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均匀采样移相调制器的小信号建模
Small-Signal Modeling of Uniformly Sampled Phase-Shift Modulators
Luca Scandola · Luca Corradini · Giorgio Spiazzi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年10月
本文探讨了移相调制(PSM)在谐振直流-直流及直流-交流变换器中的应用。随着数字控制技术的发展,传统的模拟移相调制正逐渐转向数字实现。文章针对数字移相调制器在采样过程中的特性进行了小信号建模分析,旨在优化多变量数字控制器及在线效率优化算法的性能。
解读: 该研究对于阳光电源的核心产品线具有极高的参考价值。移相调制(PSM)是DAB(双向DC-DC)变换器的核心控制手段,广泛应用于PowerTitan、PowerStack等储能变流器(PCS)及组串式光伏逆变器的DC-DC级。通过建立精确的数字小信号模型,阳光电源的研发团队可以进一步提升控制环路的带宽...
三电平飞跨电容Buck变换器的数字预测电流模式控制
Digital Predictive Current-Mode Control of Three-Level Flying Capacitor Buck Converters
Giovanni Bonanno · Luca Corradini · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
本文研究了三电平飞跨电容(3LFC)Buck变换器中的数字预测电流模式控制(DPCMC)。重点分析了在单采样和多采样模式下,预测峰值、平均值和谷值电流模式控制器的稳定性和飞跨电容电压平衡特性,并提出了一种改进的多采样DPCMC变体。
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中的DC-DC变换环节具有重要参考价值。三电平飞跨电容拓扑能有效降低功率器件电压应力,提升功率密度,是实现高压直流侧转换的优选方案。文章提出的多采样数字预测控制策略,能够显著提升变换器的动态响应速度和电容电压...
无损开关模式功率变换器中的稳态不确定性
Steady-State Indeterminacy in Lossless Switched-Mode Power Converters
Luca Corradini · Dragan Maksimovic · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
本文首次揭示了无损开关功率变换器可能不存在唯一的稳态解,而是表现出固有的稳态行为不确定性。研究表明,只有在分析中引入损耗项,才能获得唯一解。此外,奇数阶无损变换器永远无法获得唯一稳态解。
解读: 该研究揭示了理想化建模在分析变换器稳态特性时的局限性,对阳光电源的研发具有重要指导意义。在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器(PCS)的开发中,若仅基于理想无损模型进行控制策略设计或仿真,可能导致对系统稳态运行点预测的偏差。建议研发团队在进行高频DC-DC变换器及多级...
双桥串联谐振DC-DC变换器通用闭式ZVS分析
General Closed-Form ZVS Analysis of Dual-Bridge Series Resonant DC–DC Converters
Weijian Han · Luca Corradini · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年9月
开关行为分析是评估双向DC-DC变换器稳态性能及设计软开关调制策略的前提。针对双桥串联谐振变换器(DBSRC),传统的基波近似法(FHA)难以提供足够的精度。本文提出了一种通用的闭式分析方法,用于精确预测ZVS(零电压开关)特性,为高效变换器设计提供了理论支撑。
解读: 该研究直接关联阳光电源储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及PCS核心功率变换模块。DBSRC拓扑在储能变流器中常用于实现高效率的DC-DC变换。通过该闭式ZVS分析方法,研发团队可更精确地优化软开关调制策略,降低开关损耗,从而提升PCS产品的整机效率和功率密度。对于高压储能...
峰值电流模式控制三电平飞跨电容变换器的无传感器稳定技术
Sensorless Stabilization Technique for Peak Current Mode Controlled Three-Level Flying-Capacitor Converters
Eslam Abdelhamid · Luca Corradini · Paolo Mattavelli · Giovanni Bonanno 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
本文提出了一种针对三电平飞跨电容(3LFC)Buck变换器峰值电流模式控制的无传感器稳定技术。该方法通过检测占空比失配来识别飞跨电容电压不平衡,从而消除电压失控问题,实现电容电压的稳定与平衡,无需额外的电压传感器。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及储能PCS产品线具有重要参考价值。随着光伏和储能系统向高功率密度和高效率发展,三电平拓扑(如NPC或飞跨电容结构)应用日益广泛。该无传感器稳定技术能有效降低硬件成本,减少电压传感器数量,提升系统可靠性。建议研发团队在下一代高压组串式逆变器或大功率储能变流器(Power...
双向双桥串联谐振DC-DC变换器的宽范围ZVS控制技术
Wide-Range ZVS Control Technique for Bidirectional Dual-Bridge Series-Resonant DC–DC Converters
Weijian Han · Luca Corradini · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
针对高压大功率双向DC-DC变换器,软开关技术对提升效率与可靠性至关重要。本文提出了一种用于双桥串联谐振DC-DC变换器的宽范围零电压开关(ZVS)控制技术,通过集成变频调制(VFM)与移相控制,有效扩展了软开关工作范围。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务(如PowerTitan、PowerStack系列PCS)具有极高的应用价值。储能变流器在充放电过程中常面临宽电压范围工况,该宽范围ZVS控制技术能显著降低开关损耗,提升系统在全功率段的转换效率,有助于进一步减小散热器体积,提升功率密度。建议研发团队评估该控制策略在双向DA...
基于GaN的隔离谐振变换器作为汽车子网备用电源
GaN-Based Isolated Resonant Converter as a Backup Power Supply in Automotive Subnets
Stefano Cabizza · Giorgio Spiazzi · Luca Corradini · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
本文设计并实现了一种2 MHz、12 V、600 mA的GaN基有源钳位隔离SEPIC变换器(ACISC)。该变换器在9-18 V汽车电压范围内实现了全零电压开关(ZVS),旨在为12 V电池与低功率子网之间提供隔离及电源接口,并采用谐振断续导通模式(DCM)运行。
解读: 该研究展示了高频GaN器件在小型化、高功率密度隔离电源中的应用潜力。对于阳光电源而言,虽然该特定拓扑主要针对汽车子网,但其高频化设计思路与GaN器件的应用经验对公司现有产品线具有参考价值:1. 在电动汽车充电桩及车载电源模块中,可借鉴其高频ZVS控制技术提升功率密度;2. 在储能系统(如PowerS...
集成开关模式电池充电器的硬件高效数字自动调谐
Hardware-Efficient Digital Autotuning for Integrated Switched-Mode Battery Chargers
Janko Čeliković · Wisam Al-Hoor · John Kesterson · Angel Maria Gomez Arguello 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
针对参数变化和不可预测运行环境对电池充电器控制性能的影响,本文提出了一种全面且简洁的自动调谐系统。该算法旨在最大化控制环路的截止频率,同时确保系统的稳定性裕度,从而提升充电器的动态响应与鲁棒性。
解读: 该自动调谐技术对阳光电源的储能系统(如PowerStack、PowerTitan)及电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。在储能PCS中,电池参数随老化和温度变化,引入自动调谐算法可优化控制环路,提升系统在复杂工况下的动态响应速度与稳定性。建议研发团队将其应用于数字控制平台,以降低现场调试难度,提升产...
一种用于降低串联谐振双半桥变换器导通损耗的低复杂度轨迹控制器
A Low-Complexity Trajectory Controller for Reduced Conduction Losses in Series-Resonant Dual Half-Bridge Converters
Francesco Bez · Weijian Han · Luca Corradini · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年11月
本文提出了一种用于串联谐振双半桥(SR-DHB)变换器的低复杂度轨迹控制器,旨在实现导通损耗的近最优最小化。该技术基于谐振变换器的最小电流轨迹(MCT)概念,为SR-DHB拓扑构建了分段线性近似(PWL-MCT),可通过数字逻辑高效实现。
解读: 该研究直接针对SR-DHB拓扑的效率优化,与阳光电源的储能变流器(PCS)及双向DC-DC变换器技术高度契合。在PowerTitan和PowerStack等储能系统中,DC-DC环节的效率直接影响系统整体能效。该分段线性近似(PWL-MCT)控制策略复杂度低,易于在DSP或FPGA中实现,能够显著降...
一种用于快速动态响应DC-DC变换器的双沿脉宽调制器
A Dual-Edge Pulsewidth Modulator for Fast Dynamic Response DC–DC Converters
Giacomo Ripamonti · Stefano Saggini · Luca Corradini · Roberto Rizzolatti 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年1月
电压调节模块(VRM)是为现代微处理器供电的DC-DC变换器,必须具备快速动态响应能力以应对负载电流的剧烈波动。脉宽调制器是决定变换器瞬态响应的关键因素之一。本文介绍了一种双沿调制器,其性能优于传统调制器。
解读: 该技术主要针对高频DC-DC变换器的瞬态响应优化,在阳光电源的产品线中,该调制策略可应用于户用光伏逆变器中的DC-DC升压电路,或储能系统(如PowerStack/PowerTitan)内部的DC-DC变换环节。通过提升调制器的动态响应速度,可以有效减小负载突变时的电压波动,从而提升系统在复杂工况下...
基于串联谐振变换器模块和三相解折叠电路的隔离型双向并网三相AC-DC功率转换
Isolated Bidirectional Grid-Tied Three-Phase AC–DC Power Conversion Using Series-Resonant Converter Modules and a Three-Phase Unfolder
W. Warren Chen · Regan Zane · Luca Corradini · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年12月
本文提出了一种模块化三相AC-DC转换系统,通过将多个双桥串联谐振变换器(DBSRC)模块与工频解折叠电路(Unfolder)相结合,实现了能量的双向流动。该拓扑结构旨在优化储能系统与交直流电网的集成,通过模块化重构扩展了系统的工作范围,提升了功率转换效率与灵活性。
解读: 该技术路线与阳光电源的PowerTitan及ST系列储能变流器(PCS)高度契合。模块化DBSRC拓扑能有效提升储能系统的功率密度和效率,特别是在高压直流侧与交流电网交互时,其软开关特性有助于降低损耗。建议研发团队关注该拓扑在大型储能电站中的应用潜力,通过模块化设计提升系统的冗余度和运维便利性,优化...
同步串联电容抽头电感变换器可靠运行的控制技术
Control Technique for Reliable Operation of the Synchronous Series Capacitor Tapped Inductor Converter
Francesco Bez · Giovanni Bonanno · Luca Corradini · Cristian Garbossa · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月
为减少汽车铜缆长度与重量并降低CO2排放,汽车制造商提出通过高降压比DC-DC变换器从48V总线获取供电。串联电容抽头电感(SCTI)变换器是实现48V总线高效单级降压转换的有前景拓扑。本文探讨了该拓扑的可靠运行控制技术。
解读: 该文章研究的高降压比DC-DC变换器拓扑主要面向车载电源领域。对于阳光电源而言,虽然核心业务聚焦于光伏与储能,但该技术在电动汽车充电桩(EV Charger)的功率模块设计中具有参考价值。随着充电桩向高功率密度、高效率方向发展,SCTI拓扑的高降压比特性可优化内部辅助电源或直流变换模块的体积与热管理...