来自电源的功率需馈入转换级进行处理。经过处理的功率最终被输送至负载。传统上，输入端的全部功率在到达输出级之前，会100%地导入转换级进行处理。这一过程同样适用于电力逆变器。

转换级包含多个开关、磁绕组、电容等无源元件以及控制电路，负责处理全部功率。系统效率高度依赖于转换级，因为它决定了元件承受的热应力和功率损耗。因此，在全功率处理模式下，转换级成为储能系统、快速充电等应用中的性能瓶颈。

提升系统效率

基于系统需求，工程师设计出一种新原理：仅处理一部分功率，而剩余功率则通过无源链路或直接连接传输至负载。这种功率处理原理被称为部分功率处理或分数功率处理。

被处理的功率量始终小于传输的总功率，且处理过程中仅有极小部分功率损耗。基于PPP原理设计的转换器通常称为部分功率转换器或分数功率转换器。与传统电力电子转换器相比，这些转换器体积更小、效率更高。

部分功率处理依赖特定指标来评估转换器性能。在PPP转换器中，系统电源端的功率与转换器汲取的输入功率并不相同。系统整体效率不再由中央转换器单独决定，而是由每个PPP转换器共同贡献。

系统效率定义为负载功率与电源功率之比。转换器效率则是转换器输出功率与其输入功率之比。这两个无量纲指标并不相同。

处理功率因数是指被处理功率与从电源汲取的总功率之比，通常用于衡量总功率中有多少可以被单独处理。较低的处理功率因数表明，PPP转换器能够高效地处理大功率电源中的一小部分。

紧凑设计：由于需处理的功率减少，PPP可实现转换级的小型化。工程师采用碳化硅、氮化镓等宽带隙半导体材料，打造出高功率密度的紧凑型转换器。紧凑的设计与高功率密度意味着更高的效率、可靠性和更长的产品生命周期。

成本效益：PPP不再依赖单一昂贵的大型集中式转换器，而是支持在模块化架构中分布式部署多个小型转换器。由于转换器成本随处理功率的增加而上升，PPP转换器被证明是一种高性价比的解决方案。

降低元件应力：元件应力因子是量化单个元件承受的最大应力(电压和电流)的指标。更少的功率处理降低了单个元件的应力。这意味着电感、电容、电阻等无源元件的数量、额定值和尺寸得以减小。

低功率损耗：在传统转换器中，损耗随传输功率的增加而上升。更小的元件尺寸和磁性元件，加上降低的应力，使得传导损耗和开关损耗得以减少。随着转换器损耗降低，其效率可达95%-99%，这在传统功率转换器中非常罕见。

更优的热管理：从热管理角度看，更低的功率处理需求、更小的元件尺寸和更低的额定值使得系统发热量减少。热量易于在转换器内部扩散，因此PPP转换器无需配备大型散热器。

PPP应用场景

PPP最初应用于空间电子设备。太空望远镜搭载大功率转换器，从太阳获取太阳能并为成像设备供电。PPP用于减小转换器尺寸，从而降低望远镜整体重量。鉴于其实际优势，工程师开始考虑将PPP用于可再生能源应用。

直流环节：大多数PPP应用集中于直流领域，仅有少数交流应用。PPP转换器是直流-直流转换器，适用于输入输出电压变化的应用场景。PPP转换器也可在直流-交流、交流-直流转换器的直流环节中发挥作用。

风能发电：基于风力发电机的电力系统依赖一种称为变速发电机的特殊发电机，它能提供高质量交流输出。该发电机根据功率需求调整转速，从而节约成本。

在风电网络中，双馈感应发电机正逐步取代VSG。DFIG配备三相绕组，可通过直流-交流转换器接入电网。在DFIG中使用PPP转换器可减小逆变器尺寸、减少滤波元件数量并降低能源成本。

串联电压调节器：SVR可分为隔离和非隔离配置。通过太阳能光伏和电池储能系统，部分功率转换器成为电网的一部分。

最大功率点跟踪是一种算法，通过比较光伏组件的功率输出与需求来优化发电。PPP帮助基于MPPT的设备仅转换和输送驱动负载所需的功率。

并联电流调节器：PCR基于一种称为差分功率处理的PPP技术。它处理串联在电压总线上的不同模块之间的差异。DPP转换器旨在修正光伏优化器和主动电池电芯均衡电路中不同模块之间的电流不平衡。

电动汽车充电：PPP转换器已在电动汽车的超快充电站和极速充电站中得到探索。在此类充电站中，多辆电动汽车可同时充电，速度更快，充电时间短于15分钟，远超传统充电器。

数据中心：在数据中心功耗预算飙升的背景下，PPP可通过减少转换级和元件尺寸来节约开支。PPC可用作电源，并在微电网或孤岛模式的数据中心电网中高效运行。

绿氢生产：功率转换器在通过电解生产绿氢的过程中发挥积极作用。功率转换器从光伏或风电获取能量以支持电解槽运行。PPC有助于精确转换系统所需功率。

虽然全功率处理技术已成熟，但PPP在效率和成本方面优势明显。然而，PPP是一种新型"复杂"技术，需要多转换器协调、额外的稳定性保障、隔离措施以及先进的控制策略。