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储能系统技术 储能系统 DC-DC变换器 LLC谐振 ★ 5.0

一种高效率高功率密度且兼具自动均压功能的部分功率型电池储能DC-DC变换器

A High-Efficiency, High-Power-Density Partial-Power Battery Energy Storage DC-DC Converter with Automatic Voltage Balancing

李云飞杜思行党恒凯李聪刘进军 · 中国电机工程学报 · 2025年14月 · Vol.45

针对部分功率变换器在宽范围调压时效率低及电池包电压均衡复杂的问题,提出一种高效、高功率密度且具备自动均压功能的电池储能DC-DC变换器。该拓扑采用两级式架构,通过CLLC型直流变压器连接各电池包与双极性Buck电路,实现电压自动均衡。CLLC结构提供隔离低阻抗通路,双极性Buck电路实现高效调压,在160~240 V范围内最高效率提升1.05%。相比现有方案,磁元件体积减少29.72%,开关数量减少6个,功率密度显著提高。仿真与实验在200 V、1.5 kW平台验证了方案可行性。

解读: 该部分功率DC-DC变换器技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。CLLC+双极性Buck架构可直接应用于电池簇级能量管理,解决储能系统中电池包电压不一致问题,相比传统全功率方案效率提升1.05%,磁元件体积减少29.72%,显著提升功率密度。自动均压功能...

储能系统技术 储能系统 DC-DC变换器 双向DC-DC ★ 5.0

一种新型隔离型双向DC-DC变换器通用稳态分析模型

A Novel Generalized Steady-state Analysis Model for Isolated Bidirectional DC-DC Converters

Ruping Cen · Jia Li · Ting Luo · Qiang Li 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月

隔离型双向直流 - 直流变换器(IBDC)的分析建模对于有效进行性能分析和设计至关重要。为应对现有模型在实现优化设计所需的准确性、速度和通用性方面面临的挑战,本文基于二端口网络理论和频域分析提出了一种新颖的通用稳态分析模型。该模型提供了一种适用于一系列 IBDC 拓扑和调制策略的分析工具,为拓扑选择和参数自动优化设计提供了有力支持。通过仿真和实验验证了该模型的有效性,并以所提供的参数自动设计软件为例,凸显了其在 IBDC 设计和应用中的重要价值和潜力。

解读: 该通用稳态分析模型对阳光电源储能与充电产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中,隔离型双向DC-DC变换器是电池侧与直流母线间的核心功率接口,该模型可精确分析DAB、CLLC等拓扑在不同调制策略下的稳态特性,优化移相角、频率等控制参数设计,提升变换效率与动态响应。在PowerTitan大型储能...

储能系统技术 DC-DC变换器 三电平 多电平 ★ 5.0

一种带辅助电感的分裂绕组电流型三电平多端口变换器及其在直流微网中的应用

A Split-winding Current-fed Three-level Multiport Converter with Auxiliary Inductor for DC Micro-Grid Application

Srushti Sengarap · Debaprasad Kastha · Prabodh Bajpai · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

多电平多端口DC-DC变换器相较于传统两电平结构具有更强的耐压能力、更高的升压比和更多的控制自由度,适用于储能设备接入直流微网。本文提出一种带辅助电感的电流型三电平三有源桥变换器,采用分裂绕组高频变压器,并建立了详细的变压器模型,分析了其相对于传统变压器的优势。基于端口电压的傅里叶级数分析了全范围占空比与移相角下的功率流动特性,研究了占空比、移相角对功率传输及零电压开关的影响。实验样机在1.6 kW、100 kHz下实现90 V至650 V电压转换,正向效率达96.8%,较传统VF-TAB结构提...

解读: 该分裂绕组电流型三电平多端口变换器技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。其90V至650V宽范围电压转换能力可直接应用于电池储能系统的双向DC-DC接口,实现低压电池组与高压直流母线的高效连接。三电平拓扑与阳光电源现有三电平技术路线一致,96.8%的高效...

电动汽车驱动 DC-DC变换器 多电平 ★ 5.0

具有自然均压能力的双向隔离式模块化DC-DC变换器两级移相循环调制

Two-Level Phase-shift Circulant Modulation for Bidirectional Isolated Modular DC-DC Converter With Natural-Balance Capability

Guangdi Li · Qizhen Wu · Zicheng Wang · Bowen Zhou 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

本文提出一种适用于中压直流应用的双向隔离式模块化DC-DC变换器(BI-MDC)的两级移相循环调制方法,具备自然均压能力。该变换器在原边和副边均采用模块化半桥结构,减少了开关器件数量,并消除桥臂环流影响。拓扑结合了模块化多电平DC-DC与双有源桥结构,通过循环调制实现子模块电容电压自然平衡,确保安全运行。同时,利用低开关频率合成高工作频率,有效减小无源元件体积和开关损耗。基于移相控制实现双向功率传输。仿真与实验结果验证了该方法的可行性,表明子模块电容电压可自然平衡,所有开关器件实现零电压开通。

解读: 该两级移相循环调制技术对阳光电源中高压DC-DC应用具有重要价值。在PowerTitan储能系统中,可应用于直流侧电池簇间的隔离变换,利用模块化半桥结构减少功率器件数量,降低系统成本;自然均压能力可简化电容电压平衡控制,提升系统可靠性。在充电桩产品线,该技术可实现高压直流快充的隔离变换,低开关频率合...

光伏发电技术 储能系统 可靠性分析 深度学习 ★ 5.0

基于高增益微分器的优化神经自适应三阶滑模控制提升光伏系统性能:仿真与实验验证

Optimized Neuro-Adaptive Third-Order Sliding Mode Control with High-Gain Differentiator for Enhanced Photovoltaic System Performance: Simulation and Experimental Validation

Ameen Ullah · Safeer Ullah · Umair Hussan · Baheej Alghamdi 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月

针对光照强度和温度快速变化下光伏系统性能优化难题,本文提出一种新型神经自适应三阶滑模控制(NATOSMC)策略。该方法结合径向基函数神经网络生成参考信号,利用高增益微分器基于微分平坦理论估计系统状态,并通过灰狼优化器实时整定自适应律参数。李雅普诺夫分析严格保证系统稳定性。仿真与实验结果表明,所提控制器在跟踪精度、动态响应和鲁棒性方面优于传统方法,实现0.014 s调节时间、0.012 s上升时间、0.05%超调及98.71%跟踪效率,显著提升光伏系统的控制性能与可靠性。

解读: 该神经自适应三阶滑模控制技术对阳光电源SG系列光伏逆变器的MPPT算法优化具有重要应用价值。其0.014s调节时间和98.71%跟踪效率可显著提升光伏逆变器在光照突变工况下的最大功率点跟踪性能,优于传统扰动观察法。高增益微分器结合微分平坦理论的状态估计方法,可应用于ST储能变流器的电流环控制,提升动...

光伏发电技术 DC-DC变换器 ★ 5.0

一种用于光伏应用的连续输入电流非隔离高升压软开关DC-DC变换器

Soft-Switching Non-Isolated High Step-Up DC-DC Converter With Continuous Input Current for PV Application

Sadegh Heidari Beni · Sayyed Mohammad Mehdi Mirtalaei · Mahdi Shaneh · Tohid Nouri 等5人 · IET Power Electronics · 2025年5月 · Vol.18

本文提出了一种新型高升压DC-DC变换器,采用耦合电感与开关电容技术以提高电压增益。该变换器还引入有源钳位电路,使主开关和辅助开关在宽负载范围内实现软开关,显著降低开关损耗。同时,输入电流连续,有利于光伏系统中能量的稳定传输。通过合理设计,变换器具备高效率、高电压增益及良好的电磁兼容性,适用于光伏等新能源发电应用。

解读: 该软开关高升压DC-DC变换器技术对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能系统具有重要应用价值。其耦合电感与开关电容结合的高升压拓扑可优化低压光伏组件(如薄膜电池)接入方案,减少串联数量;有源钳位软开关技术可借鉴应用于SiC/GaN功率器件驱动设计,降低开关损耗,提升系统效率;连续输入电流特性有利于M...

储能系统技术 储能系统 DC-DC变换器 SiC器件 ★ 5.0

用于储能式有轨电车的具有中点电压自恢复功能的三级SiC DCDC变换器

Three-Level SiC DC–DC Converter With Midpoint Voltage Self-Recovery for Energy-Storage Trams

Wei Li · Wenlu Zhang · Chunyang Chen · Xinxin Tang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

储能式有轨电车对其储能装置供电系统提出了高要求,充电系统需具备高电压、大功率输出以实现快速充电。采用三级DCDC拓扑与碳化硅(SiC)MOSFET等宽禁带半导体器件可提升耐压等级与开关频率,适用于高压大功率场景。本文提出一种三级不对称混合钳位DCDC变换器,通过“串联充电、并联放电”电路结构,在特定条件下实现输入侧中点电压自平衡。设计了满足储能电车充电需求的控制算法,并研制基于SiC器件的样机模块。相比前代系统,体积减小32.85%,质量降低30.70%。仿真与实验验证了中点电压自恢复能力及...

解读: 该三电平SiC DC-DC变换器技术对阳光电源储能与充电业务具有重要应用价值。中点电压自恢复功能可直接应用于ST系列储能变流器的DC-DC级联架构,解决三电平拓扑中点电位漂移难题,提升系统可靠性。SiC器件应用与高频化设计实现32.85%体积缩减,契合PowerTitan储能系统的高功率密度需求。非...

控制与算法 DC-DC变换器 DAB ★ 5.0

基于峰值电流最小化的双有源桥DC-DC变换器最优非线性控制

Peak Current Minimization-Based Optimal Nonlinear Control of a Dual Active Bridge DC-DC Converter

Ezekiel O. Arogunjo · Joseph Olorunfemi Ojo · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月

本文对双有源桥直流 - 直流变换器(DAB)进行动态分析,并结合基于最小化峰值电流的控制方法。首先,利用基波近似(FHA)模型对 DAB 系统进行零动态和稳定性分析,讨论了这些分析对闭环控制器设计的影响。基于零动态分析结果,采用输入 - 输出反馈线性化方法设计变换器的输出电压控制器。此外,利用拉格朗日条件和卡罗需 - 库恩 - 塔克(KKT)条件开发了一种最优控制算法,以最小化 DAB 的电感峰值电流。基于优化分析结果对变换器进行零电压开关(ZVS)分析,以确定变换器的 ZVS 区域。最后,搭建...

解读: 该峰值电流最小化控制技术对阳光电源DC-DC变换器产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器的DC-DC级联拓扑中,DAB变换器承担电池侧与直流母线的隔离与电压变换,该优化控制可显著降低IGBT/SiC模块的电流应力与导通损耗,提升功率密度与系统效率。在车载OBC充电机中,全工作范围软开关特性可减少...

控制与算法 构网型GFM 下垂控制 ★ 5.0

P3R:用于用户侧直流建筑的局部功率后置调节构网型变换器

P3R: Partial Power Postregulated Grid-Forming Converter for Prosumer DC Buildings

Edivan Laercio Carvalho · Andrii Chub · Naser Hassanpour · Andrei Blinov 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月

本文介绍了一种基于升降压串联部分功率变换器的概念,用于在建筑用直流组网变换器中实现下垂控制。由于该变换器负责处理直流建筑与电网之间的所有功率,因此其高效率至关重要。本研究探讨了将两种高性能解决方案相结合的可行性,即具有 700/350 V 恒定电压传输比的串联谐振直流 - 直流(DCX)变换器,以及遵循用户侧直流建筑下垂控制曲线的部分功率后调节器(P³R)。在此应用中,DCX 需要按照住宅直流安装标准的要求确保交流和直流部分之间的隔离,同时提供必要的电压匹配。搭建并测试了一个 5 千瓦的原型,以...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项P3R部分功率后调节技术为我们在直流建筑微网和产消者应用领域提供了重要的技术参考价值。 该方案的核心创新在于将串联谐振DCX变换器与部分功率后调节器结合,实现了高效的直流组网控制。对于阳光电源而言,这一架构与我们在储能变流器和户用光储系统中的技术路线高度契合。特别是在...