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飞跨电容多电平变换器实际应用中的电容电压平衡研究
Investigation of Capacitor Voltage Balancing in Practical Implementations of Flying Capacitor Multilevel Converters
Zichao Ye · Yutian Lei · Zitao Liao · Robert Carl Nikolai Pilawa-Podgurski · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月
飞跨电容多电平（FCML）变换器具备电容电压自然平衡特性，但在相移PWM调制下仍可能出现电压偏差，需引入主动平衡控制。本文探讨了FCML变换器在实际应用中的电压平衡机制及其动态特性，为提升多电平变换器的稳定性和可靠性提供了理论与实践指导。
解读: 飞跨电容多电平（FCML）拓扑在提升功率密度和降低输出谐波方面具有显著优势，与阳光电源的高功率密度组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）的技术演进方向高度契合。随着光伏与储能系统向更高电压等级和更小体积发展，FCML拓扑的应用能有效降低滤波成本。建议研发团队关注该文提出的主动平衡...
谐振开关电容变换器的几何状态平面分析：级联多谐振变换器演示
Geometrical State-Plane Analysis of Resonant Switched-Capacitor Converters: Demonstration on the Cascaded Multiresonant Converter
Ting Ge · Zichao Ye · Robert C. N. Pilawa-Podgurski · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
为实现谐振开关电容（ReSC）变换器的高效率与高功率密度，深入理解软开关机制至关重要。然而，由于软开关操作依赖多个变量，拓扑复杂性增加导致设计难度迅速上升。本文提出了一种几何状态平面分析方法，通过图形化手段简化了多谐振变换器的设计过程，为复杂拓扑的优化提供了理论支撑。
解读: 该研究提出的几何状态平面分析方法，对于优化阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及组串式逆变器中的DC-DC变换级具有重要参考价值。随着光储系统对高功率密度和高效率的要求日益严苛，ReSC技术及多谐振拓扑在实现更小体积、更低损耗的功率模块设计上潜力巨大。建议研发团队利用该分...
混合谐振开关电容变换器无源元件体积建模与比较
Modeling and Comparison of Passive Component Volume of Hybrid Resonant Switched-Capacitor Converters
Zichao Ye · Seth R. Sanders · Robert Carl Nikolai Pilawa-Podgurski · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
混合及谐振开关电容（SC）变换器通过有效利用有源和无源元件，有望实现比传统SC及磁性变换器更高的效率和功率密度。通过引入电感，设计空间获得了更多自由度。本文旨在深入探讨电容与电感在混合谐振SC变换器中的体积权衡关系，为高功率密度变换器的设计提供理论指导。
解读: 该研究关注高功率密度变换器的无源元件优化，对阳光电源的组串式逆变器及储能PCS产品线具有重要参考价值。随着光伏和储能系统向更高功率密度演进，混合谐振拓扑能有效减小磁性元件体积，提升系统集成度。建议研发团队在下一代高频化PCS及户用储能变换器设计中，引入该建模方法，以优化电感与电容的体积分配，从而在保...
级联谐振变换器：一种具有高功率密度和效率的混合开关电容拓扑
The Cascaded Resonant Converter: A Hybrid Switched-Capacitor Topology With High Power Density and Efficiency
Zichao Ye · Yutian Lei · Robert C. N. Pilawa-Podgurski · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
本文提出了一种新型混合/谐振开关电容（ReSC）变换器拓扑，由两个级联的2-to-1 ReSC变换器组成。该拓扑有效利用了有源和无源元件，旨在解决高转换比应用中的功率密度和效率瓶颈，相比传统开关电容和磁性变换器具有显著优势。
解读: 该技术在高功率密度DC-DC变换领域具有重要参考价值，特别适用于阳光电源的储能系统（如PowerTitan/PowerStack）及户用光伏逆变器中的高压直流侧转换。通过采用级联谐振开关电容拓扑，可有效减小磁性元件体积，提升整机功率密度，降低损耗。建议研发团队评估该拓扑在小功率DC-DC模块中的应用...
有限端电容开关电容变换器的建模与分析
Modeling and Analysis of Switched-Capacitor Converters With Finite Terminal Capacitances
Yicheng Zhu · Zichao Ye · Robert C. N. Pilawa-Podgurski · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
现有开关电容（SC）变换器模型常假设输入输出电容为无穷大，将其视为理想电压源。然而，受限于空间与成本，实际应用中端电容往往有限，导致非理想行为。本文旨在建立考虑有限端电容影响的分析模型，以更准确地评估变换器性能。
解读: 该研究针对开关电容变换器在有限电容条件下的建模，对阳光电源的电力电子拓扑优化具有参考价值。在户用光伏逆变器及小型化充电桩产品中，高功率密度要求往往限制了滤波电容的体积，导致实际性能偏离理想模型。通过引入该分析方法，研发团队可更精准地评估电路纹波与动态响应，优化DC-DC级电路设计，从而在保证输出稳定...
用于飞跨电容多电平变换器和混合开关电容变换器浮动栅极驱动器的改进自举方法
Improved Bootstrap Methods for Powering Floating Gate Drivers of Flying Capacitor Multilevel Converters and Hybrid Switched-Capacitor Converters
Zichao Ye · Yutian Lei · Wen-Chuen Liu · Pradeep S. Shenoy 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
飞跨电容多电平（FCML）及混合开关电容（SC）变换器中，浮动开关的栅极驱动供电是实现高功率密度设计的关键挑战。传统隔离DC/DC方案体积大、成本高且效率低。本文提出了五种改进的自举供电方法，旨在实现更紧凑、高效的栅极驱动电源电路设计。
解读: 该研究针对多电平拓扑中复杂的浮动驱动供电问题，对于阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan等储能变流器产品具有重要参考价值。随着公司产品向更高功率密度和多电平拓扑（如三电平、五电平）演进，传统的隔离电源方案往往占据较大PCB空间并限制了功率密度提升。采用文中提出的改进自举技术，可有效简化驱动电路...
一种具有有源能量缓冲的2kW单相七电平飞跨电容多电平逆变器
A 2-kW Single-Phase Seven-Level Flying Capacitor Multilevel Inverter With an Active Energy Buffer
Yutian Lei · Christopher Barth · Shibin Qin · Wen-Chuen Liu 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年11月
本文介绍了一种针对Google/IEEE Little Box Challenge设计的2kW、60Hz、450VDC转240VAC逆变器。该逆变器采用七电平飞跨电容多电平拓扑，并集成有源能量缓冲电路，旨在实现高效率与高功率密度，适用于光伏发电及电动汽车充电等场景。
解读: 该研究提出的七电平飞跨电容拓扑及有源能量缓冲技术，对阳光电源的户用光伏逆变器及电动汽车充电桩产品线具有重要参考价值。通过增加电平数可有效降低输出滤波器的体积，提升功率密度，符合当前户用产品小型化、轻量化的发展趋势。有源能量缓冲技术能有效抑制单相系统中的二次纹波，有助于延长直流侧电解电容的寿命，提升整...
基于高效参数更新规则的有限数据概率风力发电预测
Probabilistic Wind Power Forecasting With Limited Data Based on Efficient Parameter Updating Rules
Zichao Meng · Ye Guo · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年8月
本文提出了一种基于元优化器的有限历史数据下概率风电功率预测（WPF）方法，包括离线训练和在线自适应过程。在离线训练部分，首先通过元训练基于长短期记忆网络（LSTM）构建一个风电功率预测元优化器，随后利用该元优化器在有限历史数据场景下有效训练概率预测模型。这种基于元训练的过程实现了直接从风电功率数据中学习概率风电功率预测算法。在在线自适应部分，通过在线更新策略使离线训练的预测模型不断适应新收集的风电功率数据，进一步提高其性能。在此过程中，还基于这些在线数据更新风电功率预测元优化器，为预测模型的参数...
解读: 该风电预测方法对阳光电源的储能和智能运维产品线具有重要应用价值。在ST系列储能系统中,可用于优化充放电策略和容量配置;在iSolarCloud平台中,可提升风电场发电预测精度,为运维决策提供更可靠支撑。特别是针对新建风电场数据有限的场景,该方法通过在线参数更新机制,能快速提升预测准确度,有助于提高储...
具有缺失数据容忍性的概率风力发电预测：一种端到端非参数方法
Probabilistic Wind Power Forecasting With Missing Data Tolerance: An End-to-End Nonparametric Approach
Zichao Meng · Ye Guo · Chenhao Zhao · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年9月
针对传感器故障、通信问题或测量中断导致的缺失数据问题，本文提出一种端到端非参数概率风力发电预测方法，集成缺失数据填补机制。该方法包含端到端训练与在线应用两个阶段：训练阶段通过迭代填补缺失数据并优化模型损失函数；应用阶段则持续填补实时观测数据以实现多步概率预测。相比现有方法，本方法无需假设分布类型，且通过联合优化提升填补质量与预测性能。实验表明，该方法在不同缺失率下均优于传统两阶段及参数化端到端方法，尤其在多步预测中表现更优。
解读: 该端到端非参数预测方法对阳光电源的储能和风电产品线具有重要应用价值。首先可应用于ST系列储能变流器的功率预测与调度优化，提升PowerTitan大型储能系统的调度效率。其次可集成到iSolarCloud平台，增强风电场发电量预测和运维预警能力。该方法的缺失数据容忍机制可显著提升阳光电源设备在恶劣环境...