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基于桥式高开关频率电力电子变换器实时仿真建模方法
Modeling Method for the Real-Time Simulation of Bridge-Based High-Switching-Frequency Power Electronic Converters
Zonghui Sun · Xizheng Guo · Shinan Wang · Yule Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
Ron/Roff模型在电力电子变换器实时仿真中精度高，但迭代运算限制了其在高开关频率领域的应用。本文提出了一种确定半桥臂开关状态的非迭代新方法，有效提升了仿真效率，为高频电力电子系统的实时仿真提供了新思路。
解读: 该研究对于阳光电源的核心产品线（如组串式光伏逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器）具有重要价值。随着碳化硅（SiC）等宽禁带半导体器件的应用，逆变器开关频率不断提升，传统的实时仿真模型面临计算瓶颈。该非迭代建模方法能显著提升研发阶段的硬件在环（HIL）仿真精度与速度，缩短产品开发周期。建...
考虑开关结电容的高开关频率电力电子变换器实时仿真方法
Method for the Real-Time Simulation of High Switching Frequency Power Electronic Converter Considering Switch Junction Capacitance
Zonghui Sun · Xizheng Guo · Shinan Wang · Yue Li 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
RON/ROFF模型因精度高适用于高开关频率电力电子变换器的实时仿真，但其忽略开关瞬态过程且需迭代判断开关状态，限制了仿真准确性与频率范围。为此，本文提出一种计及开关结电容效应的改进方法，通过构建等效状态方程，避免将结电容作为状态变量，实现非迭代求解开关状态，显著降低计算量。结合后向欧拉法确保系统稳定性，并实现半桥臂解耦，大幅减轻开关状态判别负担。FPGA实验证明，该方法在30 ns步长、250 kHz开关频率下对LLC谐振变换器的实时仿真结果与硬件实验一致，验证了其有效性与精确性。
解读: 该实时仿真方法对阳光电源高频电力电子产品研发具有重要价值。LLC谐振变换器广泛应用于ST系列储能变流器的DC-DC隔离级和车载OBC充电机，其250kHz高开关频率特性要求精确的仿真工具。该方法通过计及开关结电容效应并实现非迭代求解，可将仿真步长缩短至30ns，显著提升PowerTitan储能系统中...