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具有低浪涌电流和稳定功率控制的双有源桥变换器双移相控制策略
Novel Dual-Phase-Shift Control With Bidirectional Inner Phase Shifts for a Dual-Active-Bridge Converter Having Low Surge Current and Stable Power Control
X. Liu · Z. Q. Zhu · David A. Stone · Martin P. Foster 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年5月
针对双有源桥（DAB）变换器在轻载下采用传统双移相（DPS）控制时，因外移相角微小波动导致电流、损耗及效率剧烈变化的问题，本文提出了一种新型双移相控制策略。该方法通过引入双向内移相，有效拓宽了外移相角的操作区域，实现了轻载下的恒定功率传输，降低了浪涌电流并提升了控制稳定性。
解读: 该技术直接应用于阳光电源的储能变流器（PCS）产品线，如PowerTitan和ST系列。DAB拓扑是实现电池侧与直流母线高效能量转换的核心电路。通过优化双移相控制策略，可以显著降低PCS在轻载或待机模式下的电流应力和损耗，提升系统全功率范围内的转换效率。此外，该方法改善的功率控制稳定性有助于提升储能...
基于Kent映射的混沌频率调制用于IPOS双有源桥变换器传导共模EMI抑制
Kent Mapping-Based Chaotic Frequency Modulation for Conducted Common-Mode EMI Suppression in IPOS Dual Active Bridge Converters
Chong Zhang · Xiaogang Ding · Yu Zhou · Samson Shenglong Yu 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年8月
随着宽禁带器件和电磁材料的发展，双有源桥（DAB）变换器因高功率密度和低滤波需求而广泛应用，但其高频运行易引发电磁干扰（EMI）问题。本文提出一种基于Kent映射的混沌变频调制（C-VSFM）方法，有效抑制输入并联输出串联（IPOS）DAB变换器的传导共模EMI。该方法可展宽EMI频谱，降低噪声峰值，缓解EMI滤波器设计压力。通过理论推导与实验验证，获得了C-VSFM下的电压频谱与实时频率变化范围，并比较了不同频率边界对EMI抑制效果的影响，为DAB变换器的EMI抑制提供了有效解决方案与设计指导...
解读: 该Kent映射混沌调制技术对阳光电源ST系列储能变流器和车载OBC充电机具有重要应用价值。DAB拓扑广泛应用于阳光电源的DC-DC隔离变换场景，包括储能系统的直流变换模块和充电机的功率因数校正级。该技术通过混沌频率调制有效展宽EMI频谱、降低噪声峰值，可显著减小EMI滤波器体积和成本，提升功率密度。...
基于优化非对称占空比调制策略的DAB储能系统综合优化方法及软开关特性分析
Integrated Optimization Method Under Optimized Asymmetrical Duty Modulation Scheme for DAB-Based Energy Storage System With Comprehensive Soft-Switching Characteristics Analysis
Jiachen Tian · Chaoran Zhuo · Feng Wang · Pengyu Gao 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
针对双有源桥（DAB）变换器，提出一种优化的非对称占空比调制策略（OAS），以拓宽软开关范围并降低电流应力。系统分析了不同OAS模式下的工作原理、功率与电流特性，并建模研究了死区时间与结电容对软开关的影响，结合能量平衡原理推导出实现零电压开通的最小电流条件。进一步，基于多目标粒子群优化算法，提出综合优化方法，同步优化均方根电流、峰值电流与软开关范围。实验验证了所提方法的有效性，相比现有调制策略，具有更低的电流应力与更宽的软开关区间。
解读: 该DAB优化调制技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan储能系统具有直接应用价值。OAS调制策略可优化DC/DC隔离级设计，通过拓宽软开关范围降低开关损耗，结合SiC器件应用可进一步提升系统效率。多目标优化方法可同步降低电流应力与热损耗，提升功率密度，对大型储能系统热管理设计具有指导意...
一种稳定带恒功率负载的双有源桥变换器的方法
A Method for Stabilizing Dual Active Bridge Converters with Constant Power Loads
Bhanu Shankar Babaiahgari · Hector R. Robles-Campos · Md Habib Ullah · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
基于双有源桥（DAB）的储能系统是将可再生能源接入电网的关键。然而，由于恒功率负载（CPL）的负阻抗特性，DAB 变换器可能会变得不稳定，给整个系统的稳定性带来风险。为解决这一问题，本文提出了一种基于电感饱和的稳定方法。该方法通过扩大变换器的稳定区域来确保其稳定性，降低快速瞬变导致失稳的风险。基于使用全阶连续时间平均模型的数学分析以及 CPL 的特性，所提出的方法通过扩大稳定区域有效地稳定了 DAB 变换器，即使在大信号变化的情况下也能实现快速动态响应。与其他先进的稳定方法不同，这种方法不需要对...
解读: 该DAB恒功率负载稳定性控制技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中，DAB作为核心DC-DC变换环节，常面临下游逆变器呈现的恒功率负载特性导致的负阻抗失稳问题。文中提出的虚拟阻抗与反馈补偿结合方法，可直接应用于优化ST储能变流器的内环控制策略...
基于前馈重复控制的DAB变换器扰动抑制方法
Feedforward Repetitive Approach to Disturbance Rejection in DAB Converters for EV Charging
Piyali Pal · Ranjan Kumar Behera · Utkal Ranjan Muduli · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
单相AC/DC变换器因具备双向功率传输、电气隔离、高效率及优良电能质量等优势，广泛应用于电动汽车（EV）充电系统。然而，系统非线性与功率不平衡易引发低频输出纹波，影响充电质量与电池寿命。本文提出一种改进的扰动抑制控制策略，将前馈重复控制与传统扰动观测器并联应用于DAB变换器。通过在重复控制器中引入低通滤波器，在不引入相位延迟的前提下降低高频增益，提升系统稳定性。理论分析深入探讨了系统的稳定性和抗扰性能，为控制器参数整定提供依据。实验基于搭建的DAB样机验证所提方法的有效性，结果表明，相较于传统扰...
解读: 该前馈重复控制技术对阳光电源车载OBC充电机和充电桩产品线具有直接应用价值。DAB变换器是阳光电源双向充电系统的核心拓扑，文中提出的改进扰动抑制策略可有效解决单相AC/DC系统中二倍频纹波问题，这与阳光电源充电产品面临的低频输出纹波抑制需求高度契合。该方法通过并联前馈重复控制器与扰动观测器，在不增加...
考虑互联电感的高变比双有源桥变换器模型预测控制
Model Predictive Control of High-Turn-Ratio Dual Active Bridge Converter
Yiren Zhu · Xinyang Hao · Tao Yang · Zhenyu Wang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
在多电飞机(MEA)直流配电系统中,双有源桥(DAB)变换器用于管理不同直流母线间或储能设备(如电池)的功率传输。但因低压(LV)H桥电流变化率较高和电流幅值大,LV板与变压器间互联电感不可忽略,其在变压器次级侧引入明显电压降,可能导致功率控制不准确。为解决该问题,开发DAB变换器综合数学模型用于移动离散控制集模型预测控制(MDCS-MPC)方法以最小化稳态误差。该模型明确包含互联电感影响并进一步研究传输功率与LV侧电压降间关系。1000W DAB样机实验验证了模型和MDCS-MPC方法有效性,...
解读: 该考虑互联电感的DAB模型预测控制技术对阳光电源高变比变换器设计有重要参考价值。互联电感建模方法可应用于ST储能变流器的大功率DAB模块,提高功率控制精度。MDCS-MPC算法对阳光电源航空和特种电源领域的高可靠性要求有借鉴意义。该技术对PowerTitan储能系统的宽电压范围DC-DC变换和动态响...
一种分布式气隙磁集成结构及其漏感精确建模
A Distributed Air-Gap Magnetic Integration Structure and Its Accurate Leakage Inductance Modeling
刘开元沈湛陈武徐志科王跃茵金龙 · 中国电机工程学报 · 2025年7月 · Vol.45
随着高频电力电子磁元件的发展，双有源桥（DAB）变换器广泛应用。传统分立磁件方案功率密度低，现有磁集成结构存在励磁电感下降和损耗高等问题。本文提出一种中柱分布式气隙的磁集成结构，建立其励磁电感解析模型，并通过样机验证该结构在体积和损耗方面的优势。为实现漏感的精确建模与控制，提出基于双二维法的漏感建模方法，引入气隙修正系数以提升计算精度。结合参数灵敏度分析与蚁群优化BP神经网络，构建漏感计算模型，并通过三台样机实验验证了模型的准确性。
解读: 该分布式气隙磁集成技术对阳光电源DAB变换器应用产品具有重要价值。在ST系列储能变流器的DC-DC隔离级，该结构可显著提升功率密度并降低磁件损耗，特别适用于PowerTitan大型储能系统的模块化设计。基于双二维法的漏感精确建模方法可优化DAB软开关范围控制，提升宽负载效率。该技术同样适用于车载OB...
一种考虑参数扰动的CLLC型DAB变换器ANN辅助参数设计方法
An ANN-Aided Parameter Design Method for CLLC-Type DAB Converters Considering Parameter Perturbation
Ning Wang · Yongbin Jiang · Weihao Hu · Yanbo Wang 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月
电力电子元件参数的分散性会影响CLLC型双有源桥（DAB）变换器的期望输出电压，尤其在预算有限的大规模生产中。为了在大规模应用中使CLLC型DAB变换器在制造公差影响下的不一致性降至最低，本文提出了一种基于人工神经网络（ANN）的新型谐振元件参数设计方法。此外，首次开发了基于人工神经网络的数据驱动概率密度函数模型，以描绘元件参数在允许公差范围内的分布情况。此外，为了提高参数设计过程中的数据处理效率，提出了一种批量归一化方法，可自动将原始数据集分批转换为归一化数据集。通过将MATLAB与LTspi...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于人工神经网络的CLLC型双有源桥变换器参数设计方法具有重要的工程应用价值。CLLC-DAB变换器作为储能系统和光伏逆变器中关键的DC-DC变换拓扑，其性能一致性直接影响产品的可靠性和规模化生产成本。 该技术的核心价值在于解决大规模生产中的关键痛点。在阳光电源的储能...
双有源桥变换器中基于先进虚拟电阻补偿的瞬态直流偏置抑制
Advanced Virtual Resistance Compensation for Transient DC Bias Suppression in Dual Active Bridge Converters
Mingxue Li · Dongsheng Yu · Samson Shenglong Yu · Xinyu Mei 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
在双有源桥DAB DC/DC变换器中，系统参数变化会在电感电流中产生瞬态直流偏置，导致有效值增加、磁芯饱和和潜在不稳定运行。为缓解该问题，提出基于先进虚拟电阻补偿VRC的瞬态直流抑制方法。开发小信号解析模型以表征所提基于VRC的方法。然后将补偿环路集成到控制框架中以增强DAB瞬态性能，通过动态调节相移来模拟真实电阻补偿的瞬态行为。实验结果验证所提方法有效抑制电感电流中的瞬态直流偏置，而不引入额外功率损耗或损害功率传输能力。
解读: 该DAB瞬态直流偏置抑制研究对阳光电源隔离DC-DC变换器优化有重要参考价值。虚拟电阻补偿VRC方法不引入额外功率损耗同时有效抑制直流偏置的技术特点与阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高效率要求一致。小信号解析模型和补偿环路集成的控制框架可应用于阳光PowerTitan储能系统的双向隔离D...
一种适用于宽电压和功率范围的双有源桥变换器多模式混合调制策略
A Multi-mode Hybrid Modulation Strategy for Dual Active Bridge Converter with Wide Voltage and Power Range
Jiahui Zhu · Ziang Li · Shuo Zhang · Peng Sun 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
为了提高双有源桥（DAB）变换器的效率，人们提出了许多调制策略。然而，这些策略仅在相对较窄的运行条件范围内表现良好。为了提高DAB变换器在宽电压和功率范围内的效率，本文提出了一种多模式混合调制策略以降低电流应力。利用DAB变换器在重载条件下效率高于轻载条件下效率的特性，引入半桥（HB）调制将传输功率范围减半。根据DAB变换器中半桥调制和全桥（FB）调制的排列组合，共有四种运行模式：采用三移相（TPS）调制的全桥 - 全桥（FB - FB）模式、采用扩展移相（EPS）调制的全桥 - 半桥（FB -...
解读: 该多模式混合调制策略对阳光电源DC-DC变换器产品具有重要应用价值。在储能系统方面，ST系列储能变流器的DC-DC级可采用该策略实现宽电压范围（200-1000V）高效运行，特别是在电池SOC变化导致的电压波动场景下，通过自适应模式切换有效降低轻载时的回流功率损耗。在新能源汽车领域，车载OBC中的隔...
基于功率平衡的ISOP型双有源桥变换器零共模调制
Zero-Common-Mode Modulation of ISOP-Based Dual-Active-Bridge Converter
Zhenyu Wang · Dong Jiang · Xuan Zhao · Wei Sun · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月
零共模(ZCM)调制通过脉冲互补是抑制多模块系统共模(CM)电磁干扰(EMI)的有效技术。但严格脉冲时序要求阻碍其在输入串联输出并联(ISOP)双有源桥(DAB)变换器中应用。模块间功率和电压平衡导致脉冲时序不同步,难以有效抑制EMI。提出ISOP型DAB新型ZCM方案。推导脉冲时序与CM电压的理论关系,证明功率平衡下ZCM需要对称电感。分析表明在移相调制中扩展移相(EPS)调制是最优选择。提出控制方案综合设计流程。基于零电压开关(ZVS)和有源谐波抑制设计EPS移相比,在ZCM下进一步优化CM...
解读: 该零共模调制ISOP DAB技术对阳光电源多模块储能变流器EMC设计有重要应用价值。ZCM方案可应用于ST储能系统的模块化DC-DC变换器,降低共模干扰并提高系统可靠性。EPS调制优化技术对阳光电源DAB拓扑产品的ZVS范围扩展和谐波抑制有借鉴意义。该技术对PowerTitan大型储能系统的模块化并...
结合PWM与移相控制的变直流链PFC集成DAB拓扑用于宽范围高效电动汽车充电器
Combined PWM and Phase-Shift Control of a Variable DC-Link PFC Integrated DAB Topology for Wide-Range High-Efficiency EV Chargers
Soumya Ghorai · Akhil Chambayil · Souvik Chattopadhyay · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
本文提出一种功率因数校正（PFC）集成双有源桥（DAB）电动汽车充电器拓扑，适用于单相交流电网下宽范围电池电压与电流变化。该控制策略通过优化调节直流链电压，协同实现脉宽调制与桥间移相控制，确保在不同输入输出条件下保持近似平坦的高效率特性。变换器支持电网到车辆（G2V）、车辆到电网（V2G）及车辆到家庭（V2H）运行，并具备无功功率支撑能力，适用于车载充电场景。实验样机在150–450 V电池电压范围内，分别采用110 V与220 V RMS电网输入时，2 kW输出下峰值效率达97.2%，满载效率...
解读: 该变直流链PFC集成DAB拓扑技术对阳光电源车载OBC充电机及充电桩产品线具有重要应用价值。其PWM与移相协同控制策略可直接应用于阳光电源充电桩产品，在150-450V宽电池电压范围内实现97.2%峰值效率和全载荷段95%以上效率，显著优于现有单级方案。该技术支持G2V/V2G/V2H双向运行及无功...
利用开关序列和突发模式实现高效率DAB变换器
High-Efficiency DAB Converter Using Switching Sequences and Burst Mode
German G. Oggier · Martin Ordonez · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年3月
双向有源桥（DAB）变换器支持升降压模式下的双向功率流。本文提出了一种先进的开关序列和突发模式策略，旨在平衡轻载、中载和重载条件下的导通、开关及磁损耗，从而显著提升变换效率。该策略通过状态平面轨迹实现，优化了变换器的整体性能。
解读: DAB变换器是阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack及ST系列PCS）的核心DC-DC拓扑。该文献提出的开关序列优化与突发模式控制策略，能够有效解决储能系统在轻载或待机状态下的效率瓶颈，对于提升PCS在全功率范围内的转换效率具有直接参考价值。建议研发团队评估该状态平面轨迹控制...
降低导通损耗的软开关固态变压器
Soft-Switching Solid-State Transformer With Reduced Conduction Loss
Liran Zheng · Rajendra Prasad Kandula · Deepak Divan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
固态变压器（SST）在光伏、风电、储能及电动汽车快充等领域应用前景广阔。传统三级式SST（级联整流器+DAB变换器）存在无源器件体积大、效率低等问题。本文提出一种新型软开关SST拓扑，旨在通过优化开关策略降低导通损耗，提升系统整体功率密度与转换效率。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有高度战略价值。首先，SST拓扑优化直接赋能PowerTitan及PowerStack系列储能PCS，通过降低DAB级损耗，可显著提升系统能效并减小散热器体积，从而提高整机功率密度。其次，在电动汽车快充领域，该软开关技术能有效提升充电桩的转换效率，降低运营成本。建议研发团...
面向三相双有源桥变换器效率优化的无模型深度强化学习框架
A Model-Free Deep Reinforcement Learning Framework for Efficiency Optimization of Three-Phase Dual-Active-Bridge Converters
Zhihao Chen · Zhen Li · Sijia Huang · Haoyu Chen 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月 · Vol.14
本文提出一种基于深度强化学习的无模型优化框架，直接通过系统交互学习高效控制策略，无需电气参数建模；开发了适配三相DAB单步决策的改进DDPG算法及AI驱动占空比控制策略，并通过参数敏感性分析验证其强泛化能力。
解读: 该研究高度契合阳光电源ST系列PCS、PowerTitan及光储一体化系统中双向DC-DC环节的效率优化需求。三相DAB拓扑广泛应用于储能变流器的直流侧隔离与电压匹配，其动态效率直接影响系统LCOE。所提无模型RL方法可嵌入iSolarCloud智能运维平台，实现PCS在宽工况下的自适应效率寻优，建...
DAB变换器中串联电感的参数辨识
Parameter Identification of the Series Inductance in DAB Converters
Zhiqiang Guo · Yong Luo · Kai Sun · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
本文提出了一种双有源桥（DAB）变换器中串联电感的参数辨识方法。串联电感是优化调制策略和前馈控制的关键参数，但其值会随温度、气隙和开关频率等因素发生变化。本文旨在解决电感偏差对变换器性能的影响。
解读: DAB（双有源桥）拓扑是阳光电源储能变流器（如PowerTitan、PowerStack系列）及直流耦合光储系统的核心DC-DC变换单元。在实际运行中，电感参数的漂移会直接导致控制精度下降、效率降低及电流纹波增大。该研究提出的参数辨识技术，能够提升阳光电源储能PCS在复杂工况下的控制鲁棒性，特别是在...
闭环诱导自适应抖动技术用于抑制1MHz DAB变换器中的极限环振荡
Closed-Loop-Induced Adaptive Dithering for Limit Cycle Oscillation Mitigation in 1-MHz DAB
Writtik Dutta · Saikat Dey · Changkyu Bai · Naveed Ishraq 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
本文提出了一个针对高频双有源桥（DAB）变换器中极限环振荡（LCO）的建模与抑制框架。该模型涵盖了ADC与DPWM量化、执行延迟、采样效应及滤波器特性等非线性因素。通过引入自适应抖动技术，有效缓解了高频控制下的振荡问题，提升了变换器的稳定性与控制精度。
解读: 该研究针对高频DAB变换器中的极限环振荡问题，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及直流耦合光储一体化方案具有重要参考价值。随着储能PCS向高功率密度和高开关频率演进，数字控制带来的量化效应和延迟问题愈发显著。本文提出的自适应抖动技术可优化PCS的数字控制环路设计...
双有源桥变换器中零电压开关
ZVS）的完整分析
Yu Yan · Handong Gui · Hua Bai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
本文针对双有源桥（DAB）隔离型DC-DC变换器，深入分析了宽禁带器件在高频应用下的零电压开关（ZVS）实现机制。指出传统基于半桥的分析忽略了关键影响因素，通过对八个开关管的完整建模，为实现全范围ZVS提供了更精确的理论支撑。
解读: DAB拓扑是阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及直流耦合光储一体化方案中双向DC-DC变换的核心。该研究对实现全范围ZVS的深度解析，有助于优化PCS模块的软开关控制策略，从而提升变换效率并降低开关损耗。在当前高频化、高功率密度的设计趋势下，该分析方法可直接指导Si...
闭式连续非对称混合调制，确保DAB变换器实现宽ZVS范围与无缝瞬态切换
Closed-Form Continuous Asymmetrical Hybrid Modulation, Ensuring Wide ZVS Range and Seamless Transients for DAB Converters
Morteza Mahdavifard · S. Ali Khajehoddin · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
本文提出了一种用于双有源桥（DAB）变换器的闭式连续非对称脉冲-非对称零（C2APAZ）混合调制策略。该方法通过结合对称与非对称调制模式，利用五个控制变量，在最小化均方根电流损耗的同时，有效扩展了零电压开关（ZVS）的工作范围，并实现了模式切换时的无缝过渡。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack及ST系列PCS）具有极高的应用价值。DAB变换器是双向储能PCS的核心拓扑，C2APAZ调制策略通过优化ZVS范围和降低RMS电流，能显著提升储能变流器在宽电压范围下的转换效率，并减少发热，从而提升系统功率密度。建议研发团队在...
基于耦合电感的宽增益四开关DAB DC-DC变换器
Coupled Inductor-Based Wide Gain Four-Switch DAB DC–DC Converter
Guo Xu · Ye Liu · Junyi Huang · Li Jiang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
本文提出一种基于耦合电感的宽增益四开关双有源桥（DAB）DC-DC变换器。该变换器通过并联变压器（含漏感）将两个Buck-Boost电感耦合，将两个直流电感、一个变压器和一个漏感集成于单一耦合电感中，减少磁性元件数量。采用脉宽调制加移相（PPS）控制实现全负载范围所有开关管的零电压开关（ZVS），并通过电压匹配控制调节桥臂电压，确保等效漏感两端电压平衡。详细分析了工作原理与ZVS实现条件，合理设计两个直流电感参数以兼顾结电容影响，实现全负载ZVS。同时对磁集成与参数设计进行了深入分析。实验研制8...
解读: 该四开关DAB变换器的磁集成技术对阳光电源储能与充电产品具有重要价值。在ST储能变流器的DC-DC环节，耦合电感方案可减少磁性元件数量，降低体积和成本；PPS控制实现的全负载ZVS特性可提升PowerTitan系统的轻载效率。在车载OBC充电机中，宽增益特性适配动力电池宽电压范围（200-450V）...
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