2019年上海科学技术奖项目信息
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7. 赵晋斌, 刘金彪, 梁晓霞, et al. 一种新型交错式反激变换器分 析与设计[J]. 电力系统保护与控制, 2015, 43(18).
8. 王闪闪, 赵晋斌, 毛玲,刘琛, 王晓晶. 基于电动汽车移动储能 特性的直流微网控制策略[J]. 电力系统保护与控制，2018，
46(20): 31-38. 9. 张苏捷, 赵晋斌, 杨旭红, 刘争光. 电容电流补偿的滞环控制
2016, 2016/11/28-2016/12/1, pp 730-734, 2016. 15. Wang, Jinlong; Zhao, Jinbin; Dai, Jianfeng; Qu, Keqing; Ye,
Tiankai. Stability analysis and evaluation of ESR for hysteresis
52(16):1403-1404. 2. Qu K.,YeT,ZhaoJ,et al. A high step-up and low switches voltage
stress boost converter[J]. IEICE Electronics Express,2015,12(13):
1-6. 3. 屈克庆, 冯苗苗, 赵晋斌. 基于耦合电感的新型高增益软开关
主要完成 人
Parallel Output Zero-Voltage-Switching converter[C]. IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (IEEE ECCE2013). pp.4900-4904. 17. Dai, Jianfeng; Zhao, Jinbin; Qu, Keqing; Li, Fen. The dynamic analysis and evaluation of hysteresis control Buck converter[C]//2014 16th European Conference on Power Electronics and Applications. IEEE, 2014: 1-8. 18. Feng, Miaomiao, Qu, Keqing, ZhaoJinbin, Sun Muwen. A high step-up soft switching Boost converter[C], 2016 IEEE 8th International Power Electronics and Motion Control Conference, IPEMC-ECCE Asia, July 13, 2016: 2156-2160. 19. CailingHuo, Jinbin Zhao,Keqing Qu. A Novel Negative-Output Converter with High Step-Down Ratio[C]. IET Renewable Power Generation Conference (IET RPG2013). IET, 2013: 1-4. 20. Kong, Wei ;Qu, Keqing; Lin, Xiang; Sun, Kai; Mu, Shujun; Zhou, You. Loss Comparison of Two Bidirectional Isolated DC/DC Converters for Reversible Solid Oxide Fuel Cell Systems[C], 2018 IEEE International Power Electronics and Application Conference and Exposition, PEAC 2018 , Shenzhen, 2018.11.4-2018.11.7.
IET Renewable Power Generation, 8(7), pp 757-764, 2014.
5. 赵晋斌, 戴剑丰, 屈克庆. 基于电容电荷平衡的滞环控制策略 [J]. 电工技术学报, 2015, 30(16):63-69.
6. Yongxiao Liu，Jinbin Zhao, Keqing Qu. Fast Transient buck converter using hysteresis PWM controller[J]. Journal of Power Electronics，Vol.13, No.6, pp.991-999 , 2013.
2019 年度上海市科学技术奖项目信息
项目名称 电力变换器中高增益拓扑关键技术及应用
提名者
上海市教育委员会
提名等级 项目简介
技发明奖三等奖
本项目属于电气工程学科。 随着新能源发电、电动汽车及微电网技术的快速发展，在电 力变换过程中由于单体电源发出的直流电压较低，需要在系统前 端增设一个直流升压变换器将发出的低电压升高以便应用。由于 传统型升压直流变换器开关需要的导通时间较长，导通损耗增大， 输入电流纹波增大、电路的转换效率降低，且在实际运用中开关 频率也会受到多方面限制，这对当前的直流开关变换器提出了小 型化、轻量化、高性能和可靠性更高的要求。 为了获得较高的电压转换增益，通常的方法有：在传统型升 压直流变换器中采用较大的占空比来获得高增益，采用变压器、 耦合电感和多级联接等方式，采用多级联接的方法，采用耦合电 感或是变压器的方法。多级联接方法在结构上使得主电路拓扑较 为复杂，制造成本增加，控制的难度增大，电路效率降低。变压 器和耦合电感的漏电感和寄生电容极易导致高频振荡发生，产生 开关电压尖峰和 EMI。为了抑制各种寄生参数产生的尖峰信号和 EMI、必须额外设计缓冲电路，造成器件数量增加和转换效率降低， 并使设计流程复杂化。主开关的电压应力被输出电压钳位，必须 选择耐压等级较高的功率器件，提高了硬件成本，增加了主开关 导通阻抗，降低了转换效率。 本团队在上海市科委重点科技攻关项目、上海市科委浦江计 划、上海市教委科研创新重点项目等的支持下，历经五年多刻苦 攻关，突破高增益直流变换器拓扑及演化关键技术，研发了高增 益直流变换器系列产品并推广应用，主要技术创新如下：本项目 的关键技术发明点如下： 1）高增益低开关应力的直流升压变换器 在传统型升压直流变换器拓扑结构的基础上，通过采用 X 型 Z 源网络以及简单的电感和电容串并连方式，分别实现单级直流变 换器和两级变换器的电路拓扑结构。不仅可以获得较高的电压转 换增益，而且还降低加在主开关两端的电压应力、降低输入电流 的峰值、并减小导通损耗，有效地实现了直流变换器高效、小型、 低噪音、低成本的应用目标。（专利：ZL 201410235430.1） 2）基于电荷泵电容的倍压型直流变换器 通过采用电荷泵电容接入二极管和电感，有效减小了开关的 导通占空比，从而减小导通损耗；输入电流的峰值以及输出电压
流变换器[J].电力电子技术,2018,52(04):35-37. 12. 刘争光, 赵晋斌, 刘金彪. 基于纹波补偿的恒定导通时间控制
Buck 变换器[J]. 电源技术, 2016, 40(7):1483-1486. 13. Mao, Ling, Enyu Jiang. Dispatching Analysis of Ordered
利 1 项，申请专利 1 项。发表 SCI/EI 论文 26 篇，据 SCI 检索和 EI 检索数据库统计，引用次数达 25 次，多次在电力电子顶级期刊 IEEE
Transaction on industry electronics、Electronics Letters 和电工技术 学报中引用。经中国科学院上海科技查询中心查新评价，该项目
7. 一种 PWM 电压优先级控制电路（ZL201410058425.8 授权发 明）；
8. 接口控制电路和供电系统（ZL201820776962.X 授权实用新 型）；
9. 一 种 油 田 伴 生 气 再 利 用 的 光 气 储 区 域 智 慧 微 网 发 电 系 统 （ZL201721606938.3 7 授权实用新型）；
直流变换器[J]. 电机与控制学报, 2017(8) : 25~31. 4. Zhao, Jinbin; Wang, Yawei; Qu, Keqing; Li, Fen. Analysis and evaluation of
current distortion for photovoltaic system with isolation transformer [J].
4. 一种基于耦合电感和倍压电容的软开关高增益直流变换器 （ZL201610052494.7 授权发明）；
5. Z 源高增益低开关应力的直流升压变换器（ZL 201410235438.8 授权发明）；
6. 带 有 电 感 电 流 斜 率 补 偿 的 开 关 电 源 固 定 导 通 时 间 控 制 器 （ZL201410097095.3 授权发明）；
具有新颖性，综合技术达到国内领先水平。
知识产权 情况
获得授权发明专利 7 项，实用新型 2 项，公开发明专利 1 项： 1. Z 源高增益直流升压变换器（ZL 201410235430.1，授权发明）; 2. 一种基于电荷泵电容的倍压型直流变换器（ZL 201310032032.5
授权发明）；
3. 零 电 压 开 关 准 谐 振 高 增 益 直 流 升 压 变 换 器 （ ZL 201510639813.X 授权发明）；
Buck 变换器分析[J]. 电力电子技术, 2017(01):100-102. 10. 冯苗苗,屈克庆,赵晋斌,孙慕文.基于 Z 源网络的高增益低应力
的直流变换器[J].电力电子技术,2017,51(04):41-42+64. 11. 魏夏,屈克庆,赵晋斌,朱林.基于 L-C-D 结构的高增益低应力直
的纹波随着导通时间的缩短而有效的降低，主开关的电压应力随 之降低，对开关器件的耐压等级要求有所降低，从而减少了成本。 具有电压增益升高、导通损耗小、成本、电路结构简单等优点。（专 利：ZL 201310032032.5）
3）零电压开关准谐振高增益直流升压变换器 针对在硬开关条件下的改进型升压直流变换器以及具有耦合 电感和倍压电容的高增益直流变换器，通过增加 LC 谐振电路，构 成软开关条件，改善器件所在电路的开关环境，谐振减缓了开关 过程中的电压、电流变化率。与硬开关条件下在输入输出功率对 比方面，软开关条件下损耗小、电路传输效率较高；，零电压开关 准谐振高增益直流升压变换器电路拓扑结构简单，可满足简单高 效、轻量化和低噪音的要求。（专利：ZL 201510639813.X） 该项目获得授权发明专利 7 项，实用新型 3 项，授权外观专
controlled buck converter[C]//2015 9th International Conference
on Power Electronics and ECCE Asia (ICPE-ECCE Asia). IEEE,
2015: 2318-2323. 16. Haixian Liu，Jinbin Zhao, Keqing Qu . Interleaved Series Input
Singapore, 2017. 309-318. 14. Feng, Miaomiao ， Qu, Keqing ， Zhao, Jinbin ， Sun, Muwen
Non-isolated DC-DC converter with high voltage gain[C]. 2016
IEEE Innovative Smart Grid Technologies - Asia, ISGT-Asia
10. 用于光柴储发电系统的能源管理系统（ZL201520919750.9 授 权实用新型）。
代表性论 文专著目 录
1. Qu K., Feng M., Zhao J.. Inductor-capacitor structure for getting high step-up converter[J]. Electronics Letters, 2016,
Charging Considering the Randomness Factor of Electric Vehicles
Charging[C], Advanced Computational Methods in Energy,
Power, Electric Vehicles, and Their Integration. Springer,
8. 王闪闪, 赵晋斌, 毛玲,刘琛, 王晓晶. 基于电动汽车移动储能 特性的直流微网控制策略[J]. 电力系统保护与控制，2018，
46(20): 31-38. 9. 张苏捷, 赵晋斌, 杨旭红, 刘争光. 电容电流补偿的滞环控制
2016, 2016/11/28-2016/12/1, pp 730-734, 2016. 15. Wang, Jinlong; Zhao, Jinbin; Dai, Jianfeng; Qu, Keqing; Ye,
Tiankai. Stability analysis and evaluation of ESR for hysteresis
52(16):1403-1404. 2. Qu K.,YeT,ZhaoJ,et al. A high step-up and low switches voltage
stress boost converter[J]. IEICE Electronics Express,2015,12(13):
1-6. 3. 屈克庆, 冯苗苗, 赵晋斌. 基于耦合电感的新型高增益软开关
主要完成 人
Parallel Output Zero-Voltage-Switching converter[C]. IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (IEEE ECCE2013). pp.4900-4904. 17. Dai, Jianfeng; Zhao, Jinbin; Qu, Keqing; Li, Fen. The dynamic analysis and evaluation of hysteresis control Buck converter[C]//2014 16th European Conference on Power Electronics and Applications. IEEE, 2014: 1-8. 18. Feng, Miaomiao, Qu, Keqing, ZhaoJinbin, Sun Muwen. A high step-up soft switching Boost converter[C], 2016 IEEE 8th International Power Electronics and Motion Control Conference, IPEMC-ECCE Asia, July 13, 2016: 2156-2160. 19. CailingHuo, Jinbin Zhao,Keqing Qu. A Novel Negative-Output Converter with High Step-Down Ratio[C]. IET Renewable Power Generation Conference (IET RPG2013). IET, 2013: 1-4. 20. Kong, Wei ;Qu, Keqing; Lin, Xiang; Sun, Kai; Mu, Shujun; Zhou, You. Loss Comparison of Two Bidirectional Isolated DC/DC Converters for Reversible Solid Oxide Fuel Cell Systems[C], 2018 IEEE International Power Electronics and Application Conference and Exposition, PEAC 2018 , Shenzhen, 2018.11.4-2018.11.7.
IET Renewable Power Generation, 8(7), pp 757-764, 2014.
5. 赵晋斌, 戴剑丰, 屈克庆. 基于电容电荷平衡的滞环控制策略 [J]. 电工技术学报, 2015, 30(16):63-69.
6. Yongxiao Liu，Jinbin Zhao, Keqing Qu. Fast Transient buck converter using hysteresis PWM controller[J]. Journal of Power Electronics，Vol.13, No.6, pp.991-999 , 2013.
2019 年度上海市科学技术奖项目信息
项目名称 电力变换器中高增益拓扑关键技术及应用
提名者
上海市教育委员会
提名等级 项目简介
技发明奖三等奖
本项目属于电气工程学科。 随着新能源发电、电动汽车及微电网技术的快速发展，在电 力变换过程中由于单体电源发出的直流电压较低，需要在系统前 端增设一个直流升压变换器将发出的低电压升高以便应用。由于 传统型升压直流变换器开关需要的导通时间较长，导通损耗增大， 输入电流纹波增大、电路的转换效率降低，且在实际运用中开关 频率也会受到多方面限制，这对当前的直流开关变换器提出了小 型化、轻量化、高性能和可靠性更高的要求。 为了获得较高的电压转换增益，通常的方法有：在传统型升 压直流变换器中采用较大的占空比来获得高增益，采用变压器、 耦合电感和多级联接等方式，采用多级联接的方法，采用耦合电 感或是变压器的方法。多级联接方法在结构上使得主电路拓扑较 为复杂，制造成本增加，控制的难度增大，电路效率降低。变压 器和耦合电感的漏电感和寄生电容极易导致高频振荡发生，产生 开关电压尖峰和 EMI。为了抑制各种寄生参数产生的尖峰信号和 EMI、必须额外设计缓冲电路，造成器件数量增加和转换效率降低， 并使设计流程复杂化。主开关的电压应力被输出电压钳位，必须 选择耐压等级较高的功率器件，提高了硬件成本，增加了主开关 导通阻抗，降低了转换效率。 本团队在上海市科委重点科技攻关项目、上海市科委浦江计 划、上海市教委科研创新重点项目等的支持下，历经五年多刻苦 攻关，突破高增益直流变换器拓扑及演化关键技术，研发了高增 益直流变换器系列产品并推广应用，主要技术创新如下：本项目 的关键技术发明点如下： 1）高增益低开关应力的直流升压变换器 在传统型升压直流变换器拓扑结构的基础上，通过采用 X 型 Z 源网络以及简单的电感和电容串并连方式，分别实现单级直流变 换器和两级变换器的电路拓扑结构。不仅可以获得较高的电压转 换增益，而且还降低加在主开关两端的电压应力、降低输入电流 的峰值、并减小导通损耗，有效地实现了直流变换器高效、小型、 低噪音、低成本的应用目标。（专利：ZL 201410235430.1） 2）基于电荷泵电容的倍压型直流变换器 通过采用电荷泵电容接入二极管和电感，有效减小了开关的 导通占空比，从而减小导通损耗；输入电流的峰值以及输出电压
流变换器[J].电力电子技术,2018,52(04):35-37. 12. 刘争光, 赵晋斌, 刘金彪. 基于纹波补偿的恒定导通时间控制
Buck 变换器[J]. 电源技术, 2016, 40(7):1483-1486. 13. Mao, Ling, Enyu Jiang. Dispatching Analysis of Ordered
利 1 项，申请专利 1 项。发表 SCI/EI 论文 26 篇，据 SCI 检索和 EI 检索数据库统计，引用次数达 25 次，多次在电力电子顶级期刊 IEEE
Transaction on industry electronics、Electronics Letters 和电工技术 学报中引用。经中国科学院上海科技查询中心查新评价，该项目
7. 一种 PWM 电压优先级控制电路（ZL201410058425.8 授权发 明）；
8. 接口控制电路和供电系统（ZL201820776962.X 授权实用新 型）；
9. 一 种 油 田 伴 生 气 再 利 用 的 光 气 储 区 域 智 慧 微 网 发 电 系 统 （ZL201721606938.3 7 授权实用新型）；
直流变换器[J]. 电机与控制学报, 2017(8) : 25~31. 4. Zhao, Jinbin; Wang, Yawei; Qu, Keqing; Li, Fen. Analysis and evaluation of
current distortion for photovoltaic system with isolation transformer [J].
4. 一种基于耦合电感和倍压电容的软开关高增益直流变换器 （ZL201610052494.7 授权发明）；
5. Z 源高增益低开关应力的直流升压变换器（ZL 201410235438.8 授权发明）；
6. 带 有 电 感 电 流 斜 率 补 偿 的 开 关 电 源 固 定 导 通 时 间 控 制 器 （ZL201410097095.3 授权发明）；
具有新颖性，综合技术达到国内领先水平。
知识产权 情况
获得授权发明专利 7 项，实用新型 2 项，公开发明专利 1 项： 1. Z 源高增益直流升压变换器（ZL 201410235430.1，授权发明）; 2. 一种基于电荷泵电容的倍压型直流变换器（ZL 201310032032.5
授权发明）；
3. 零 电 压 开 关 准 谐 振 高 增 益 直 流 升 压 变 换 器 （ ZL 201510639813.X 授权发明）；
Buck 变换器分析[J]. 电力电子技术, 2017(01):100-102. 10. 冯苗苗,屈克庆,赵晋斌,孙慕文.基于 Z 源网络的高增益低应力
的直流变换器[J].电力电子技术,2017,51(04):41-42+64. 11. 魏夏,屈克庆,赵晋斌,朱林.基于 L-C-D 结构的高增益低应力直
的纹波随着导通时间的缩短而有效的降低，主开关的电压应力随 之降低，对开关器件的耐压等级要求有所降低，从而减少了成本。 具有电压增益升高、导通损耗小、成本、电路结构简单等优点。（专 利：ZL 201310032032.5）
3）零电压开关准谐振高增益直流升压变换器 针对在硬开关条件下的改进型升压直流变换器以及具有耦合 电感和倍压电容的高增益直流变换器，通过增加 LC 谐振电路，构 成软开关条件，改善器件所在电路的开关环境，谐振减缓了开关 过程中的电压、电流变化率。与硬开关条件下在输入输出功率对 比方面，软开关条件下损耗小、电路传输效率较高；，零电压开关 准谐振高增益直流升压变换器电路拓扑结构简单，可满足简单高 效、轻量化和低噪音的要求。（专利：ZL 201510639813.X） 该项目获得授权发明专利 7 项，实用新型 3 项，授权外观专
controlled buck converter[C]//2015 9th International Conference
on Power Electronics and ECCE Asia (ICPE-ECCE Asia). IEEE,
2015: 2318-2323. 16. Haixian Liu，Jinbin Zhao, Keqing Qu . Interleaved Series Input
Singapore, 2017. 309-318. 14. Feng, Miaomiao ， Qu, Keqing ， Zhao, Jinbin ， Sun, Muwen
Non-isolated DC-DC converter with high voltage gain[C]. 2016
IEEE Innovative Smart Grid Technologies - Asia, ISGT-Asia
10. 用于光柴储发电系统的能源管理系统（ZL201520919750.9 授 权实用新型）。
代表性论 文专著目 录
1. Qu K., Feng M., Zhao J.. Inductor-capacitor structure for getting high step-up converter[J]. Electronics Letters, 2016,
Charging Considering the Randomness Factor of Electric Vehicles
Charging[C], Advanced Computational Methods in Energy,
Power, Electric Vehicles, and Their Integration. Springer,