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用于>5 V-1 V集成电压调节器的低损耗FeSi-FeNi电感器磁芯
Low-Loss FeSi-FeNi Inductor Cores for > 5 V-1 V Integrated Voltage Regulators
Sai Saravanan Ambi Venkataramanan · Claudio Alvarez Barros · Yoshimasa Narita · Dustin A. Gilbert 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年9月
摘要:现代电力传输网络采用基于降压型的直流 - 直流转换器,其中电感器用于能量存储并维持流向负载的连续电流。虽然电感器设计能在一定程度上满足不断增长的电力需求,但要实现高转换比集成电压调节器(IVR),最终需要具有低损耗和高频稳定性的新型磁性材料。在本研究中,我们分析了由铁硅(FeSi)和铁镍(FeNi)金属合金制成的软磁复合材料(SMC)在零直流偏置下的小信号和大信号损耗,以及大信号直流偏置情况(同时进行原位温度监测)。研究结果与材料特性相关联,如填料形态、表面堆积情况和直流电阻率等。将与基于...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项FeSi-FeNi软磁复合材料(SMC)的研究对我们的核心产品线具有重要的技术参考价值。该研究针对高转换比集成电压调节器(IVR)开发的低损耗电感磁芯技术,与我们在光伏逆变器和储能变流器中广泛应用的DC-DC转换拓扑存在技术关联性。 在光伏逆变器领域,特别是组串式和户...
一种用于单体电池系统的低压大电流双向DC-DC变换器及支路均流策略
A Low-voltage High-current Bidirectional DC-DC Converter and Branch Current-sharing Strategy for Single Cell Battery Systems
Yukun Chen · Bo Zhang · Yangbin Zeng · Dongyuan Qiu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
针对新能源汽车与储能系统中多电芯结构存在的能量分配不均、系统效率低及维护成本高等问题,本文提出一种基于单体电池的抽头交错并联隔离式双向高增益DC-DC变换器,并设计了动态均流控制策略。该拓扑通过抽头变压器与交错并联结构结合,集成磁元件并复用器件,显著降低低压侧大电流导通损耗。为优化支路电流分配,提出变占空比差与移相时序协同控制策略。实验搭建330W样机及单体驱动电机平台,结果表明在3.2V输入、48V输出条件下,系统平均效率达92.43%,峰值效率为94.11%。同时提出扩展方案,支持千瓦级系统...
解读: 该低压大电流双向DC-DC变换器技术对阳光电源储能与车载产品具有重要应用价值。抽头交错并联拓扑与动态均流策略可直接应用于ST系列储能变流器的电池管理系统,解决PowerTitan大型储能系统中单体电芯能量分配不均问题,提升系统效率。92.43%平均效率与94.11%峰值效率指标可优化车载OBC充电机...
快速图解法推导双向多端口DC-DC变换器拓扑
Fast Graphical Analysis for Deriving Bidirectional Multi-Port DC-DC Converter Topologies
Liping Mo · Guipeng Chen · C. Q. Jiang · Xiaosheng Wang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
在可再生能源系统和电动汽车等应用中,对多端口双向直流 - 直流转换器(MP - BDC)的需求日益增长。然而,目前的拓扑推导方法严重依赖手动分析,导致新拓扑的推导速度缓慢,且现有的 MP - BDC 数量有限。为应对这些挑战,本文提出了一种基于图论的快速图形分析(FGA)方法来替代手动分析,引入了一种用于推导单电感多端口双向直流 - 直流转换器(SIMP - BDC)拓扑的快速且系统的方法。该方法包括两个步骤:对 SIMP - BDC 的组件进行穷举组合,并使用 FGA 对这些组合进行分析,以自...
解读: 该图论化拓扑推导方法对阳光电源多端口应用场景具有重要价值。在ST储能系统中,可系统化设计光伏-储能-电网三端口变流器,优化PowerTitan的多能源接入架构;在车载OBC产品线,可推导高压电池-低压电池-充电口多端口拓扑,提升集成度;在光储充一体化充电桩中,可构建光伏-储能-车辆多向能量流动的高效...
高阶DC-DC变换器的在线神经网络无模型控制方法
Online Neural Network Based Model-free Control Method for High-order DC-DC Converter
Zhenkun Xiong · Liangzong He · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
在复杂DC-DC变换器各种控制策略中,神经网络控制方法日益突出。其擅长无需精确数学模型的函数逼近,特别适合复杂、非线性和不确定控制系统。提出高阶DC-DC变换器新型在线无模型控制策略,利用神经网络能力。通过利用实时运行数据训练神经网络,该方法无需复杂模型即可开发变换器控制器。使用在线估计技术提取过程梯度。深入探讨无模型系统原理并详细分析控制方法稳定性。在高升压DC-DC变换器上进行大量实验验证控制框架的实用性、鲁棒性和响应性,该变换器高阶且难以建模,精确建模极具挑战性,可严格测试神经网络控制策略...
解读: 该在线神经网络无模型控制技术对阳光电源高阶复杂变换器控制有重要创新价值。无模型神经网络方法可应用于ST储能变流器的多级DC-DC变换器,简化控制器设计并提高适应性。在线训练和梯度估计技术对阳光电源变换器的自适应控制和参数漂移补偿有借鉴意义。该技术对PowerTitan大型储能系统的复杂拓扑控制和鲁棒...
背照式CMOS光伏器件中近红外光反射与屏蔽结构的研究
Investigation of NIR Light Reflecting and Shielding Structures in Backside-Illuminated CMOS Photovoltaics for Dense Integration of Energy Source and Circuits
Minsung Kim · Sangmin Song · Hyunsoo Song · Younghoon Park 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月
本文研究了可在标准CMOS工艺中制备的背照式光伏(PV)单元,旨在提升能量转换效率并实现光伏单元与片上电源电路的高密度集成。通过利用多晶硅和金属层作为近红外(NIR)反射器与屏蔽层,延长NIR在PV中的光程,并支持在其上方垂直集成MIM电容。基于180 nm 1P6M CMOS工艺,实现了带有P-Si及金属光栅结构的硅p-n结PV单元,以及开关电容型DC-DC升压变换器、模拟基准和压控振荡器等电路。实验结果表明,带P-Si光栅与金属屏蔽层的PV单元在980 nm处的光电流密度提升了67%,且集成...
解读: 该背照式CMOS光伏集成技术对阳光电源智能功率模块设计具有重要启发价值。研究中的NIR光栅反射结构与垂直集成MIM电容方案,可应用于SG系列光伏逆变器和ST储能变流器的辅助供电模块,实现功率器件与控制电路的高密度集成。其DC-DC升压变换器与片上光伏单元的单芯片集成思路,可优化阳光电源SiC功率模块...
基于三绕组耦合电感的无输入电流纹波与软开关超高电压增益直流变换器
Ultra-High-Voltage Gain DC–DC Converter Based on Three-Winding Coupled Inductor With Ripple Free Input Current and Soft Switching for Renewable Energy Applications
Qingxin Tian · Na Wang · Guohua Zhou · Shuhan Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
高增益直流 - 直流转换器是连接光伏等低压可再生能源与高压直流母线的重要环节。本文提出了一种基于三绕组耦合电感的非隔离型超高电压增益转换器,适用于分布式可再生能源应用。输入电感和钳位电容极大地降低了输入电流纹波,因此在输入端口只需使用较小的滤波电容。此外,该转换器分别实现了开关管的零电压开关和二极管的零电流开关,有效提高了所提转换器的效率。与现有拓扑结构相比,半导体器件承受的电压应力较低且元件数量较少也是该转换器的显著优势。上述特性以及输入输出共地的特点,使得所提拓扑结构成为无变压器可再生能源系...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项基于三绕组耦合电感的超高增益DC-DC变换器技术具有显著的应用价值。该技术直接针对光伏等低压可再生能源接入高压直流母线的核心痛点,与我司在分布式光伏、储能系统等领域的产品线高度契合。 该技术的核心优势在于多个维度的性能突破:首先,超高电压增益特性(30-40V输入升压...
一种用于电动交通应用中直流快充站的宽输出电压范围双向两阶段DC-DC变换器
A Two-Stage Bidirectional DC–DC Converter With a Wide Output Voltage Range for DC Fast Charging Stations in E-Mobility Applications
Rajendra Prasad Upputuri · Bidyadhar Subudhi · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
为缩短电动汽车充电时间并降低能量损耗,车载电池电压不断提升至800 V乃至1.5 kV,对快充系统设计提出新挑战。本文提出一种新型双向两阶段DC-DC变换器,具备极宽输出电压范围。前级采用双变压器可重构三桥臂变换器(DTR3LC),后级为交错式可重构降压变换器(IRBC),并通过四个辅助开关实现串并联切换,结合IRBC实现宽范围高效稳压调节。实验样机在80 V输入下实现15–150 V输出,最大效率达95.32%。
解读: 该双向两阶段DC-DC变换器技术对阳光电源充电桩产品线具有重要应用价值。其DTR3LC+IRBC架构通过串并联重构实现15-150V宽范围输出,可直接应对400V/800V/1500V多电压平台电动汽车的快充需求,避免多套硬件冗余。95.32%的高效率与阳光电源SiC器件应用经验结合,可提升充电桩能...
用于数据中心大电流供电的垂直堆叠双总线DC-DC转换器
Vertically Stacked Dual-Bus DC–DC Converter for Data Center High-Current Power Delivery
Jiayi Geng · Riccardo Mandrioli · C. Q. Jiang · Mattia Ricco · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
数据中心不断增加的功耗促使直流配电网络系统朝着高效率、高功率密度、具备冗余性和低成本设计的方向发展。为顺应这一趋势,本文提出一种用于数据中心大电流供电的双母线48 V转12/4 V背靠背转换器,采用垂直组装结构设计。该转换器采用模块化方法实现,由一个四相交错降压转换器与一个开关电容电压选择器级联组成。四个降压转换器并联,并采用交错控制调制来分配电流,为第二级的开关电容转换器提供稳定的电压。开关电容转换器的每个桥臂中并联了四个金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管(MOSFET),以承受高输出电...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这篇论文提出的垂直堆叠双总线DC-DC变换器技术具有重要的借鉴价值,特别是在储能系统和数据中心供电领域的应用拓展方面。 该技术采用四相交错并联Buck变换器级联开关电容变换器的拓扑结构,实现48V到12V/4V的高效率转换,输出电流达200A。其核心优势在于:0.34mΩ...