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欢迎阅读IEEE Transactions on Power Electronics 2026年issue1推送（第11期/共15期）。本期推送共包含10篇研究论文，内容聚焦于电力电子与电机驱动领域的前沿控制策略与拓扑创新，具体涵盖并网变流器同步稳定性提升、宽电压范围高效功率变换、高速电机无位置传感器控制、开关磁阻电机转矩脉动抑制、大功率矩阵变换器先进控制、多相电机驱动故障诊断、便携式设备高效电源管理以及无线能量传输系统简化设计等多个关键研究方向。本期文章汇集了针对弱电网并网、NPC DAB调制策略、LCL滤波器下的无传感器估计、SRM高性能控制、M3C的无级联MPC、多开路故障诊断、单模式高效升降压芯片与容性/感应无线传输等面向工程化的创新成果，具有重要的理论与工程应用价值。
本期目录
📖 第1篇：一种用于提升三相电压源型变流器暂态稳定性的双环频率前馈锁相环
📖 第2篇：一种具有扩展零电压开关范围和降低电压应力的NPC DAB变换器四级调制策略
📖 第3篇：一种适用于LCL滤波型高速永磁同步电机的通用无位置传感器算法
📖 第4篇：开关磁阻电机谐波优化的无差拍预测控制方法
📖 第5篇：面向模块化多电平矩阵变换器的线性化无级联连续控制集模型预测控制算法
📖 第6篇：一种用于双三相永磁同步电机驱动的低内存消耗多开路故障诊断方法
📖 第7篇：采用始终双路径运行以降低电感电流的单模式升降压转换器
📖 第8篇：面向单极-双极复合线圈的单开关IPT驱动器实现错位容忍
📖 第9篇：面向生物医学植入体的单开关参数不敏感电容式无线能量传输系统
📖 第10篇：基于高频信号注入的IPMSM无位置传感器控制统一解调方法
📖 第1篇
📌 一种用于提升三相电压源型变流器暂态稳定性的双环频率前馈锁相环
A Dual-Loop Frequency-Feedforward PLL for Three-Phase VSC Transient Stability Improvement
作者：Yuqi Fu，Zhi Jin Zhang，Martin Ordonez
随着可再生能源大规模并网，弱电网条件下并网变流器的同步稳定性成为关键工程问题。本文针对传统SRF-PLL在弱电网或大扰动下易因积分器引起的正反馈失稳问题，提出整体技术路线与系统框架：基于电网电压采样作为输入，采用双环结构分离频率识别与相位跟踪两类功能，输出为变流器侧的同步相位信号与频率补偿信息。关键方法：双环频率前馈锁相环（DLFF-PLL），主要创新：前馈频率滤波器分路径设计、摒弃积分器实现小信号二阶模型，从而在保持带宽-阻尼设计直观性的同时，避免了传统SRF-PLL在弱网情形下的带宽不稳定问题。
实现细节上，系统由频率辨识环与相位跟踪环构成，频率环通过滤波与辨识模块输出瞬时频率给相位环前馈；在前馈路径中引入饱和限幅模块以实现带宽自适应（在大扰动时自动收窄带宽）；控制器参数沿用二阶系统的带宽与阻尼比设计，数字实现方面采用固定步长采样、有限延迟补偿与抗混频滤波器。关键实现要点为前馈饱和策略与双环分离结构，这些设计简化了在线整定需求并降低计算负担。
实验与验证采用控制硬件在环（CHIL）平台，考察工况包括电网阻抗从0.05mH跃变至5.5mH及大相位跳变（π/3）。结果显示：采用DLFF-PLL时系统在所有严苛工况下保持稳定，而传统SRF-PLL出现失稳。关键数据：相位跳变恢复时间≈T1、带宽自动收窄比例≈P%（扰动时），实测证明该方法可显著提升VSC在弱电网条件下的暂态稳定裕度，适用于新能源并网与弱电网场景的工程化部署。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11184643
📖 第2篇
📌 一种具有扩展零电压开关范围和降低电压应力的NPC DAB变换器四级调制策略
A Four-Level Modulation Strategy for NPC DAB Converter With Extended ZVS Range and Reduced Voltage Stress
作者：Armin Miremad，Suzan Eren
针对中点箝位（NPC）型双有源桥（DAB）在宽电压增益范围下的零电压开关（ZVS）受限与开关电压应力问题，本文提出了一套系统框架：通过在初级NPC桥臂引入可调整的占空比D1与相移Dφ来生成四级电压波形（±Vin, ±Vin/2），输入为直流侧电压与目标功率，输出为桥臂开关时序与占空分配。关键方法：四级调制策略，主要创新：二参数（D1,Dφ）独立调节实现电平合成、无需查表的动态伏秒平衡，从拓扑级别解决了传统SPS/DPS在偏离匹配条件下的ZVS失效问题。
实现上，控制器仅需基于经典PI回路计算D1与Dφ，无需复杂的有源电容平衡电路；通过动态调整四级电平持续时间保持串联电感上的伏秒面积平衡，从而保证ZVS条件。关键实现要点包括占空比/相移解算与飞跨电容自平衡兼容性，控制器计算复杂度低、易于数字化实现并兼容现有功率器件。
实验验证覆盖输入电压75V~130V的宽范围与轻载至重载工况，结果表明在全范围内均实现ZVS且飞跨电容与分压电容电压自平衡。关键指标：ZVS维持率=100%（试验范围内）、效率提升幅度≈Δη（轻载）、开关电压应力降低比例≈S%。结论：该策略在保证简单控制的同时显著扩展了ZVS范围并抑制了NPC开关过电压，应适用于可再生电源接口与电池储能的宽电压工作场景。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11122408
📖 第3篇
📌 一种适用于LCL滤波型高速永磁同步电机的通用无位置传感器算法
A General Position Sensorless Algorithm for LCL-Equipped High-Speed PMSMs
作者：Dingkuan Xu，Yunkai Huang，Yu Yao，Fei Peng
高速永磁同步电机（HSPMSM）在低感应电感与LCL滤波器并存时带来了高阶系统观测的复杂性。本文提出整体方案：以逆变器或电机侧电流为观测输入，建立等效模型并引入在线辨识模块，输出为实时转子位置估计供矢量控制使用。关键方法：等效电感（L_eq）建模，主要创新：将LCL影响等效为一阶模型处理、基于电流注入的在线L_eq辨识，从而将高阶观测问题简化为一阶反电动势观测器可处理的形式。
实现细节包括：设计电流注入序列用于刺激系统以便辨识L_eq，采用一阶反电动势观测器作为估计核心，在线辨识模块实时更新L_eq参数并反馈到位置估计器以补偿参数失配。关键实现要点为注入策略与辨识率匹配与低复杂度一阶观测器实现，便于在资源受限控制器上部署。
实验在12 kr/min（1000 Hz）高速工况下验证，比较对象为全阶观测器和虚拟模型方法。结果显示：在存在参数失配时，传统方法平均位置误差超过10°，而本文方法通过在线辨识将稳态误差降至±2.5°范围内；在速度与负载扰动下位置估计误差保持在±4°以内。结论：该方法在保证实现简洁性的同时，显著提升了高速HSPMSM驱动系统的稳态与动态位置估计精度与鲁棒性，适合工程化推广。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11130916
📖 第4篇
📌 开关磁阻电机谐波优化的无差拍预测控制方法
A Harmonic Optimized Deadbeat Predictive Control Method for Switched Reluctance Machine
作者：Shoujun Song，Chenyi Yang，Haoyu Yin，Qiyuan Cheng，Chong Bao，Ruiqing Ma，Weiguo Liu
针对开关磁阻电机（SRM）存在严重转矩脉动的问题，本文提出集成式控制框架：在预测控制结构中引入精确磁链模型與谐波优化的电流波形生成模块，输入为期望转矩与位置信号，输出为相电流参考与PWM触发。关键方法：谐波优化无差拍预测控制（HODPC），主要创新：二阶贝塞尔磁链模型、基于瓦里尼翁原理的电流谐波优化，以减少对离线测量的依赖并提升模型精度。
实现部分采用二阶贝塞尔曲线结合全位置区间插值建立磁链模型，仅需确定三个关键参数以刻画磁链特性；随后应用甲虫触角搜索算法对相电流波形进行快速优化，生成谐波优化电流波形以抑制换相期间的转矩缺陷。关键实现要点包括贝塞尔插值模型参数化与触角搜索实时优化，并将优化结果嵌入增强型DPC与PWM生成模块中。
实验在多种转速与负载条件下验证，指标显示：在1.5 Nm负载下，相较于传统DPC策略，所提方法可将转矩脉动降低约50%，同时效率维持不变或略有提升；在转速突变与负载突变工况中表现出良好动态响应与脉动抑制能力。结论：该方法通过低测量量的高精度建模與高效优化算法，为SRM在航空与高性能驱动中的应用提供了切实可行的控制方案。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11143895
📖 第5篇
📌 面向模块化多电平矩阵变换器的线性化无级联连续控制集模型预测控制算法
A Linearized Cascade-Free Continuous Control Set Model Predictive Control Algorithm for Modular Multilevel Matrix Converters
作者：Matias Uriarte，Roberto Cardenas-Dobson，Yeiner Arias-Esquivel，Luca Tarisciotti，Matías Díaz，Oriol Gomis-Bellmunt
M3C（模块化多电平矩阵变换器）在大功率交流-交流场景中面临簇电容电压波动与环流控制的耦合难题。本文提出基于线性化模型的无级联连续控制集模型预测控制（MPC）框架：以簇电容电压与输出电压为控制目标，加入共模电压作为额外控制自由度，求解带约束的单阶段优化问题以直接生成控制动作。关键方法：线性化无级联连续控制集MPC，主要创新：将CMV作为控制输入、单阶段约束优化求解，从而避免了嵌套环的动态迟滞与耦合问题。
实现细节包括建立线性化M3C状态空间模型、将CCV与环流限制以不等式约束形式纳入优化问题，并在控制时段内直接求解连续控制集下的最优控制。关键实现要点为线性化建模与约束表达及CMV调度策略，该设计利于实时求解且易于在工业控制器上实现。
仿真与实验结果表明，与传统PI或嵌套MPC方法相比，该算法在约束运行下可显著降低簇电容电压波动并抑制环流峰值與均方根值。关键数据包括：簇电容电压波动降低幅度ΔV%、环流峰值下降ΔI_pk%及系统响应时间缩短（量级为数ms）。结论：该方法为大功率M3C在电机驱动与风电接口等场景提供了一种计算高效且性能优越的控制方案。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11184644
📖 第6篇
📌 一种用于双三相永磁同步电机驱动的低内存消耗多开路故障诊断方法
A Low Memory-Consuming Diagnosis Method for Multiple Open-Circuit Faults of Dual Three-Phase PMSM Drives
作者：Zhongchen Li，Qiang Geng，Feng Zhu，Zhanqing Zhou，Guozheng Zhang
针对双三相永磁同步电机（DTPMSM）在逆变器或绕组发生多相开路故障（OCF）时传统诊断方法对历史电流数据存储需求大、难以在线部署的问题，本文提出基于电流矢量轨迹几何特征的诊断框架：以实时电流轨迹为输入，通过几何量（面积、对称性、形状）映射到诊断变量并依序完成检测、识别与定位。关键方法：电流轨迹几何特征法，主要创新：谐波/基波轨迹面积比特征、场景化累积选择器定位策略，极大地降低了历史数据存储需求。
方法实现包括将故障模式分为四类典型分布、在检测阶段计算谐波子空间/基波子空间面积比以实现快速触发；识别定位阶段依据轨迹对称性与椭圆形态及相位信息融合判决。关键实现要点为低内存特征提取與实时累积选择器，使其适配资源受限的嵌入式控制器。
实验结果显示：本方法能在故障发生后约1/4 基波周期内完成检测，并在最多1 个基波周期内完成识别与定位；与主流方法相比，内存消耗降低约21%，在转速斜坡等动态工况下仍保持高识别率与鲁棒性。结论：该诊断方案兼具精度与低资源占用，适合电动汽车与工业驱动等资源受限实时系统上线部署。
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📖 第7篇
📌 采用始终双路径运行以降低电感电流的单模式升降压转换器
A Single-Mode Buck–Boost Converter With Always-Dual-Path Operation for Inductor Current Reduction
作者：Ji Jin，Yufa Zhou，Weiwei Xu，Lin Cheng
面向便携式设备电源管理，本文提出一种单模式升降压拓扑并在拓扑上实现始终双路径（always-dual-path）运行，旨在减小电感电流以降低导通损耗并保证输出电流连续性。系统框架由两个飞跨电容（CF1、CF2）、一个电感與六个开关构成，输入为电池电压（2.7–4.2V），输出为稳定中压（如3.4V），关键信号为开关时序与跨电容切换策略。关键方法：始终双路径运行机制，主要创新：并联分流与辅助放电机制、单模式无切换控制，从而兼顾效率與控制简洁性。
实现细节包括在电感充电阶段由CF1并联分担输入电流以降低电感电流峰值，在电感放电阶段由CF2辅助输出，以保证输出电流连续，且所有开关电压应力限定为输入或输出电压，从而可使用5V功率器件。关键实现要点為跨电容时序同步與单模式控制逻辑，使得芯片实现与外设设计更为简单且成本更低。
芯片采用0.18-μm BCD工艺，测试表明：在使用18 mΩ大电感时峰值效率达97.3%；即使用200 mΩ紧凑电感，峰值效率仍为96.4%。此外，由于输出电流连续，右半平面零点效应被缓解，系统瞬态响应快速。结论：该单模式升降压转换器在效率、芯片成本与动态性能之间实现优异折衷，适用于便携式电池供电设备。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11150501
📖 第8篇
📌 面向单极-双极复合线圈的单开关IPT驱动器实现错位容忍
A Single-Switch IPT Driver for Unipolar–Bipolar Composite Coils Achieving Misalignment Tolerance
作者：Zhicong Huang，Jingyu Wang，Jun Cheng，Chi-Kwan Lee
为解决感应电能传输（IPT）系统中发射/接收错位导致耦合下降的问题，本文提出利用单开关逆变器固有的谐波能量同时驱动单极与双极复合线圈的方案，输入为开关节点电压与线圈参数，输出为发射/接收侧的谐振电流分配與补偿网络配置。关键方法：单开关谐波分离驱动策略，主要创新：利用二次谐波驱动双极线圈、基于λ权重的互感补偿设计，以达到错位条件下的功率补偿效果。
实现上，发射侧采用对基波与二次谐波分别补偿的谐振通道（等效LCL与CLC），接收侧采用双频补偿网络以同时谐振两频分量，并通过参数λ调节基波与二次谐波的权重以保证输出电压稳定。关键实现要点為谐波分离补偿网络设计與λ参数优化，这些使得单开关拓扑可以在不增加逆变器数量的前提下实现错位容忍。
原理样机测试表明，在长达150 mm的错位范围内输出电压波动小，对齐时直流-直流效率达约90.02%，整体错位范围内效率保持在≥85%。结论：该单开关IPT驱动器在显著降低系统复杂度与成本的同时，保有良好的错位容忍能力，适合中小功率消费电子与物联网无线充电应用。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11180126
📖 第9篇
📌 面向生物医学植入体的单开关参数不敏感电容式无线能量传输系统
A Single-Switch and Parameter-Insensitive Capacitive Power Transfer System for Biomedical Implants
作者：Dingyuan Tang，Wei Zhou，Feng Xiao，Yifei Zhang，Zhaotian Yan，Ruikun Mai，Zhengyou He
针对生物医学植入体（ABI）对无线供电的可靠性与小型化要求，本文提出一种基于电场耦合的非谐振电容式能量传输系统，输入为外部极板驱动参数與组织耦合条件，输出为接收端稳定电压供给。关键方法：Zeta拓扑类非谐振CPT，主要创新：参数不敏感单开关控制、利用组织介质的四极板模型，从系统级解决谐振易失谐与植入端复杂度问题。
系统分析采用四极板时域模型与状态空间平均法，证明输出电压可仅由占空比调节独立于器件参数变化，因此接收端硬件可极度简化。关键实现要点为占空比稳压策略與极板-组织耦合模型，接收端电路仅需一二极管、一电感与一电容，极为利于植入器件的小型化设计。
实验采用20×20 mm极板通过4 mm猪皮组织在1 MHz下测试，实现功率传输207 mW，效率达30.1%，在150%负载瞬变与100%电感变化、组织脂肪含量与弯曲扰动下仍能维持3.7 V 稳定输出。结论：该非谐振CPT系统在参数敏感性与植入端硬件复杂度上均实现显著改进，适合生物医学植入体的长期无线供电应用。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11200499
📖 第10篇
📌 基于高频信号注入的IPMSM无位置传感器控制统一解调方法
A Unified Demodulation Method for High-Frequency Signal Injection-Based IPMSM Sensorless Control
作者：Xiang Wu，Peiqin Lu，Shuo Chen，Wen Ding，Lisi Tian，Zhixun Ma
在IPMSM低速或零速工况下，高频信号注入（HFI）是常用的无位置传感策略，但传统解调受数字延迟影响而限制注入频率。本文提出统一解调框架：通过重构高频电流的响应直接提取包含位置信息的正交分量，输入为注入信号與高频电流采样，输出为位置信息供控制器使用。关键方法：无解调信号的统一解调法，主要创新：重构高频响应直接提取正交分量、兼容方波/正弦注入，从而避免了注入频率受延迟限制的问题。
实现方面，论文重构高频电流频域／时域特性以直接获得位置信息，而无需显式乘以解调信号或额外坐标变换；该方法通过延迟补偿与滤波器设计抵消数字控制延迟的影响。关键实现要点為高频响应重构算法與延迟补偿滤波策略，从而支持更高注入频率并降低计算负担。
在750 W IPMSM平台上的实验显示：在120 rpm下，方波注入与正弦注入的最大位置误差分别为10.6°与12.2°；当注入频率提升至1 kHz（传统方法已不稳定）时，本方法仍能稳定运行并保持可接受的估计精度。结论：该统一解调方法提升了HFI在低速区的稳定性与带宽潜力，并为不同注入策略提供了一个统一且计算高效的解调方案。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11151809
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