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阻抗源变换器拓扑与应用特刊社论
Editorial Special Issue on Impedance-Source Converter Topologies and Applications
Dmitri Vinnikov · Yuan Li · Haitham Abu-Rub · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年11月
本期特刊汇集了关于阻抗源变换器拓扑结构及其在电力电子领域应用的研究论文，探讨了该类变换器在提升功率密度、效率及可靠性方面的技术潜力。
解读: 阻抗源变换器（Z-source/Quasi-Z-source）具有单级升降压能力，可有效简化光伏逆变器或储能变流器（PCS）的电路结构，减少功率器件数量，从而提升系统功率密度。对于阳光电源的组串式逆变器和PowerStack储能系统而言，该类拓扑在应对宽电压范围输入（如光伏组件电压波动或电池组充放电...
双向隔离六模DC-DC变换器
Bidirectional Isolated Hexamode DC–DC Converter
Vadim Sidorov · Andrii Chub · Dmitri Vinnikov · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
本文提出了一种隔离式Buck-Boost串联谐振DC-DC变换器，包含两个具备半桥运行能力的混合开关全桥单元。该拓扑通过“拓扑变形控制”实现电压调节：原边侧混合开关单元负责降压调节，副边侧负责升压调节。该架构提升了宽电压范围下的变换效率与灵活性。
解读: 该拓扑技术与阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及光储一体化产品高度相关。储能变流器（PCS）的核心在于宽电压范围下的高效双向功率变换，该“六模”拓扑通过拓扑变形控制，能有效优化电池侧与直流母线侧的电压匹配，显著提升系统在不同充放电工况下的转换效率。建议研发团队评估该拓...
寄生元件对电压降的影响及开关阻抗逆变器的设计考虑
Effect of Parasitic Components in Voltage Drop and Design Consideration of the Switched Impedance Inverter
Mohsen Hasan Babayi Nozadian · Dmitri Vinnikov · Hamed Mashinchi Maheri · IET Power Electronics · 2025年4月 · Vol.18
本文研究了寄生元件对电压增益退化的影响，通过采用非理想阻抗源逆变器模型，计算了所有元件的电压和电流关系。在量化电压降落的基础上，可确定补偿电压跌落所需的占空比，为开关阻抗逆变器的设计提供理论依据。
解读: 该研究对阳光电源的逆变器产品设计具有重要参考价值。寄生元件导致的电压降问题在SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器中普遍存在,尤其在大功率密度设计时更为突出。通过非理想阻抗源建模和电压补偿策略,可以优化SG350HX等高功率组串式逆变器的电压增益特性,提升系统效率。这对于提高1500V系统的电压利用...
电气隔离阻抗源DC-DC变换器综述
A Review of Galvanically Isolated Impedance-Source DC–DC Converters
Andrii Chub · Dmitri Vinnikov · Frede Blaabjerg · Fang Zheng Peng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年4月
本文综述了电气隔离阻抗源DC-DC变换器的拓扑结构。阻抗源变换器作为一种新兴的电能转换技术，通过特定的阻抗网络克服了传统方案的局限性，特别适用于可再生能源分布式发电系统。
解读: 该技术对阳光电源的组串式光伏逆变器及储能系统（如PowerTitan、PowerStack）具有重要参考价值。阻抗源网络能有效提升升压比并实现单级功率转换，有助于优化逆变器内部DC-DC级的效率与功率密度。在光储一体化应用中，引入电气隔离的阻抗源拓扑可增强系统安全性，并简化多端口能量管理架构。建议研...
一种具有更少开关管数量的新型单相改进型阻抗源升降压多电平逆变器
Novel Family of Single-Phase Modified Impedance-Source Buck-Boost Multilevel Inverters With Reduced Switch Count
Oleksandr Husev · Ryszard Strzelecki · Frede Blaabjerg · Vasiliy Chopyk 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年11月
本文提出了一系列新型单相多电平逆变器解决方案，通过非标准逆变器配置与阻抗源网络相结合，实现了更高的输出电压电平。文章详细阐述了基于特殊调制技术的运行原理，并提供了组件设计指南、仿真及实验验证，同时探讨了其潜在的应用领域。
解读: 该研究提出的改进型阻抗源多电平拓扑在提升输出电压质量的同时减少了开关管数量，这对于阳光电源的户用光伏逆变器及小型工商业组串式逆变器具有重要的参考价值。通过降低开关损耗和提升功率密度，该技术有助于进一步优化产品体积与成本。建议研发团队评估该拓扑在宽输入电压范围下的效率表现，并探索其在提升逆变器并网电流...
基于展开电路的新型单级Buck-Boost逆变器系列
Novel Family of Single-Stage Buck–Boost Inverters Based on Unfolding Circuit
Oleksandr Husev · Oleksandr Matiushkin · Carlos Roncero-Clemente · Frede Blaabjerg 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月
本文提出了一系列基于输出展开电路的单相单级Buck-Boost逆变器。文章详细阐述了其工作原理、元件设计准则及调制技术。仿真结果验证了理论分析的正确性，并通过实验样机测试了该方案的效率表现。
解读: 该拓扑结构通过单级变换实现Buck-Boost功能，具有高效率和高功率密度的潜力，对阳光电源的户用光伏逆变器产品线具有重要参考价值。在户用场景中，该技术可简化电路结构，降低系统成本，并提升在宽电压输入范围下的转换效率。建议研发团队评估该拓扑在小功率单相逆变器中的应用可行性，特别是针对分布式光伏市场对...
带展开电路的Buck-Boost逆变器的无功功率注入能力
Reactive Power Injection Capability of Buck–Boost Inverter With Unfolding Circuit
Carlos Roncero-Clemente · Oleksandr Husev · Oleksandr Matiushkin · Dmitri Vinnikov 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
新型电力逆变器拓扑旨在实现高功率密度、高效率及可靠性能。近期提出的带输出展开电路的单相单级Buck-Boost逆变器在多个领域应用前景广阔。然而，传统展开式逆变器无法注入无功功率，本文针对该局限性进行了深入研究与改进。
解读: 该研究针对Buck-Boost拓扑在无功补偿方面的短板进行优化，对阳光电源的户用光伏逆变器（如SG系列）具有重要参考价值。单级Buck-Boost拓扑以其高功率密度和低成本优势，非常适合户用场景。若能通过改进控制策略实现无功功率注入，将显著提升阳光电源户用逆变器在弱电网环境下的并网适应性及电网支撑能...
用于直流微电网中硅基与薄膜光伏组件集成的超宽电压增益微型变换器
Ultrawide Voltage Gain Range Microconverter for Integration of Silicon and Thin-Film Photovoltaic Modules in DC Microgrids
Andrii Chub · Dmitri Vinnikov · Oleksandr Korkh · Mariusz Malinowski 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
本文探讨了住宅及建筑集成光伏（BIPV）组件的类型，指出现有直流-直流变换器技术因参数离散性大，难以实现通用型微型变换器接口。缺乏通用接口限制了光伏组件在节能建筑中的广泛应用，本文旨在提出一种具备超宽电压增益范围的微型变换器解决方案。
解读: 该研究关注的超宽电压增益微型变换器技术，对阳光电源的户用光伏及BIPV业务具有重要参考价值。随着建筑光伏一体化（BIPV）及不同类型光伏组件（如薄膜、钙钛矿等）的应用增加，现有组串式逆变器在面对极端电压范围时的效率和兼容性面临挑战。建议研发团队关注该拓扑结构，以提升阳光电源户用逆变器在复杂光伏阵列下...
一种基于耦合电感的组件精简型直流微电网固态断路器
A Coupled Inductor-Based SSCB With Reduced Components for DC Microgrid Protection
Prasanth Pithanisetty · Daniel Dsa · Satish Naik Banavath · Edivan Laercio Carvalho 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
直流微电网因其高效率和高电能质量备受关注，但快速可靠的过流与短路故障保护仍是技术难点。本文提出一种基于耦合电感的固态断路器（SSCB），通过减少组件数量，实现了快速、无电弧的故障清除，为直流配电系统的保护提供了高效解决方案。
解读: 该技术对阳光电源的直流微电网及储能系统业务具有重要参考价值。随着PowerTitan和PowerStack等储能系统在直流侧应用场景的增加，直流侧故障保护的响应速度与可靠性至关重要。该文提出的低组件SSCB方案有助于优化阳光电源储能变流器（PCS）内部及直流汇流侧的保护电路设计，在降低成本的同时提升...
用于光伏组件级电力电子应用的高性能准Z源串联谐振DC-DC变换器
High-Performance Quasi-Z-Source Series Resonant DC–DC Converter for Photovoltaic Module-Level Power Electronics Applications
Dmitri Vinnikov · Andrii Chub · Elizaveta Liivik · Indrek Roasto · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年5月
本文提出了一种高性能准Z源串联谐振DC-DC变换器，适用于光伏组件级电力电子（MLPE）应用。该拓扑通过结合直通脉宽调制（Shoot-through PWM）和移相调制（Phase-shift modulation），实现了宽输入电压范围和负载调节能力，显著提升了变换效率与功率密度。
解读: 该拓扑结构在宽电压调节范围和高效率方面的优势，非常契合阳光电源户用光伏及组件级优化器（Optimizer）的技术演进方向。随着分布式光伏对精细化管理要求的提升，该准Z源串联谐振技术可优化阳光电源户用逆变器及微型逆变器产品的前级DC-DC转换效率，提升弱光环境下的发电增益。建议研发团队关注该拓扑在提升...
具有降低元件应力的软开关双向升降压部分功率变换器
Soft-Switching Bidirectional Step-Up/Down Partial Power Converter With Reduced Components Stress
Naser Hassanpour · Andrii Chub · Andrei Blinov · Dmitri Vinnikov · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
本文提出了一种基于隔离型电流源DC-DC拓扑的串联部分功率变换器（S-PPC）。该拓扑利用电流源特性，通过串联端口的双极性电压运行能力，有效降低了变换器的额定功率需求。此外，该方案在全运行范围内实现了软开关，显著降低了元件应力，提升了系统效率与功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及光伏组串式逆变器具有重要参考价值。部分功率变换（PPC）技术通过仅处理系统部分功率，可显著提升变换器效率并减小体积，非常契合阳光电源追求高功率密度和高效率的产品路线。在储能PCS设计中，该软开关拓扑有助于降低开关损耗，提升系...
一种基于开关电容的新型单相共地变换器
A Novel Single-Phase Common-Grounded Converter Based on Switched-Capacitor
Naser Vosoughi Kurdkandi · Oleksandr Husev · Oleksandr Matiushkin · Dmitri Vinnikov 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
本文提出了一种基于开关电容的新型共地变换器，适用于单相交流或双线直流电网。通过输入电压源负极与输出源零线之间的直接连接，有效消除了光伏等可再生能源系统中的漏电流问题。
解读: 该拓扑通过共地设计消除漏电流，与阳光电源组串式逆变器（如SG系列）在提升光伏系统安全性及降低电磁干扰方面高度契合。开关电容技术有助于在不增加变压器体积的前提下提高电压增益，对阳光电源户用及工商业光伏逆变器的高功率密度设计具有重要参考价值。建议研发团队评估该拓扑在低压侧的效率表现，并考虑将其应用于下一...
基于改进ZSVM6策略的准Z源逆变器电感电流纹波分析与抑制
Inductor Current Ripple Analysis and Reduction for Quasi-Z-Source Inverters With an Improved ZSVM6 Strategy
Wenjie Liu · Yongheng Yang · Tamas Kerekes · Dmitri Vinnikov 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
准Z源逆变器（qZSI）因其高升压比和高可靠性在可再生能源领域得到广泛应用。本文针对三相qZSI的传统空间矢量调制（ZSVM6）方法，提出了一种改进的调制策略，通过优化直通状态的分配，有效降低了电感电流纹波，提升了系统整体性能。
解读: 准Z源拓扑在光伏逆变器中具有单级升压和逆变的功能，能够简化系统结构并提高转换效率。对于阳光电源的组串式逆变器产品线，该研究提出的改进ZSVM6策略有助于进一步优化升压电路的电感设计，减小电流纹波，从而降低磁性元件的损耗与体积，提升整机功率密度。建议研发团队评估该调制策略在应对宽电压范围输入时的动态响...
用于两电平和多电平降压-升压逆变器应用的阻抗源网络比较
Comparison of Impedance-Source Networks for Two and Multilevel Buck–Boost Inverter Applications
Oleksandr Husev · Frede Blaabjerg · Carlos Roncero-Clemente · Enrique Romero-Cadaval 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年11月
阻抗源网络是电力变换器应用中日益流行的解决方案，特别是在单级降压-升压功率变换中，可避免使用额外的前端DC-DC变换器。现有综述论文缺乏对不同拓扑结构的分析性比较，导致选型困难。本文旨在对各类阻抗源网络进行系统性的对比分析，为电力电子变换器的拓扑选择提供参考。
解读: 该研究探讨的阻抗源网络拓扑在实现单级升降压变换方面具有显著优势，能够有效简化系统结构并提升功率密度。对于阳光电源的组串式逆变器和户用逆变器产品线，引入先进的阻抗源拓扑有助于在宽输入电压范围内实现高效的MPPT跟踪，同时减少对前级DC-DC升压电路的依赖，降低系统损耗和成本。建议研发团队关注该类拓扑在...
单相三电平NPC阻抗源逆变器的新型空间矢量脉宽调制策略
Novel Space Vector Pulsewidth Modulation Strategies for Single-Phase Three-Level NPC Impedance-Source Inverters
Tatiana E. Shults · Oleksandr Husev · Frede Blaabjerg · Carlos Roncero-Clemente 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
本文提出了一种针对耦合阻抗源（IS）网络的单相三电平Buck-Boost中点钳位（NPC）逆变器的新型空间矢量脉宽调制（PWM）策略。该策略适用于任何带中点的阻抗源网络，并以具有连续输入电流的准Z源逆变器作为案例研究，旨在提升系统性能。
解读: 该研究提出的三电平NPC拓扑与阻抗源网络结合技术，对阳光电源的户用光伏逆变器及小型工商业储能系统具有重要的参考价值。三电平技术能有效降低输出谐波，减小滤波器体积，提升转换效率。阻抗源网络（如准Z源）具备升降压能力，可拓宽逆变器的工作电压范围，提升系统对不同光伏组件配置的适应性。建议研发团队关注该调制...
一种具有增强电压增益和电容电压平衡的三电平准开关升压T型逆变器SVM方案
An SVM Scheme for Three-Level Quasi-Switched Boost T-Type Inverter With Enhanced Voltage Gain and Capacitor Voltage Balance
Vinh-Thanh Tran · Minh-Khai Nguyen · Duc-Tri Do · Dmitri Vinnikov · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
本文提出了一种用于三电平准开关升压T型逆变器的空间矢量控制方法。该方法实现了优异的输出电压质量、高电压增益以及较低的功率器件电压应力。通过在开关序列中应用相应的P型或N型小矢量，可有效解决中点电压不平衡问题。
解读: 该技术方案对阳光电源的组串式及集中式光伏逆变器产品线具有重要参考价值。T型三电平拓扑在提升效率和降低谐波方面表现优异，而准开关升压结构能有效提高电压增益，适用于高压直流输入场景。文中提出的中点电压平衡控制策略可直接优化阳光电源现有逆变器的控制算法，提升系统在复杂工况下的稳定性。建议研发团队评估该拓扑...
下垂控制直流微电网双向升降压部分功率变换器的保护与控制实现
Protection and Control Implementation for Bidirectional Step-Up/Down Partial Power Converter for Droop-Controlled DC Microgrids
Neelesh Yadav · Andrii Chub · Naser Hassanpour · Andrei Blinov 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年4月
部分功率变换器能够实现高效的直流 - 直流能量转换系统。升降压部分功率变换器在提高功率密度、效率和降低实现成本方面展现出最大的潜力。近期文献明确表明，这些变换器最灵活的实现方式是基于电气隔离的电流馈电型直流 - 直流变换器拓扑。另一方面，这些拓扑结构容易使半导体器件出现过电压问题，并且在串联端口零电压时电流可控性较差。在实际应用中，这些部分功率变换器必须实现多模式控制、软启动以及对部分额定电压半导体器件的保护。本文阐述了部分功率变换器中存在的这些问题，并提出了解决这些问题的实现技术。实验验证证明...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文所研究的双向升降压部分功率变换器技术对我们在直流微网储能系统和光储一体化解决方案领域具有重要应用价值。 该技术的核心优势在于通过部分功率处理架构显著提升DC-DC变换系统的效率和功率密度，这与我们储能变流器（PCS）和直流优化器产品的技术演进方向高度契合。在光储直...
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...
一种用于升降压型部分功率变换器的混合调制方法以提高零部分功率附近的MPPT效率
A Hybrid Modulation Approach for Step-Up/Down Partial Power Converter With Improved MPPT Efficiency Around Zero Partiality
Neelesh Yadav · Andrii Chub · Naser Hassanpour · Andrei Blinov 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
文献表明，升降压型部分功率变换器（PPC）具有较低的部分功率占比和较高的效率。然而，如果变换器采用相同的调制技术，其在接近零部分功率占比（即源电压和负载电压相同）的情况下运行会面临挑战。这是因为当PPC在串联端口电压为零时运行，电容器没有足够的能量来提供所需的电压增益。这使得采用传统调制方式的升降压型PPC不适用于光伏（PV）实际应用。在接近零部分功率占比运行时，最大功率点跟踪（MPPT）效率在串联端口电压接近零时会下降。本文提出了一种混合调制MPPT方法，该方法可使PPC在接近零部分功率占比系...
解读: 从阳光电源光伏逆变器和储能系统的技术路线来看，这篇论文提出的混合调制部分功率变换器（PPC）技术具有重要的应用价值。该技术针对升降压PPC在零偏置点附近运行时MPPT效率下降的痛点，通过混合调制策略实现了99.56%的高效MPPT跟踪，这对我们的组串式逆变器和分布式储能产品线具有直接借鉴意义。 从...
具有低输入电流纹波和宽范围软开关能力的隔离型高升压电流馈电DC-DC变换器
Isolated High Step-Up Current-Fed DC-DC Converter With Low Input Current Ripple and Wide Full-Soft-Switching Capability
Parham Mohseni · Saeed Pourjafar · Oleksandr Matiushkin · Oleksandr Husev 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
本文提出了一种电流馈电型隔离式高升压直流 - 直流变换器，该变换器的功率开关管承受的电压应力较低。所提出的拓扑结构利用高频（HF）变压器实现了输入与输出之间的电气隔离。变压器的漏感被用于在功率开关管导通期间实现零电压开关（ZVS），并在较宽的工作范围内使功率二极管实现零电流开关（ZCS）。此外，在该拓扑结构中，功率开关管之间采用适当的调制方式（移相调制（PSM）或移相调制与脉冲频率调制（PFM）相结合），可使初级功率开关管实现软关断。另外，通过这种调制技术，输入电感所经历的有效频率是功率开关管开...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项电流馈电型隔离高升压DC-DC变换器技术具有重要的应用价值。该技术针对低压侧到高压侧的能量转换场景，与我司光伏储能系统、氢能电解制氢等业务存在天然契合点。 在技术价值层面，该拓扑实现了20-50V低压输入到360V高压输出的大幅升压，这对于我司分布式储能系统中的电池侧...
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