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用于>5 V-1 V集成电压调节器的低损耗FeSi-FeNi电感器磁芯
Low-Loss FeSi-FeNi Inductor Cores for > 5 V-1 V Integrated Voltage Regulators
Sai Saravanan Ambi Venkataramanan · Claudio Alvarez Barros · Yoshimasa Narita · Dustin A. Gilbert 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年11月
摘要：现代电力传输网络采用基于降压型的直流 - 直流转换器，其中电感器用于能量存储并维持流向负载的连续电流。虽然电感器设计能在一定程度上满足不断增长的电力需求，但要实现高转换比集成电压调节器（IVR），最终需要具有低损耗和高频稳定性的新型磁性材料。在本研究中，我们分析了由铁硅（FeSi）和铁镍（FeNi）金属合金制成的软磁复合材料（SMC）在零直流偏置下的小信号和大信号损耗，以及大信号直流偏置情况（同时进行原位温度监测）。研究结果与材料特性相关联，如填料形态、表面堆积情况和直流电阻率等。将与基于...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项FeSi-FeNi软磁复合材料（SMC）的研究对我们的核心产品线具有重要的技术参考价值。该研究针对高转换比集成电压调节器（IVR）开发的低损耗电感磁芯技术，与我们在光伏逆变器和储能变流器中广泛应用的DC-DC转换拓扑存在技术关联性。 在光伏逆变器领域，特别是组串式和户...
一种用于单体电池系统的低压大电流双向DC-DC变换器及支路均流策略
A Low-voltage High-current Bidirectional DC-DC Converter and Branch Current-sharing Strategy for Single Cell Battery Systems
Yukun Chen · Bo Zhang · Yangbin Zeng · Dongyuan Qiu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
针对新能源汽车与储能系统中多电芯结构存在的能量分配不均、系统效率低及维护成本高等问题，本文提出一种基于单体电池的抽头交错并联隔离式双向高增益DC-DC变换器，并设计了动态均流控制策略。该拓扑通过抽头变压器与交错并联结构结合，集成磁元件并复用器件，显著降低低压侧大电流导通损耗。为优化支路电流分配，提出变占空比差与移相时序协同控制策略。实验搭建330W样机及单体驱动电机平台，结果表明在3.2V输入、48V输出条件下，系统平均效率达92.43%，峰值效率为94.11%。同时提出扩展方案，支持千瓦级系统...
解读: 该低压大电流双向DC-DC变换器技术对阳光电源储能与车载产品具有重要应用价值。抽头交错并联拓扑与动态均流策略可直接应用于ST系列储能变流器的电池管理系统，解决PowerTitan大型储能系统中单体电芯能量分配不均问题，提升系统效率。92.43%平均效率与94.11%峰值效率指标可优化车载OBC充电机...
快速图解法推导双向多端口DC-DC变换器拓扑
Fast Graphical Analysis for Deriving Bidirectional Multi-Port DC-DC Converter Topologies
Liping Mo · Guipeng Chen · C. Q. Jiang · Xiaosheng Wang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
在可再生能源系统和电动汽车等应用中，对多端口双向直流 - 直流转换器（MP - BDC）的需求日益增长。然而，目前的拓扑推导方法严重依赖手动分析，导致新拓扑的推导速度缓慢，且现有的 MP - BDC 数量有限。为应对这些挑战，本文提出了一种基于图论的快速图形分析（FGA）方法来替代手动分析，引入了一种用于推导单电感多端口双向直流 - 直流转换器（SIMP - BDC）拓扑的快速且系统的方法。该方法包括两个步骤：对 SIMP - BDC 的组件进行穷举组合，并使用 FGA 对这些组合进行分析，以自...
解读: 该图论化拓扑推导方法对阳光电源多端口应用场景具有重要价值。在ST储能系统中，可系统化设计光伏-储能-电网三端口变流器，优化PowerTitan的多能源接入架构；在车载OBC产品线，可推导高压电池-低压电池-充电口多端口拓扑，提升集成度；在光储充一体化充电桩中，可构建光伏-储能-车辆多向能量流动的高效...
高阶DC-DC变换器的在线神经网络无模型控制方法
Online Neural Network Based Model-free Control Method for High-order DC-DC Converter
Zhenkun Xiong · Liangzong He · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
在复杂DC-DC变换器各种控制策略中,神经网络控制方法日益突出。其擅长无需精确数学模型的函数逼近,特别适合复杂、非线性和不确定控制系统。提出高阶DC-DC变换器新型在线无模型控制策略,利用神经网络能力。通过利用实时运行数据训练神经网络,该方法无需复杂模型即可开发变换器控制器。使用在线估计技术提取过程梯度。深入探讨无模型系统原理并详细分析控制方法稳定性。在高升压DC-DC变换器上进行大量实验验证控制框架的实用性、鲁棒性和响应性,该变换器高阶且难以建模,精确建模极具挑战性,可严格测试神经网络控制策略...
解读: 该在线神经网络无模型控制技术对阳光电源高阶复杂变换器控制有重要创新价值。无模型神经网络方法可应用于ST储能变流器的多级DC-DC变换器,简化控制器设计并提高适应性。在线训练和梯度估计技术对阳光电源变换器的自适应控制和参数漂移补偿有借鉴意义。该技术对PowerTitan大型储能系统的复杂拓扑控制和鲁棒...
背照式CMOS光伏器件中近红外光反射与屏蔽结构的研究
Investigation of NIR Light Reflecting and Shielding Structures in Backside-Illuminated CMOS Photovoltaics for Dense Integration of Energy Source and Circuits
Minsung Kim · Sangmin Song · Hyunsoo Song · Younghoon Park 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月
本文研究了可在标准CMOS工艺中制备的背照式光伏（PV）单元，旨在提升能量转换效率并实现光伏单元与片上电源电路的高密度集成。通过利用多晶硅和金属层作为近红外（NIR）反射器与屏蔽层，延长NIR在PV中的光程，并支持在其上方垂直集成MIM电容。基于180 nm 1P6M CMOS工艺，实现了带有P-Si及金属光栅结构的硅p-n结PV单元，以及开关电容型DC-DC升压变换器、模拟基准和压控振荡器等电路。实验结果表明，带P-Si光栅与金属屏蔽层的PV单元在980 nm处的光电流密度提升了67%，且集成...
解读: 该背照式CMOS光伏集成技术对阳光电源智能功率模块设计具有重要启发价值。研究中的NIR光栅反射结构与垂直集成MIM电容方案，可应用于SG系列光伏逆变器和ST储能变流器的辅助供电模块，实现功率器件与控制电路的高密度集成。其DC-DC升压变换器与片上光伏单元的单芯片集成思路，可优化阳光电源SiC功率模块...
一种用于电动交通应用中直流快充站的宽输出电压范围双向两阶段DC-DC变换器
A Two-Stage Bidirectional DC–DC Converter With a Wide Output Voltage Range for DC Fast Charging Stations in E-Mobility Applications
Rajendra Prasad Upputuri · Bidyadhar Subudhi · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
为缩短电动汽车充电时间并降低能量损耗，车载电池电压不断提升至800 V乃至1.5 kV，对快充系统设计提出新挑战。本文提出一种新型双向两阶段DC-DC变换器，具备极宽输出电压范围。前级采用双变压器可重构三桥臂变换器（DTR3LC），后级为交错式可重构降压变换器（IRBC），并通过四个辅助开关实现串并联切换，结合IRBC实现宽范围高效稳压调节。实验样机在80 V输入下实现15–150 V输出，最大效率达95.32%。
解读: 该双向两阶段DC-DC变换器技术对阳光电源充电桩产品线具有重要应用价值。其DTR3LC+IRBC架构通过串并联重构实现15-150V宽范围输出，可直接应对400V/800V/1500V多电压平台电动汽车的快充需求，避免多套硬件冗余。95.32%的高效率与阳光电源SiC器件应用经验结合，可提升充电桩能...
用于扩展三相双有源桥变换器软开关范围的闭式非对称占空比控制
Closed-Form Asymmetrical Duty-Cycle Control to Extend the Soft-Switching Range of Three-Phase Dual-Active-Bridge Converters
Jingxin Hu · Zhiqing Yang · Shenghui Cui · Rik W. De Doncker · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
三相双有源桥（DAB）变换器是直流电网和工业应用中高功率DC-DC转换的理想拓扑。然而，传统单移相调制在轻载及大电压波动下存在软开关范围受限和无功电流大的问题。本文提出了一种非对称占空比控制方法，旨在优化变换器的软开关特性。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack系列PCS）具有极高的应用价值。三相DAB变换器是高功率储能变流器的核心拓扑之一，该研究提出的非对称占空比控制能有效解决轻载下的效率瓶颈，降低无功损耗，提升PCS在宽电压范围下的整体转换效率。建议研发团队在下一代高功率密度储能变...
一种基于二象限逆变器拓扑的光伏系统多端口DC-DC变换器
A Multiport DC–DC Converter Based on Two-Quadrant Inverter Topology for PV Systems
Bader N. Alajmi · Mostafa I. Marei · Ibrahim Abdelsalam · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
本文提出了一种用于光伏接入系统的高频隔离多端口DC-DC变换器。该拓扑利用具有多个输入绕组和单个输出绕组的高频变压器，每个输入端口采用二象限逆变器拓扑连接光伏组件，输出端口连接至直流母线。
解读: 该研究提出的多端口DC-DC变换器拓扑在光伏发电领域具有极高的应用价值。对于阳光电源的组串式逆变器产品线，该技术可优化多路MPPT输入的硬件架构，通过高频变压器实现电气隔离与功率汇流，有效提升功率密度并降低系统成本。特别是在工商业光伏应用中，该拓扑有助于简化多组件接入的电路设计，提高转换效率。建议研...
三相双有源桥DC-DC变换器的瞬时磁链与电流控制
Instantaneous Flux and Current Control for a Three-Phase Dual-Active Bridge DC–DC Converter
Jingxin Hu · Shenghui Cui · Sihan Wang · Rik W. De Doncker · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年2月
三相双有源桥（DAB）变换器凭借软开关特性和电气隔离优势，成为高功率、高频DC-DC转换的理想拓扑。本文基于单移相（SPS）运行模式，提出了一种瞬时电流控制（ICC）方法，实现了两个直流端口间双向功率流的动态控制，且有效避免了过流风险。
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。三相DAB拓扑是高功率储能变流器（PCS）实现高效DC-DC变换的核心，通过引入瞬时电流控制（ICC），可显著提升PCS在复杂电网环境下的动态响应速度和电流冲击抑制能力。建议研发团队将其应用于大功率储能系...
基于采样分解的交错式DC-DC变换器增强型平均值建模
Enhanced Average-Value Modeling of Interleaved DC–DC Converters Using Sampler Decomposition
Alejandro Villarruel-Parra · Andrew J. Forsyth · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月
本文提出了一种改进的交错式DC-DC变换器小信号平均值模型，旨在为控制器设计提供理论基础。通过采用采样分解技术，该模型能够准确表征变换器内部各控制回路的交错运行特性。研究揭示了传统非交错模型无法预测的交互效应及不稳定性现象，为复杂电力电子系统的稳定性分析提供了新视角。
解读: 该研究对阳光电源的核心业务具有高度参考价值。在阳光电源的组串式光伏逆变器（如SG系列）及储能系统（如PowerTitan、PowerStack）中，多路交错并联DC-DC变换器是提升功率密度和效率的关键拓扑。该建模方法能有效揭示多路交错带来的控制回路交互及潜在的不稳定性，有助于研发团队在设计阶段优化...
一种改进的Hy-DPSM磁化电感启发式DAB变换器，用于宽范围电动汽车充电器设计并实现平坦效率曲线
A Modified Hy-DPSM for Magnetizing Inductance Inspired Modified DAB for Wide Category of EV Charger Design With Flat Efficiency Profile
Saran Chaurasiya · Bhim Singh · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
针对便携式电动汽车充电器在宽电池电压范围及宽功率传输范围内效率下降的挑战，本文提出了一种改进的混合双移相调制（Hy-DPSM）策略。通过对磁化电感特性的优化设计，该方案在全功率范围内实现了零电压开关（ZVS），显著提升了宽电压范围下的DC-DC转换效率，并保持了平坦的效率曲线。
解读: 该研究提出的改进型DAB拓扑及Hy-DPSM调制策略，对阳光电源的电动汽车充电桩产品线具有重要的参考价值。随着电动汽车电池电压平台向800V及以上演进，充电桩需具备更宽的输出电压调节能力。该技术通过优化磁化电感与调制策略，能有效提升充电模块在轻载及宽电压输出下的转换效率，有助于降低散热成本并提升产品...
采用半有源桥式整流器实现保持时间补偿的部分功率处理LLC变换器
LLC Converter With Hold-Up Time Compensation Using Partial Power Process With Semiactive Bridge Rectifier
Jong-Woo Kim · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
本文提出了一种利用半有源桥式部分功率处理（P3）电路的LLC变换器，旨在实现保持时间补偿。在额定工况下，P3电路仅处理部分输出功率，从而降低了主LLC变换器的功率等级。在保持时间期间，P3电路通过脉宽调制（PWM）提供升压增益，有效提升了系统的整体效率与功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的储能变流器（PCS）及户用光伏逆变器产品线具有重要参考价值。在储能系统（如PowerStack/PowerTitan）中，保持时间（Hold-up time）是关键指标，该拓扑通过部分功率处理技术，可在不显著增加主功率器件应力的情况下提升保持时间性能，有助于优化DC-DC级的体积与...
开关电容电路的拓扑、应用领域、建模与控制方法综述
Review of Topologies, Application Areas, Modeling, and Control Methods for Switched Capacitor Circuits
Ting Yang · Lei Yang · Bin Wu · Liangzong He 等16人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年4月
本文综述了开关电容（SC）电路在低功率至高功率领域的广泛应用，涵盖集成电路电源、可穿戴设备、数据中心及电动汽车等场景。文章详细探讨了SC拓扑在DC-DC转换、DC-AC逆变、AC-DC整流及AC-AC转换中的应用、建模方法及控制策略。
解读: 开关电容（SC）技术在提升功率密度和效率方面具有显著潜力，对阳光电源的产品线具有重要参考价值。在电动汽车充电桩领域，SC拓扑可优化DC-DC模块的体积与效率；在储能系统（如PowerTitan系列）及户用逆变器中，该技术可作为辅助电路提升变换效率或实现更紧凑的功率模块设计。建议研发团队关注SC电路在...
多频单级混合开关电容变换器
Multifrequency Single-Stage Hybrid Switched-Capacitor Converter
Shouheng Han · Jingyang Tan · Yijie Wang · Yueshi Guan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
混合开关电容变换器（SSC）在固定比例DC-DC转换中具有显著优势。为应对负载或输入波动，传统方案通常采用两级结构。本文提出了一种模块化设计的单级多频混合SSC，通过优化谐振特性，在保持高效率的同时简化了系统架构，提升了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）及组串式逆变器中的DC-DC变换环节具有重要参考价值。目前阳光电源的储能PCS多采用两级架构以适应电池电压波动，该单级多频混合SSC方案有望通过简化拓扑结构，进一步提升系统功率密度并降低转换损耗。建议研发团队评估该拓扑在宽电压...
一种基于单电容的新型T型双向Buck-Boost变换器
A Novel Single-Capacitor-Based T-Type Bidirectional Converter With Buck–Boost Capabilities
Shivam Prakash Gautam · Manish Kumar Barwar · Lalit Kumar Sahu · Nitesh Agrawal 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
本文提出了一种具备Buck-Boost能力的新型双向开关电容变换器拓扑。相较于传统使用两个电容的T型逆变器，该拓扑仅需单个电容，减少了50%的电容数量。该拓扑支持正常、降压和升压模式，具有极高的灵活性，可应用于三相两电平系统等多种场景。
解读: 该拓扑通过单电容设计实现了T型结构的Buck-Boost功能，在功率密度和成本控制上具有显著优势。对于阳光电源的储能变流器（如PowerTitan、PowerStack系列）而言，该技术可优化DC-DC变换环节的硬件成本与体积，提升系统集成度。建议研发团队评估其在宽电压范围电池接入场景下的效率表现与...
四开关Buck-Boost变换器的准峰值电流控制策略
Quasi-Peak Current Control Strategy for Four-Switch Buck–Boost Converter
Zhaoliang Wen · Weiming Tang · Dianguo Xu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
随着数据中心功耗增加，48V供电架构成为主流，两级DC-DC转换方案被广泛采用。四开关Buck-Boost（FSBB）变换器因具备升降压能力，非常适合作为前端预调节模块。本文提出了一种准峰值电流控制策略，旨在优化该拓扑的性能。
解读: 该研究针对的四开关Buck-Boost拓扑及准峰值电流控制策略，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列中的DC-DC环节）及户用光储一体化产品具有重要参考价值。在数据中心供电及高密度储能应用中，该控制策略能有效提升变换器的功率密度与动态响应性能。建议研发团队评估该控制...
基于电子嵌入式变压器的梯形电流与自然均流直流变压器
Electronic-Embedded Transformer Based DC Transformer With Trapezoidal Current and Natural Current Sharing
Yuliang Cao · Dong Dong · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
本文提出了一种电子嵌入式变压器（EET）概念，通过集成低压全桥实现高频、高功率固定增益隔离DC-DC转换（DCX）。该方案通过EET单元的并联运行，有效解决了传统三角形电流EET-DCX的局限性，实现了梯形电流波形及自然均流，提升了功率密度与转换效率。
解读: 该技术在DCX领域的突破对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及组串式逆变器中的DC-DC级具有重要参考价值。通过引入电子嵌入式变压器（EET）实现自然均流，可简化多模块并联控制逻辑，降低系统复杂性，提升大功率储能变流器（PCS）的功率密度与可靠性。建议研发团队关注该拓...
一种用于升压应用的多级谐振DC-DC变换器
A Multistage Resonant DC–DC Converter for Step-Up Applications
Mohammad Mousavi · Younes Sangsefidi · Ali Mehrizi-Sani · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
谐振开关电容变换器是实现高效率DC-DC转换的可行方案。本文提出了一种用于升压应用的新型多级谐振开关电容变换器（MSR-SCC）。通过系统性研究其在谐振频率上下方的性能，实现了零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS），有效提升了变换效率。
解读: 该多级谐振DC-DC拓扑在提升功率密度和转换效率方面具有显著优势，对阳光电源的核心业务具有重要参考价值。在光伏逆变器领域，该技术可优化组串式逆变器前级升压电路，减小磁性元件体积；在储能系统（如PowerTitan系列）中，可提升DC-DC变换模块的效率，降低散热压力；在电动汽车充电桩业务中，该拓扑有...
具有共地、高可扩展性且无交叉调节的单电感多输入多输出变换器
Single-Inductor Multiple-Input Multiple-Output Converter With Common Ground, High Scalability, and No Cross-Regulation
Zheng Dong · Zhen Li · Xiaolu Lucia Li · Chi K. Tse 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
本文提出了一种电流源模式（CSM）的单电感多输入多输出（SIMIMO）DC-DC变换器。通过保持电感电流恒定，该拓扑有效消除了多输出间的交叉调节干扰，简化了控制逻辑，并允许使用更小的无源元件，提升了功率密度与系统集成度。
解读: 该技术对阳光电源的户用光储一体机及小型储能系统（如PowerStack）具有重要参考价值。通过单电感实现多输入多输出，可显著减少变换器内部的磁性元件数量，降低系统体积与成本，提高功率密度。特别是在户用光储系统中，该拓扑能有效解决光伏输入与电池充放电之间的交叉干扰问题，提升系统动态响应性能。建议研发团...
一种具有自电压平衡和软开关功能的升压型非隔离模块化多电平DC-DC变换器
A Step-Up Nonisolated Modular Multilevel DC–DC Converter With Self-Voltage Balancing and Soft Switching
Changjiang Sun · Xin Zhang · Xu Cai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
本文提出了一种新型非隔离模块化多电平DC-DC变换器（MMDC），适用于中高压应用。针对现有拓扑在高升压比应用中存在的环流损耗大等问题，该方案通过优化拓扑结构实现了子模块电压自平衡及软开关特性，有效提升了变换效率与功率密度。
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。随着储能系统向更高直流电压等级发展，传统的两电平或三电平拓扑在效率和绝缘压力上受限，模块化多电平（MMC）技术是实现高压直流接入的关键。该文提出的自平衡与软开关技术，可降低PCS模块的开关损耗并简化控制逻...
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