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高效率交错式LC谐振升压拓扑:分析与设计
High-Efficiency Interleaved LC Resonant Boost Topology: Analysis and Design
Hamed Valipour · Martin Ordonez · Mohammad Mahdavi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年11月
针对传统硬开关Boost变换器在高频化过程中开关损耗大的问题,本文提出了一种交错式LC谐振升压拓扑。通过引入谐振网络实现软开关条件,在提升开关频率以减小磁性元件体积的同时,有效降低了开关损耗,从而显著提升了变换器的功率密度与转换效率。
解读: 该拓扑对阳光电源的组串式光伏逆变器及储能变流器(PCS)产品线具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向高功率密度演进,提升开关频率是减小磁性元件体积、降低系统重量的关键。该交错式LC谐振技术能有效解决高频化带来的开关损耗瓶颈,特别适用于PowerTitan等大型储能系统及高功率组串式逆变器的DC-DC...
双桥串联谐振DC-DC变换器通用闭式ZVS分析
General Closed-Form ZVS Analysis of Dual-Bridge Series Resonant DC–DC Converters
Weijian Han · Luca Corradini · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年9月
开关行为分析是评估双向DC-DC变换器稳态性能及设计软开关调制策略的前提。针对双桥串联谐振变换器(DBSRC),传统的基波近似法(FHA)难以提供足够的精度。本文提出了一种通用的闭式分析方法,用于精确预测ZVS(零电压开关)特性,为高效变换器设计提供了理论支撑。
解读: 该研究直接关联阳光电源储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及PCS核心功率变换模块。DBSRC拓扑在储能变流器中常用于实现高效率的DC-DC变换。通过该闭式ZVS分析方法,研发团队可更精确地优化软开关调制策略,降低开关损耗,从而提升PCS产品的整机效率和功率密度。对于高压储能...
一种增强交错多相双向DC-DC变换器无源电流平衡有效性的简单方法
A Simple Approach to Enhance the Effectiveness of Passive Currents Balancing in an Interleaved Multiphase Bidirectional DC–DC Converter
Zhigang Yao · Shuai Lu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月
本文研究了采用交错并联、软开关及近临界导通模式(near-CRM)的高功率密度双向DC-DC变换器。提出了一种系统化的设计与控制方法,在无需各相电流反馈的情况下,有效提升了多相交错电路间的无源电流平衡能力,并分析了零电压开关特性。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及大功率双向DC-DC变换器具有重要参考价值。在多相交错并联的PCS架构中,电流不平衡会导致功率器件应力不均及磁性元件饱和,影响系统可靠性。本文提出的无源电流平衡方法可降低控制复杂度,减少传感器数量,从而降低成本并提升功率...
一种可重构谐振双有源桥变换器及其实现全范围软开关与提升轻载效率的调制方法
A Structurally Reconfigurable Resonant Dual-Active-Bridge Converter and Modulation Method to Achieve Full-Range Soft-Switching and Enhanced Light-Load Efficiency
Yiu Pang Chan · K. H. Loo · Muhammad Yaqoob · Y. M. Lai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
本文提出了一种可重构双有源桥(DAB)变换器,通过在不同负载水平下切换电路结构来优化性能。在50%-100%负载下,变换器采用全桥模式,实现全电压增益范围下的软开关;在50%以下负载时,通过结构重构提升效率,有效解决了传统DAB变换器轻载效率低的问题。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务(如PowerTitan、PowerStack及ST系列PCS)具有极高的应用价值。储能PCS在实际运行中常面临宽负载范围波动,尤其在轻载或待机状态下,传统DAB变换器的效率瓶颈会影响系统整体能效。该可重构拓扑方案能够显著提升PCS在轻载下的转换效率,有助于提升阳光电源储能...
基于临界模式的高频三相双向AC-DC变换器软开关调制技术
Critical-Mode-Based Soft-Switching Modulation for High-Frequency Three-Phase Bidirectional AC–DC Converters
Zhengrong Huang · Zhengyang Liu · Fred C. Lee · Qiang Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年4月
本文提出了一种用于三相双向AC-DC变换器的新型临界导通模式调制策略。该方法有效缩小了开关频率的变化范围,实现了零电压软开关(ZVS),显著降低了开关损耗。该技术特别适用于数百kHz以上的高频运行场景,并能有效提升宽禁带半导体器件的系统效率。
解读: 该技术对阳光电源的高功率密度产品线具有重要价值。随着光伏逆变器和储能变流器(PCS)向高频化、小型化发展,该调制策略可直接应用于PowerTitan、PowerStack等储能变流器及组串式逆变器中。通过实现高频下的ZVS软开关,能够有效降低SiC等宽禁带器件的开关损耗,从而提升整机效率并减小磁性元...
基于数据手册参数的半桥MOSFET开关损耗分析建模
Analytical Switching Loss Modeling Based on Datasheet Parameters for mosfets in a Half-Bridge
Daniel Christen · Jurgen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年4月
现代宽禁带器件(如SiC或GaN)显著降低了开关损耗,引发了对软开关模式必要性的探讨。由于大多数半导体器件仅提供有限的损耗估算信息,在宽运行范围内进行精确损耗评估通常需要大量实验测量。本文提出了一种基于数据手册参数的分析建模方法,旨在简化开关损耗的评估过程。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。随着公司在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC MOSFET,精确的损耗建模能显著提升产品效率评估的准确性,并缩短研发周期。通过该分析模型,研发团队可在设计阶段快速评估不同SiC器件在宽电压范围下的表现...
基于变占空比的三相双有源桥变换器优化调制与动态控制
Optimized Modulation and Dynamic Control of a Three-Phase Dual Active Bridge Converter With Variable Duty Cycles
Jun Huang · Zhuoqiang Li · Ling Shi · Yue Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
三相双有源桥(3p-DAB)变换器凭借双向功率流、软开关特性及高功率密度,在大功率DC-DC变换领域极具潜力。本文对3p-DAB的占空比控制(DCC)进行了全面分析,并提出了一种优化调制策略,旨在提升变换器的动态性能与运行效率。
解读: 3p-DAB拓扑是阳光电源储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)中DC-DC变换环节的核心技术。该研究提出的变占空比优化调制策略,能够有效降低开关损耗并提升轻载效率,对于优化储能变流器(PCS)的功率密度和热管理具有直接指导意义。建议研发团队在下一代高压储能PCS产品中引入该动...
一种单级软开关高频交流链路光伏逆变器:硅基与碳化硅基原型的设计、分析与评估
A Single-Stage Soft-Switching High-Frequency AC-Link PV Inverter: Design, Analysis, and Evaluation of Si-Based and SiC-Based Prototypes
Masih Khodabandeh · Ehsan Afshari · Mahshid Amirabadi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
本文提出了一种高功率密度、高可靠性的单级光伏逆变器拓扑,实现了光伏阵列到负载的单级功率转换。该三相逆变器具备软开关特性,在全工作范围内保持高效率。研究对比了硅基(Si)与碳化硅(SiC)器件在原型机中的性能表现,验证了其在提升系统效率与功率密度方面的潜力。
解读: 该研究提出的单级软开关拓扑与阳光电源组串式逆变器(String Inverters)的技术演进方向高度契合。通过采用SiC器件实现高频软开关,可显著减小磁性元件体积,助力阳光电源进一步提升组串式逆变器的功率密度,并降低损耗。建议研发团队关注该高频交流链路技术在下一代轻量化、高效率组串式逆变器中的应用...
一种具有最小化谐振槽电流和宽ZVS范围的双向串联谐振变换器运行研究
Operation of a Bidirectional Series-Resonant Converter With Minimized Tank Current and Wide ZVS Range
Song Hu · Xiaodong Li · Ashoka K. S. Bhat · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年1月
针对高频隔离谐振变换器,本文提出了一种结合移相调制与改进脉宽调制的方法。通过优化谐振槽电流,在实现宽范围软开关(ZVS)的同时降低了开关损耗,从而显著提升了变换器的整体系统效率。
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。储能变流器(PCS)的核心在于双向DC-DC变换效率,该研究提出的最小化谐振电流与宽ZVS范围技术,能直接提升PCS在宽电压范围下的转换效率,降低散热压力,从而提升产品功率密度。建议研发团队关...
一种具有扩展ZVS范围的新型软开关二次侧调制多输出DC-DC变换器
A Novel Soft-Switching Secondary-Side Modulated Multioutput DC–DC Converter With Extended ZVS Range
Zhiqing Li · Serkan Dusmez · Haoyu Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年1月
本文提出了一种具有扩展零电压开关(ZVS)范围的新型二次侧调制DC-DC变换器结构。该拓扑结构简单,可扩展实现多路隔离输出,并具备独立电压调节能力。此外,其二次侧支持双向功率流,适用于电池和超级电容等储能元件的接口。
解读: 该拓扑结构对阳光电源的储能业务(如PowerTitan、PowerStack系列)具有重要参考价值。其扩展ZVS范围的特性有助于提升PCS在高频化下的转换效率,降低开关损耗,从而提升整机功率密度。多输出与独立电压调节能力非常契合光储一体化系统中对多电池组或混合储能(电池+超级电容)的灵活管理需求。建...
一种具有PWM实时重构功能的双向交错多相多器件软开关FPGA控制Buck-Boost变换器
Bidirectional, Interleaved, Multiphase, Multidevice, Soft-Switching, FPGA-Controlled, Buck–Boost Converter With PWM Real-Time Reconfiguration
Fernando Sobrino-Manzanares · Ausias Garrigos · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年11月
本文提出并实验验证了一种具备PWM实时重构功能的双向交错多相多器件软开关Buck-Boost变换器。该拓扑结构旨在满足中高功率双向直流功率变换需求,通过FPGA控制实现高效的能量双向流动与灵活的调制策略,提升了变换器的功率密度与动态响应能力。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及PCS产品线具有极高的参考价值。其交错多相与软开关技术能有效提升大功率储能变流器的效率并降低磁性元件体积,助力产品功率密度提升。PWM实时重构功能可增强PCS在复杂电网环境下的适应性,特别是在应对不同电池电压范围和负载动...
基于双移相调制策略的宽范围软开关高效率高频链逆变器分析与设计
Analysis and Design of a Wide-Range Soft-Switching High-Efficiency High-Frequency-Link Inverter With Dual-Phase-Shift Modulation
Shilin Guo · Jianhui Su · Jidong Lai · Xiang Yu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年9月
本文提出了一种采用双移相调制策略的宽范围软开关高频链循环变流器型逆变器。通过在原边全桥电路中增加辅助电感并采用中心抽头四绕组变压器结构,有效扩展了原边开关管的软开关工作范围,并结合副边有源钳位网络提升了系统整体效率。
解读: 该研究提出的高频链软开关技术及双移相调制策略,对阳光电源的核心业务具有高度参考价值。首先,该拓扑可直接应用于组串式光伏逆变器及储能变流器(PCS)的DC-DC级,通过扩展软开关范围,显著降低开关损耗,提升整机效率与功率密度。其次,中心抽头变压器结构有助于优化高频变压器设计,提升系统可靠性。建议研发团...
一种具有PPS控制的高增益软开关双向DC-DC变换器的分析、设计与实现
Analysis, Design, and Implementation of a High Gain Soft-Switching Bidirectional DC–DC Converter With PPS Control
Hyeonju Jeong · Minho Kwon · Sewan Choi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年6月
本文提出了一种用于非隔离高增益双向DC-DC变换器(HSBDC)的脉宽调制加移相(PPS)控制策略。通过移相角控制功率流向及大小,利用占空比平衡高压侧电容电压。该方案实现了软开关,提升了变换效率。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务(如PowerTitan、PowerStack及ST系列PCS)具有重要参考价值。储能变流器在电池侧与直流母线之间通常需要高效率的双向DC-DC变换级。该论文提出的PPS控制策略能够有效解决高增益下的软开关问题,并平衡电容电压,有助于提升PCS的功率密度和转换效率,降低散热...
通过可调谐谐振槽扩展双有源桥变换器的软开关范围
Extension of Soft-Switching Region of Dual-Active-Bridge Converter by a Tunable Resonant Tank
M. Yaqoob · K. H. Loo · Y. M. Lai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年12月
针对高频双有源桥(DAB)DC-DC变换器在宽电压和电流变化范围内硬开关损耗大的问题,本文提出了一种基于开关控制电感(SCI)的LC型串联谐振DAB变换器。该方案通过引入可调谐谐振槽,有效扩展了软开关工作范围,显著降低了变换器的开关损耗,提升了系统效率。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务(如PowerTitan、PowerStack及ST系列PCS)具有极高的参考价值。DAB拓扑是双向储能变流器的核心,在宽电压范围下实现软开关对于提升PCS的转换效率、降低散热压力至关重要。通过引入开关控制电感(SCI)实现谐振槽可调,能够优化PCS在电池电压波动及电网侧电...
900 V 10 mΩ SiC MOSFET的精确量热开关损耗测量
Accurate Calorimetric Switching Loss Measurement for 900 V 10 mΩ SiC mosfets
Jon Azurza Anderson · Christoph Gammeter · Lukas Schrittwieser · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年12月
本文提出并评估了三种精确(±20%)的量热法开关损耗测量方法,相比传统量热法,该方法能以更快的速度(20-25分钟/点)测量硬开关和软开关损耗。文中对开关损耗测量数据的准确性进行了全面分析,为后续开关损耗数据的准确性评估设定了基准。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器、PowerTitan及PowerStack储能系统中大规模应用SiC MOSFET以提升功率密度和转换效率,开关损耗的精确评估至关重要。该文献提出的高精度量热测量方法,能够有效解决SiC器件在高频、高压工况下损耗测量误差大的痛点。建议研发团队将其应用于新一代高频功率模块的...
利用阻抗分析提高LLC串联谐振变换器的轻载调节能力
Improving the Light-Load Regulation Capability of LLC Series Resonant Converter Using Impedance Analysis
Cheol-O Yeon · Jong-Woo Kim · Moo-Hyun Park · Il-Oun Lee 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年9月
LLC串联谐振变换器因其宽增益和软开关特性,在宽输入范围应用中极具吸引力。然而,该拓扑在轻载时存在输出电压失控上升的问题。本文通过波特图和阻抗渐近线分析,深入研究了这一调节难题,并提出了相应的改进策略以提升轻载下的稳压性能。
解读: LLC拓扑是阳光电源户用光伏逆变器及储能系统(如PowerStack、ST系列PCS)中DC-DC级核心电路。轻载稳压能力直接影响系统在待机或低功率输出时的效率与可靠性。该研究提出的阻抗分析方法有助于优化控制算法,解决轻载下电压漂移问题,从而提升阳光电源产品在低负载工况下的电能质量与系统稳定性,对优...
基于遗传算法的隔离型软开关变换器中频变压器多目标优化设计
Multiobjective Optimization of Medium-Frequency Transformers for Isolated Soft-Switching Converters Using a Genetic Algorithm
Asier Garcia-Bediaga · Irma Villar · Alejandro Rujas · Luis Mir 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年4月
中频变压器设计面临参数多、约束复杂及目标冲突等挑战。本文提出一种基于非支配排序遗传算法II(NSGA-II)的计算机辅助优化设计方法,旨在实现中频变压器的高效、多目标优化设计,提升变换器整体性能。
解读: 中频变压器是阳光电源PowerTitan、PowerStack系列储能变流器(PCS)及组串式光伏逆变器中隔离型DC-DC变换器的核心磁性元件。该研究提出的多目标遗传算法优化方法,可直接应用于阳光电源研发流程,在满足高功率密度要求的同时,平衡损耗、温升与体积,显著提升PCS的转换效率与可靠性。建议研...
基于新型带直流谐振电容ZVZCS单元的直流变压器
DCX)拓扑系列
Wei Qin · Xinke Wu · Junming Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年4月
本文提出了一种新型输入电流馈电(ICF)谐振单元,旨在简化直流变压器(DCX)拓扑结构并降低成本。该拓扑通过引入直流谐振电容实现零电压零电流开关(ZVZCS),解决了传统双端谐振变换器结构复杂、成本高昂的问题,适用于高功率密度DCX产品。
解读: 该研究提出的新型ICF谐振单元对阳光电源的电力电子研发具有重要参考价值。在PowerTitan及ST系列储能变流器(PCS)中,高功率密度与低成本是核心竞争力。该拓扑通过简化电路结构实现软开关,可直接优化DC-DC变换级的设计,有助于进一步缩小储能系统的体积,提升转换效率。建议研发团队评估该拓扑在模...
基于多尺度电热仿真的混合开关软开关逆变器设计优化
Design Optimization of Hybrid-Switch Soft-Switching Inverters Using Multiscale Electrothermal Simulation
John Reichl · Jih-Sheng Lai · Allen Hefner · Jose M. Ortiz-Rodriguez 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年1月
本文提出了一种多尺度电热仿真方法,用于优化混合开关软开关逆变器的设计。该方法利用基于电气、结构和材料属性参数化的动态电热组件模型库,通过调整单个器件面积、缓冲电容和门极驱动时序,旨在最小化软开关逆变器模块的总损耗。
解读: 该研究聚焦于逆变器损耗优化与多物理场仿真,对阳光电源的核心业务具有极高价值。首先,在组串式和集中式光伏逆变器中,通过混合开关技术(如Si/SiC混用)与软开关拓扑的结合,可显著提升功率密度并降低散热成本;其次,该多尺度电热仿真方法可直接应用于PowerTitan等储能变流器(PCS)的功率模块设计,...
一种具有全软开关范围和宽转换范围的新型移相双全桥变换器
A Novel Phase-Shift Dual Full-Bridge Converter With Full Soft-Switching Range and Wide Conversion Range
Kaimin Shi · Donglai Zhang · Zhicheng Zhou · Mengqiao Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年11月
本文提出了一种具有共享超前桥臂和双输出串联结构的新型移相双全桥变换器。通过并联全桥配置,实现了有源开关管的全软开关范围,并通过原边移相和副边控制实现输出电压调节,有效拓宽了转换范围。
解读: 该拓扑结构对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及组串式逆变器中的DC-DC级具有重要参考价值。储能PCS的核心在于高效率与宽电压范围的适应性,该方案提出的全软开关特性可显著降低开关损耗,提升系统功率密度,有助于优化阳光电源下一代高压储能变流器的热管理设计。建议研发...
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