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模块化双开关反激变换器及输入串联输出串联连接的电压平衡机制分析
Modular Two-Switch Flyback Converter and Analysis of Voltage-Balancing Mechanism for Input-Series and Output-Series Connection
Mauro Andre Pagliosa · Telles Brunelli Lazzarin · Ivo Barbi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年9月
针对模块化输入串联输出串联（ISOS）连接，电压平衡机制是简化控制方案的关键。本文基于变换器输出特性，提出了一种标准化分析电压平衡机制的方法，旨在解决现有研究中该机制描述不清晰的问题。
解读: 该研究提出的ISOS模块化拓扑及电压平衡分析方法，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及高压光伏逆变器具有重要参考价值。在面对高压直流输入/输出场景时，采用模块化串联架构可有效降低单体功率器件的电压应力，提升系统可靠性。建议研发团队关注该电压平衡机制在多模块并联/串联...
一种基于预测控制的模块化多电平矩阵变换器全频率最优控制策略
An Optimal Full Frequency Control Strategy for the Modular Multilevel Matrix Converter Based on Predictive Control
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 日期未知
模块化多电平矩阵变换器（M3C）在高压大功率应用中极具潜力，特别是在可调速电机驱动领域。然而，M3C在临界频率点下的支路能量平衡控制面临巨大挑战。本文提出了一种基于预测控制的全频率最优控制策略，旨在解决M3C在不同运行频率下的能量平衡难题，提升系统运行的稳定性和效率。
解读: M3C拓扑作为一种先进的多电平变换技术，在超大功率电机驱动及高压直流输电领域具有应用前景。对于阳光电源而言，虽然目前核心产品线（光伏逆变器、储能PCS）多采用传统的模块化多电平（MMC）或三电平拓扑，但M3C在处理复杂频率变换方面的控制逻辑（如模型预测控制）对提升大功率储能变流器（PowerTita...
模块化多电平变换器移相载波调制分析
Analysis of the Phase-Shifted Carrier Modulation for Modular Multilevel Converters
Binbin Li · Rongfeng Yang · Dandan Xu · Gaolin Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
模块化多电平变换器（MMC）是高功率应用中的新兴拓扑，被视为高压功率变换器的发展趋势。本文首先介绍了MMC移相载波（PSC）调制及电容电压平衡方法的通用实现方式，并对MMC的PSC调制进行了数学分析。
解读: MMC拓扑在高压大功率电力电子领域具有显著优势，与阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）的技术演进方向高度契合。随着光伏和储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）发展，MMC技术在提升电能质量、降低输出谐波及实现高压直接并网方面具有重要潜力。建议研发团队关注该调制...
一种基于基波排序频率的模块化多电平变换器电容电压平衡方法
A Capacitor Voltage Balancing Method With Fundamental Sorting Frequency for Modular Multilevel Converters Under Staircase Modulation
Hao Peng · Rui Xie · Kun Wang · Yan Deng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年11月
本文提出了一种用于模块化多电平变换器（MMC）的基波频率排序算法，配合阶梯波调制技术以平衡浮动电容电压。该方法根据子模块电容的充电能力，在每个基波周期内分配驱动脉冲。通过对电容电压增量进行排序，有效评估了驱动脉冲的充电能力，从而实现电压平衡。
解读: 该技术主要应用于高压大功率变换领域，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。MMC拓扑在超高压并网场景中具有显著优势，通过优化阶梯波调制下的电容电压平衡算法，可以有效降低开关频率，减少开关损耗，并提升系统效率。建议研发团队关注该算法在降低控制复杂度和...
用于双极性直流配电的交流和直流功率流独立控制的多端口变换器
Multiport Converter With Independent Control of AC and DC Power Flows for Bipolar DC Distribution
Chatumal Perera · John Salmon · Gregory J. Kish · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
本文提出了一种多端口AC-DC变换器拓扑，实现了两个直流端口与一个交流端口之间的双向功率传输。该拓扑通过解耦功率流，可作为极电压平衡机制，以适应双极性直流配电系统中的不平衡负载。该方案通过两个三相两电平电压源变换器实现双极性运行。
解读: 该多端口变换器拓扑在微电网及直流配电领域具有显著应用潜力，与阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及光储一体化解决方案高度契合。其功率解耦与极电压平衡功能，可优化储能PCS在复杂直流侧负载下的运行效率与稳定性。建议研发团队关注该拓扑在提升多端口能量管理灵活性方面的优势，探...
一种基于PCB的无变压器中压多电平功率变换器及其直流电容平衡电路
A Transformerless PCB-Based Medium-Voltage Multilevel Power Converter With a DC Capacitor Balancing Circuit
Luke Anthony Solomon · Alfred Permuy · Nicholas D. Benavides · Daniel F. Opila 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年4月
本文提出了一种利用现有分立功率半导体器件和PCB技术构建无变压器电压源型中压多电平变换器的新方法。该方法特别适用于4.16 kV、500-1000 kW范围内的中压变换器和电机驱动系统，并提供了一种可视化功率级拓扑的新途径。
解读: 该研究提出的PCB集成化中压多电平拓扑，对阳光电源的集中式逆变器及大型储能PCS（如PowerTitan系列）具有参考价值。通过PCB技术实现功率级集成，有助于提升功率密度并降低寄生参数，从而优化中压系统的散热与电磁兼容性。建议研发团队关注该拓扑在模块化并联中的电容电压平衡控制策略，这对于提升大功率...
级联模块化DC-DC变换器电容电压平衡的模型预测控制
Model Predictive Control of Capacitor Voltage Balancing for Cascaded Modular DC–DC Converters
Qiang Wei · Bin Wu · Dewei Xu · Navid Reza Zargari · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年1月
输入串联输出串联（ISOS）模块化DC-DC变换器适用于高压输入输出场景。为确保系统中各模块的输入/输出电压均衡，本文提出了一种基于占空比的模型预测控制（DC-MPC）方案，有效实现了ISOS系统的电压共享控制。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及大功率储能变流器（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。在多模块级联架构中，电压均衡是提升系统可靠性与效率的关键。DC-MPC方案相比传统PWM控制，在动态响应速度和多目标优化方面更具优势，可有效解决高压直流侧电容电压不均问题，降低功率器件应力。建议研发团队评...
带峰值电流保护的无电压传感器有源超级电容均衡器平均建模与性能分析
Average Modeling and Performance Analysis of Voltage Sensorless Active Supercapacitor Balancer With Peak Current Protection
V. Yuhimenko · G. Geula · G. Agranovich · M. Averbukh 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年2月
本文提出了一种由双向Buck-Boost变换器主动均衡的双超级电容组的平均建模与分析方法。在50%占空比的开环运行下，系统可实现自然均衡，无需测量各储能单元电压。然而，即使电压存在微小偏差也会产生过大电流，本文针对该问题提出了峰值电流保护策略。
解读: 该技术对于阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack系列）具有重要参考价值。超级电容作为一种高功率密度储能元件，常用于储能系统的瞬时功率补偿或混合储能架构中。文中提出的无电压传感器均衡方案能有效降低BMS的硬件复杂度与成本，提高系统可靠性。特别是其提出的峰值电流保护机制，对于提...
一种基于支路电流重分配的模块化多电平矩阵变换器等频运行能量平衡策略
A Branch Current Reallocation Based Energy Balancing Strategy for the Modular Multilevel Matrix Converter Operating Around Equal Frequency
Boran Fan · Kui Wang · Pat Wheeler · Chunyang Gu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年2月
模块化多电平矩阵变换器（M3C）在高中压大功率应用中极具潜力。由于其模块化结构，M3C具有良好的可扩展性、高质量波形输出及容错能力。然而，当输出频率接近输入频率时，M3C存在电容电压低频波动问题，限制了其应用范围。本文提出了一种基于支路电流重分配的能量平衡策略，有效解决了该工况下的电压波动难题。
解读: M3C拓扑主要应用于高压大功率电机驱动及风电变流器领域。对于阳光电源而言，该研究中涉及的电容电压平衡控制策略，可为公司在风电变流器及未来兆瓦级高压储能变流器（PCS）的拓扑优化提供技术储备。虽然目前阳光电源主流产品以组串式和集中式逆变器为主，但随着电网对高压、大容量电力电子设备需求的增加，掌握多电平...
通过引入飞跨电容实现三电平全桥DC-DC变换器中点电压自平衡机制分析
Analysis of the Neutral-Point Voltage Self-Balance Mechanism in the Three-Level Full-Bridge DC−DC Converter by Introduction of Flying Capacitors
Peng Liu · Shanxu Duan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年12月
三电平全桥（TLFB）DC-DC变换器广泛应用于高压大功率场景。实验发现该拓扑存在中点电压偏移问题。本文研究表明，引入飞跨电容后，无需额外主动平衡控制即可实现输入电容电压的自平衡，提升了系统运行的稳定性与可靠性。
解读: 该研究对于阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）具有重要参考价值。在大功率储能系统中，中点电压平衡是提升系统效率和器件寿命的关键。通过引入飞跨电容实现自平衡，可以简化控制算法，降低对复杂中点平衡控制策略的依赖，从而减少计算资源占用并提高系统响应速度。建...
一种具有高直流电压利用率和浮动电容自平衡能力的三相五电平逆变器
A Three-Phase Five-Level Inverter With High DC Voltage Utilization and Self-Balancing Capacity of Floating Capacitor
Wenyuan Zhang · Hongliang Wang · Xiaonan Zhu · Hanzhe Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
多电平逆变器是光伏电站和风电场等可再生能源发电的常用方案。本文提出了一种具有高直流电压利用率的三相五电平逆变器。该逆变器的显著特点是其最大直流电压利用率是传统三相逆变器（如中点钳位型NPC、飞跨电容型FC等）的两倍。
解读: 该拓扑结构通过提高直流电压利用率，能够有效降低逆变器在同等功率等级下的开关器件电压应力，或在相同电压等级下提升功率密度，这对阳光电源的组串式和集中式光伏逆变器产品线具有重要参考价值。高电压利用率意味着更低的系统损耗和更小的无源器件体积，有助于优化PowerTitan等储能系统及大型光伏逆变器的成本与...
用于模块化便携式电池系统接口的多端口双向非接触式连接器
Multiport, Bidirectional Contactless Connector for the Interface of Modular Portable Battery System
Masanori Ishigaki · Keisuke Ishikawa · Makoto Kusakabe · Kosuke Tahara · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
本文提出了一种基于电感式电能传输技术的多端口双向非接触式连接器。其独特的轴向间隙圆柱磁芯结构，实现了多个低压电池组的并联输出控制，从而有效平衡电池荷电状态（SOC）。该变压器结构设计简化了系统集成，提升了模块化电池系统的灵活性与安全性。
解读: 该技术在模块化储能领域具有显著应用潜力，特别是针对阳光电源的PowerStack及户用储能系统。非接触式连接器能有效解决传统插拔式接口在频繁充放电下的磨损与安全隐患，提升系统运维寿命。其多端口并联控制与SOC平衡特性，可优化电池簇间的能量管理，降低BMS控制复杂度。建议研发团队关注该拓扑在模块化储能...
基于模块化堆叠结构的固态脉冲功率调制器鲁棒设计
Robust Design of a Solid-State Pulsed Power Modulator Based on Modular Stacking Structure
Suk-Ho Ahn · Hong-Je Ryoo · Ji-woong Gong · Sung-Roc Jang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年5月
本文提出了一种鲁棒的高压固态脉冲功率调制器（SSPPM）设计方案，重点解决了多个半导体开关的可靠串联堆叠与驱动问题。通过基于功率单元的模块化堆叠结构（包含储能电容、旁路二极管及开关器件），实现了瞬态和稳态下的电压均衡，确保了高压应用下的系统可靠性。
解读: 该研究提出的模块化堆叠与电压均衡技术，对于阳光电源的高压储能系统（如PowerTitan系列）及大功率集中式逆变器具有参考价值。随着储能系统向更高电压等级（如1500V甚至更高）演进，如何在高压串联开关中实现瞬态电压均衡是提升系统可靠性的关键。建议研发团队关注文中关于功率单元模块化设计及旁路保护策略...
三电平T型多相逆变器直流母线电容电压平衡研究
Voltage Balancing of the DC-Link Capacitors in Three-Level T-Type Multiphase Inverters
Luca Vancini · Michele Mengoni · Gabriele Rizzoli · Luca Zarri 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
本文提出了一种针对星型连接奇数相负载的三电平多相逆变器直流母线电容电压平衡算法。该策略在各种运行条件下均能保持电容电压平衡，并有效抑制低频电压波动，即使在缺相故障或非正弦输出电流工况下仍表现出优异的鲁棒性。
解读: 该研究针对三电平T型拓扑的直流母线平衡控制，对阳光电源的组串式逆变器（如SG系列）及大型集中式逆变器具有重要参考价值。三电平技术是提升逆变效率和减小滤波体积的关键，而直流侧电容电压平衡直接影响系统的可靠性与输出电能质量。特别是在应对复杂电网环境或非线性负载时，该算法有助于优化逆变器的控制策略，提升产...
用于2.88MW/115kV固态长脉冲调制器的模块化串并联谐振变换器系统的解析建模与控制器设计
Analytical Modeling and Controller Design of a Modular Series Parallel Resonant Converter System for a Solid State 2.88-MW/115-kV Long Pulse Modulator
Michael Jaritz · Tobias Rogg · Juergen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年10月
本文针对高压脉冲功率应用中的模块化串并联谐振变换器系统，提出了两种电压平衡控制策略，并通过仿真与实验进行了验证。该系统由两个串并联谐振变换器模块组成，采用输入串联输出并联（ISOP）结构，以实现所需的输出电压脉冲。
解读: 该文献研究的模块化串并联谐振变换器及ISOP拓扑，在阳光电源的高压储能系统（如PowerTitan系列）及大功率直流变换环节具有参考价值。虽然其应用场景为脉冲功率，但其模块化设计思路和电压均衡控制策略对于提升大功率储能PCS的功率密度和可靠性有借鉴意义。建议研发团队关注其在高压直流母线下的均压控制技...
一种用于三电平飞跨电容升压变换器快速瞬态响应与电压平衡的混合设计框架
A Hybrid Design Framework for Fast Transient and Voltage Balancing in a Three-Level Flying Capacitor Boost Converter With Digital Current Mode Control
Ruturaj Garnayak · Prantik Majumder · Santanu Kapat · Chandan Chakraborty · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
多电平飞跨电容升压（MLFCB）DC-DC变换器在高电压增益下具有高功率密度优势。本文针对数字控制下实现快速瞬态响应及飞跨电容电压平衡的挑战，提出了一种混合设计框架，通过统一采样技术确保系统稳定性与电容电压平衡，为高性能功率变换器设计提供了理论支撑。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及光伏逆变器中的DC-DC升压环节具有重要参考价值。三电平飞跨电容拓扑能有效降低功率器件电压应力，提升功率密度，是实现高压直流侧转换的关键路径。建议研发团队关注该混合控制框架在数字电流模式控制下的稳定性优化，以提升阳光电源储能...
基于串联SiC MOSFET的中压双有源桥变换器分析与设计
Analysis and Design for Medium Voltage Dual Active Bridge Converter Based on Series-Connected SiC MOSFETs
Runtian Chen · Chushan Li · Heng Fang · Rui Lu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
本文提出了一种基于串联SiC MOSFET的中压双有源桥（DAB）变换器，旨在实现器件间的低电压差与高效率。通过利用零电压开关（ZVS）特性，重新设计了串联SiC MOSFET的电压平衡缓冲电路，显著降低了缓冲电阻损耗，提升了变换器整体性能。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及中压光伏并网方案具有重要价值。随着储能系统向高压化、大功率化发展，通过串联SiC MOSFET实现中压DAB变换器，可有效简化系统拓扑，减少对复杂多电平结构的依赖，并提升功率密度与转换效率。建议研发团队关注该电压平衡控制策略...
由级联飞跨电容和浮动电容H桥组成的十七电平逆变器
Seventeen-Level Inverter Formed by Cascading Flying Capacitor and Floating Capacitor H-Bridges
P. Roshan Kumar · R. Sudharshan Kaarthik · K. Gopakumar · Jose I. Leon 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年7月
本文提出了一种利用三电平飞跨电容逆变器与级联浮动电容H桥模块相结合的十七电平逆变器拓扑。文章重点分析了电容电压平衡控制策略，并通过实验验证了该拓扑的性能与稳定性。
解读: 该多电平拓扑通过增加输出电平数，能有效降低输出电压谐波（THD），减小滤波器体积，对阳光电源的高功率密度组串式逆变器及集中式逆变器研发具有参考价值。特别是在中高压光伏并网应用中，该技术有助于降低对功率器件耐压等级的要求，提升系统效率。建议研发团队重点评估其电容电压平衡控制的复杂性及在动态工况下的可靠...
一种用于高压直流输电的新型H桥混合模块化变换器
A New H-Bridge Hybrid Modular Converter (HBHMC) for HVDC Application: Operating Modes, Control, and Voltage Balancing
Mahendra B. Ghat · Anshuman Shukla · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年8月
本文提出了一种用于高压直流（HVDC）应用的新型H桥混合模块化变换器（HBHMC）。该拓扑在主H桥变换器输出端集成了一组串联全桥子模块（FBSM）作为波形整形电路。针对三相系统，探讨了串联与并联两种直流侧连接方式，并研究了其工作模式、控制策略及电压平衡方法。
解读: 该研究提出的HBHMC拓扑通过全桥子模块实现波形整形，在提升高压直流输电效率与电能质量方面具有参考价值。对于阳光电源而言，虽然目前核心业务聚焦于光伏逆变器和储能系统（如PowerTitan），但该拓扑的模块化设计思想和电压平衡控制策略，可为公司未来布局大功率高压直流输电配套设备或超大容量储能系统提供...
堆叠式低惯性变换器或固态变压器：电压平衡的建模与模型预测优先级切换控制
Stacked Low-Inertia Converter or Solid-State Transformer: Modeling and Model Predictive Priority-Shifting Control for Voltage Balance
Liran Zheng · Rajendra Prasad Kandula · Karthik Kandasamy · Deepak Divan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
本文针对堆叠式低惯性变换器（SLIC）或级联减容直流母线固态变压器（SST）的控制难题，提出了一种新型模型预测优先级切换（MPPS）控制策略。该方法结合隐式调制器与离散时间大信号模型，有效实现了直流母线电压平衡与稳压控制，特别适用于采用小电容、无电解电容设计的低惯性变换器系统。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan及ST系列储能变流器（PCS）具有重要参考价值。随着储能系统向高功率密度、长寿命（去电解电容化）方向发展，直流母线电压平衡与快速响应控制成为核心技术瓶颈。MPPS控制策略能有效提升多电平拓扑在动态负载下的稳定性，减少对大容量电容的依赖，从而提升系统可靠性与功率密...
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