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一种三电平伪图腾柱PFC整流器家族及其拓扑推导方法
A Family of Three-Level Pseudo Totem-Pole PFC Rectifiers with Derivation Methods
Hui Ma · Jiaxing Yang · Liping Fan · Kun Xiang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
本文提出了四种功率因数校正（PFC）整流器拓扑推导方法：级联推导、等效工作模式推导、镜像变换和冗余变换，并以伪图腾柱（PTP）PFC为例详细阐述了各推导过程。基于此，提出了一类新型三电平PFC整流器家族，称为三电平PTP整流器（TLPR），共包含五个电路。文中详细分析了TLPR-I的工作原理，总结了其余四种电路的开关脉冲与关键仿真波形，并设计了适用于该类拓扑的三电平调制方法。此外，对比了五种电路的开关器件数量、元件应力、性能及损耗。最后，通过三台1kW样机实验验证了所提TLPR拓扑及推导方法的正...
解读: 该三电平PFC整流器拓扑推导方法对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，三电平PTP拓扑可降低开关应力、提升效率，适配1500V高压储能系统；在车载OBC充电机领域，高功率密度的三电平PFC方案可优化充电效率与EMI性能；在充电桩AC-DC整流环节，该拓扑族可实现更低THD与更...
矩阵型背靠背变换器的混合共模电压抑制方法
Hybrid Common Mode Voltage Suppression Method for Matrix-Type Back-to-Back Converter
Chengjia Lu · Yaotian Shi · Jiaxing Lei · Xingwei Zhou · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
矩阵型背靠背变换器(MTBBC)是仅12个开关无直流链路储能元件的新型AC-AC变换器拓扑。与其他AC-AC变换器一样,MTBBC因脉宽调制(PWM)存在高共模电压(CMV)问题,导致电机轴承损坏和绕组故障。提出MTBBC混合CMV抑制方法,根据电压传输比(VTR)采用适当算法。VTR低于0.5时,根据输入电压区间选择输出矢量组,矢量组由三个最远电压矢量组成,实现71.1%的CMV峰值降低和零高频CMV。VTR高于0.5时,采用有源零状态PWM和近态PWM方法将CMV峰值降至50%。通过三种算法...
解读: 该混合共模电压抑制技术对阳光电源AC-AC变换器产品有重要优化价值。MTBBC无直流储能拓扑可应用于储能系统的交流侧变换器,提高功率密度并降低成本。混合CMV抑制算法对阳光电源电机驱动和变频器产品的轴承保护和EMI控制有借鉴意义。该技术对新能源汽车电机驱动系统和工业变频应用场景有性能提升潜力,可延长...
电压控制变换器高带宽零超调性能的直接控制器设计
A Straightforward Controller Design of Voltage-Controlled Converters for High-Bandwidth and Zero-Overshoot Performance
Jiaxing Lei · Jialiang Liu · Guoju Zhang · Xuefeng Ge 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
针对电压控制变换器(VCC)独立和构网型(GFM)运行的高稳态和动态性能需求,提出配LC滤波器VCC的高带宽零超调直接控制器设计。控制器由外环PI控制器和内环状态反馈(SF)控制器组成。考虑数字延迟构建复系数精确离散传递函数,从极零点位置直接确定期望闭环传递函数。通过等价传递函数获得内环极点和PI参数,然后通过简单极点配置计算内环SF控制参数。设计适当传递函数可轻松实现优越控制性能。SiC MOSFET样机实验证明所提方法优越性,带宽达5kHz,稳定时间小于0.2ms且无超调。
解读: 该高带宽零超调电压控制技术对阳光电源构网型变换器有重要性能提升价值。直接控制器设计方法可应用于ST储能变流器的构网型GFM控制,实现5kHz高带宽和0.2ms快速响应,提高电网支撑能力。SiC MOSFET应用经验对阳光电源SiC功率器件产品线的高频控制算法开发有借鉴意义。该技术对PowerTita...