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用于储能系统的三电平级联非反相升降压变换器的模型预测控制
A Model Predictive Control of Three-Level Cascaded Noninverting Buck–Boost Converter for Energy Storage System
Qiaoling Peng · Simiao Zhou · Fujun Ma · Gelin Huang 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月
三级级联非反相升降压变换器（TL - CNIBBC）具有多种运行模式，尤其适用于储能的宽范围电压双向转换。如何选择合适的运行模式并实现平滑的模式切换是亟待解决的关键问题。本文分析了TL - CNIBBC的工作原理，并引入了基于传统工作模式的两种扩展模式，以消除输入电压接近输出电压时的死区。其次，提出了一种以电感电流为代价函数的模型预测控制（MPC）方法，采用滞环控制避免模式跳变，并定义了模式切换规则以实现多模式平滑过渡。最后，针对三级变换器中的电容电压不平衡问题，提出了一种占空比修正方法。实验结...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这篇论文提出的三电平级联非反相Buck-Boost变换器技术具有重要的应用价值。该技术针对储能系统宽范围电压双向转换的核心需求，与我司ST系列储能变流器（PCS）的技术演进方向高度契合。 论文的核心贡献在于解决了传统Buck-Boost变换器在输入输出电压接近时的"...
低频感应加热应用AC/AC MMC的变开关频率控制
Variable Switching Frequency Control of AC/AC MMC for Low Frequency Induction Heating Applications
Gelin Huang · Fujun Ma · Shanwei Fan · Cheng Yang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
在特殊钢生产中,中间包感应加热电源在高温、密闭、高粉尘环境下运行,器件散热困难导致变换器内部元件损耗增加。针对应用于低频感应加热领域的AC/AC MMC变换器提出变开关频率主动热控制策略。通过建立热阻抗模型详细分析损耗特性和热摆动特性。针对双基频结构创新性提出三重傅里叶积分变换,推导电网电流的精确数学表达式。考虑并网电流THD、效率和结温,建立开关频率优化数学模型。仿真和实验结果证明所提控制策略降低结温摆动和系统损耗的有效性。
解读: 该变频主动热控制技术对阳光电源工业加热和特殊应用场景变换器有重要优化价值。变开关频率优化方法可应用于ST储能变流器的多工况运行模式,平衡效率和热管理。三重傅里叶变换谐波分析技术对复杂多频系统的电能质量优化有借鉴意义。该技术对PowerTitan大型储能系统的热管理策略和损耗优化有参考价值,可延长器件...
一种带储能的大型全金属烹饪锅综合感应加热电源系统
A Comprehensive Induction Heating Power System for Large All-Metal Cooking Pots With Energy Storage
Qixiang Yang · Fujun Ma · Junpan Wang · Zhengxiao Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
针对商用自动烹饪设备的高功率需求，提出一种带储能端口的全金属感应加热电源系统。该储能端口可实现削峰填谷并利用分时电价降低运行成本。为解决非铁磁性锅具等效电阻小、易引发逆变器过流的问题，采用具备开关切换的双谐振拓扑结构：铁磁性锅具采用半桥LC串联谐振，非铁磁性锅具则切换至全桥LLLC谐振拓扑。相比LLC电路，LLLC显著降低输出阻抗角与开关损耗，提升效率。同时提出平均脉冲密度调制与脉频调制结合的控制策略，在重载时采用APDM调节功率，轻载时切换拓扑并转为PFM控制，确保负载电流连续，实现全功率范围...
解读: 该文的双谐振拓扑切换技术与APDM/PFM混合控制策略对阳光电源储能变流器产品具有重要参考价值。其储能端口削峰填谷设计可直接应用于ST系列储能变流器的能量管理优化；LLLC谐振拓扑降低输出阻抗角的方法可借鉴至SiC/GaN功率器件的三电平拓扑设计中，提升轻载效率；APDM与PFM结合的全功率范围控制...