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一种采用共用补偿电感实现嵌入式电芯均衡的LCC无线充电器
An LCC Wireless Charger With Embedded Cell Equalization via a Shared Compensation Inductor
Pengcheng Zhang · Tianhao Zhang · Xinjie Yu · Zhaoyang Yuan 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月 · Vol.41
本文提出一种集成无线充电与电池均衡功能的紧凑型LCC拓扑，复用接收端补偿电感作为多绕组变压器原边，无需额外磁性元件或开关网络即可实现高精度电芯间能量重分配，电压偏差<0.02V，效率81.5%@19W，抗线圈偏移且耦合鲁棒性强。
解读: 该技术可赋能阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统中的无线化、模块化电池簇管理，尤其适用于移动储能车、AGV换电柜等动态场景。其嵌入式均衡架构可降低BMS硬件复杂度，减少对独立均衡芯片/开关矩阵依赖，利于与iSolarCloud平台协同实现无线状态监测。建议在下一代户用光储一体机及便携...
利用PWM控制的开关电容进行电抗去补偿以维持S/S WPT系统中恒定功率和效率
Reactance Decompensation Using PWM-Controlled Switched Capacitors for Maintaining Constant Power and Efficiency in S/S WPT Systems
Ryo Matsumoto · Toshiyuki Fujita · Hiroshi Fujimoto · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
在无线电力传输系统中，线圈位置的灵活性及电路元件的制造公差会导致自感和互感变化。本文提出一种基于脉宽调制控制的开关电容方法，通过主动引入未补偿电抗来调节谐振电路，在自感与互感同时变化时仍能保持输出功率和传输效率恒定。该方法实现了恒定输出功率、恒定电流幅值以及逆变器的软开关运行。文章还给出了开关电容闭环控制方案的建模与实现。实验结果表明，所提方法在1kW样机上可将直流-直流效率稳定在93.1%至93.8%之间，而传统补偿方法在最差耦合条件下效率降至85.2%。
解读: 该PWM开关电容电抗调节技术对阳光电源无线充电产品线具有重要应用价值。在电动汽车无线充电桩开发中，该方法可解决车辆停放位置偏移导致的耦合系数变化问题，通过动态调节谐振补偿维持恒定充电功率和93%以上高效率。技术原理可借鉴至ST储能变流器的DC-DC变换环节，应对电感参数漂移时的效率优化。所提闭环控制...
基于暂态动能方法的弹性网络物理电力保护系统
Resilient Cyber-Physical Power Protection Systems Using Transient Kinetic Energy Method
作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2025年5月
智能电力系统中远程控制与数字化的融合带来了重大的网络安全风险，尤其是针对保护系统的恶意攻击，这类攻击可能导致运行中断和线路停电。然而，此类停电也可能由系统故障、保护装置失灵或断路器故障引起。为应对这一挑战，本文提出了一种基于波形分析的新方法。该方法利用暂态动能分析和断路器实时监测来区分网络攻击和其他导致线路停电的原因。通过分析断路器（CB）线圈电流和触头行程的波形数据，该方法提取时间特征以评估断路器的健康状况。为每个特征生成概率分布曲线，从而可以将新的测量值与这些分布进行比较，以评估断路器的状态...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于瞬态动能分析的电力系统网络安全防护技术具有重要的战略价值。随着公司在全球范围内部署大规模光伏电站、储能系统和综合能源解决方案，系统的数字化和远程运维能力已成为核心竞争力，但同时也带来了网络攻击的潜在风险。 该技术通过波形分析区分网络攻击与系统故障的创新方法，对阳光...
可重构动力系统集成IPT接收器用于无人机系统无线充电的设计与优化
Design and Optimization of a Reconfigurable Powertrain-Integrated IPT Receiver for UAS Wireless Charging
Muhammad Abdelraziq · Zeljko Pantic · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
无人机系统的无线充电可通过实现完全自主和可互操作的充电来延长飞行时间。然而这需要将接收线圈和相关电力电子集成到无人机中，增加成本和重量。本文通过提出一种集成无线充电器来应对该挑战，该充电器重新利用混合垂直起降固定翼无人机的现有动力系统组件（如驱动逆变器和电机）作为无线接收器。综述了可行拓扑和重构方法。分析了充电期间的电机性能，开发了优化框架以识别逆变器和电机的最优运行条件，两者在充电模式下都易受高频损耗影响。此外所提动力系统集成接收器可直接在无人机上控制电池充电，消除了发射器侧充电控制和通信需求...
解读: 该无人机动力系统集成IPT研究对阳光电源无线充电技术创新有重要参考价值。重新利用驱动逆变器和电机作为无线接收器降低成本和重量的设计思路可借鉴用于阳光新能源汽车OBC无线充电系统，探索动力总成与充电系统的深度集成。3.71W/g功率密度和88.5%-90%效率在45mm充电距离下的性能指标为阳光电源拓...
用于工业应用的并联差分Class E逆变器9 kW、3.47 MHz无线电力传输系统
A 9 kW, 3.47 MHz Wireless Power Transfer System With a Parallel Differential Class E Inverter for Industrial Applications
Ioannis Nikiforidis · Konstantinos Bampouras · Prateek Wagle · David C. Yates 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
在低千瓦功率范围内，无线电力传输（WPT）在工业场景中具有广泛应用，如为机械供电和自动导引车（AGV）充电。高频感应式电力传输（HF-IPT）结合轻量化紧凑线圈与高效谐振变换器，实现高功率密度。然而，采用传统半桥或多谐振Class E类拓扑及宽禁带（WBG）器件，在数MHz频率下实现千瓦级输出仍具挑战。本文提出一种9 kW、3.47 MHz的直流至三相无线电力传输系统，可在12 cm气隙下稳定提供50 Hz、400 V工频电源，适用于无法直接插电的工业设备。系统在整个负载范围内运行稳定，输出电压...
解读: 该9kW高频无线电力传输技术对阳光电源工商业储能及充电业务具有重要参考价值。其并联差分Class E逆变器在3.47MHz高频下实现95% dc-dc效率和4.8W/cm³功率密度，可借鉴应用于：1）ST系列储能变流器的SiC器件高频化设计，提升功率密度；2）AGV充电场景的无线充电方案开发，解决工...
基于混合传感器的键合线电流检测非接触式功率模块电流测量
Noncontact Power Module Current Measurement Based on Bonding Wire Current Sensing Using Hybrid Sensor
Weili Guo · Guochun Xiao · Laili Wang · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
在大电流、高功率应用中，与分立器件相比，设计人员往往更倾向于使用半导体功率模块。引线键合功率模块是应用最为广泛的类型。引线键合功率模块内部集成了多个功率半导体芯片。该器件呈现出复杂的多物理场耦合特性，其中热量和机械应力的不均匀分布会导致电流分布不均。因此，对功率模块进行实时电流监测是提高其可靠性的有效途径。然而，传统的电流测量方法是监测功率模块的外部电流，无法实时检测流经每个功率半导体芯片的电流，且难以集成到模块内部。本文介绍了一种利用磁阻 - 罗氏线圈型混合传感器实现的键合线非接触式电流传感技...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于混合传感器的功率模块非接触式电流测量技术具有重要的应用价值。我司光伏逆变器和储能变流器产品中大量采用大功率IGBT/SiC模块，这些模块内部多芯片并联工作时的电流不均衡问题一直是影响系统可靠性和寿命的关键因素。 该技术的核心创新在于通过磁阻-罗氏线圈混合传感器实现...
基于多抽头参数可重构耦合结构与离散铁氧体桥的双向长距离感应电能传输系统
A Bidirectional Long-Range IPT System Based on Multitap Parameter Reconfigurable Coupling Structure With Discrete Ferrite Bridge
Peng Gu · Xingzhen Guo · Yunrui Hao · Dongsheng Yang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
提出一种基于改造110-kV支柱绝缘子的光伏-储能结合米级感应电能传输（IPT）系统，实现双向能量流动。设计离散铁氧体桥（DFB）以提升耦合系数，分析其附加铁损及对绝缘性能的影响。为降低光照强度波动对光伏系统的影响，提出多抽头自耦线圈结构，通过切换原副边抽头调节系统直流电压变比。构建双向三阶段IPT系统样机，总长1.66 m，实验验证系统最大效率达88.9%。
解读: 该双向长距离IPT技术对阳光电源储能与充电业务具有重要应用价值。多抽头参数可重构结构可应用于ST系列储能变流器的宽电压范围适配，通过动态调节耦合参数应对光储系统直流母线电压波动，提升PowerTitan储能系统在光伏波动工况下的稳定性。离散铁氧体桥设计可借鉴至电动汽车无线充电桩产品，优化耦合系数与铁...
动态LCC-S WPT系统中用于跟踪零相位角和最大输出电压的双侧自适应调谐协同控制
Dual-Side Adaptive Tuning Cooperative Control for Tracking Zero Phase Angle and Maximum Output Voltage in Dynamic LCC-S WPT System
Jiawei Xie · Yandong Chen · Sizhuo Qu · Cong Luo 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
实际动态无线电力传输（WPT）充电场景中，线圈错位导致的自感变化及电容参数漂移会破坏谐振状态，降低输出功率与效率。本文在LCC-S拓扑中引入开关控制电容（SCC），实现大范围耦合空间与负载变化下的零相位角（ZPA）及最大输出电压自适应跟踪。所提方法无需额外相位检测电路、无线通信、复杂计算或参数辨识。首先建立包含严重失谐的统一阻抗模型，揭示失谐对传输特性的影响；随后在发射端采用简单相位检测结合PI控制，接收端采用自适应步长扰动观察法，实现协同调谐与解耦控制。实验原型验证了该方法在200 W至600...
解读: 该双侧自适应调谐技术对阳光电源新能源汽车充电产品线具有重要应用价值。针对动态无线充电场景，所提无需通信的协同控制方法可直接应用于电动汽车无线充电桩开发，解决车辆停放偏移导致的效率下降问题。其ZPA跟踪与最大输出电压控制策略可借鉴至ST储能变流器的谐振变换器设计，提升宽负载范围效率。开关控制电容的自适...
用于扩展WPT工作距离的再生式自供电关断电路及串并联配置
Regenerative Self-Powered Cut-Off Circuit and Series/Parallel Configuration for Extending the Operation Distance in WPT
Beom W. Gu · Jae-Hyun Park · Hangseok Choi · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
针对多设备长距离无线电力传输中接收端电压随位置和负载变化的问题，提出一种自适应串并联配置方法。该方法结合再生式自供电关断电路与辅助线圈，无需笨重的隔离栅极驱动器和缓冲电路，提升功率传输性能与接收端安全工作区。该电路可兼作小型设备的过压保护，适用于空间受限的可穿戴设备。实验表明，智能手机在9 cm距离下输出功率达8.7 W，效率49%，工作距离扩展至5–25 cm；可穿戴设备在5–15 cm范围内实现1.5 W恒功率与过压保护。系统在侧向偏移下仍保持12 W、67%效率，并支持双设备同时接收13....
解读: 该再生式自供电关断电路技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。其核心创新在于无需隔离栅极驱动器的自适应串并联配置，可直接应用于车载OBC无线充电方案和充电桩WPT模块，解决多设备充电时接收端电压波动问题。5-25cm扩展距离和侧向偏移容忍特性可提升充电桩用户体验，双设备13.5W同时接收能力...
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