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直接三电平矩阵变换器的开关优化调制
Switching Optimized Modulation for Direct Three-Level Matrix Converter
Siddharth Raju · Ned Mohan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
直接三电平矩阵变换器（DTMC）相比传统矩阵变换器具有更低的开关频率谐波含量。现有控制方法多依赖于将变换器数学分解为两电平前端和三电平中点钳位逆变器的间接方法。本文提出了一种针对DTMC的开关优化调制策略，旨在改善其谐波性能与控制效率。
解读: 该研究涉及的三电平拓扑与调制技术与阳光电源的核心产品线（如组串式逆变器、集中式逆变器及储能PCS）高度相关。三电平技术是提升逆变器效率和功率密度的关键，通过优化开关序列可有效降低输出谐波，减少滤波器体积，从而降低系统成本。建议研发团队关注该调制策略在三电平NPC拓扑中的应用，特别是针对高压大功率储能...
基于矩阵变换器的开绕组驱动及其共模电压消除：拓扑、分析与比较
Matrix Converter Based Open-End Winding Drives With Common-Mode Elimination: Topologies, Analysis, and Comparison
Saurabh Tewari · Ned Mohan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年10月
本文研究了基于矩阵变换器的开绕组电机驱动系统。通过旋转矢量调制技术，该拓扑消除了导致电机故障的高频共模电压。相比背靠背变换器，该方案无需中间直流母线电容，提升了功率密度与可靠性，并具备高电压传输比及输入功率因数控制能力。
解读: 该文献探讨的矩阵变换器与无直流母线电容技术，在提升功率密度和可靠性方面具有前瞻性。虽然阳光电源目前的主流光伏逆变器和储能PCS（如PowerTitan系列）多采用成熟的电压源型逆变器架构，但该技术对于未来探索高功率密度、长寿命的电力电子变换器具有参考价值。建议研发团队关注其在减少电容失效风险方面的研...
双两电平逆变器与双矩阵变换器消除共模电压的载波SVPWM实现
Carrier-Based Implementation of SVPWM for Dual Two-Level VSI and Dual Matrix Converter With Zero Common-Mode Voltage
Rohit Baranwal · Kaushik Basu · Ned Mohan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年3月
脉宽调制（PWM）变换器产生的共模电压（CMV）会导致电机轴承损坏及电磁干扰问题。本文提出了一种针对开绕组电机驱动的通用载波PWM技术，能够完全消除开关共模电压，从而提升系统的电磁兼容性与运行可靠性。
解读: 该技术对于阳光电源的逆变器及变流器产品线具有重要参考价值。在光伏逆变器和储能PCS（如PowerTitan系列）中，共模电压引起的漏电流和电磁干扰是影响系统可靠性的关键因素。通过采用该文提出的零共模电压调制策略，可有效降低对滤波器设计的压力，提升系统电磁兼容性（EMC）表现。建议研发团队在高性能工业...
一种用于可再生能源系统并网的高频交流环节单级非对称多电平变换器
A High-Frequency AC-Link Single-Stage Asymmetrical Multilevel Converter for Grid Integration of Renewable Energy Systems
Kartik V. Iyer · Rohit Baranwal · Ned Mohan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年7月
本文研究了用于可再生能源并网的电力电子变换器拓扑。提出了一种带高频链路的级联多电平变换器，通过高频变压器实现电气隔离，有效替代了笨重的工频变压器，提升了系统功率密度与集成度。
解读: 该拓扑通过高频链路实现电气隔离，对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）具有参考价值。高频隔离技术有助于进一步缩小产品体积，提升功率密度，符合当前光储产品轻量化、高集成度的发展趋势。建议研发团队关注该非对称多电平结构在降低开关损耗及提升并网电能质量方面的潜力，评估其在工...
一种利用输入滤波电容作为能量交换机制的矩阵变换器穿越配置
A Matrix Converter Ride-Through Configuration Using Input Filter Capacitors as an Energy Exchange Mechanism
David Orser · Ned Mohan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年8月
本文提出了一种针对调速驱动中矩阵变换器的低电压穿越新方法。该方法利用输入电容将电机旋转惯性产生的能量进行转移，以在电网故障期间维持电机磁通。通过增加三个双向开关，实现了输入滤波电容与故障电网电压的隔离，从而提升了系统的故障穿越能力。
解读: 该文献探讨的矩阵变换器低电压穿越技术，虽然与阳光电源主流的组串式/集中式光伏逆变器（基于VSC拓扑）有所不同，但其利用储能元件（输入电容）进行能量缓冲以实现故障穿越的思路，对阳光电源的储能变流器（PCS）及风电变流器产品具有参考价值。在弱电网或电网电压跌落场景下，如何通过硬件拓扑优化与控制策略协同，...
用于间接矩阵变换器中降低共模电压和输出电压畸变的调制技术
Modulation Techniques for Enhanced Reduction in Common-Mode Voltage and Output Voltage Distortion in Indirect Matrix Converters
Varsha Padhee · Ashish Kumar Sahoo · Ned Mohan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年11月
本文提出了一种基于智能空间矢量的间接矩阵变换器（IMC）调制技术。该方法旨在降低共模电压，从而减小电机端子的dV/dt，降低绕组电压应力，并减少输出电压畸变以降低电机损耗。
解读: 该研究关注的共模电压抑制与输出电压质量优化，对阳光电源的电机驱动类产品（如风电变流器）及高性能工业驱动应用具有参考价值。虽然矩阵变换器目前在光伏和储能主流产品中应用较少，但其高功率密度和无直流环节的特性是未来电力电子拓扑演进的重要方向。建议研发团队关注该调制策略在降低电磁干扰（EMI）和延长电机绝缘...
一种具有高频隔离的减少开关数量单级三相双向整流器
A Reduced Switch Count Single-Stage Three-Phase Bidirectional Rectifier With High-Frequency Isolation
Rohit Baranwal · Kartik V. Iyer · Kaushik Basu · Gysler F. Castelino 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年11月
本文提出了一种基于双有源桥（DAB）的三相双向整流器拓扑及其调制策略。该拓扑通过减少开关管数量实现了高频隔离，在可再生能源发电、插电式混合动力汽车及配电系统等领域具有应用潜力，能有效提升功率密度并实现双向功率流控制。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。通过减少开关数量实现高频隔离，有助于进一步优化储能变流器（PCS）的功率密度和转换效率，降低系统体积与成本。对于充电桩产品，该拓扑可提升三相交流侧的功率因数校正（PFC）性能。建议研发团队...
一种用于PWM交流驱动且具有基于源的漏感能量换流的单级固态变压器
A Single-Stage Solid-State Transformer for PWM AC Drive With Source-Based Commutation of Leakage Energy
Kaushik Basu · Arushi Shahani · Ashish Kumar Sahoo · Ned Mohan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年3月
本文提出了一种用于三相交流驱动的单级固态变压器（SST）。该拓扑利用高频变压器实现功率变换，具备高功率密度、无功支撑及频率调节等先进特性，适用于现代配电系统及高功率密度电机驱动领域，并重点研究了漏感能量的换流控制技术。
解读: 固态变压器（SST）技术在电力电子领域具有前瞻性，虽然阳光电源目前主营业务聚焦于光伏逆变器、储能PCS及风电变流器，但SST的高功率密度和灵活控制特性对未来中高压直流输电及微电网接口具有参考价值。该技术中涉及的高频隔离与漏感能量处理方案，可为阳光电源下一代高功率密度储能变流器（PowerTitan系...
一种基于双有源桥的单相交直流电力电子变压器及其先进特性
A Dual-Active-Bridge-Based Single-Phase AC to DC Power Electronic Transformer With Advanced Features
Rohit Baranwal · Gysler F. Castelino · Kartik Iyer · Kaushik Basu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年1月
本文提出并分析了一种基于推挽电路的交直流电力电子变压器（PET）。该系统利用双有源桥（DAB）原理，实现了单相交流与直流之间的双向功率流动。相比传统工频变压器，该方案显著减小了体积与重量，在电力电子变换领域具有广泛应用前景。
解读: 该研究涉及的DAB拓扑是阳光电源储能变流器（PCS）及电力电子变压器技术的核心基础。DAB拓扑的高功率密度和双向功率流动特性，对于PowerTitan和PowerStack系列储能系统的效率优化及体积缩减至关重要。此外，该技术在光伏与储能耦合的直流微网应用中具有参考价值。建议研发团队关注该拓扑在宽电...
背靠背MMC电力电子变压器中高频链路MMC对直流母线电压纹波的灵敏度分析
Sensitivity Analysis of the High-Frequency-Link MMC to DC Link Voltage Ripples in a Back-to-Back Connected MMC-Based Power Electronic Transformer
Vishnu Narayan Vipin · Ned Mohan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
本文研究了中压电网（5-34.5 kV）下可再生能源与储能的集成技术。通过级联低压子模块（SM）实现高压并网，支持光伏阵列与储能单元的功率提取。文章重点分析了一种基于高频链路的模块化多电平变换器（MMC）拓扑，探讨了其对直流母线电压纹波的灵敏度，为优化电力电子变压器性能提供了理论依据。
解读: 该研究涉及的MMC拓扑及高频链路技术，对阳光电源的PowerTitan系列大功率储能系统及中压并网方案具有重要参考价值。随着储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）演进，如何抑制直流侧电压纹波以提升系统效率和可靠性是核心挑战。建议研发团队关注该拓扑在减少被动元件体积、提升功率密度方面的潜力，并将...
具有优化开关切换的矩阵变换器直接调制
Direct Modulation of Matrix Converter With Optimized Switch Transitions
Siddharth Raju · Maxim Erickson · Ned Mohan · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月
传统矩阵变换器最常用的两种调制方法是间接式和直接式空间矢量脉宽调制（PWM）。前者因数学上的简便性而被广泛采用，但其简化过程掩盖了部分冗余性，限制了性能提升。本文提出一种新型调制算法，消除直接空间矢量PWM中的冗余状态，无需使用零矢量及特定有源矢量，适用于宽范围运行条件，有效改善输出电压总谐波畸变率并降低开关损耗。通过严格的数学分析，并基于5 kW实验样机验证了该算法的有效性。
解读: 该矩阵变换器优化调制技术对阳光电源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。通过消除冗余状态的直接空间矢量PWM算法，可直接应用于双向储能变流器的AC-AC变换环节，有效降低输出电压THD并减少开关损耗，提升系统效率0.5-1%。该技术对PowerTitan大型储能系统的功率模块设计具...
基于高频链MMC的背靠背连接电力电子变压器对直流链路电压纹波的敏感性分析
Sensitivity Analysis of the High-Frequency-Link MMC to DC Link Voltage Ripples in a Back-to-Back Connected MMC-Based Power Electronic Transformer
Vishnu Narayan Vipin · Ned Mohan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
将可再生能源和储能设备接入中压电网（5 - 34.5 千伏），可实现高功率输出，同时将传导损耗降至最低。近期的变流器拓扑结构采用级联低压（LV）子模块（SM）的方式来满足电网电压等级要求，从而能够从低压储能单元和光伏阵列中提取电能。本文重点研究一种具有公共可控高压（HV）直流母线的拓扑结构，该母线同时连接电网侧模块化多电平换流器（GS - MMC）和高频链模块化多电平换流器（HF - MMC）。储能单元以及风能和太阳能等可再生能源通过高频（HF）升压变压器的低压侧供电，电能经 HF - MMC ...
解读: 从阳光电源中压并网和储能集成业务视角来看，这项关于高频链模块化多电平换流器（MMC）的研究具有重要的技术参考价值。该研究聚焦于背靠背MMC构成的电力电子变压器拓扑，这与我们在5-35kV中压光储系统中面临的技术挑战高度契合。 该技术方案通过级联低压子模块实现中压等级，能够直接整合低压储能单元和光伏...