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一种基于三端口部分功率变换器的电动汽车车载快速充电器
An Efficient Three-Port Partial Power Converter Based EV On-Board Fast Charger
Radha Kushwaha · Vinod Khadkikar · Shakti Singh · Hatem H. Zeineldin 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月
本研究的目标是设计并开发一种新型三端口升压型交直流转换器，该转换器可在双向直流-直流阶段采用部分功率处理（PPP）技术，为电动汽车实现车载快速充电。与采用双端口交流-直流和全功率处理（FPP）直流-直流转换器的传统两级充电器相比，三端口转换器（TPC）可确保降低开关器件上的电压应力。这使得转换器能够在更高功率下运行，而不会给器件增加额外应力，同时缩短充电时间。直流-直流阶段的部分功率处理技术由于减少了功率转换级，使得转换器具有较高的效率。所提出的三端口转换器能够产生三种电平的输出电压，从而降低了...
解读: 该三端口部分功率变换器技术对阳光电源车载OBC充电机产品线具有重要应用价值。部分功率处理机制可显著降低功率器件应力，提升SiC/GaN器件利用效率，与阳光电源在功率模块设计上的技术积累高度契合。三端口拓扑集成电网、电池与辅助电源，可简化车载充电系统架构，提升功率密度，符合紧凑型OBC设计需求。其PF...
一种具有近零开关损耗的新型零电压转换H6逆变器
A Novel Zero-Voltage-Transition H6 Inverter With Near Zero-Switching-Loss
Yun Liu · Huafeng Xiao · Xin Zheng · Ming Cheng · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
提出了一种用于分布式光伏发电系统的新型零电压转换H6（NZVT-H6）逆变器，可实现近零开关损耗。通过引入谐振单元，所有功率器件均实现软开关，解决了现有ZVT逆变器中辅助开关硬关断的问题。该拓扑采用二极管钳位结构，将共模电压钳位于输入电压的一半，有效抑制漏电流。文中阐述了电路结构与工作原理，分析了软开关条件、谐振参数及功率器件参数的设计方法。最后通过一台100 kHz/1 kW的实验样机验证了理论分析的正确性。
解读: 该NZVT-H6逆变器技术对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能变流器具有重要应用价值。其近零开关损耗特性可显著提升100kHz以上高频化产品效率，配合阳光现有SiC器件应用可进一步提高功率密度。二极管钳位的共模电压抑制方案可直接应用于户用及工商业光伏系统，解决漏电流问题并满足VDE-AR-N 41...
一种具有扩展零电压切换区域的无源分数阶WPT系统
A Powerless Fractional-Order WPT System With Extended Zero Voltage Switching Region
Houxuan Liu · Liangzong He · Bing Cheng · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月
逆变器对于无线电能传输（WPT）系统至关重要，其损耗不容忽视。对于WPT系统中的宽输出电压调节，在不使用直流 - 直流转换器的情况下，常采用移相（PS）控制，这会导致逆变器硬开关。为解决这一问题，在实际应用中，针对基于PS调制的WPT系统提出了无功分数阶电容（P - FOC），其能够自适应地实现阶数为1或 - 1的可变电容。该系统可在使谐振槽路电流最小化的同时，保持较宽的零电压开关（ZVS）区域。同时，逆变器能够实现软开关。因此，与传统PS控制相比，系统效率得到显著提高，尤其是在轻载情况下。与传...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于无功分数阶电容器（P-FOC）的无线电能传输技术具有重要的参考价值，特别是在储能系统和电动汽车充电领域的应用潜力值得关注。 该技术的核心创新在于通过P-FOC实现自适应可变电容，配合移相控制在宽输出电压范围内保持零电压开关（ZVS），有效解决了传统方案中逆变器硬开...
一种具有简单结构和连续输入电流的高效率单开关软开关高升压DC-DC变换器
A High-Efficient Single-Switch, Soft-Switching High Step-Up DC–DC Converter With a Simple Structure and Continuous Input Current for Renewable Energy Integration
Hamed Moradmand Jazi · Ramin Rahimzadeh Khorasani · Ehsan Adib · Pericle Zanchetta 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
本文提出了一种新型单开关软开关高升压DC-DC变换器。通过在输出级利用耦合电感和串联电容，该变换器实现了功率开关管的软开关性能，并获得了高升压增益。耦合电感的设计使得变换器能够同时实现软开关和高效率，适用于可再生能源集成应用。
解读: 该技术提出的高升压比和软开关特性，对阳光电源的户用光伏逆变器及小型储能PCS产品具有重要价值。在户用场景中，光伏组件电压较低，采用该拓扑可简化前级DC-DC电路设计，减少开关损耗，从而提升整机效率并降低散热成本。此外，连续输入电流特性有助于减小光伏侧电流纹波，延长组件寿命。建议研发团队评估该拓扑在提...
一种用于800V电动汽车动力总成的三电平辅助谐振换流极逆变器
A Three-Level Auxiliary Resonant Commutated Pole Inverter for 800-V Electric Vehicle Powertrain
Bijan Elyasi · Farzad Tahami · Ghasem Rezazadeh · Hadi Nouri · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
将电动车辆（EV）公交车的电压从400 V提升至800 V对电动汽车逆变器的设计产生了重大影响。三电平逆变器旨在应对高电池电压。在三电平逆变器拓扑中，中性点钳位（NPC）逆变器具有更好的谐波频谱和更低的半导体损耗，这使得其能够实现更高的功率密度和更简单的冷却系统。然而，在这种拓扑结构中，更高的开关频率会导致逆变器产生更多的功率损耗。较高的开关频率能力使得高速电机的应用成为可能，从而减小了电力驱动系统的整体尺寸。本文提出了一种新型软开关NPC逆变器，其中单向辅助谐振换流极（ARCP）电路辅助从钳位...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的三电平辅助谐振换流极（ARCP）逆变器技术虽然针对800V电动汽车动力系统，但其核心技术理念与我们在光伏逆变器和储能系统领域的技术演进方向高度契合。 该技术的核心价值在于通过软开关技术实现中性点钳位（NPC）拓扑在高开关频率下的低损耗运行。这与阳光电源当前在...
相位偏移调节的谐振开关电容中间母线变换器在48V数据中心电源系统中的应用
Phase Shift Regulated Resonant Switched-Capacitor-Based Intermediate Bus Converter for 48 V Data Center Power System
作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
在48 V数据中心电源系统的两级架构中，前端中间总线转换器（IBC）需要同时适应48 V的标称输入电压和备用电池的宽输入电压范围（通常为40 V - 60 V）。为应对这一设计挑战，我们提出了一种基于移相调节谐振开关电容的IBC。在标称输入下，它通过一个 n:1的变压器实现4n:1的电压转换比，并且显著降低了初级开关上的电应力。此外，零电压开关（ZVS）不依赖于变压器的励磁电流。因此，可以抑制励磁电流以优化效率。当连接备用电池时，在堆叠桥之间引入移相以调节宽输入电压。本文提供了理论分析和设计考量...
解读: 从阳光电源储能系统和数据中心能源解决方案的业务视角来看，这项相移调节谐振开关电容中间母线变换器技术具有重要的应用价值和借鉴意义。 该技术针对48V数据中心电源系统的宽输入电压范围（40V-60V）设计挑战，提出了创新的相移调节方案。这与阳光电源在储能系统中面临的电池电压波动问题高度契合。在我们的模...
用于LLC-DCX副边MOSFET的双通道推挽钳位互锁谐振栅极驱动器
A Dual Channel Push Pull Clamped-Interlock Resonant Gate Driver for the Secondary-Side MOSFETs of LLC-DCX
Ziyan Zhou · Qiang Luo · Yufan Wang · Yuefei Sun 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
LLC直流变压器（LLC-DCX）因具备软开关特性，可在高频下实现高效率能量传输，广泛应用于高功率密度场合。然而，传统驱动集成电路的驱动损耗与开关频率成正比，在高频时导致显著的栅极驱动损耗，限制了LLC-DCX开关频率的进一步提升。本文提出一种双通道推挽钳位互锁谐振栅极驱动器（DPCRGD），用于驱动LLC-DCX副边MOSFET，可提供两路互补驱动信号。相比传统电压源驱动电路及现有研究，该驱动器具有更低的驱动损耗和更小的占用面积。通过原理分析、损耗建模、参数优化与对比研究，并在1.3 MHz、...
解读: 该双通道谐振栅极驱动技术对阳光电源储能与充电产品具有重要应用价值。LLC-DCX拓扑广泛应用于ST系列储能变流器的DC-DC隔离级、PowerTitan储能系统的电池接口变换器，以及充电桩的功率变换模块。该驱动器在1.3MHz高频下实现88%驱动损耗降低和49%面积缩减，可直接应用于：1）储能PCS...
一种无变压器软开关多端口集成变换器及其漏电流抑制方法
A Transformerless Soft-Switching Multiport Integrated Converter With Leakage Current Suppression for Residential Energy Management
Lu Zhou · Yihan Gao · Minghan Dong · Xin Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年6月
本文提出了一种无变压器、无漏电流的软开关多端口集成变换器（SSIMPC），用于家庭光伏、储能、直流母线及交流电网端口的集成。光伏端口工作于连续电流模式，实现低输入电流纹波与可再生能源高效利用；储能端口作为能量缓冲并支持软开关灵活控制。采用间接占空比解耦调制策略，无需额外无源器件即可实现多路零电压开关与电感复用。共地结构有效抑制漏电流并提升安全性。该拓扑支持多种功率组合的能量管理，适用于综合性家庭能源系统。实验样机验证了理论分析与拓扑可行性。
解读: 该无变压器软开关多端口集成变换器技术对阳光电源户用储能产品线具有重要应用价值。其共地结构漏电流抑制方案可直接应用于SG系列户用光储一体机，提升系统安全性并简化接地设计。间接占空比解耦调制实现的多路ZVS技术，可优化ST系列储能变流器中PV-Battery-Grid三端口协同控制，降低开关损耗10-1...
多电平DAB变换器的软开关与最小电流应力优化控制
Optimal Control of Multilevel DAB Converters for Soft-Switching and Minimum Current Stress
Chaochao Song · Ariya Sangwongwanich · Yongheng Yang · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
多电平双有源桥（DAB）DC-DC变换器相比传统两电平结构，具备更高的电压阻断能力、更大的升压比及更多的控制自由度，在直流中压系统应用中潜力巨大。然而，随着电平数的增加，其控制复杂性也随之提升。本文旨在通过优化控制策略，实现软开关并最小化电流应力。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack系列）具有重要参考价值。随着储能系统向高压化、大功率化发展，多电平DAB拓扑能有效降低功率器件的电压应力，提升系统效率与功率密度。通过优化软开关控制，可显著降低开关损耗，提升PCS在宽电压范围下的工作效率，有助于优化中压直流耦合...
一种具有无纹波输入电流的新型升压DC/DC变换器
New Step-Up DC/DC Converter With Ripple-Free Input Current
Sara Hasanpour · Sze Sing Lee · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年2月
本文提出了一种用于可再生能源应用的新型单开关高增益DC/DC变换器，具备软开关特性。通过引入辅助电路，实现了零输入电流纹波，显著减小了输入电感体积，从而降低了电感的等效串联电阻（ESR），提升了系统效率。
解读: 该拓扑对阳光电源的组串式光伏逆变器及户用储能产品线具有重要参考价值。高增益与软开关特性有助于提升逆变器在低压输入场景下的转换效率，而零输入电流纹波技术能有效降低输入电感体积与损耗，直接优化组串式逆变器的功率密度与散热设计。建议研发团队评估该辅助电路的复杂性与成本，重点关注其在提升MPPT效率及延长电...
基于变占空比调制的三相双有源桥变换器时域分析与优化
Time-Domain Analysis and Optimization of a Three-Phase Dual-Active-Bridge Converter With Variable Duty-Cycle Modulation
Gunnar Schulz · Jennifer Bauman · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
本文研究了三相双有源桥（3p-DAB）DC-DC变换器的占空比控制（DCC）调制方案。该方案作为一种具有三个自由度的调制策略，能有效拓宽变换器的软开关范围，并在轻载及宽电压波动工况下降低导通损耗。文章针对现有DCC实现方法的局限性进行了深入分析与优化。
解读: 3p-DAB拓扑是阳光电源大功率储能系统（如PowerTitan系列）及高压直流变换环节的核心技术。该文章提出的变占空比调制优化，能显著提升变换器在宽电压范围下的转换效率，对于优化储能PCS的轻载效率、降低散热需求具有重要意义。建议研发团队关注该调制策略在提升系统功率密度和降低损耗方面的应用，特别是...
一种具有共享软开关辅助电路的高效交错式双向DC-DC变换器
An Efficient Interleaved Bidirectional DC–DC Converter With Shared Soft-Switching Auxiliary Circuit
Jianghu Wan · Fang Liu · Yong Li · Kang-Zhi Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
本文提出了一种结合传统拓扑与新型辅助电路的软开关交错式双向DC-DC变换器。该辅助支路由电容、电感及两个串联开关组成，通过共享方式连接至两相开关节点。由于电压连续性，该辅助电路实现了开关管的软开关特性，有效降低了开关损耗，提升了变换效率。
解读: 该拓扑对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及充电桩业务具有极高参考价值。储能PCS的核心在于双向DC-DC变换效率与功率密度，该共享辅助电路方案能有效降低开关损耗，有助于在不显著增加成本的前提下提升系统整体效率。建议研发团队评估该拓扑在兆瓦级储能变流器中的应用潜力，特...
一种基于谐振网络的高增益宽范围软开关双向DC-DC变换器
A High Voltage Gain Soft-Switching Bidirectional DC-DC Converter With Wide Range Using Resonant Network
Fan Yuan · Ruixiang Hao · Xiaojie You · Pengfei Xiang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
本文提出了一种用于高电压增益和宽范围应用场景的双向DC-DC变换器（BDC）。通过在交错式Buck/Boost BDC中集成由耦合电感和谐振电容组成的谐振网络，实现了高电压增益。该谐振网络能有效控制漏感能量并抑制谐振电流变化，从而实现软开关特性。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及电动汽车充电桩业务具有重要意义。储能PCS和充电桩在面对高压电池组与直流母线电压匹配时，对变换器的效率和功率密度要求极高。该拓扑通过谐振网络实现软开关，能显著降低开关损耗，提升系统整体转换效率，并有效应对宽电压范围下的调节需...
一种采用阶跃电压开关以消除器件电压过冲的二次侧移相双向软开关DC-DC变换器
A Secondary-Side Phase-Shifted Bidirectional Soft-Switching DC–DC Converter Employing Step Voltage Switching for Eliminating Device Voltage Overshoot
Ravichandra Maddipudi · Nareshkumar Kummari · Souvik Chattopadhyay · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
本文提出了一种针对阶跃电压开关（SVS）二次侧移相（SPS）双向DC-DC变换器的调制策略，旨在消除器件电压过冲问题。该问题源于变压器漏感与电流型侧MOSFET输出电容之间的谐振。通过该调制策略，可有效抑制电压尖峰，提升变换器可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及PCS核心模块具有重要意义。储能变流器在双向功率变换过程中，功率器件的电压应力与过冲是影响系统可靠性与效率的关键瓶颈。通过引入阶跃电压开关（SVS）及改进的移相调制策略，可以有效降低开关管的电压尖峰，从而允许选用更优的功...
用于快速非侵入式量热法软开关损耗表征的热阻抗校准
Thermal Impedance Calibration for Rapid and Noninvasive Calorimetric Soft-Switching Loss Characterization
Julian Weimer · Ruben Schnitzler · Dominik Koch · Ingmar Kallfass · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
随着功率电子应用对效率和功率密度要求的提升，精确的半导体损耗模型至关重要。本文提出了一种用于软开关损耗表征的量热法，通过热阻抗校准实现快速且非侵入式的测量，解决了传统硬开关双脉冲测试在软开关场景下的局限性，为功率器件的高效建模提供了新方法。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能系统）具有极高价值。通过非侵入式量热法精确表征软开关损耗，可显著提升SiC/IGBT功率模块在虚拟原型设计阶段的损耗模型精度，从而优化逆变器和PCS的散热设计与效率。建议研发团队将其应用于高功率密度产品的热管理优化中，...
结电容与死区时间对双有源桥
DAB）实际软开关范围的影响：解析分析与解决方案
Zhe Wang · Chi Li · Jiye Liu · Zedong Zheng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
双有源桥（DAB）变换器在轻载条件下，由于半导体结电容无法在死区时间内完成充放电，常导致零电压开关（ZVS）失效。本文旨在解析结电容与死区时间对DAB软开关范围的具体影响，并提出相应的优化解决方案，以提升变换器在全功率范围内的效率。
解读: DAB拓扑是阳光电源储能变流器（如PowerTitan、PowerStack系列）及直流耦合光储一体化方案中的核心DC-DC变换环节。在轻载工况下，ZVS失效会显著增加开关损耗，降低系统整体效率。本文提出的解析模型和优化方案，可直接指导研发团队在设计高频高效储能PCS时，更精准地匹配死区时间与功率器...
用于软开关单相逆变器的变关断时间与死区时间优化控制频率方案
Variable OFF-Time and Deadtime Scheme With Optimized Control Frequency for Soft-Switching Single-Phase Inverters
Zhongshu Zheng · Li Zhang · Chao Wu · Yiming Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
本文提出了一种针对单相逆变器临界导通模式（CRM）的优化控制方案。通过引入变关断时间和死区时间调节，有效解决了传统基于反向电流边界（RCB）控制中因反向电感电流过大和固定死区导致的RMS电流增加及功率损耗问题，并优化了数字控制频率，提升了软开关性能。
解读: 该技术直接服务于阳光电源的核心产品线——户用及组串式光伏逆变器。通过优化CRM模式下的软开关控制，能够显著降低逆变器功率损耗，提升整机效率，这对于提升户用逆变器在轻载下的能效表现至关重要。此外，该方案通过减小RMS电流，有助于降低功率器件的热应力，从而提升产品的可靠性与功率密度。建议研发团队在下一代...
一种用于三相有源钳位T型逆变器的ZVS-PWM方案
A ZVS-PWM Scheme for Three-Phase Active-Clamping T-Type Inverters
Jinyi Deng · Changsheng Hu · Keyan Shi · Min Chen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
为提升T型三电平逆变器的功率密度及性能，本文研究了软开关技术。提出了一种新型有源钳位T型三相逆变器零电压开关（ZVS）PWM方案，该方案可实现所有开关管的ZVS操作，有效降低开关损耗。该方案基于不连续PWM及改进调制策略演变而来。
解读: T型三电平拓扑是阳光电源组串式及集中式光伏逆变器的主流技术路线之一。该文献提出的有源钳位ZVS技术能够显著降低开关损耗，有助于进一步提升逆变器的功率密度，减小散热器体积，从而降低整机成本并提升效率。建议研发团队评估该方案在下一代高功率密度组串式逆变器中的应用潜力，特别是在追求极致效率和紧凑设计的场景...
具有扩展ZVS范围和高效率的单相单级双向DAB AC-DC变换器
Single-Phase Single-Stage Bidirectional DAB AC–DC Converter With Extended ZVS Range and High Efficiency
Jiankun Zhang · Deshang Sha · Keling Song · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
本文针对基于双有源桥（DAB）的单相单级AC-DC变换器，指出传统分段线性模型忽略了开关换流过程，导致软开关分析不准确。文章提出了一种考虑换流过程的改进分析方法，旨在扩展零电压开关（ZVS）范围并提升变换效率，为高性能双向功率变换提供理论支撑。
解读: 该技术对阳光电源的储能变流器（PCS）及电动汽车充电桩业务具有重要意义。DAB拓扑是实现高效双向功率变换的核心，特别是在户用储能系统和直流快充桩中。通过优化换流过程以扩展ZVS范围，可显著降低开关损耗，提升系统整体效率及功率密度。建议研发团队关注该改进模型，将其应用于PowerStack等储能产品的...
一种具有最少开关管数量的三相单级双向CCM软开关AC-DC变换器
Three-Phase Single-Stage Bidirectional CCM Soft-Switching AC–DC Converter With Minimum Switch Count
Jaeyeon Lee · Hyeonju Jeong · Tat-Thang LE · Sewan Choi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
本文提出了一种低元器件数量的三相单级双向AC-DC变换器。该拓扑通过集成三相AC-DC整流器与三相双有源桥（DAB）变换器实现单级结构。通过调节正弦脉宽调制（SPWM）的调制指数，实现了功率因数校正（PFC）及双向功率流控制。
解读: 该拓扑通过单级架构集成PFC与DAB功能，显著降低了元器件数量，对阳光电源的储能变流器（PCS）和户用光储一体机具有极高的参考价值。在PowerStack及户用储能产品线中，采用此类高功率密度、低成本的单级拓扑，可有效减小设备体积、降低BOM成本并提升转换效率。建议研发团队关注其软开关特性在宽电压范...
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