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基于高频Dickson倍压器的高压低纹波变换器设计
Design of a High-Voltage Low-Ripple Converter With High-Frequency Dickson Multipliers
Zhechi Ye · Kawin Surakitbovorn · Calvin H. Lin · Juan Rivas-Davila · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
高压、低纹波的直流 - 直流转换器在各种工业和科学应用中至关重要。提高开关频率有助于提高转换器的功率密度，但对电路设计提出了挑战。在本文中，我们提出了一种基于迪克森电压倍增器详细模型的设计方法，以考虑高频倍增器电路中的非理想因素。我们介绍了一款高频 80 瓦、48 伏转 7 千伏直流 - 直流电源转换器的设计，其电压纹波峰峰值小于 10 伏。该电路采用了基于氮化镓的高频逆变器、多端口空心平面印刷电路板（PCB）变压器、迪克森电压倍增器和纹波消除技术。PCB 变压器采用屏蔽层构建，以减轻噪声引起的...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于Dickson倍压器的高频高压低纹波变换技术具有重要的应用潜力。该技术实现了48V到7kV的升压转换，纹波比控制在0.1%以内，峰值效率达86%，这些指标对我司多个产品线具有参考价值。 在光伏逆变器领域，该技术的高频化设计思路与我司追求高功率密度的方向一致。采用G...
基于混合模拟/数字计算方法的实时选择性谐波最小化
Real-time Selective Harmonic Minimization Using a Hybrid Analog/Digital Computing Method
Jason Poon · Mohit Sinha · Sairaj V. Dhople · Juan Rivas-Davila · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
本文提出了一种用于解决选择性谐波最小化（SHM）问题的混合模拟/数字计算电路。该方法结合了数字控制器与模拟电路的优势，实现了快速且可扩展的优化求解。数字微控制器负责配置目标函数及用户输入，而电路中的电压则代表开关角，有效提升了实时控制性能。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式逆变器、集中式逆变器及PowerTitan储能变流器）具有重要应用价值。在电网环境日益复杂、谐波标准趋严的背景下，该混合计算方法能显著提升逆变器在实时工况下的谐波抑制能力，优化输出电能质量。建议研发团队评估该电路架构在高性能DSP/FPGA控制平台中的集成可行性...
非对称并联逆变器中用于最优谐波抑制的去中心化载波移相技术
Decentralized Carrier Phase Shifting for Optimal Harmonic Minimization in Asymmetric Parallel-Connected Inverters
Jason Poon · Brian Johnson · Sairaj V. Dhople · Juan Rivas-Davila · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
本文提出了一种用于分布式发电系统中非对称并联逆变器网络的载波移相技术，旨在最小化总谐波含量。该技术具有两大优势：一是采用去中心化实现方式，仅依赖本地电压和电流测量；二是具有最优性，通过最小化特定成本函数实现谐波抑制。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）具有重要应用价值。在大型光伏电站或储能电站中，多台逆变器并联运行时，谐波叠加问题是提升电能质量的关键。该去中心化控制策略无需复杂的通信架构，降低了系统实施难度，能有效提升多机并联系统的谐波抑制性能，增强弱电...
在高频及超高频功率变换器中利用碳化硅功率器件的技术研究
On the Techniques to Utilize SiC Power Devices in High- and Very High-Frequency Power Converters
Zikang Tong · Lei Gu · Zhechi Ye · Kawin Surakitbovorn 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年12月
本文探讨了在高频应用中使用碳化硅（SiC）功率器件实现谐振变换器所面临的挑战，重点分析了高寄生电感封装的影响，以及在这些频率下驱动和增强MOSFET性能的关键技术。文章对比了硅基和氮化镓等不同器件技术，为高频电力电子设计提供了参考。
解读: SiC器件是阳光电源提升逆变器与储能系统功率密度的核心技术。针对组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统，高频化是减小磁性元件体积、提升效率的关键。本文提出的封装寄生电感优化及驱动技术，对阳光电源优化下一代高频电力电子拓扑、降低开关损耗具有直接指导意义。建议研发团队重点关注S...
高频压电谐振器型DC-DC变换器的电流模式控制
Current Mode Control for High Frequency Piezoelectric Resonator-Based DC–DC Converters
Eric Stolt · Martin Affolter · Zhechi Ye · Juan Rivas-Davila · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
理论上，提高直流 - 直流转换器的开关频率能够减小无源元件的尺寸并提高系统功率密度，这是许多应用所要求的。然而，电感器和变压器在高频和小体积条件下的性能本质上难以提升，这成为实现高频、高功率密度直流 - 直流转换器的瓶颈。设计无电感的直流 - 直流转换器，转而使用压电谐振器进行无源储能，可绕过这一瓶颈。虽然基于压电谐振器的直流 - 直流转换器原型已在兆赫兹开关频率下展现出高功率密度和高效率，但这些转换器依赖开环控制。实际应用需要对这些转换器进行闭环控制，但现有的闭环控制方法无法适用于兆赫兹频率。...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于压电谐振器的高频DC-DC变换技术具有显著的战略参考价值，但距离规模化应用仍有距离。 该技术的核心创新在于用压电谐振器替代传统电感和变压器，突破了磁性元件在高频小型化方面的固有瓶颈。对于阳光电源的光伏逆变器和储能变流器产品线，这一技术路径理论上可实现功率密度的大幅...
多兆赫谐振感应式无线功率传输的设计考虑
Design Considerations for Multimegahertz Resonant Inductive Power Transfer
Lei Gu · Victor Gao · Aobo Yang · Tuofei Chen 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
兆赫频率下的感应式无线功率传输有望实现紧凑且低成本的电力传输。然而，由于高频电路对寄生参数敏感，此类系统在直流-直流效率上普遍低于传统低频系统。本文系统分析了串联-串联、串联-并联、并联-串联和并联-并联等补偿拓扑的权衡，并提出在多兆赫设计中考虑半导体器件寄生参数以提升传输效率的方法。通过构建三套300 W的系统验证所提方法，交流-交流效率均超96%。最终实现6.78 MHz、1.7 kW输出、直流-直流效率达95.7%的原型系统。
解读: 该多兆赫无线功率传输技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。文中提出的6.78MHz高频谐振技术可直接应用于车载OBC充电机和无线充电桩开发，实现95.7%直流效率的紧凑型无线充电方案。四种补偿拓扑的系统分析及寄生参数优化方法，可指导阳光电源在SiC/GaN高频器件应用中降低开关损耗。该技术...
软开关、高频及超高频功率变换器中600V GaN功率半导体的Coss损耗
COSS Losses in 600 V GaN Power Semiconductors in Soft-Switched, High- and Very-High-Frequency Power Converters
Grayson Zulauf · Sanghyeon Park · Wei Liang · Kawin North Surakitbovorn 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年12月
本文研究了额定电压超过600V的氮化镓（GaN）功率器件中寄生输出电容（Coss）充放电产生的损耗。在兆赫兹（MHz）开关频率的软开关电路中，该损耗至关重要，因为器件输出电容在每个开关周期内都会进行充放电。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能PCS中对高功率密度和高效率的追求，开关频率的提升成为技术演进的关键。GaN器件凭借优异的开关特性，是实现MHz级高频变换的核心。本文对Coss损耗的深入分析，有助于研发团队在设计高频DC-DC变换器（如微型逆变器或小型储能模块）时，更精准地评估软开关效率，优...
一种基于无杂散压电谐振器的3.2 kW电动汽车车载充电器DC-DC变换器
A Spurious-Free Piezoelectric Resonator Based 3.2 kW DC–DC Converter for EV On-Board Chargers
Eric Stolt · Weston Braun · Kristi Nguyen · Vakhtang Chulukhadze 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年2月
压电功率转换技术因无需磁性储能元件，在实现高功率密度和高效率方面展现出巨大潜力。然而，压电器件的杂散谐振模式限制了其在功率变换中的应用。本文提出一种无杂散压电谐振器设计，成功应用于3.2kW电动汽车车载充电器，有效解决了负载范围受限及效率降低的问题。
解读: 该技术代表了功率电子领域的前沿探索，即通过压电材料替代传统磁性元件（电感/变压器）以实现极高的功率密度。对于阳光电源的电动汽车充电桩产品线而言，该技术若能实现商业化，将显著缩小车载充电模块的体积并提升效率。但考虑到目前压电变换器在大功率输出下的材料可靠性、成本及散热挑战，建议研发团队将其作为长期的技...
面向宽输入输出电压范围的E类DC-DC变换器占空比与频率调制
Duty Cycle and Frequency Modulations in Class-E DC–DC Converters for a Wide Range of Input and Output Voltages
Sanghyeon Park · Juan Rivas-Davila · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年12月
本文提出了一种由E类逆变器和E类整流器组成的DC-DC变换器运行方案，旨在宽输入输出电压范围内实现零电压零dv/dt开关。针对负载变化带来的高敏感性问题，该方案避免了牺牲开关条件或增加额外组件，通过占空比和频率调制实现了高效的功率转换。
解读: 该研究聚焦于高频软开关拓扑，对阳光电源的户用光伏逆变器及小型化储能产品具有参考价值。E类变换器在高频化趋势下有助于提升功率密度，特别是在追求极致轻量化和高效率的户用储能PCS或微型逆变器场景中。建议研发团队关注该拓扑在宽电压范围下的鲁棒性，评估其结合GaN/SiC宽禁带器件后，在提升阳光电源下一代高...
一种采用变频倍增技术的宽输入范围高效率降压型功率因数校正变换器
A Wide-Input-Range High-Efficiency Step-Down Power Factor Correction Converter Using a Variable Frequency Multiplier Technique
Lei Gu · Wei Liang · Max Praglin · Sombuddha Chakraborty 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年11月
本文提出了一种两级降压型功率因数预调节器设计，在85-265Vrms的全电压输入范围内实现了高效率。该方案采用LLC谐振变换器为连续导通模式的Boost变换器供电，通过变频倍增技术优化了宽输入范围下的转换效率，适用于离线电源应用。
解读: 该研究提出的变频倍增技术与LLC+Boost两级拓扑，主要针对宽输入范围下的效率优化，对阳光电源的户用光伏逆变器及充电桩产品线具有参考价值。在户用储能系统（如PowerStack）的辅助电源设计或充电桩的前级PFC电路中，该技术有助于提升轻载及全电压范围下的转换效率，降低散热压力。建议研发团队关注该...
基于电阻调节网络的宽带高频功率调制
Broadband High-Frequency Power Modulation With Resistance Regulation Network
Zhechi Ye · Eric Stolt · Kawin Surakitbovorn · Juan Rivas-Davila · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月
本文提出了一种利用电阻调节网络（RRN）结合频率调节实现快速射频（RF）功率调制的新方法。该方法旨在提升工业应用中射频脉冲的响应速度与系统性能，通过对电阻网络的动态调节，实现了高效的功率控制，并可与现有系统兼容适配。
解读: 该文章探讨的射频功率调制与电阻调节技术，主要应用于高频通信或特定工业射频电源领域，与阳光电源现有的光伏逆变器、储能PCS及充电桩等电力电子产品存在一定技术跨度。然而，其提出的高频功率调节思路对于提升功率密度和开关频率具有参考价值。建议研发团队关注该技术在未来高频化电力电子变换器中的应用潜力，特别是针...
基于高频压电谐振器的DC-DC变换器电流模式控制
Current Mode Control for High Frequency Piezoelectric Resonator-Based DC–DC Converters
Eric Stolt · Martin Affolter · Zhechi Ye · Juan Rivas-Davila · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
提高DC-DC变换器开关频率可减小无源元件体积，提升功率密度。然而，传统电感和变压器在高频小型化方面存在瓶颈。本文探讨了无电感DC-DC变换器设计，并提出了一种针对高频压电谐振器变换器的电流模式控制策略，以解决高频下的功率控制与稳定性问题。
解读: 该文献探讨的压电谐振器技术旨在通过消除传统磁性元件（电感/变压器）来突破功率密度极限，这属于电力电子领域的前沿基础研究。对于阳光电源而言，目前光伏逆变器和储能变流器（如PowerTitan系列）主要依赖磁性元件实现能量转换，压电技术在兆瓦级大功率应用中尚处于实验室阶段。建议研发团队关注其在高频小型化...
推挽式Class Φ2射频功率放大器
Push–Pull Class Φ2 RF Power Amplifier
Lei Gu · Grayson Zulauf · Zhemin Zhang · Sombuddha Chakraborty 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
Class Φ2/EF2放大器因其高效率、低电压应力、驱动简单及负载无关的零电压开关（ZVS）特性，在高压高频功率转换领域极具吸引力。由于其调谐自由度高，以往研究多依赖数值方法求解单端电路，本文提出了一种推挽式拓扑分析方法。
解读: 该文献探讨的高频射频功率放大技术主要应用于射频通信领域，与阳光电源现有的光伏逆变器、储能PCS及充电桩等电力电子产品在应用场景上有较大差异。然而，其核心技术点——高频高效转换及ZVS软开关技术，对于阳光电源研发下一代超高功率密度、高频化的功率模块具有参考价值。建议研发团队关注其在宽禁带半导体（如Ga...
一种用于高压产生的新型Cockcroft-Walton/Dickson混合倍压器
A Hybrid Cockcroft–Walton/Dickson Multiplier for High Voltage Generation
Sanghyeon Park · Jun Yang · Juan Rivas-Davila · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
本文提出了一种结合Cockcroft-Walton倍压器与Dickson电荷泵拓扑的混合电压倍增电路。针对传统Cockcroft-Walton结构在级数增加时因电容串联导致的输出电压跌落问题，该混合拓扑通过并联电容连接方式有效提升了负载能力，优化了高压变换效率。
解读: 该文献探讨的混合倍压拓扑主要针对超高压直流变换场景。对于阳光电源而言，其核心产品线如组串式/集中式光伏逆变器及储能PCS（PowerTitan/PowerStack）主要涉及中高压直流变换，而非超高压倍压应用。该技术在现有的光储产品中应用空间有限，但其对电容利用率和电压跌落的优化思路，可为未来研发更...