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基于软开关的串/容并补偿无线轮毂电机驱动系统设计
Soft Switching Based Design of Wireless In-Wheel Motor Drive System with Series/Capacitor-Parallel Compensation
Xin Felix Chen · Chi K. Tse · C. Q. Jiang · Qianhong Chen 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
为降低电源线缆断连风险，采用无线轮毂电机驱动系统。本文提出一种串/容并（S/CP）补偿拓扑，虽结构类似串/串并（S/SP），但设计思想更利于提升电压增益灵活性。设计中首次引入软开关考量，基于推导的软开关边界可快速确定设计点，并引入虚拟参数消除端接效应对软开关的影响。结合电机负载对母线电压波动的高容忍性，提出优化设计方法，可在宽负载与错位范围内实现软开关、满足电压需求并保持高效率。实验搭建600 W样机，最高效率达96.81%，验证了理论分析的正确性。
解读: 该软开关无线电能传输技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。文章提出的S/CP补偿拓扑及软开关设计方法可直接应用于电动汽车无线充电系统和轮毂电机驱动方案。其核心创新点：1）基于软开关边界的快速设计方法可优化阳光电源车载OBC和无线充电桩的功率变换效率，96.81%的系统效率与公司高效率目标一...
基于非对称占空比限制控制的分布式储能系统多端口双向DC-DC变换器
Asymmetrical Duty-Cycle Limit Control-Based Multiport Bidirectional DC–DC Converter for Distributed Energy Storage System Applications
Shiqiang Liu · Guiyi Dong · Yong Ying · Ching-Ming Lai 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
本文提出了一种新型多端口双向DC-DC变换器，在每个低压端口采用两相交错架构，以降低低压侧电容和电感的电流纹波。该多端口配置旨在实现不同电压等级储能系统的同时接入与高效利用，并结合非对称占空比限制控制策略，优化了变换器的动态响应与功率分配能力。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan和PowerStack系列储能系统具有重要参考价值。多端口双向DC-DC变换器架构能够有效解决不同电压等级电池簇接入同一PCS的灵活性问题，而两相交错技术能显著降低电流纹波，有助于提升储能系统的寿命和功率密度。建议研发团队关注该非对称占空比控制策略，以优化在复杂...
基于改进型E类谐振拓扑并集成可控可变电感与阶梯磁芯收发耦合器的固定频率单级无线电机驱动器
A Fixed-Frequency Single-Stage Wireless Motor Driver Utilizing a Modified Class-E Resonant Topology With a Controlled Variable Inductor and Stepped-Core Tx/Rx Couplers
Ching-Ming Lai · De-Tai Lin · Hao-En Liu · Tomokazu Mishima 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
本文提出一种基于改进型E类谐振拓扑的单级无线电机驱动器（WMD），用于直流电机控制。通过引入有源钳位电路与高阶谐波抑制电路，提升了开关器件可靠性并优化了功率传输效率。在谐振腔中集成可变电感模块与阶梯磁芯发射/接收耦合器，实现了在线圈失配条件下保持高效率的固定频率运行。文章涵盖系统架构、电路工作模态、稳态分析及磁性元件设计。实验构建了180 W的WMD样机，验证了理论分析，谐振腔效率提升达4.79%，系统最高效率达89.72%。
解读: 该固定频率单级无线电机驱动技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。改进型E类谐振拓扑结合有源钳位电路可直接应用于车载OBC充电机和无线充电桩开发，89.72%的系统效率与4.79%的谐振腔效率提升为ST储能变流器的软开关设计提供参考。可变电感模块实现线圈失配下的固定频率运行，可优化充电桩在不...
基于SiC-MOSFET的超98%效率四相交错双向DC-DC变换器及其宽电压比特性
Over 98% Efficiency SiC-MOSFET Based Four-Phase Interleaved Bidirectional DC–DC Converter Featuring Wide-Range Voltage Ratio
Shiqiang Liu · Guiyi Dong · Tomokazu Mishima · Ching-Ming Lai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
本文提出了一种新型浮动四相交错电荷泵双向DC-DC变换器（F4P-ICPBDC），具备宽降压/升压电压比。通过交错结构降低了低压侧电容和电感的电流纹波，浮动配置则实现了高电压转换比，并确保了平均电流平衡。
解读: 该拓扑对于阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack系列PCS）具有极高的应用价值。储能系统在电池侧与直流母线之间需要高效的双向DC-DC变换，该技术采用SiC器件配合四相交错结构，能显著提升转换效率至98%以上，并有效降低电流纹波，从而减小磁性元件体积，提升功率密度。建议研发...
兆赫兹驱动无缓冲软开关电流型多谐振DC-DC变换器
MHz-Driven Snubberless Soft-Switching Current-Fed Multiresonant DC–DC Converter
Tomokazu Mishima · Shiqiang Liu · Ryotaro Taguchi · Ching-Ming Lai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
本文提出了一种新型多谐振升压DC-DC变换器，旨在以最少的有源和无源元件实现高电压增益。该变换器采用基于氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管的兆赫兹（MHz）高频驱动，实现了无缓冲零电流软开关（ZCS）换流，有效提升了功率密度与转换效率。
解读: 该技术在提升功率密度和转换效率方面具有显著优势，对阳光电源的户用光伏逆变器及小型化储能系统（如PowerStack）具有重要参考价值。随着GaN器件在MHz高频领域的成熟，该拓扑可助力阳光电源进一步缩小逆变器体积，降低被动元件成本。建议研发团队关注其在高频下的电磁兼容（EMC）挑战，并评估其在微型逆...
基于双矩阵变换器的无线电能传输系统
Dual Matrix Converter Based Wireless Power Transfer System
Xin Felix Chen · Chi K. Tse · C. Q. Jiang · Qianhong Chen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年12月
本文提出了一种用于三相负载的基于双矩阵变换器的无线电能传输系统。该系统实现了直接的交流-交流功率变换，省去了体积大且寿命短的电解电容，从而提高了功率密度和系统可靠性。此外，文章还探讨了该结构的调制策略。
解读: 该研究提出的无电解电容矩阵变换器拓扑，核心优势在于提升功率密度与可靠性，这对阳光电源的电力电子产品研发具有参考价值。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）多基于DC-AC架构，但该技术在提升系统寿命和减小体积方面的思路可应用于未来下一代高功率密度变换器的预研。特别...