁性元件的绝缘寿命及电磁兼容性(EMC)。该研究提出的调制策略能够有效降低应力,对于提升阳光电源储能变流器(PCS)在复杂工况下的长期可靠性具有重要工程价值。建议...
基于IGCT的高容量直流变压器非对称拓扑设计与准零损耗开关复合调制
Asymmetric Topology Design and Quasi-Zero-Loss Switching Composite Modulation for IGCT-Based High-Capacity DC Transformer
Feng An · Biao Zhao · Bin Cui · Yiqing Ma 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
中压大容量直流变压器(DCT)是智能配电网的关键环节。本文针对基于集成门极换流晶闸管(IGCT)的高容量直流变压器(IGCT-HDCT),提出了一种非对称拓扑设计与准零损耗开关复合调制策略,旨在提升单模块电压与容量等级,从而提高功率密度并降低系统成本。
解读: 该研究聚焦于高压大容量直流变换技术,对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)具有重要参考价值。随着光储系统向更高电压等级(1500V及以上)演进,IGCT作为高压大功率器件,在提升系统功率密度和降低损耗方面潜力巨大。建议研发团队关注该非对称拓扑在大型直流汇流及储能变流...
一种在平衡与不平衡条件下最小化维也纳整流器直流母线电压振荡的新型分段分量注入方案
A Novel Segmented Component Injection Scheme to Minimize the Oscillation of DC-Link Voltage Under Balanced and Unbalanced Conditions for Vienna Rectifier
Wenlong Ding · Han Qiu · Bin Duan · Xiangyang Xing 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
本文研究了作为串联电池组充电器的维也纳(Vienna)整流器。针对载波脉宽调制(CBPWM),中点(NP)电流纹波会导致电阻性负载下的电压振荡。为在平衡及不平衡直流母线电压条件下降低平均中点电流纹波并减轻畸变,提出了一种新型分段分量注入方案。
解读: 该研究针对Vienna整流器在中点平衡控制方面的优化,对阳光电源的电动汽车充电桩及大功率储能PCS产品线具有重要参考价值。Vienna拓扑常用于高效率、高功率因数的AC/DC变换环节。通过该分段分量注入方案,可有效改善充电桩在电网电压不平衡工况下的直流侧稳定性,减少输出电压纹波,从而提升电池充电的安...
一种基于宽禁带器件和纳米晶变压器磁芯的双有源桥变换器高频振荡分析、设计与优化方法
A Novel Analysis, Design, and Optimal Methodology of High-Frequency Oscillation for Dual Active Bridge Converters With WBG Switching Devices and Nanocrystalline Transformer Cores
Bin Cui · Hongliang Shi · Qianhao Sun · Xueteng Tang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
随着宽禁带(WBG)器件和先进磁芯材料的应用,双有源桥(DAB)变换器中高dv/dt与变压器寄生参数引起的高频振荡(HFO)成为设计难点。本文提出了一种针对DAB变换器HFO的综合分析、设计及优化方法,旨在提升系统电磁兼容性与运行效率。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心储能业务。DAB变换器是PowerTitan、PowerStack等储能变流器(PCS)中DC-DC级的主流拓扑。随着SiC等宽禁带器件在PCS中的普及,高频振荡问题不仅影响EMI性能,还可能导致器件过压击穿。本文提出的优化方法可直接指导研发团队在PCS设计阶段抑制寄生...
硅基氮化镓单片半桥功率集成电路动态导通电阻的原位测量与物理机制
In Situ Measurement and Physical Mechanism of Dynamic RON in GaN-on-Si Monolithic Half-Bridge Power IC
Xin Yang · Hongchang Cui · Zineng Yang · Matthew Porter 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
动态导通电阻(RON)是GaN高电子迁移率晶体管(HEMTs)的关键稳定性问题。在导电硅衬底上的GaN单片半桥中,由于背栅效应,高侧(HS)器件的动态RON比分立HEMT更严重。本文提出了一种原位测量方法,揭示了其物理机制,为提升高频功率集成电路的可靠性提供了理论支撑。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及微型逆变器领域对功率密度要求的不断提升,GaN器件的应用已成为技术演进的重要方向。该研究揭示的单片半桥结构中背栅效应导致的动态RON问题,直接影响高频变换器的效率与长期可靠性。建议研发团队在后续高频化产品设计中,重点评估GaN集成电路的衬底耦合效应,优化驱动电路与布局设...
关于级联H桥静止同步补偿器
CHB-StatCom)电容纹波电压的再思考:设计视角下的纹波效应观察、建模、分析与应用
Qianhao Sun · Qiang Song · Biao Zhao · Zhanqing Yu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月
本文揭示并研究了级联H桥静止同步补偿器(CHB-StatCom)中电容纹波电压产生基频输出交流电压的“纹波效应”现象。文章提出了该效应的观察方法,解释了其产生机理,并从设计视角对该效应进行了建模与分析,为优化系统性能提供了理论支撑。
解读: 该研究针对级联H桥(CHB)拓扑的纹波效应分析,对阳光电源在大功率SVG(静止无功发生器)及高压大功率储能变流器(PCS)的设计具有重要参考价值。CHB拓扑常用于高压电网侧储能及电能质量治理设备,电容电压纹波直接影响输出波形质量及系统稳定性。通过该文提出的建模与分析方法,研发团队可更精准地优化电容选...
基于串联IGCT的双有源桥直流变压器三臂零电压开关梯形调制策略
Trapezoidal Modulation for Three-Arm ZVS in Dual Active Bridge DC Transformer With Series-Connected IGCTs
Yiqing Ma · Biao Zhao · Bin Cui · Xueteng Tang 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
本文提出了一种改进的梯形调制(ITM)策略,旨在实现基于串联器件的直流变压器中三个桥臂的零电压开关(ZVS)。通过引入辅助移相角,解决了轻载和空载条件下桥臂1、2和4难以实现ZVS的难题,并优化了电流应力。
解读: 该技术主要针对高压大功率DC-DC变换场景,对于阳光电源的PowerTitan系列大型储能系统及集中式光伏逆变器中的高压直流变换环节具有重要参考意义。随着储能系统向更高直流电压等级(如1500V及以上)演进,串联器件技术及ZVS软开关策略能有效降低开关损耗,提升系统效率与功率密度。建议研发团队关注该...
一种基于IGCT串联的直流变压器及其最小回流功率注入准零开关损耗调制技术
An IGCT-Series-Based DC Transformer With Quasi-Zero Switching Loss Modulation by Minimum Backflow Power Injection
Yiqing Ma · Biao Zhao · Bin Cui · Xueteng Tang 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
本文提出了一种基于IGCT串联的直流变压器(IGCT-series-DCT)及准零开关损耗调制技术,旨在实现单模块DCT直接接入中压直流配电网。通过IGCT直接串联,DCT具备了中压端口,并有效抑制了缓冲电容的浪涌电流,提升了变换效率与功率密度。
解读: 该技术对于阳光电源的中压直流接入及大型储能系统(如PowerTitan系列)具有重要参考价值。随着直流电网和光储直柔技术的发展,中压直流变换器是实现高压直流汇集的核心。IGCT串联技术相比传统的IGBT多电平方案,在更高电压等级下具有更低的导通损耗和更强的通流能力,有助于提升大型储能PCS的功率密度...
具有高过载能力的模块化换流器
Modular Commutated Converter With High-Overload Capability
Biao Zhao · Lin Wang · Xueyin Zhang · Ruihang Bai 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
本文提出了一种用于高压直流输电的具有高过载能力的新型模块化换流变换器。单开关器件模块(SDM)和高开关频率SDM的组合利用了拓扑的软开关特性以及集成门极换流晶闸管的高浪涌电流能力,使该变换器能够以较低的成本和体积实现短期高过载能力。文中详细介绍了该变换器的拓扑结构、工作原理和器件特性。研制了兆瓦级工程样机,实验结果验证了该方案的可行性。
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项模块化换相变流器技术在高压直流输电领域的创新具有重要的战略意义。该技术通过单开关器件模块(SDM)与高频开关SDM的组合设计,巧妙利用软开关特性和集成门极换相晶闸管(IGCT)的高浪涌电流能力,实现了短时高过载能力,这与我们在大规模新能源并网和储能系统中面临的核心挑战高...
一种基于IGCT和中频隔离的1.5 kV/30 kV/10 MW串联谐振直流变压器及其在光伏直流汇集中的应用
A 1.5 kV/30 kV/10 MW Series Resonant DC Transformer Based on IGCT and Medium Frequency Isolation for Solar-PV DC Collection Application
Yiqing Ma · Biao Zhao · Bin Cui · Jialiang Hu 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
本文提出并实现了一种用于光伏直流汇集系统的1.5 kV/30 kV/10 MW串联谐振直流变压器(IGCT-SRDCT)。该方案利用集成门极换流晶闸管(IGCT)提升输入电流能力,并通过二极管串联缓冲电容及级联结构,将输出电压提升至30 kV,实现了高效的中频隔离与直流电压变换。
解读: 该技术对于阳光电源的大型地面光伏电站及直流汇集方案具有重要参考价值。随着光伏电站向更高电压等级(如1500V及以上)发展,直流汇集技术能显著降低线损并提升系统效率。IGCT作为高压大功率器件,在MW级直流变压器中的应用,可为阳光电源的集中式逆变器及未来直流输电架构提供技术储备。建议研发团队关注其在高...
双芯片封装碳化硅肖特基势垒二极管的浪涌电流能力
Surge Current Capability of Dual-Chip Packaged SiC Schottky Barrier Diodes
Bin Zhang · Hongliang Zhang · Zi'ang Zhao · Qiang Liu 等11人 · Journal of Electronic Packaging · 2026年2月 · Vol.148
浪涌电流能力是SiC肖特基二极管在功率变换器中应用的关键参数。本文对比单芯片与双芯片封装SiC SBD的非重复浪涌电流能力,发现相同功率下双芯片方案更具优势;并基于电热耦合模型实现高精度预测(误差<2.8%),验证了模型工程适用性。
解读: 该研究直接支撑阳光电源组串式逆变器、ST系列PCS及PowerTitan储能系统中SiC功率模块的浪涌鲁棒性设计。双芯片封装结构可提升直流侧防雷/短路工况下的瞬态耐受能力,建议在下一代1500V+高压平台产品中优先导入该封装方案,并结合iSolarCloud平台集成电热模型实现实时寿命评估。...