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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...
一种具有全电容能量利用率和受控功率谐波的高功率密度多电平双极性有源缓冲器
A High Power Density Multilevel Bipolar Active Single-Phase Buffer With Full Capacitor Energy Utilization and Controlled Power Harmonics
Zitao Liao · Robert Pilawa-Podgurski · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
本文提出了一种多电平双极性有源缓冲拓扑，旨在解决单相变换系统中二次谐波功率脉动问题。通过实现电容100%的能量利用率，该拓扑有效降低了缓冲电容需求，并克服了传统两电平全桥设计中开关损耗高及电压应力大的缺陷，提升了系统功率密度。
解读: 该技术对于阳光电源的户用光伏逆变器及小型储能系统（如PowerStack系列）具有重要意义。单相系统中的二次谐波抑制通常依赖大容量电解电容，限制了功率密度与寿命。采用该多电平双极性有源缓冲拓扑，可显著减小电容体积，提升整机功率密度，并延长系统使用寿命。建议研发团队评估该拓扑在户用逆变器中的集成可行性...
用于高升压转换的高功率密度飞跨电容多电平Boost变换器分析与设计
Analysis and Design of a High Power Density Flying-Capacitor Multilevel Boost Converter for High Step-Up Conversion
Zitao Liao · Yutian Lei · Robert C. N. Pilawa-Podgurski · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
本文研究了飞跨电容多电平（FCML）拓扑在高升压转换中的应用。与传统两电平Boost变换器相比，FCML拓扑利用高能量密度电容辅助电感进行能量存储与传输，具有降低开关电压应力、减小电压纹波等优势，显著提升了变换器的功率密度与效率。
解读: 该技术对阳光电源的组串式光伏逆变器及储能PCS产品线具有重要参考价值。随着光伏组件电压等级提升，FCML拓扑有助于在保持高效率的同时减小磁性元件体积，从而提升逆变器功率密度。对于PowerTitan等储能系统，该拓扑可优化DC-DC级设计，降低开关管电压应力，提升系统可靠性。建议研发团队评估FCML...
单相变换器中串联堆叠能量解耦缓冲器的设计约束
Design Constraints for Series-Stacked Energy Decoupling Buffers in Single-Phase Converters
Zitao Liao · Nathan C. Brooks · Robert C.N. Pilawa-Podgurski · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年9月
在单相交直流转换中，需通过能量解耦补偿交流侧与直流侧的瞬时功率失配。串联堆叠缓冲器（SSB）是一种主动式能量解耦方案，允许缓冲电容存在大电压纹波以提高能量利用率，同时主动调节直流母线电压。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及小型储能变流器（PCS）产品线具有重要价值。单相系统在低功率段普遍存在二次谐波功率波动问题，传统方案通常依赖大容量电解电容，限制了功率密度与寿命。SSB技术通过主动解耦，可显著减小电容体积，提升整机功率密度，并延长系统寿命。建议研发团队评估该拓扑在户用储能一体机中的...
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...