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解析混合准三维变压器漏感模型
Analytical Hybrid Quasi-3D Transformer Leakage Inductance Model
Richard Schlesinger · Thomas Ewald · Juergen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
针对隔离型变换器设计，本文提出了一种适用于E/U/ER/UR型磁芯的解析混合准三维（HQ3D）漏感模型。该模型通过组合各绕组区域的最优子模型，实现了对变压器漏感的快速、精确计算，为优化变换器设计提供了高效的理论工具。
解读: 变压器漏感是影响隔离型DC-DC变换器（如DAB、LLC）效率和功率密度的关键参数。阳光电源的储能系统（PowerTitan、PowerStack）及组串式逆变器中广泛应用了高频隔离技术。该HQ3D模型能够显著提升研发阶段对变压器漏感的预测精度，减少样机迭代次数，从而优化PCS的功率密度和转换效率。...
节能散热器设计：自然对流与强制对流冷却的对比
Energy Efficient Heat Sink Design: Natural Versus Forced Convection Cooling
Daniel Christen · Milos Stojadinovic · Juergen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年11月
在高效变换器系统中，冷却系统（风扇）的功耗对系统总效率及功率密度影响显著。本文研究了自然对流散热器的潜力，并从体积和功耗角度将其与强制对流散热器进行了对比分析，探讨了相关的理论概念。
解读: 散热设计直接决定了阳光电源组串式逆变器（如SG系列）和储能系统（如PowerTitan/PowerStack）的功率密度与长期可靠性。随着产品向高功率密度演进，风扇功耗成为提升系统效率的瓶颈。本文提出的自然对流与强制对流对比分析，对优化逆变器及PCS的散热结构设计具有重要指导意义。建议研发团队在设计...
磁芯材料特性与几何形状对中频变压器声学噪声辐射的影响
Influence of Material Properties and Geometric Shape of Magnetic Cores on Acoustic Noise Emission of Medium-Frequency Transformers
Peng Shuai · Juergen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年10月
中频变压器（MFT）因其高功率密度和体积小，在智能电网和牵引变流器等领域应用广泛。然而，磁致伸缩效应导致的声学噪声是其设计中的关键挑战。本文研究了磁芯材料特性及几何结构对MFT噪声辐射的影响，为优化变压器设计、降低电磁噪声提供了理论依据。
解读: 该研究对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及组串式逆变器中的高频磁性元件设计具有重要参考价值。随着功率密度不断提升，MFT的电磁噪声控制已成为提升产品环境适应性和用户体验的关键。建议研发团队利用文中提到的多物理场耦合仿真方法，在设计阶段优化磁芯材料选型与结构布局，...
实心导线或利兹线绕组热阻的通用分析模型
General Analytical Model for the Thermal Resistance of Windings Made of Solid or Litz Wire
Michael Jaritz · Andre Hillers · Juergen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年1月
本文提出了一种用于建模实心导线或利兹线绕组热阻的分析方法，并通过实验进行了验证。此外，针对利兹线绕组提出了一种考虑绞合节距的扩展数值方法。该模型能够描述任意导线排列方式下的热阻，为电力电子磁性元件的热设计提供了理论支撑。
解读: 磁性元件（电感、变压器）是阳光电源光伏逆变器、储能PCS及风电变流器的核心损耗与发热部件。该研究提出的通用热阻分析模型，能够精确预测不同绕组结构下的温升，对于优化PowerTitan/PowerStack储能变流器及组串式逆变器中高功率密度磁性元件的设计至关重要。通过该模型，研发团队可在设计阶段快速...
用于2.88MW/115kV固态长脉冲调制器的模块化串并联谐振变换器系统的解析建模与控制器设计
Analytical Modeling and Controller Design of a Modular Series Parallel Resonant Converter System for a Solid State 2.88-MW/115-kV Long Pulse Modulator
Michael Jaritz · Tobias Rogg · Juergen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年10月
本文针对高压脉冲功率应用中的模块化串并联谐振变换器系统，提出了两种电压平衡控制策略，并通过仿真与实验进行了验证。该系统由两个串并联谐振变换器模块组成，采用输入串联输出并联（ISOP）结构，以实现所需的输出电压脉冲。
解读: 该文献研究的模块化串并联谐振变换器及ISOP拓扑，在阳光电源的高压储能系统（如PowerTitan系列）及大功率直流变换环节具有参考价值。虽然其应用场景为脉冲功率，但其模块化设计思路和电压均衡控制策略对于提升大功率储能PCS的功率密度和可靠性有借鉴意义。建议研发团队关注其在高压直流母线下的均压控制技...
一种带PFC功能的双有源桥AC-DC变换器的移相与频率混合调制策略
Combined Phase-Shift and Frequency Modulation of a Dual-Active-Bridge AC–DC Converter With PFC
Felix Jauch · Juergen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月
本文提出了一种带功率因数校正（PFC）功能的双有源桥（DAB）AC-DC变换器的混合调制策略。通过结合移相与频率调制，实现了在全交流输入电压范围内零电压开关（ZVS）的软开关特性，有效提升了变换效率。
解读: 该技术对阳光电源的储能变流器（PCS）及户用光储一体机业务具有重要参考价值。DAB拓扑是实现高效双向能量流动的核心，通过移相与频率混合调制实现全范围ZVS，可显著降低开关损耗，提升PowerStack及ST系列PCS在轻载及宽电压范围下的转换效率。建议研发团队评估该调制策略在单相户用储能系统中的应用...