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三电平双有源桥变换器的瞬态直流偏置抑制
Transient DC Bias Suppression for Three-Level Dual-Active-Bridge Converter
Guoliang Yang · Aopeng Wang · Deqiang Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
双有源桥（DAB）DC-DC变换器常采用移相控制进行功率传输。在移相值更新的调节过程中，稳态分析的理论前提无法满足，从而导致瞬态直流偏置的产生。为解决三电平DAB变换器的这一问题，本文提出了一种抑制策略。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack系列）及大功率DC-DC变换环节至关重要。三电平DAB拓扑是高压大功率储能变流器（PCS）的核心架构，瞬态直流偏置问题若处理不当，会导致变压器磁饱和、损耗增加甚至器件损坏。通过引入该瞬态抑制策略，可显著提升PCS在动态功率调节过...
三电平双有源桥DC-DC变换器开路故障的故障诊断与容错方法
Fault Diagnosis and Tolerant Method of Open-Circuit Faults for a Three-Level Dual Active Bridge DC-DC Converter
Hanyu Wang · Jijun Wu · Gaokun Zhou · Mingyao Ma 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
三电平双有源桥（TL - DAB）直流 - 直流变换器是一种适用于高压大功率系统的极具潜力的双向直流 - 直流变换器。作为电动汽车（EV）电池充电系统的核心组件，TL - DAB因其具有宽电压范围能力、高功率密度和易于控制实现等优点，将得到广泛应用。TL - DAB的可靠性对于整个电动汽车电池充电系统的安全运行至关重要。然而，TL - DAB变换器中的开路故障（OCF）是一个巨大的威胁，会导致直流偏置、过电流和电气应力不平衡。为解决这些问题，需要开发故障检测和容错方法。本文提出了一种基于桥臂中心...
解读: 该TL-DAB变换器故障诊断与容错技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST储能变流器中，三电平DAB拓扑广泛应用于DC-DC隔离环节，该故障诊断方法可通过电流波形特征快速定位开关管开路故障，结合冗余控制实现不间断运行，显著提升PowerTitan等大型储能系统的可靠性。在车载OBC充电机领域...
降低直流母线电容的两级单相逆变器系统中DAB优化控制
Optimized Control of DAB in Two-Stage Single Phase Inverter System with Reduced DC-Bus Capacitance
Fei Xiong · Qiangfu Feng · Shanfeng Chen · Dong Yan · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
为在两级单相逆变器系统中降低中间直流母线电容同时保持高效率，提出了高直流母线电压纹波和降低直流母线电容条件下双有源桥DAB的优化二倍频功率控制方法。首先基于直流母线电压与电网电压位置关系分析推导出直流母线电压纹波最大允许值的通用近似解析计算方法。然后优化DAB中的二倍频功率和直流母线电压基准以降低整个二倍频周期内DAB的有效值电流。推导出解析表达式形式的最优控制组合。考虑最大电压纹波限制和DAB电流优化，提出优化协调控制方法，在确保逆变器系统稳态和瞬态过程稳定运行的同时最小化DAB有效值电流。
解读: 该DAB优化控制研究对阳光电源储能变流器设计有重要参考价值。降低直流母线电容同时保持高效率的技术目标与阳光ST系列储能变流器的小型化和高功率密度发展方向一致。二倍频功率优化控制方法可应用于阳光单相储能逆变器和户用光伏逆变器的直流母线管理，减小薄膜电容使用量降低成本。解析化的最优控制组合推导为阳光iS...
具有自然均压能力的双向隔离式模块化DC-DC变换器两级移相循环调制
Two-Level Phase-shift Circulant Modulation for Bidirectional Isolated Modular DC-DC Converter With Natural-Balance Capability
Guangdi Li · Qizhen Wu · Zicheng Wang · Bowen Zhou 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
本文提出一种适用于中压直流应用的双向隔离式模块化DC-DC变换器（BI-MDC）的两级移相循环调制方法，具备自然均压能力。该变换器在原边和副边均采用模块化半桥结构，减少了开关器件数量，并消除桥臂环流影响。拓扑结合了模块化多电平DC-DC与双有源桥结构，通过循环调制实现子模块电容电压自然平衡，确保安全运行。同时，利用低开关频率合成高工作频率，有效减小无源元件体积和开关损耗。基于移相控制实现双向功率传输。仿真与实验结果验证了该方法的可行性，表明子模块电容电压可自然平衡，所有开关器件实现零电压开通。
解读: 该两级移相循环调制技术对阳光电源中高压DC-DC应用具有重要价值。在PowerTitan储能系统中，可应用于直流侧电池簇间的隔离变换，利用模块化半桥结构减少功率器件数量，降低系统成本；自然均压能力可简化电容电压平衡控制，提升系统可靠性。在充电桩产品线，该技术可实现高压直流快充的隔离变换，低开关频率合...
NPC-DAB变换器的高性能边界控制：多轨迹自然开关面推导与实现
High-Performance Boundary Control for NPC-DAB Converters: Multitrajectory Natural Switching Surface Derivation and Implementation
Lanbo Dai · Huiqing Wen · Yong Yang · Peichao Xu 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
NPC-DAB变换器在中高压应用中备受关注。本文针对其稳态效率、直流偏置消除、动态响应、恒功率负载稳定性及中点电压平衡（MVB）等核心挑战，提出了一种高性能边界控制策略，通过推导多轨迹自然开关面，实现了变换器的高效与快速动态控制。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack系列）具有重要价值。NPC-DAB拓扑是中高压储能变流器（PCS）的核心，该研究提出的边界控制策略能显著提升PCS在复杂电网环境下的动态响应速度和中点电压平衡能力，有助于优化储能系统的功率密度与转换效率。建议研发团队关注该多轨迹...
考虑非对称谐振槽参数的CLLC DAB变换器时域模型
A Time-Domain Model for CLLC DAB Converter Considering Asymmetric Resonant Tank Parameters
Junjuan Wu · Yang Li · Yuzhuo Pan · Yonghuan Du 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
CLLC双有源桥（DAB）DC-DC变换器通常基于对称谐振槽设计以简化建模。然而，在非对称参数下，传统的五元件等效模型难以求解。本文提出了一种包含两个独立谐振槽的数学模型，解决了非对称参数下的建模难题，为变换器设计提供了更精确的理论支撑。
解读: CLLC拓扑是阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack及ST系列PCS）中实现高效双向DC-DC变换的核心技术。在实际生产中，由于元器件（电感、电容）存在制造公差，谐振槽往往呈现非对称性，这会导致传统模型失效及控制精度下降。该研究提出的非对称建模方法，有助于优化阳光电源储能变流...
可重构开关控制方案用于多电平T型DAB DC-DC变换器
Reconfigurable Switch-Control Scheme for a Multilevel T-Type DAB DC-DC Converter
Alejandro Stowhas-Villa · Christian A. Rojas · Ronald Carmona · Alan H. Wilson-Veas 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
多电平双有源桥（ML-DAB）是一种先进的DC-DC变换器结构，适用于中压电动汽车充电等应用，相较传统DAB在电压耐受和功率范围方面性能更优。本文提出一种用于T型中点钳位（TNPC）DAB变换器的开关控制方案，其核心创新在于无需更改硬件实现即可在六种不同功率配置间可重构运行。通过调节两个调制角，可生成两至五电平输出。所设计的开关控制与状态机机制支持多种优化性能指标（FOM）的灵活切换。效率分析表明，半桥、DAB及所提ML-DAB结构分别在低、中、高功率区间具有最优效率。实验基于降功率样机验证了调...
解读: 该可重构多电平T型DAB变换器技术对阳光电源充电桩和车载OBC产品线具有重要应用价值。其核心优势在于：1）无需硬件改动即可实现2-5电平可重构运行，可灵活适配不同功率等级的充电需求（如120kW/240kW/360kW充电桩共平台设计）；2）通过状态机实现低/中/高功率区间的拓扑自适应切换，可显著提...
可重构全功率和部分功率处理GaN FET T型DAB DC-DC变换器
Reconfigurable Full and Partial Power Processing GaN-FET-based T-type DAB DC-DC Converter
Ronald Carmona · Christian A. Rojas · Alejandro Stowhas-Villa · Alan H. Wilson-Veas 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
多电平双有源桥(ML-DAB)变换器相比传统DAB具有增强性能和功率密度。提出基于GaN FET的T型DAB(T-type DAB)变换器接口,设计实现全功率转换(FPC)和部分功率转换(PPC)模式间转换。该变换器在高频变压器(HFT)原边和副边产生五电平,降低电压转换率(dv/dt)并增加高功率效率范围。该变换器主要贡献在于集成ML-DAB架构和PPC重构运行能力,仅处理总功率一部分并增强热性能。通过原边和副边单相移(SPS)实现输出电压调节,简化控制并增强整体性能。通过缩小样机仿真和实验测...
解读: 该可重构GaN T型DAB变换器技术对阳光电源多电平变换器和部分功率处理应用有创新价值。FPC/PPC模式切换可应用于ST储能系统的宽功率范围运行,提高轻载效率和热性能。GaN FET五电平拓扑对阳光电源高频高功率密度变换器设计有借鉴意义。该技术对PowerTitan储能系统的模块化设计和功率分级管...
三相双有源桥变换器Buck模式下“冻结桥臂”运行的综合分析
Comprehensive Analysis of Buck Mode Frozen Leg Operation for Three-Phase Dual Active Bridge Converters
Cun Wang · Jennifer Bauman · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
三相双有源桥（DAB）变换器具有固有的容错能力以应对开路故障（OCF）。“冻结桥臂”法是一种无需额外硬件即可缓解OCF影响的容错技术。该方法在检测到故障后，通过禁用故障桥臂的两个开关管，使变换器能在降额功率下继续运行。
解读: 该研究对于阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及PCS产品具有极高的应用价值。DAB拓扑是双向DC-DC变换器的核心，该文提出的“冻结桥臂”容错控制策略，能够在不增加硬件成本的前提下，显著提升储能变流器在极端工况下的可靠性与可用性。建议研发团队将其集成至iSolar...
基于三相移与可变直流母线电压控制的双有源桥变换器电流应力优化策略
Current Stress Optimized Strategy for the Dual-Active-Bridge Converter With Triple-Phase-Shift and Variable DC-Link Voltage Control
Yipeng Yan · Quanming Luo · Ting Luo · Jia Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
本文针对双有源桥（DAB）变换器，提出了一种结合三相移（TPS）控制与可变直流母线电压的优化策略。通过协同调节移相角与输入电压，有效降低了DAB变换器的电流应力，提升了在电动汽车充电及固态变压器等应用场景下的转换效率。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心业务。在储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及电动汽车充电桩产品中，DAB变换器是实现高效双向功率变换的关键拓扑。通过引入可变直流母线电压与TPS控制，可显著降低功率器件的电流应力，从而提升系统全功率范围内的转换效率，并降低散热设计难度。建议研发团队...
双侧零回流功率、最小环流电流及宽范围ZVS的优化与调制——基于宽电压增益五电平NPC-DAB谐振变换器
Optimization and Modulation for Dual-Side Zero Backflow Power, Minimum Tank Current, and Wide-Range ZVS in a Wide-Voltage Gain Five-Level NPC-DAB Resonant Converter
Song Hu · Lei Han · Chuan Sun · Xiaodong Li 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
中点钳位（NPC）结构适用于高电压、高功率场合，但在传统调制策略下，其在宽电压增益和轻载时易出现高回流功率与低效率问题。本文提出一种优化的非对称移相调制策略，应用于五电平NPC双有源桥谐振变换器（5L-NPC-DABRC），可实现变压器双侧回流功率完全消除、全开关器件宽范围零电压开通（ZVS）及近似最小有效电流，显著降低开关与导通损耗。通过600 W实验样机验证了拓扑与调制策略的有效性，全功率范围内性能优异，相比现有调制方法在不同负载下均表现出更高效率。
解读: 该五电平NPC-DAB谐振变换器的优化调制技术对阳光电源储能与充电产品具有重要应用价值。其双侧零回流功率与宽范围ZVS特性可直接应用于ST系列储能变流器的DC-DC隔离级，解决宽电压增益场景（200-1000V电池侧与1500V直流母线）下的轻载低效问题，提升PowerTitan系统全工况效率。在新...
基于99%能量利用效率的钠离子电池部分功率处理变换器设计
Partial Power Processing Converter Design With 99% Energy Utilization Efficiency for Sodium-Ion Batteries
Pingchuan Li · Hao Tian · Feng Gao · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年5月
钠离子电池宽输出电压范围（如1.5–3.95 V）给变换器效率设计带来挑战。本文提出采用基于双有源桥（DAB）的部分功率处理（PPP）变换器，从充放电全周期角度优化关键参数以提升效率。研究表明，系统能量利用效率与变压器匝比及升压阈值电压密切相关，通过对此二者的优化可显著提高效率。该方法有效将钠离子电池的输出电压范围压缩至接近锂离子电池水平，且不引入显著功率损耗。经参数优化，系统能量利用效率最高达99.03%。
解读: 该钠离子电池部分功率处理技术对阳光电源储能产品线具有重要应用价值。针对钠离子电池宽电压范围（1.5-3.95V）特性，基于DAB的PPP变换器架构可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统的电池接口设计。通过变压器匝比和升压阈值优化，将钠离子电池输出电压范围压缩至接近锂离子电池水平，可...
利用非对称半变频调制改善双向AC-DC DAB的轻载性能
Improving Light-Load Performance in Bidirectional AC–DC DAB Using Asymmetric Semivariable Frequency Modulation
Priyatosh Jena · Rajeev Kumar Singh · Vivek Nandan Lal · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
本文提出了一种基于非对称半变频（ASVF）的三角调制（TRM）方法，用于双向准单级AC-DC双有源桥（DAB）变换器。该方法旨在解决传统TRM在轻载条件下相移比过小导致的效率下降问题，通过优化调制策略提升变换器在宽负载范围内的运行效率。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及PCS产品线具有极高的应用价值。储能变流器在实际运行中常处于轻载或待机状态，该调制策略能有效降低轻载下的开关损耗，提升系统全功率段的转换效率，从而提高产品的综合能效指标。建议研发团队评估该ASVF调制算法在现有双向DAB...
客座编辑特刊：面向零排放电动交通的电机驱动先进技术
Guest Editorial Special Issue on Advanced Technologies of Motor Drives for Zero-Emission E-Mobility
Yunwei Ryan Li · Wei Hua · Luca Zarri · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
为实现《巴黎协定》将全球温升控制在2°C以内的目标，电动交通（e-mobility）迅速发展。然而，其电机驱动系统所耗电能仍部分来自化石能源，因此提升驱动系统能效成为实现净零排放的关键。本期特刊聚焦电机驱动在新材料、谐波抑制、电磁干扰抑制、智能控制、故障容错、能量管理及系统设计等方面的前沿进展，收录43篇高质量论文，涵盖提高能效的多种技术路径，推动电动交通可持续发展。
解读: 该特刊聚焦的电机驱动先进技术对阳光电源新能源汽车产品线具有直接应用价值。其中SiC/GaN器件应用、三电平拓扑技术可直接优化车载OBC充电机和电机驱动系统的功率密度与效率；PWM控制、SVPWM及模型预测控制MPC等智能控制算法可提升电机驱动精度和动态响应；谐波抑制与EMI抑制技术可改善充电桩的电能...
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...
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...
输入串联输出并联双有源桥变换器的通用解耦及输入电压均压控制策略
Proposed General Decoupling and Input-Voltage-Sharing Control Strategy for Input-Series-Output-Parallel Dual Active Bridge Converter
Li Qin · Thomas Xinzhang Wu · Yiting Xiao · Li Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
针对输入串联输出并联（ISOP）双有源桥（DAB）变换器，高频链路电感不一致会导致子模块间相互干扰，影响电压均衡。本文提出了一种通用的解耦输入电压均压控制策略，有效解决了传统控制策略在非理想参数下的性能劣化问题，提升了系统稳定性。
解读: 该研究直接针对高压大功率储能系统（如PowerTitan系列）中常用的ISOP-DAB拓扑。阳光电源的储能变流器（PCS）在多模块并联或串联应用中，电感参数差异导致的均压难题是提升系统可靠性的关键。该通用解耦控制策略能有效优化多模块协同运行的动态响应，减少因电压不平衡导致的器件应力过大，对提升Pow...
基于自适应线性扩张状态观测器的双有源桥DC-DC变换器快速动态控制
Fast Dynamic Control of Dual-Active-Bridge DC–DC Converter Based on an Adaptive Linear Extended State Observer
Hao Yin · Lingling Cao · Xianhao Zeng · K. H. Loo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
针对传统线性扩张状态观测器（TLESO）在抗扰性与噪声抑制之间的权衡问题，本文提出了一种自适应线性扩张状态观测器（LESO）。该方法通过优化DAB变换器的控制性能，在保持高带宽的同时，显著提升了输出跟踪精度与抗干扰能力，有效改善了系统的动态响应特性。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack系列PCS）具有极高价值。DAB拓扑是双向DC-DC变换器的核心，广泛应用于储能变流器中。通过引入自适应LESO，可以显著提升PCS在电网波动或负载突变时的动态响应速度和抗扰能力，从而增强储能系统在调频、调峰等快速响应场景下的性...
一种基于直接频率-相位闭环控制的DAB变换器超快速宽安全范围启动方法
An Ultrafast and Wide-Safe-Range Start-Up Method of DAB Converters With Straightforward Frequency-Phase Closed-Loop Control
Linxiao Gong · Yunfeng Peng · Chaofan Cui · Jie Chen 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
针对双有源桥（DAB）变换器启动速度慢及安全运行范围受限的问题，本文提出了一种变频加扩展移相（EPS）控制策略。该方法摆脱了传统手动预设移相模式的限制，通过闭环控制实现了理论最大功率输出，显著提升了DAB变换器的启动速度与运行安全性。
解读: DAB变换器是阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）中DC-DC级核心拓扑。该研究提出的变频与EPS结合的启动策略，能有效解决储能系统在黑启动或并网切换过程中的电流冲击与启动缓慢问题，提升系统动态响应速度。建议研发团队评估该控制算法在PCS功率模块中的应用，以优化储能系...
宽负载范围内有源钳位软开关推挽全桥双向DC-DC变换器
Active-Clamp Soft-Switching Push-Pull Full-Bridge Bidirectional DC–DC Converter Over a Wide Load Range
Qunfang Wu · Sen Xue · Heng Xi · Jiangli Ren 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
针对低压大电流储能场景，三开关推挽全桥双向DC-DC变换器（TPFBC）具有开关管数量少、成本低的优势，但存在电压应力高及全负载范围内难以实现零电压开关（ZVS）的问题。本文提出一种有源钳位软开关技术，旨在优化该拓扑在宽负载范围下的效率与可靠性。
解读: 该研究针对低压大电流储能应用，直接契合阳光电源PowerTitan及PowerStack系列储能变流器（PCS）的核心技术需求。在储能系统中，DC-DC环节的效率与功率密度是提升系统竞争力的关键。该拓扑通过有源钳位技术解决软开关难题，有助于降低开关损耗，提升PCS在宽负载范围下的转换效率。建议研发团...
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