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通过引入飞跨电容实现三电平全桥DC-DC变换器中点电压自平衡机制分析
Analysis of the Neutral-Point Voltage Self-Balance Mechanism in the Three-Level Full-Bridge DC−DC Converter by Introduction of Flying Capacitors
Peng Liu · Shanxu Duan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年12月
三电平全桥(TLFB)DC-DC变换器广泛应用于高压大功率场景。实验发现该拓扑存在中点电压偏移问题。本文研究表明,引入飞跨电容后,无需额外主动平衡控制即可实现输入电容电压的自平衡,提升了系统运行的稳定性与可靠性。
解读: 该研究对于阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器(PCS)具有重要参考价值。在大功率储能系统中,中点电压平衡是提升系统效率和器件寿命的关键。通过引入飞跨电容实现自平衡,可以简化控制算法,降低对复杂中点平衡控制策略的依赖,从而减少计算资源占用并提高系统响应速度。建...
两级单相变换器中抑制二次谐波电流的控制方案:基于直流母线端口阻抗特性的综述
Control Schemes for Reducing Second Harmonic Current in Two-Stage Single-Phase Converter: An Overview From DC-Bus Port-Impedance Characteristics
Li Zhang · Xinbo Ruan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
两级单相变换器瞬时输入与输出功率的不平衡,会导致直流侧产生二次谐波电流(SHC)。本文从直流母线端口阻抗的角度,重新审视了抑制SHC的控制方案,并将直流变换器分类为母线电压控制型与电流控制型,分析了其对系统性能的影响。
解读: 该研究直接关联阳光电源户用光伏逆变器及小型储能系统(如ST系列PCS)。单相系统中的二次谐波是影响直流侧电容寿命及系统纹波的关键因素。通过优化直流母线端口阻抗控制,可有效减小直流侧电容容量,提升功率密度,并延长电解电容寿命。建议研发团队在户用逆变器及小型储能变流器的控制算法中引入该阻抗分析方法,以优...
一种基于电流模式控制的高性能抗阴影MPPT技术
A High-Performance Shade-Tolerant MPPT Based on Current-Mode Control
Seyedkazem Hosseini · Shamsodin Taheri · Masoud Farzaneh · Hamed Taheri · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
本文提出了一种用于光伏DC-DC变换器级的高性能抗阴影最大功率点跟踪(STMPPT)技术。该方法利用平均电流模式控制(ACMC)通过双反馈环路调节光伏阵列电流。电流模式控制在DC-DC电力电子变换器控制中表现出优越的性能,有效提升了复杂遮挡环境下的跟踪效率。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及户用光伏产品线具有重要参考价值。在复杂遮挡环境下,传统MPPT算法易陷入局部最优,而基于ACMC的STMPPT技术能显著提升光伏阵列的能量捕获效率。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能运维平台及逆变器控制固件中,通过优化DC-DC级控制策略,提升产品在复杂...
双向双桥串联谐振DC-DC变换器的宽范围ZVS控制技术
Wide-Range ZVS Control Technique for Bidirectional Dual-Bridge Series-Resonant DC–DC Converters
Weijian Han · Luca Corradini · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
针对高压大功率双向DC-DC变换器,软开关技术对提升效率与可靠性至关重要。本文提出了一种用于双桥串联谐振DC-DC变换器的宽范围零电压开关(ZVS)控制技术,通过集成变频调制(VFM)与移相控制,有效扩展了软开关工作范围。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务(如PowerTitan、PowerStack系列PCS)具有极高的应用价值。储能变流器在充放电过程中常面临宽电压范围工况,该宽范围ZVS控制技术能显著降低开关损耗,提升系统在全功率段的转换效率,有助于进一步减小散热器体积,提升功率密度。建议研发团队评估该控制策略在双向DA...
双有源桥DC-DC变换器最小无功功率的最优移相控制
Optimal Phase-Shift Control to Minimize Reactive Power for a Dual Active Bridge DC–DC Converter
Shuai Shao · Mingming Jiang · Weiwen Ye · Yucen Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
在双有源桥(DAB)DC-DC变换器中,通过调节移相角可以抑制无功功率,从而在非单位电压增益条件下提高转换效率。由于DAB在不同工作场景(正/反向、降压/升压)及多种工作模式下存在复杂性,推导实现最小无功功率的最优移相控制策略具有挑战性。
解读: DAB变换器是阳光电源储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及直流耦合光储一体化方案中的核心拓扑。该文献提出的最小无功功率移相控制策略,能有效降低变换器在宽电压范围下的循环电流,减少开关损耗和导通损耗。对于阳光电源而言,应用此算法可显著提升储能变流器(PCS)在电池电压波动时的...
一种用于独立或公共输入端输出串联DAB DC-DC系统的可调功率分配控制方案
A Tunable Power Sharing Control Scheme for the Output-Series DAB DC–DC System With Independent or Common Input Terminals
Nie Hou · Yun Wei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
针对连接低压储能设备与中压直流(MVdc)母线的需求,本文提出了一种用于输出串联双有源桥(OS-DAB)DC-DC变换器系统的可调功率分配控制(TPSC)策略。该策略旨在维持MVdc母线电压稳定,并实现系统内各模块间的功率均衡管理。
解读: 该研究直接服务于阳光电源PowerTitan及PowerStack等大容量储能系统技术。随着储能系统向高压化、中压直流汇流方向发展,输出串联(OS)拓扑是提升系统电压等级、降低电流应力的关键技术路径。该TPSC控制策略能有效解决多模块串联时的电压不平衡问题,提升系统可靠性与效率。建议研发团队将其应用...
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...
用于分布式储能系统的高变比隔离型双向DC-DC变换器
High-Conversion-Ratio Isolated Bidirectional DC–DC Converter for Distributed Energy Storage Systems
Junlong Lu · Yi Wang · Xin Li · Changliang Du · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月
本文提出了一种用于分布式储能系统的新型高变比隔离型双向DC-DC变换器。在降压模式下,该变换器等效为隔离型Buck-Boost与Buck变换器的级联,实现了高降压比;在升压模式下,其结构同样具有级联特性,适用于宽电压范围的储能应用场景。
解读: 该拓扑结构通过级联设计实现了高变比转换,能够有效解决储能系统中电池组电压与直流母线电压不匹配的问题,特别适用于PowerTitan和PowerStack等大功率储能系统。在分布式储能场景中,该技术有助于提升PCS的功率密度和转换效率,降低系统损耗。建议研发团队评估该拓扑在宽电压范围下的软开关特性,以...
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...
基于双积分滑模控制的双向隔离型双有源桥
DAB)DC-DC变换器电压与电流调节
Yoon-Cheul Jeung · Dong-Choon Lee · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年7月
本文提出了一种基于双积分滑模控制(SM)的新型双向隔离型双有源桥(DAB)DC-DC变换器控制方案,用于调节输出电压和电流。首先建立了DAB变换器的状态空间数学模型,随后设计了基于双积分滑模的电压与电流控制器,以提升系统的动态响应与鲁棒性。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务(如PowerTitan、PowerStack及ST系列PCS)具有高度相关性。DAB拓扑是双向储能变流器实现DC-DC变换的核心,而滑模控制相比传统PI控制具有更强的鲁棒性和更快的动态响应,尤其在应对电池电压波动和电网侧负荷突变时表现更优。建议研发团队将其应用于新一代高功...
一种用于非隔离式DC-DC变换器组件在线故障诊断与老化检测的综合监测系统
A Comprehensive Monitoring System for Online Fault Diagnosis and Aging Detection of Non-Isolated DC–DC Converters’ Components
Hadi Givi · Ebrahim Farjah · Teymoor Ghanbari · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年7月
本文提出了一种针对非隔离式DC-DC变换器的综合监测系统,旨在实现工业应用中的容错控制,确保系统可靠运行并预防灾难性故障。该方法重点监测变换器中易损组件的状态,通过在线监测技术实现故障诊断与老化评估,提升电力电子系统的长期运行稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。在光伏组串式逆变器及储能系统(如PowerTitan、PowerStack)中,DC-DC变换器是实现MPPT和电池充放电控制的关键环节。引入在线故障诊断与老化检测技术,可显著提升iSolarCloud平台的智能运维能力,实现从“被动维修”向“预测性维护”的转...
两级式单相光伏并网逆变器前端DC-DC变换器中的二次谐波电流抑制
Second Harmonic Current Reduction in Front-End DC−DC Converter for Two-Stage Single-Phase Photovoltaic Grid-Connected Inverter
Shiqi Kan · Xinbo Ruan · Hao Dang · Li Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年7月
两级式单相光伏并网逆变器输出功率存在两倍工频脉动,导致前端DC-DC变换器及光伏组件产生二次谐波电流(SHC)。这不仅影响最大功率点跟踪(MPPT)的精度,还降低了整体转换效率。本文分析了SHC的产生机理,并提出了相应的抑制策略。
解读: 该研究直接针对阳光电源户用及工商业组串式逆变器(如SG系列)的核心痛点。在单相并网场景下,二次谐波电流会干扰MPPT算法,导致光伏组件利用率下降。通过优化前端DC-DC变换器的控制策略以抑制谐波,可显著提升逆变器的发电效率和电能质量。建议研发团队参考该文献中的谐波抑制机理,将其集成至iSolarCl...
基于SiC MOSFET的半双有源桥DC-DC变换器多模式控制策略
Multimode Control Strategy for SiC mosfets Based Semi-Dual Active Bridge DC–DC Converter
Deshang Sha · Jiankun Zhang · Tengfei Sun · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年6月
为满足半双有源桥(semi-DAB)DC-DC变换器在电池充电应用中的全负载范围运行需求,本文提出了一种多模式控制策略。该策略在重载下采用单移相控制,轻载下结合脉宽调制(PWM)与变频控制,在极轻载下进一步优化PWM策略,有效提升了变换器的效率与运行稳定性。
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。半双有源桥拓扑因其高功率密度和双向功率流特性,是储能变流器(PCS)和直流快充模块的核心。文章提出的多模式控制策略能够显著提升SiC器件在宽负载范围下的转换效率,特别是在轻载工况下的效率优化,...
考虑实际脉宽调制与稳定性提升方法的DC-DC变换器近似离散时间小信号模型
Approximate Discrete-Time Small-Signal Models of DC–DC Converters With Consideration of Practical Pulsewidth Modulation and Stability Improvement Methods
Xin Li · Xinbo Ruan · Xiaoling Xiong · Mengke Sha 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
本文针对平均模型无法准确描述前沿和后沿PWM对DC-DC变换器稳定性影响的问题,利用Buck、Boost及Buck-Boost变换器的离散时间模型,推导了占空比到输出电压的通用表达式,并提出了相应的稳定性提升方法。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心产品线,如组串式逆变器中的升压电路(Boost)以及储能系统(PowerTitan/PowerStack)中的双向DC-DC变换器。在实际工程中,高频开关下的PWM调制策略对系统稳定性至关重要。本文提出的离散时间小信号模型能更精确地预测变换器在宽输入电压范围下的动态特性...
用于电池均衡的准谐振零电压开关隔离双向DC-DC变换器
Isolated Bidirectional DC–DC Converter With Quasi-Resonant Zero-Voltage Switching for Battery Charge Equalization
Junlong Lu · Yi Wang · Xin Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
针对串联电池组的电荷均衡问题,本文提出了一种用于集中式均衡系统的隔离型双向DC-DC变换器。该变换器通过准谐振技术,在升压和降压模式下均能实现零电压开关(ZVS),有效降低了开关损耗,提升了能量转换效率,对延长电池组使用寿命具有重要意义。
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。在大型储能系统中,电池簇的电荷均衡直接影响系统的可用容量与循环寿命。该拓扑实现的准谐振ZVS技术可显著提升DC-DC变换效率,降低热损耗,有助于优化PCS内部功率模块的散热设计与功率密度。建议研发团队评估...
具有无纹波输入电流的高电压增益DC-DC变换器
Ripple-Free Input Current High Voltage Gain DC–DC Converters With Coupled Inductors
Ashok Kumar · Parthasarathi Sensarma · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年4月
本文提出了三种具有无纹波输入电流的非隔离高电压增益DC-DC变换器。通过耦合电感与倍压结构(VDS)的结合,实现了高升压比。同时,利用有源钳位电路抑制了耦合电感漏感引起的开关管电压尖峰,提升了系统效率与可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。在光伏组串式逆变器中,高增益DC-DC级能有效提升MPPT效率并降低对光伏组件串联数量的限制;在储能系统(如PowerTitan系列)中,该拓扑有助于优化电池侧与直流母线间的电压匹配,提升系统转换效率。无纹波输入电流特性可显著减少对直流侧电容的应力,延长电容寿...
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...
用于储能系统的隔离型双向DC-DC变换器的新型调制策略
Novel Modulation of Isolated Bidirectional DC–DC Converter for Energy Storage Systems
Nguyen Anh Dung · Huang-Jen Chiu · Jing-Yuan Lin · Yao-Ching Hsieh 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
本文提出了一种用于高压输入至低压输出储能系统的新型三相隔离双向DC-DC变换器调制策略。通过采用变压器星形-三角形(Wye-Delta)连接,有效降低了变压器高压侧的电压应力和低压侧的电流应力。此外,通过频率控制实现了输出电压的精确调节。
解读: 该研究提出的三相隔离双向DC-DC变换器拓扑及调制策略,高度契合阳光电源PowerTitan及ST系列储能变流器(PCS)的技术演进方向。通过Wye-Delta变压器连接优化应力,有助于提升大功率储能系统的功率密度与转换效率,降低核心功率器件的损耗。建议研发团队评估该调制策略在兆瓦级储能系统中的工程...
基于统一移相与功率平衡方案的双有源桥DC-DC变换器综合优化控制
A Comprehensive Optimization Control of Dual-Active-Bridge DC–DC Converters Based on Unified-Phase-Shift and Power-Balancing Scheme
Nie Hou · Wensheng Song · Yunwei Li · Yanan Zhu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年1月
本文提出了一种双有源桥(DAB)DC-DC变换器的综合优化控制方案,旨在提升效率与动态响应。通过统一移相(UPS)控制最小化峰值电流以提高效率,并引入功率平衡方案增强变换器的动态性能。
解读: DAB变换器是阳光电源储能系统(如PowerTitan、PowerStack系列)及PCS核心功率模块的关键拓扑。该文提出的统一移相(UPS)与功率平衡控制方案,能有效降低变换器峰值电流,减少开关损耗,直接提升储能系统的转换效率。同时,针对动态响应的优化对于电网侧储能参与调频、调峰等快速响应场景具有...
一种采用扩展占空比控制和磁集成电感的电流型双有源桥DC-DC变换器及其优化电压失配控制
A Current-Fed Dual-Active-Bridge DC–DC Converter Using Extended Duty Cycle Control and Magnetic-Integrated Inductors With Optimized Voltage Mismatching Control
Deshang Sha · Xiao Wang · Ke Liu · Chao Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年1月
本文提出了一种用于电流型双有源桥(DAB)双向DC-DC变换器的扩展占空比控制策略,使低压侧(LVS)开关占空比可低于50%,从而允许使用低压额定MOSFET以降低导通损耗。同时,通过自适应钳位电压调节的电压失配控制,实现了零电压开关(ZVS),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系列PCS)具有极高的参考价值。电流型DAB拓扑在电池侧与直流母线之间的高效能量转换中应用广泛。通过扩展占空比控制和磁集成技术,可显著降低低压侧开关管的导通损耗,提升PCS整体转换效率,并减小磁性元件体积。建议研发团队关注该控制...
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