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基于PWM与移相组合控制策略的四开关Buck-Boost变换器建模与设计
Modeling and Design of Four-Switch Buck–Boost Converter With Combined PWM and Phase-Shift Control Scheme
Lingxuan Xiao · Xinbo Ruan · Renxi Dong · Fei Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
本文研究了四开关Buck-Boost(FSBB)变换器,该拓扑具备升降压及正向输出功能,适用于宽输入电压范围场景。通过结合脉宽调制(PWM)与移相控制,实现了所有功率开关的零电压开关(ZVS)及电感纹波最小化。文章建立了FSBB的小信号模型,为高性能功率变换提供了理论支撑。
解读: 该研究提出的FSBB拓扑及其控制策略在阳光电源的户用光伏优化器、储能PCS及电动汽车充电桩领域具有重要应用价值。随着光伏组件电压范围的扩大和储能电池电压的波动,该拓扑能有效提升变换效率并降低电磁干扰。建议研发团队关注其ZVS实现方案,以优化阳光电源组串式逆变器中DC-DC级的功率密度,并提升充电桩模...
消除输入电流直流偏置的轨道交通用IPMSM六步模式控制
Six-Step Mode Control of IPMSM for Railway Vehicle Traction Eliminating the DC Offset in Input Current
Jilong Liu · Weiwei Zhang · Fei Xiao · Chuanqiang Lian 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年9月
针对内置式永磁同步电机(IPMSM)在六步控制模式下,正负半周长度不一致导致三相输入电流产生直流偏置的问题,本文提出了一种适用于轨道交通牵引的改进控制方案。通过引入近似连续的转子位置信号,有效消除了输入电流中的直流分量,提升了系统运行的稳定性。
解读: 该技术主要针对高功率密度电机驱动控制,虽然阳光电源核心业务聚焦于光伏和储能,但其在风电变流器及大型工业驱动领域涉及类似的电机控制算法。六步模式控制(方波控制)能有效提升逆变器在高转速下的输出能力,减少开关损耗。建议研发团队关注该文献中关于消除直流偏置的补偿算法,这对于提升阳光电源风电变流器在极端工况...
一种基于变参数功率循环的IGBT高精度低成本疲劳寿命评估方法
A High Accuracy and Low-Cost Fatigue Life Evaluation Method for IGBTs Based on Variable-Parameter Power Cycling
Yongle Huang · Xin Tang · Yifei Luo · Fei Xiao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
IGBT模块的疲劳寿命对于电力电子设备的长期可靠运行至关重要。目前,获取功率器件疲劳寿命模型通常依赖于耗时且昂贵的功率循环测试。本文提出了一种更低成本、更高效率的IGBT疲劳寿命评估方法,通过变参数功率循环技术,有效缩短了测试周期并提高了评估精度。
解读: IGBT是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器及风电变流器的核心功率器件。该研究提出的变参数功率循环方法,能显著降低研发阶段的可靠性验证成本,并缩短测试周期。建议研发团队将其应用于iSolarCloud运维平台的数据积累中,通过实测数据校准仿真模型,...
基于改进位置误差信号提取策略的永磁同步电机高频脉振电压注入无位置传感器控制方法
HF Pulsating Carrier Voltage Injection Method Based on Improved Position Error Signal Extraction Strategy for PMSM Position Sensorless Control
Zhiqin Mai · Fei Xiao · Kangzhuang Fu · Jilong Liu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
高频脉振电压注入法广泛应用于永磁同步电机(PMSM)的无位置传感器控制。传统基于带通滤波器(BPF)和低通滤波器(LPF)的位置误差信号提取策略存在局限性。本文提出了一种改进的提取策略,旨在优化位置估计精度,解决传统方法在特定工况下的性能瓶颈。
解读: 该技术主要应用于永磁同步电机(PMSM)的无传感器控制,对阳光电源的电动汽车充电桩及未来可能的电机驱动类业务具有参考价值。虽然阳光电源目前核心业务聚焦于光伏和储能,但随着公司在新能源汽车配套及工业驱动领域的拓展,掌握高性能电机控制算法有助于提升充电桩内部功率模块的控制精度或优化储能系统中的辅助电机控...
双三相永磁同步电机系统三电平NPC逆变器及输出滤波器的电流谐波最小脉宽调制
Current Harmonic Minimum Pulse Width Modulation for Dual Three-Phase PMSM System With 3L-NPC Inverter and Output Filter
Chuanqiang Lian · LiYuan Guo · GuanDa Xu · Fei Xiao 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
双三相永磁同步电机(DTP-PMSM)在风力发电、电动汽车及飞轮储能领域应用广泛。本文针对采用三电平中点钳位(3L-NPC)逆变器和输出滤波器的DTP-PMSM系统,提出了一种电流谐波最小化PWM调制策略。该方法旨在降低电流谐波,从而提升运行效率、减少噪声振动并改善电磁兼容性。
解读: 该研究涉及的3L-NPC拓扑与PWM控制算法,与阳光电源的风电变流器及电动汽车驱动业务高度契合。在风电变流器领域,利用该调制策略可进一步优化输出电流质量,提升变流器效率并降低滤波器体积。对于电动汽车驱动系统,该技术有助于提升电机驱动的动态性能与电磁兼容性。建议研发团队关注该谐波抑制算法在阳光电源现有...
交错多相三电平DC-DC变换器的电流纹波预测与基于ZVS的变频控制
Current Ripple Prediction and ZVS-Based Variable Switching Frequency Control for Interleaved Multiphase Three-Level DC–DC Converter
Zhigang Yao · Xinyu He · Ziheng Xiao · Fei Deng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
针对高功率应用,交错三电平DC-DC变换器是满足高压大电流需求的主流拓扑。由于多开关管间的耦合效应,电感电流波形复杂,增加了近临界导通模式(near-CRM)下的分析与控制难度。本文提出了一种电感电流纹波预测方法及基于零电压开关(ZVS)的变频控制策略,以优化变换器性能。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及大功率组串式逆变器中的DC-DC级具有重要参考价值。储能变流器(PCS)在处理大电流充放电时,交错并联技术是提升功率密度和效率的关键。通过引入电流纹波预测与ZVS变频控制,可有效降低开关损耗并减小磁性元件体积,从而提升Pow...
非再生级联H桥逆变器在故障工况下有功功率回流的抑制
Suppression of Real Power Back Flow of Nonregenerative Cascaded H-Bridge Inverters Operating Under Faulty Conditions
Le Sun · Zhenxing Wu · Fei Xiao · Xinjian Cai 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年7月
当非再生级联H桥逆变器发生故障单元旁路时,需注入零序电压以实现最大平衡线电压。然而,该零序电压可能导致至少一相出现有功功率回流(BFRP),进而引发直流侧电压异常升高。本文旨在研究并抑制此类功率回流,以保障系统在故障状态下的稳定运行。
解读: 该研究针对级联H桥(CHB)拓扑在故障旁路后的运行稳定性问题,对阳光电源的大型集中式光伏逆变器及高压大功率储能变流器(PCS)具有重要参考价值。在大型光伏电站或高压储能系统中,级联多电平技术常用于提升输出电压等级。通过优化零序电压注入策略,可有效避免故障后的直流侧过压,提升系统在极端工况下的可靠性与...
一种用于三电平DC-DC变换器近临界导通模式下降低峰值电流的梯形电流模式
A Trapezoidal Current Mode to Reduce Peak Current in Near-CRM for Three-Level DC–DC Converter
Zhigang Yao · Xinyu He · Haogang Lan · Haoxin Yang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
三角电流模式(TCM)和近临界导通模式(near-CRM)常用于DC-DC变换器以实现零电压开关(ZVS),但存在峰值电流过大(超过平均电流的两倍)的问题。本文提出了一种新型梯形电流模式(TZCM),专门用于三电平DC-DC变换器,旨在有效降低电感峰值电流。
解读: 该研究提出的梯形电流模式(TZCM)对于阳光电源的储能变流器(如PowerTitan、PowerStack系列)及大功率光伏组串式逆变器具有重要参考价值。在这些产品中,三电平拓扑被广泛采用以提升效率和功率密度。通过引入TZCM控制策略,可以在保持ZVS软开关特性的同时,显著降低电感峰值电流,从而减小...
SPWM激励下电感集成三相三维卷铁心变压器的建模与优化设计
Modeling and Optimal Design of Inductor-Integrated Three-Phase 3-D Wound Core Transformer Under SPWM Excitation
Beichao Yang · Ruitian Wang · Fei Xiao · Xinsheng Zhang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
本文针对隔离型直流/交流应用,研究了三维卷铁心变压器(3-D-WCT)的建模与优化设计。相比叠片铁心,3-D-WCT具有磁路对称、振动小等优势。文章基于Jiles-Atherton模型建立了非线性磁路模型,旨在优化变压器设计以提升系统效率与功率密度。
解读: 该研究对阳光电源的组串式逆变器及储能变流器(PCS)具有重要参考价值。在PowerTitan等大功率储能系统及高功率密度光伏逆变器中,变压器/电感集成设计是减小体积、降低损耗的关键。3-D卷铁心技术带来的磁路对称性和低振动特性,有助于提升产品在复杂工况下的电磁兼容性(EMC)和可靠性。建议研发团队关...
一种用于ZVS四开关反激变换器的PWM加伏秒平衡控制
A PWM Plus Voltage-Second Balance Control for ZVS Four-Switch Flyback Converter
Kuang Wang · Xinbo Ruan · Tao Fu · Fei Liu 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
四开关反激(FSF)变换器具有功率开关管电压应力低和零电压开关(ZVS)的特点。本文对钳位电容进行了合理设计,以避免漏感电流和励磁电流出现多个交汇点。然后,提出了一种脉冲宽度调制(PWM)加伏秒平衡(VSB)控制方法,用于关断钳位开关,以确保励磁电流为负,从而实现零电压开关,且不再需要二次侧整流器电流传感器。分析了FSF变换器的工作原理,给出了设计考虑因素,并阐述了所提出的PWM加VSB控制方法的实现方式。最后,在实验室搭建并测试了一台采用氮化镓(GaN)器件、工作频率为500 kHz、功率为6...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,该论文提出的四开关反激(FSF)变换器改进控制技术具有重要的应用价值。反激拓扑在我司光伏逆变器的辅助电源、储能系统的DC-DC变换以及小功率电源模块中广泛应用,该技术的创新点与我司产品优化方向高度契合。 该技术的核心价值体现在三个方面:首先,通过PWM加伏秒平衡(VSB)...
探索同步升压变换器快速启动的最优切换模式
Exploring Optimal Switching Patterns for Rapid Start-Up in Synchronous Boost Converters
Ziheng Xiao · Yu Jiang · Lei Zhang · Zhigang Yao 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
实现同步升压变换器平滑、高效且快速的启动对降低元件应力与功率损耗、抑制浪涌电流及防止系统损坏至关重要。传统方法无法逐周期优化启动过程中的开关模式,导致电感电流控制不佳和启动时间延长。由于问题复杂性,启动阶段开关模式优化属于NP完全问题。为此,本文提出一种基于加权伪随机决策的ε-贪心算法,结合“超越最优”策略的启发式蒙特卡洛仿真,以寻找最快启动路径。实验结果表明,相较于传统逐周期与非逐周期启动方法,该方法显著提升了启动速度与平稳性。
解读: 该同步升压变换器快速启动优化技术对阳光电源储能与光伏产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中,快速平滑启动可降低DC/DC变换模块的电感电流冲击,减少IGBT/SiC器件应力,提升PowerTitan系统并网响应速度。对于SG系列光伏逆变器的Boost升压电路,该ε-贪心算法可优化MPPT启动过...
高渗透率可再生能源电力系统实时调度:一种专家知识与强化学习混合方法
Real-Time Scheduling of High-Penetrated Renewable Power Systems: An Expert Knowledge and Reinforcement Learning Hybrid Approach
Sijun Du · Tao Ding · Yang Xiao · Jingyu Wan 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年7月
现代电力系统正向低碳可持续转型,可再生能源渗透率的提升及其不确定性给系统调度带来严峻挑战,灵活元件的引入进一步增加了调度复杂性。为此,本文提出一种融合专家知识与强化学习(RL)的混合实时调度方法。首先建立包含柔性负荷与储能的高渗透率可再生能源系统实时调度模型,并转化为马尔可夫决策过程。通过引入专家知识作为系统与RL智能体之间的中介,利用RL算法优化的机组控制序列进行调度决策。基于SG 126节点系统的算例验证了所提方法在保障系统安全稳定运行的同时,显著提升可再生能源消纳能力的有效性与潜力。
解读: 该混合调度方法对阳光电源PowerTitan储能系统和iSolarCloud平台具有重要应用价值。强化学习与专家知识融合的实时调度策略可直接应用于ST系列储能变流器的智能控制算法,优化充放电决策以应对高比例光伏接入的不确定性。该方法可集成至iSolarCloud云平台,实现多站点储能系统协同调度,提...
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