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基于谐振与准Z源的多端口变换器用于高功率电动汽车快速充电中的全功率与部分功率处理
Resonant and Quasi-Z Source based Multiport Converter for High Power EV Fast Charging with Full and Partial Power Processing
Zarren Firdous · Saad Mekhilef · Marif Daula Siddique · Marizan Mubin · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
本文为电动汽车（EV）快速充电设计了两种新型多端口变换器（MPC）拓扑结构，实现了电网、电池储能系统（BESS）与电动汽车充电的集成。所提出的设计采用全功率处理变换器（FPPC）和部分功率处理变换器（PPPC）两种配置，利用诸如用于电池储能系统的准 Z 源变换器（qZSC）和用于电动汽车充电的串联谐振变换器（SRC）等特性，减小了尺寸并降低了成本。准 Z 源变换器有助于提升电池储能系统的电压，实现电网与电池储能系统之间的双向能量流动，电池储能系统可在非高峰时段储存能量，并在高峰需求时向电网或电动...
解读: 该多端口变换器技术对阳光电源充电桩及储能产品线具有重要应用价值。谐振与准Z源混合拓扑可直接应用于阳光电源直流快充桩设计，通过部分功率处理模式降低变换器容量需求，提升系统效率与功率密度。该技术与阳光电源ST系列储能变流器的多端口架构高度契合，可实现电网-储能-充电桩的协调控制，优化光储充一体化场站的能...
一种具有高可靠性的可配置SC型双源逆变器拓扑
A New Configurable SC-based Dual Source Inverter Topology with Improved Reliability
Mohammad Anas Anees · Saad Mekhilef · Marif Daula Siddique · Marizan Mubin 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月
本文提出了一种可配置的十五电平双电源中性点钳位逆变器拓扑结构，该拓扑对电源故障和开关故障具有可靠的应对能力。该拓扑有两个直流电源、四个电容，总共包含六个单向开关和四个双向开关。采用电平移相脉宽调制（PWM）来生成所需数量的电平。所提出的拓扑即使在出现电源故障和开关故障时，也能够令人满意地生成多电平输出波形。在PLECS中进行了功率损耗分析，以证明所提出的多电平逆变器（MLI）具有较高的效率。通过获取开关故障率，表明该MLI的可靠性得到了提高。此外，针对不同的故障情况进行了开关故障分析，以展示系统...
解读: 该可配置双源逆变器拓扑对阳光电源储能与充电产品线具有重要应用价值。其开关电容多电平技术可应用于ST系列储能变流器，通过冗余路径设计提升系统容错能力，在功率模块故障时维持降额运行，契合PowerTitan大型储能系统的高可靠性需求。双源架构适配光储融合场景，可优化ESS集成方案中的直流母线管理。十五电...
基于自回归模型与递归最小二乘法的并网逆变器无模型死beat预测电流控制
Model-Free Deadbeat Predictive Current Control for Grid-Connected Inverters Using Autoregressive Model and Recursive Least Squares
Mostefa Kermadi · Aissa Rebai · Saad Mekhilef · Lotfi Baghli 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
本文提出一种面向并网两电平逆变器的新型无模型死beat预测电流控制方法（MF-DBPC），适用于含阻感（R–L）滤波器的系统。该方法仅依赖电流与电压测量数据构建数据驱动模型，无需精确系统参数。核心在于采用带外生输入的自回归（ARX）模型结合递归最小二乘（RLS）算法实现参数在线辨识，显著提升动态适应性与抗参数失配能力。通过与滚动优化策略对比，仿真表明所提死beat控制方案在更低采样频率下仍可获得更优电流波形质量。实验验证了其在稳态与动态工况下的有效性及对滤波电感偏差的强鲁棒性。
解读: 该无模型死拍预测电流控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。基于ARX-RLS的数据驱动方法可显著提升产品对滤波参数偏差的鲁棒性，解决大规模生产中电感容差导致的控制性能差异问题。相比传统模型预测控制，该方法在较低采样频率下仍能保证电流质量，可降低DSP/FPGA算力...
带LCL滤波器并网逆变器的减传感器最优开关序列模型预测电流控制
Reduced-Sensor-Based Optimal Switching Sequence Model Predictive Current Control
Mohammad Anas Anees · Saad Mekhilef · Marizan Mubin · Mostefa Kermadi 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
提出带LCL滤波器并网逆变器的改进减传感器最优开关序列模型预测电流控制(OSS-MPCC)算法,仅需并网电流测量。OSS-MPCC算法利用四类信号:虚拟磁链观测器获得的估计电网电压对称分量、全状态Luenberger观测器获得的状态估计、基于SOGI-QSG对称电压估计获得的正序并网电流参考、逆变器开关状态,实现并网运行预测电流跟踪。该算法同时提供多项优势:成功限制逆变器电压开关频率频谱、传感器数量从9个减至3个、即使电压不平衡情况下电网电流总谐波畸变(THD)仍低于2.5%、对滤波器参数失配展...
解读: 该减传感器最优开关序列MPC技术对阳光电源并网逆变器控制优化有重要应用价值。传感器数量减少67%可应用于SG光伏逆变器和ST储能变流器,降低成本并提高可靠性。虚拟磁链和全状态观测器技术对阳光电源并网控制算法的无传感器化有借鉴意义。2.5%低THD和参数鲁棒性对户用和工商业并网系统的电能质量和适应性有...
实现四重补偿线圈集成以提高电动汽车无线充电系统中接收端的电能传输效率
Enabling Quadruple-D Compensation Coil Integration for Efficient Power Transfer to Receiver in Wireless Power Transfer Systems for EV Charging
Mehmet Zahid Erel · Tabish Imtiaz · Ahmed Elsanabary · Saad Mekhilef 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
无线电力传输（WPT）为电动汽车（EV）充电提供了便利、可靠且安全的解决方案。近年来，多线圈结构的引入有效提升了功率传输能力并增强了系统可扩展性，但也带来了互感耦合与空间受限等问题。本文提出一种新型紧凑型集成耦合结构，发射端采用两个自然解耦线圈，均与接收线圈耦合以提升功率传输能力。利用ANSYS Maxwell仿真分析该耦合器在偏移工况下的性能，并基于输出电压随横向偏移的变化实现偏移方向的自主检测。实验结果表明，在120 mm气隙、完全对准时，系统最大传输效率达97.08%，输出功率1.147 ...
解读: 该四重补偿线圈集成技术对阳光电源新能源汽车充电产品线具有重要应用价值。研究提出的双发射线圈自然解耦结构与偏移自检测方案，可直接应用于阳光电源无线充电桩产品开发，解决实际应用中车辆停放偏移导致的充电效率下降问题。97.08%的高效率传输与243.76W补偿功率设计，为阳光电源OBC车载充电机与地面充电...
无铁氧体磁耦合器的设计与分析：面向电动汽车应用的动态性能优化
Design and Analysis of Ferrite Less Magnetic Coupler With Improved Dynamic Performance Characteristics for EV Applications
Hassan Khalid · Saad Mekhilef · Marizan Mubin · Mehdi Seyedmahmoudian 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
动态无线充电（DWC）技术有望在行驶中为电动汽车（EV）充电，从而减小电池容量与成本。然而，动态无线功率传输（DWPT）系统仍需优化以实现商业化应用。本文提出一种单侧磁场生成型磁耦合器，具有优化的性能参数。相比传统结构，该耦合器具备更高的耦合系数与互感，且自感显著降低。在三对称发射端DWPT系统中测试时，其与邻近发射端互感小，并能自然脱离第三发射端，简化多发射端解耦控制。接收端输出电压脉动仅1.3%，且I-V特性无零力区，支持360°旋转容错。为验证方案可行性，设计了工作于85 kHz、200 ...
解读: 该无铁氧体磁耦合器技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。研究提出的单侧磁场生成结构实现93% DC-DC效率和200mm大气隙传输，可直接应用于充电桩产品的无线充电方案开发。其1.3%低电压脉动特性与LCC-S补偿拓扑可借鉴至车载OBC充电机设计，提升充电稳定性。多发射端自然解耦控制策略对...