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用于燃料电池堆电化学阻抗谱的隔离型电流馈电DC-DC变换器设计与控制
Design and control of isolated current-fed DC–DC converters for fuel cell stacks EIS incorporating wide-frequency-range of perturbations
Jiabin Shen · Jiacheng Wang · IET Power Electronics · 2025年2月 · Vol.18
本文提出一种专用于燃料电池系统的功率调节变换器，能够在不影响系统集成的前提下，施加宽频率范围的电化学阻抗谱扰动信号。通过设计隔离型电流馈电DC-DC拓扑结构并优化其控制策略，实现对燃料电池堆在宽频带内的精确阻抗测量，同时确保主功率传输的稳定性与效率，为燃料电池在线监测与诊断提供有效技术支撑。
解读: 该燃料电池电化学阻抗谱测量技术对阳光电源氢能业务拓展具有重要参考价值。文中隔离型电流馈电DC-DC变换器设计思路可应用于氢燃料电池发电系统的功率调节单元，通过宽频扰动注入实现电池堆在线健康诊断。该技术与阳光现有储能变流器ST系列的拓扑设计理念相通，可借鉴其控制策略优化燃料电池-储能混合系统的功率管理...
采用CDD辅助电路的单向隔离谐振开关电容变换器
Unidirectional Isolated Resonant Switched Capacitor Converter With CDD Auxiliary Circuit
Yan Liu · Xiaofeng Yang · Wentao Mu · Haixia Tan 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
为满足高压应用中直流 - 直流转换器的需求，本文提出了一种单向隔离谐振开关电容转换器（UI - RSCC）。此外，采用 CDD 辅助电路来抑制电压振荡并消除占空比损失。实现了直流电容器的电压自平衡，从而简化了控制。通过复用部分开关器件，减少了所需的开关器件数量。首先，介绍了 UI - RSCC 拓扑结构。在分析寄生电容和占空比损失的基础上，将 CDD 辅助电路引入 UI - RSCC 以抑制电压振荡，并讨论了其工作原理和软开关条件。最后，通过仿真和实验验证了该拓扑结构和控制方法的合理性和有效性。...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项单向隔离谐振开关电容变换器技术具有显著的应用价值。该技术通过CDD辅助电路有效抑制电压振荡并消除占空比损耗，在高电压应用场景中展现出独特优势，这与我司光伏逆变器和储能系统的核心技术需求高度契合。 在光伏发电领域，该技术的电压自平衡特性可简化控制系统设计，降低多电平逆变...
基于级联H桥的中压并网电力电子变压器混合调制技术
Hybrid Modulation Technique of MV Grid-Connected Cascaded H-Bridge-Based Power Electronic Transformer Technology
Himanshu Patel · Kamalesh Hatua · Subhashish Bhattacharya · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月
随着半导体器件的发展，电力电子变压器（PET）技术已成为实现中压交流电网与低压交流/直流电网直接集成的优选方案。针对级联H桥（CHB）型三阶段PET在轻载下因死区效应和电网电压谐波导致的网侧电流总谐波畸变率（THD）偏高问题，本文提出一种结合滞环电流控制与矢量控制的混合调制闭环控制策略。每相中一个H桥单元采用滞环控制，其余单元采用移相SPWM矢量控制，有效改善中压侧电流波形，降低空载电流及损耗，并通过PWM轮换逻辑均衡开关损耗。实验在20 kW、1.2 kV/400 V/200 V PET样机上...
解读: 该混合调制技术对阳光电源ST系列储能变流器和充电桩产品具有重要应用价值。针对级联H桥拓扑在轻载工况下THD偏高的问题，文章提出的滞环与矢量控制混合策略可直接应用于阳光电源PowerTitan大型储能系统的PCS设计，有效改善轻载时的电流波形质量，降低空载损耗。PWM轮换逻辑对均衡功率模块热应力、延长...
电动汽车充电技术及其对电网影响的综合综述
Comprehensive Review on the Charging Technologies of Electric Vehicles (EV) and Their Impact on Power Grid
Mohammed Masud Rana · S. M. Mahfuz Alam · Faiaz Allahma Rafi · Swarup Bashu Deb 等6人 · IEEE Access · 2025年2月
本文系统综述了电动汽车（EV）各类充电拓扑结构，涵盖充电方式、功率等级及单/双向AC-DC与DC-DC变换器。从效率、功率密度、传输速度、可靠性及局限性等方面对比分析了慢充与快充技术，探讨了传导式、无线式（感应、电容、光学）及换电模式。同时评估了EV充电对电网的影响，包括谐波畸变、电压波动、频率调节与负荷管理，强调其在平抑电网波动中的作用。通过文献综述识别研究空白，为未来智能电网环境下高效可靠充电技术的发展提供学术参考与实践指导。
解读: 该综述对阳光电源EV充电与储能业务具有重要指导价值。文章系统梳理的双向AC-DC/DC-DC变换器拓扑可直接应用于车载OBC充电机与充电桩产品优化，提升功率密度与效率。V2G双向充电技术与PowerTitan储能系统结合，可实现电动汽车作为移动储能单元参与电网调峰调频，增强ST系列储能变流器的负荷管...
针对低直流母线电容与差分功率处理的户用光伏系统超快速MPPT
Ultra-Fast MPPT for Residential PV Systems With Low DC-Link Capacitance and Differential Power Processing
Nicolás Agüero Meineri · Ignacio Santana · Ignacio Galiano Zurbriggen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
本文探讨了光伏系统在效率、成本与可靠性方面的优化。针对户用光伏架构，提出了一种结合差分功率处理（DPP）技术与低直流母线电容设计的超快速最大功率点跟踪（MPPT）方案。该方法旨在通过减少功率转换级数提升系统效率，并降低对大容量电解电容的依赖，从而提升系统整体寿命与功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器产品线具有重要参考价值。通过采用差分功率处理（DPP）架构，可以有效提升户用系统的转换效率并降低BOM成本。此外，文中提到的低直流母线电容设计方案，有助于减少电解电容的使用，从而提升逆变器在高温、高湿等严苛环境下的长期可靠性。建议研发团队关注该拓扑在小型化户用逆变器中...
宽输入电压范围内实现全负载范围ZVS的电流型双有源桥变换器脉冲注入调制方法
Pulse Injection Modulation Method for Current-Fed Dual Active Bridge Converter With Full Load Range ZVS Under Wide Input-Voltage Range
Caifeng Liu · Xudong Zou · Shiying Zhou · Han Peng 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
本文针对电流型双有源桥（CF-DAB）变换器提出了一种脉冲注入调制（PIM）方法。文章首次揭示了现有调制方法中零电压开关（ZVS）损耗的机理，并通过重新设计调制时序，克服了固有缺陷，实现了全负载范围内的ZVS，同时降低了电感电流应力。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及PCS产品具有重要意义。CF-DAB拓扑常用于储能变流器的DC-DC级，通过PIM调制实现全负载范围ZVS，可显著提升变换器在宽电压输入范围下的效率，减少散热设计压力，提升系统功率密度。建议研发团队评估该调制策略在现有S...
用于电力转X应用的直流三端口串联谐振变换器建模与控制
Modeling and Control for the DC-DC Three-Port Series Resonant Converter in Power-to-X Application
Zhijing Ye · Chi Li · Zedong Zheng · Wenbin Shu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
电力转X技术为可再生能源利用提供了有效途径，需依赖多能交互系统以高效管理多种源荷间的功率流动。多端口谐振直流变换器在集成度、功率密度和效率方面具有优势，但其复杂结构给建模与控制设计带来挑战。本文详述了一种含三个串联谐振绕组的三端口直流变换器的综合建模方法，采用谐波近似、扩展描述函数法及状态变量降阶策略，有效简化了非线性强耦合高阶模型。所提方法适用于多种电力转X场景下的n端口谐振变换器。基于所得大信号与小信号模型，本文进一步提出多端口谐振变换器的通用调制与控制原则，并引入基于内移相调制的电压控制策...
解读: 该三端口串联谐振变换器建模与控制技术对阳光电源多能交互系统具有重要应用价值。在PowerTitan储能系统中，可实现光伏、储能、负载三端口高效功率管理，提升系统集成度与功率密度。所提内移相调制策略可应用于ST系列储能变流器的宽范围电压调节，解决多端口功率耦合难题。扩展描述函数建模方法为阳光电源开发新...
直流配电网中Buck和Boost DC-DC变换器的线性自抗扰控制电压控制器
Linear Active Disturbance Rejection Control-Based Voltage Controller for Buck and Boost DC/DC Converters
Asimenia Korompili · Oemer Ekin · Marija Stevic · Veit Hagenmeyer 等5人 · IEEE Access · 2025年1月
直流配电网因高效集成变流器接口分布式能源DER近期获得研究关注。本文提出Buck和Boost DC-DC DER接口变换器的电压控制器，工作在电压控制模式作为直流构网变换器。提出线性自抗扰控制L-ADRC模型，包含用于状态和扰动估计的增强卡尔曼滤波器、自适应状态参考轨迹生成器和作为反馈控制器的线性二次调节器。L-ADRC模型按广义ADRC概念制定，使电压控制器适用于非最小相位NMP类变换器如电压控制模式的Boost DC-DC变换器，且适用于匹配和不匹配扰动，与文献中主要存在的原始ADRC相反。...
解读: 该自抗扰控制技术对阳光电源直流储能系统具有重要应用价值。阳光ST储能变流器在直流侧采用DC-DC变换器进行电压变换和功率控制。该L-ADRC方法的扰动估计和自适应补偿能力可显著提升阳光直流变换器的抗干扰性能。在大型储能电站中，多台储能变流器并联运行时面临母线电压波动和负荷突变挑战。该研究的非最小相位...
DC-DC变换器先进故障诊断方法：利用电信号的时间连续性
Advanced Fault Diagnosis Method for DC–DC Converters: Leveraging the Temporal Continuity of Electrical Signals
Li Wang · Zidong Wang · Chao Xu · Yiming Xu 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年1月
本文聚焦可靠的直流 - 直流转换器运行对现代电力电子设备稳定性的关键作用。解决了直流 - 直流转换器故障诊断中的一个常见问题：倾向于依赖局部特征拟合，而忽略了电信号的时间连续性。从数据处理的角度提出了一种利用自适应小波变换的创新诊断方法。该技术可以动态调整尺度和平移参数，以适应电路条件变化导致的电信号连续变化。从模型改进的角度，设计了扩展卷积胶囊网络模型。该模型通过多尺度特征提取、全局 - 局部注意力机制的融合以及全局向量分析，有效诊断故障特征。结果表明，本文方法能有效提取电信号的时间连续性特征...
解读: 作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，阳光电源的产品核心依赖于高可靠性的DC-DC变换器。该论文提出的基于时序连续性特征的故障诊断方法，对我们现有产品线具有重要应用价值。 从业务角度看，该技术直击当前诊断系统的痛点。传统方法侧重局部特征拟合，在光伏逆变器面对复杂光照变化、储能系统应对频繁充放电...
用于1600V电动卡车和电动飞机动力系统的500-kW谐振开关电容变换器
500-kW Resonant Switched-Capacitor Converter for 1600-V Electric Trucks and Electric Aircraft Powertrain Application
Xiaoyan Liu · Maohang Qiu · Kevin Hobbs · Ahmed Dahneem 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
混合动力/电池驱动的电动卡车或飞机因可消除温室气体及有害气体排放而备受关注。兆瓦级电驱动系统中，1600-V电压平台相比传统400-V或800-V系统可减轻线缆重量并提升充电速度，更具优势。本文提出并研制了一款适用于该场景的500-kW三相交错谐振开关电容DC-DC变换器，详细分析了其工作原理及功率损耗，包括MOSFET、无源器件和母排损耗。提出了一种高效的高功率测试方法，并在额定工况下验证了样机性能。仿真与实验结果表明，该原型机峰值效率达99.1%，满载500-kW时效率为98.7%。
解读: 该500-kW谐振开关电容变换器技术对阳光电源充电桩及储能产品线具有重要应用价值。其98.7%满载效率和1600V高压平台设计可直接应用于大功率充电桩产品，减少线缆损耗并提升充电速度。三相交错谐振拓扑及详细的损耗分析方法（含MOSFET、无源器件、母排损耗）可优化ST系列储能变流器的DC-DC变换环...
面向功率电子生态设计的参数化生命周期评价模型：解决MOSFET-Si与HEMT-GaN技术问题
Parametric LCA model for power electronic ecodesign process: Addressing MOSFET-Si and HEMT-GaN technological issues
Li Fang · Yannis Rosset · Benoît Sarrazin · Pierre Lefranc 等5人 · IET Power Electronics · 2025年1月 · Vol.18
本研究提出一种面向功率电子生态设计的参数化生命周期评价模型，建立设计参数与环境影响之间的动态关联，支持产品全生命周期的优化。模型融合循环经济理念，可评估并实施维修、再利用和回收策略，提升功率电子产品的可持续性。通过DC-DC降压变换器的案例分析验证了模型的有效性，表明其在推动产品开发符合环保法规与可持续发展目标方面具有实用价值。
解读: 该参数化LCA生态设计模型对阳光电源功率电子产品线具有重要应用价值。在**ST储能变流器**和**SG光伏逆变器**开发中，可通过建立MOSFET-Si与HEMT-GaN器件选型的环境影响量化评估体系，优化功率模块设计决策。模型融合的循环经济理念可指导**PowerTitan储能系统**制定维修、模...
多兆赫多千瓦碳化硅全桥逆变器零电压开通挑战及面向高功率电容式电力传输系统的设计
Challenges in Zero-Voltage-Switched-On Multi-MHz Multi-kW SiC Full-Bridge Inverter and Oriented Design for High-Power Capacitive Power Transfer System
Yao Wang · Shuyan Zhao · Fei Lu · Hua Zhang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
本文研究了用于激励高功率电容式电力传输（CPT）系统的多兆赫多千瓦碳化硅（SiC）全桥逆变器设计与实现中的关键挑战。首先揭示了在多兆赫高功率条件下，因MOSFET硬关断电流过大导致的漏源电流与电压振荡问题，成为限制开关频率提升的主要瓶颈。其次，提出了一套涵盖器件选型、栅极驱动设计、零电压开关（ZVS）实现及布局优化的高频逆变器设计方法，并基于UCC5390、IXRFD631和UCC27531D三种驱动芯片与C3M0060065K SiC MOSFET实现了三款逆变器样机，工作频率覆盖1 MHz（...
解读: 该多MHz SiC全桥逆变器的ZVS设计技术对阳光电源具有重要应用价值。首先，文中揭示的MOSFET硬关断电流振荡问题及其抑制方法，可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高频化设计，通过提升开关频率至MHz级别，显著减小磁性元件体积，提高功率密度。其次，基于UCC5390等驱动芯片的栅...
一种基于耦合电感的单开关高增益低电压应力DC-DC变换器
A Single-Switch Coupled Inductor-based DC-DC Converter with High Gain and Low Voltage Stress
Xuefeng Hu · Yanlong Chen · Junqiang Jia · Liang Huo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文提出了一种基于集成两个升压单元和一个三绕组耦合电感并带有两个开关电容网络的新型单开关直流 - 直流变换器，适用于高电压比转换应用。所提出的变换器能够在所有半导体器件承受极低电压应力的基础上实现宽范围的电压增益，并通过合理的漏感实现所有二极管的零电流关断。此外，其输入和输出的地之间存在恒定的电位差。上述特性使所提出的变换器成为可再生能源发电领域中低压输入源与高压直流母线之间的优秀接口。另外，所提出的变换器的串联输出电容交替充电和放电，从固有结构上可有效降低输出电压纹波。同时，其固有的电路结构不...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项单开关耦合电感型高增益DC-DC变换器技术具有显著的应用价值。该技术通过集成双升压单元和三绕组耦合电感配合开关电容网络，实现了宽范围电压增益与低器件电压应力的优化平衡，这与我们光伏逆变器和储能系统中前级DC-DC变换环节的核心需求高度契合。 在光伏应用场景中，该技术能...
利用侧柱绕组实现矩阵变压器的800V转48V高效率LLC-DCX
Highly Efficient 800-to-48-V LLC-DCX With Matrix Transformer Using Side Leg Windings
Yihui Zhang · Hao Feng · Li Ran · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文提出一种在矩阵变压器中增加侧柱绕组的方案，通过磁通分流和平均化技术，有效降低磁芯损耗并提升利用率。该方法无需复杂的空气隙调节，利用现成磁芯即可实现，为高压输入、低压输出的DC-DC变换器提供了一种高效、易于制造的磁集成解决方案。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及高压组串式逆变器具有重要参考价值。随着光储系统向高压化（800V/1500V）发展，DC-DC变换环节的效率与功率密度成为核心竞争力。矩阵变压器结合侧柱绕组技术，能显著降低磁性元件损耗并简化制造工艺，有助于提升储能PCS模块...
一种用于分布式光伏储能应用的软开关多端口变换器
A Soft-Switched Multiport Converter for Distributed PV Application With Energy Storage
Sivakrishna Karpana · Suman Maiti · Chandan Chakraborty · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
针对独立直流/交流微电网中分布式电源与储能单元集成的问题，本文提出了一种软开关多端口变换器。该拓扑旨在平衡成本、效率、功率密度与可靠性，并有效解决光伏组串在阴影遮挡下发电效率降低的挑战，优化了多源系统的能量管理与转换效率。
解读: 该研究提出的多端口变换器拓扑与阳光电源的‘光储一体化’战略高度契合。对于PowerStack和PowerTitan系列储能系统，采用此类高效率、高功率密度的软开关技术，可显著降低系统损耗，提升整机效率。此外，针对光伏组串阴影遮挡问题的优化，可为阳光电源组串式逆变器（如SG系列）的MPPT算法改进提供...
中压中频变压器绕组内电压振荡的起源分析与抑制方法
Origin Analysis and Mitigation Method of Voltage Oscillation Occurred Inside the Winding of Medium-Voltage Medium-Frequency Transformer
Yueyin Wang · Wu Chen · Zhan Shen · Xiao Yu 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
中压中频变压器是高功率直流变换器的核心部件。宽禁带半导体的高速开关特性会在变压器内部诱发电压振荡，增加主绝缘局部放电风险，甚至导致永久性击穿。本文旨在分析此类振荡的产生机理，并提出相应的抑制策略，以提升电力电子变换器的可靠性。
解读: 该研究直接关联阳光电源PowerTitan和PowerStack等大功率储能系统中的隔离型DC-DC变换环节。随着SiC等宽禁带器件在PCS中的广泛应用，高频开关带来的电压振荡与绝缘应力问题日益突出。本文提出的振荡抑制方法对于优化高压储能变流器的变压器设计、提升系统长期运行的绝缘可靠性具有重要指导意...
多电平双有源桥DC-DC变换器的调制与软开关优化控制
Modulation and Soft-Switching Optimization Control of Multilevel Dual Active Bridge DC–DC Converters
Jupeng Pang · Kui Wang · Mingzhe Wu · Wei Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
双有源桥（DAB）变换器是极具前景的DC-DC拓扑。通过引入多电平结构，DAB变换器可应用于中压直流配电系统。此外，多电平DAB（ML-DAB）变换器在控制功率流和优化软开关性能方面具有更高的自由度。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack系列）及中压直流接入方案具有重要价值。随着储能系统向高压化、大功率化发展，多电平DAB拓扑能有效降低功率器件的电压应力，提升系统效率。通过优化软开关控制，可进一步降低开关损耗，提升PCS在宽电压范围下的工作效率，助力阳光电源在大...
一种用于可再生能源系统的高增益软开关三端口DC-DC变换器
A High-Gain Three-Port DC–DC Converter With Soft-Switching for Renewable Energy System Applications
Mingzhu Zhou · Chao Liu · Ronghuan Xie · Yizhan Zhuang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
三端口DC-DC变换器（TPC）集成了可再生能源、储能系统和负载，具有高集成度和高可靠性。本文提出了一种适用于可再生能源系统的高增益软开关TPC。在所提变换器的各种工作模式下，所有开关管均可实现零电压开通，且所有二极管均可实现软关断。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan及PowerStack系列储能系统具有重要参考价值。通过引入高增益软开关拓扑，可有效提升储能PCS在光储一体化应用中的转换效率，并降低开关损耗，从而减小散热器体积，提升功率密度。建议研发团队评估该拓扑在低压电池侧与高压直流母线间的高效匹配能力，以优化户用及工商业...
一种基于独立组件的单电感三端口DC-DC变换器系统化拓扑推导新方法
A Novel Systematic Topology Derivation Method for Single-Inductor Three-Port DC–DC Converters from Separate Components
Liping Mo · Chaoqiang Jiang · Xiaosheng Wang · Ben Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
针对单电感三端口DC-DC变换器（SI-TPC）拓扑推导受限于预设结构或特定单元的问题，本文提出了一种基于独立组件的系统化推导新方法，旨在挖掘更多具有应用价值的拓扑结构，以满足多样化的电力电子应用需求。
解读: 该研究提出的系统化拓扑推导方法对于阳光电源的研发具有重要价值。在光储一体化产品（如PowerStack、PowerTitan系列及户用储能系统）中，多端口变换器是实现光伏与储能高效耦合的核心。通过该方法挖掘出的新型单电感三端口拓扑，有望进一步简化电路结构、降低功率器件数量，从而提升系统功率密度并降低...
部分功率处理架构的系统拓扑综合与功率密度可视化
Systematic Topology Synthesis and Power Density Visualization of Partial Power Processing Architecture
Ye Tian · Yan Li · Bowu Cao · Fangyi Wei 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文研究了基于部分功率处理（PPP）的DC-DC变换器架构。PPP技术通过仅处理部分功率，显著提升了光伏及储能系统的功率密度与转换效率。文章提出了一种系统化的拓扑综合方法，并引入功率密度可视化手段，为优化电力电子变换器设计提供了理论框架。
解读: PPP架构是提升阳光电源组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统效率的关键技术路径。通过仅处理部分功率，可有效降低变换器磁性元件体积与开关损耗，直接助力产品实现更高功率密度，降低度电成本（LCOE）。建议研发团队将该拓扑综合方法应用于下一代高压储能PCS及光伏优化器设计中，以...
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