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带有机械断路器的增强型MMC用于直流故障阻断及降低功率损耗
Enhanced MMC With Mechanical Disconnectors for DC Fault Blocking and Reduced Power Losses
Xiongfeng Fang · Lei Li · Cheng Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
传统半桥子模块（HB-SM）模块化多电平变换器（MMC）无法阻断直流故障电流，通常需额外配置直流断路器或改进拓扑。本文提出一种结合机械断路器的增强型MMC方案，旨在实现直流故障阻断能力的同时，有效降低系统功率损耗，提升变换器效率与可靠性。
解读: 该研究针对MMC拓扑的直流故障处理能力进行优化，对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着光储系统向高压直流侧发展，直流故障保护是提升系统安全性的核心。该方案通过机械断路器降低损耗的思路，可优化大型PCS的散热设计与效率指标。建议研发团队关注该拓扑...
一种具有宽输入电压范围和高效率的输入耦合LLC变换器
An Input-Coupling LLC Converter With Wide Input Voltage Range and High Efficiency
He Peng · Cheng Wang · Xiongfeng Fang · Liansheng Cao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
LLC全桥变换器在高效二次电源应用中表现优异，具有低应力及低电磁辐射等优点。然而，其在宽输入电压范围下效率优化困难。本文提出一种输入耦合LLC变换器拓扑，旨在解决传统LLC在低输入电压下灵敏度高的问题，实现宽电压范围下的高效率运行。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及电动汽车充电桩产品线具有重要参考价值。储能PCS和充电桩在实际运行中常面临电池电压波动大或电网电压不稳的问题，传统的LLC拓扑在宽电压范围内效率衰减明显。通过引入输入耦合技术，可显著提升变换器在宽电压范围内的转换效率，降低散...
一种用于CLLC变换器的低于谐振频率移相调制方法以提升轻载效率
A Below-Resonant-Frequency Phase-Shift Modulation Method for CLLC Converters With Enhanced Light-Load Efficiency
Longteng Jiao · Lei Li · Cheng Wang · Xiongfeng Fang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
本文提出了一种低于谐振频率移相调制（BRFPSM）方法，旨在提升CLLC变换器在轻载下的效率。传统CLLC变换器采用脉冲频率调制（PFM）时，在低于谐振频率区域存在无功功率大、关断电流高等问题。本文通过简化的时域模型分析了BRFPSM的性能，有效优化了轻载运行特性。
解读: CLLC拓扑是阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及户用储能PCS中双向DC-DC变换器的核心架构。该研究提出的BRFPSM调制策略能显著改善变换器在轻载工况下的效率，对于提升储能系统在待机或低功率输出状态下的整体能效表现具有重要意义。建议研发团队评估该调制方法在现有...
基于叠加原理的CLLC变换器谐振频率以上模式高精度时域分析方法
High-Precision Time-Domain Analysis Method Based on the Superposition Principle for CLLC Converter in Above-Resonant-Frequency Mode
Longteng Jiao · Lei Li · Cheng Wang · Shanlu Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
CLLC变换器因其高效的双向功率传输能力被广泛应用。然而，由于其包含多个谐振元件，建模与分析难度较大，限制了效率的进一步提升。本文提出一种基于叠加原理的分析方法，为CLLC变换器在谐振频率以上模式下的运行提供了更精确的分析模型。
解读: CLLC拓扑是阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及电动汽车充电桩中双向DC-DC变换器的核心技术。该文提出的高精度时域分析方法，能够显著提升变换器在宽电压范围下的效率优化能力，有助于减小磁性元件体积并降低开关损耗。建议研发团队将其应用于新一代高功率密度储能变流器（P...
一种增强低比例全桥子模块混合MMC直流故障清除能力的辅助电路
An Auxiliary Circuit Enhancing DC Fault Clearing Capability of Hybrid MMCs With Low Proportion of FB-SMs
Xiongfeng Fang · Gen Li · Canfeng Chen · Jian Xiong 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
混合模块化多电平变换器（HMMC）通过结合半桥和全桥子模块，在降低损耗和成本的同时具备直流故障清除能力。然而，其反向偏置电压（RBV）限制了故障清除速度。本文提出一种辅助电路，旨在提升低比例全桥子模块配置下的HMMC直流故障清除能力，缩短故障清除时间，优化系统可靠性。
解读: 该研究针对高压直流输电及大型储能系统中的核心拓扑——混合MMC进行了优化。阳光电源的PowerTitan及大型储能PCS系统在追求高效率与低成本的同时，对直流侧故障保护要求极高。该辅助电路方案有助于在减少全桥子模块数量（从而降低成本和损耗）的前提下，维持甚至提升系统的直流故障清除能力。建议研发团队评...
一种混合MMC在直流故障闭锁期间避免全桥子模块过压的能量吸收方法
An Energy Absorbing Method for Hybrid MMCs to Avoid Full-Bridge Submodule Overvoltage During DC Fault Blocking
Xiongfeng Fang · Gen Li · Canfeng Chen · Dongyu Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
针对混合模块化多电平变换器（MMC）在直流故障闭锁期间全桥子模块（FB-SM）易发生严重过压的问题，本文提出了一种由金属氧化物避雷器（MOV）和晶闸管组成的能量吸收支路（EAB）。该方案在正常运行期间无额外功率损耗，有效解决了直流侧及桥臂电感能量释放导致的过压风险。
解读: 该技术对于阳光电源的大功率储能系统（如PowerTitan系列）及高压直流输电应用具有重要参考价值。随着储能系统向更高电压等级发展，MMC拓扑在大型储能电站中的应用潜力增加。该能量吸收方案能有效提升系统在极端故障下的可靠性，降低对全桥子模块耐压等级的冗余要求，从而优化成本。建议研发团队关注该EAB电...
一种用于混合MMC直流故障下抑制桥臂过流和子模块过压的反向偏置电压控制方法
A Reverse-Biased Voltage Controlling Method for Mitigating Arm Overcurrent and Submodule Overvoltage in Hybrid MMCs During DC Faults
Xiongfeng Fang · Gen Li · Cheng Wang · Lei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
针对混合模块化多电平变换器（MMC），封锁子模块是清除直流故障的常用方法，但会导致桥臂反向偏置电压失控，引发桥臂过流及子模块过压。本文提出一种反向偏置电压控制方法，通过优化控制策略，有效缓解故障期间的电流集中问题，提升系统在直流故障下的可靠性。
解读: 该研究针对MMC拓扑在直流故障下的保护策略，对阳光电源的高压大功率储能系统（如PowerTitan系列）及大型集中式光伏逆变器具有重要参考价值。随着光储系统向更高电压等级发展，MMC拓扑的应用潜力增加。该控制方法能有效提升系统在极端工况下的鲁棒性，减少故障导致的器件损坏风险。建议研发团队关注该控制逻...
采用机械式隔离开关的增强型MMC以实现直流故障阻断和降低功率损耗
Enhanced MMC With Mechanical Disconnectors for DC Fault Blocking and Reduced Power Losses
Xiongfeng Fang · Lei Li · Cheng Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
传统模块化多电平换流器（MMC）采用半桥子模块（HB - SM），无法清除直流故障电流。这一限制使得要么需要使用额外的直流断路器（DCCB），要么需要改进换流器拓扑。在众多解决方案中，混合式直流断路器（HDCCB）和混合式模块化多电平换流器（HMMC）是两种被广泛认可的方案。通过在主支路（MB）中加入超快机械隔离开关，HDCCB可以实现低功率损耗。然而，由于电流转移支路（CTB）需要数百个额外的半导体功率开关，导致成本高昂，阻碍了其广泛应用。虽然HMMC具备快速的直流故障阻断能力，但会产生大量额...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于机械断路器增强型MMC的技术对我们在高压直流输电和大规模储能系统领域具有重要战略意义。传统半桥子模块MMC无法阻断直流故障电流的痛点，一直制约着光伏电站、风电场及储能系统向高压直流架构演进的步伐。 该技术的核心价值在于同时解决了直流故障阻断能力和功率损耗两大难题。...