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面向中压中点钳位变流器的热约束优化脉冲模式
Thermally Constrained Optimized Pulse Patterns for Medium-Voltage Neutral-Point-Clamped Converters
Tinus Dorfling · Tobias Geyer · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本文提出了一种在半导体结温上限约束下计算优化脉冲模式的方法。通过推导具有连续一阶导数的优化友好型热模型，将结温建模为脉冲模式开关角的函数，并给出了平均结温、纹波结温及瞬时结温的表达式，从而实现对功率器件热应力的精确控制。
解读: 该技术对阳光电源的中压集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要价值。中点钳位（NPC）拓扑是高压大功率变流器的核心，通过将结温约束引入脉冲模式优化，可在保证器件可靠性的前提下，进一步提升逆变器的功率密度和转换效率。建议研发团队将其应用于iSolarCloud运维平台的寿命...
基于小信号建模的广义模型预测脉冲模式控制—第2部分：实现与分析
Generalized Model Predictive Pulse Pattern Control Based on Small-Signal Modeling—Part 2: Implementation and Analysis
Tinus Dorfling · Hendrik du Toit Mouton · Tobias Geyer · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
本文提出了一种适用于高阶变换器系统的模型预测脉冲模式控制器，并在低成本FPGA上进行了实现。研究展示了如何通过简化控制算法中二次规划问题的计算，实现资源高效的部署。该算法通过硬件在环测试进行了验证。
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）具有重要参考价值。模型预测脉冲模式控制（MP3C）能有效优化高阶变换器的动态响应与谐波性能，特别是在高功率密度设计中，通过FPGA实现资源优化，有助于降低硬件成本并提升控制精度。建议研发团队关注该算法在复杂电...
基于小信号建模的广义模型预测脉冲模式控制—第1部分：算法
Generalized Model Predictive Pulse Pattern Control Based on Small-Signal Modeling—Part 1: Algorithm
Tinus Dorfling · Hendrik du Toit Mouton · Tobias Geyer · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
本文提出了一种适用于高阶线性系统（如带LC滤波器的变换器）的优化脉冲模式模型预测控制器。该控制器通过小信号线性化方法，将优化脉冲模式的开关时间修改近似为脉冲强度，从而实现对变换器输出的精确控制。
解读: 该算法对于阳光电源的核心业务——光伏逆变器和储能变流器（PCS）具有极高的应用价值。在PowerTitan等大功率储能系统及大型组串式逆变器中，LC滤波器被广泛使用，该控制策略能有效提升系统在弱电网下的动态响应速度和电能质量。建议研发团队将其应用于iSolarCloud智能运维平台下的高频控制算法优...
基于FPGA的非递归球形解码长时域有限控制集模型预测控制
Long-Horizon Finite-Control-Set Model Predictive Control With Nonrecursive Sphere Decoding on an FPGA
Tinus Dorfling · Hendrik du Toit Mouton · Tobias Geyer · Petros Karamanakos · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年7月
本文提出了一种在FPGA上实现长时域有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）的方法。通过开发一种非递归球形解码算法来求解底层的最小二乘整数规划问题，该算法利用问题结构减少了乘法器需求，能在极短时钟周期内计算出最优解，实现了资源高效的控制方案。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器）具有极高的应用价值。FCS-MPC在提升逆变器动态响应速度和电能质量方面表现优异，但计算负担重。本文提出的非递归球形解码算法有效解决了FPGA资源占用与计算延迟的矛盾，使得长时域预测控制在商...