传统电力电子设备(如变频器、逆变器)主要负责电能的调控与转换,而信息传输则依赖独立的通信模块(如Wi-Fi、蓝牙、PLC)。两者在系统架构中通常是分离的,增加了系统的复杂性和成本。

能量与信息同步调制变换器(简称能信同调变换器Talkative Power Converter, TPC 是一种创新的电力电子技术,它在电能转换过程中,同步完成信息的调制与传输。简单来说,它通过微调电能变换中的频率、相位、占空比等参数,在输出电能中“嵌入”数字信息,实现能量流与信息流的一体化传输

其核心技术在于利用电力电子变换过程本身的自由度作为信息载体,无需额外通信设备,即可实现设备间的智能交互。这就像让电能不仅“流动”,还能“说话”,为能源系统的智能化带来了全新的技术路径。


长期以来,电力系统与信息系统分属“强电”与“弱电”两大领域,理论体系与技术路径相对独立。随着能源互联网、智能电网的快速发展,系统对实时感知、智能控制、安全交互的需求日益增强,传统“能量与信息分离”的架构已难以适应。

能信同调变换器的出现,标志着电力电子学科从单一的“能量变换”领域,跨入了“能量与信息同步调制”的新阶段。它不仅是技术上的突破,更是学科交叉的重要里程碑,揭示了利用同一套电力电子开关动作,同步实现能量塑造与信息承载的物理本质。为构建下一代能源系统奠定了全新理论基础:通过同步调制,能量在传输中便自带身份、状态与控制指令,为实现系统的高可靠性、内生安全性与自主智能提供了根本性的技术路径。


高度集成:省去独立通信模块,简化系统架构,降低整体成本与故障点。

内生安全:信息与能量同源同传,具备天然的防篡改与物理隔离特性,保障数据与用电安全。

自主智能:能量流动自带“身份”与“状态”信息,为实现设备自主协商、电能精准溯源与智能调度提供了可能。

鲁棒可靠:采用先进的通信调制技术,确保在复杂电磁环境与负载变化下稳定通信。

应用灵活:适用于光伏、储能、照明、无线电能传输等多种场景。


能信同调变换器不仅在我们团队的研究中得到验证,也在国内外多个前沿场景中展现出广阔的应用前景:

新能源系统:光伏优化器实现组件级智能监控;储能系统完成高效均衡管理与信息交互。

智能电网:支撑直流微网、电能路由器实现即插即用、灵活组网与点对点交易。

智慧生活:LED照明驱动实现“照明通信一体化”;无线电能传输系统实现充电与数据同步。

前沿拓展:技术正延伸至电动汽车充电、工业物联网、数据中心供电等更多场景,成为能源互联网的核心使能技术。