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基于高频纹波电流视角的固态变压器混合直流链路寿命延长与ESR监测集成设计

Integrated Design for Lifetime Extension and ESR Monitoring of Hybrid DC Link in Solid-State Transformer From the Perspective of High-Frequency Ripple Current

作者 Jinxiao Wei · Hao Feng · Li Ran
期刊 IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期 2022年12月
技术分类 可靠性与测试
技术标签 可靠性分析 储能变流器PCS 功率模块 DC-DC变换器
相关度评分 ★★★★ 4.0 / 5.0
关键词 混合直流母线 固态变压器 纹波电流 寿命延长 状态监测 ESR监测 电容老化
语言:

中文摘要

混合直流链路电容在固态变压器(SST)等级联两级系统中起关键作用,需承受宽频谱纹波电流带来的老化应力。本文提出了一种将寿命延长设计与状态监测(CM)相结合的技术,通过优化设计减轻电容应力,并实现等效串联电阻(ESR)的实时监测,从而提升系统整体可靠性。

English Abstract

Hybrid dc-link capacitors serve a critical role in cascaded two-stage systems, such as the solid-state transformer (SST) units being developed for medium-voltage utility grids. The capacitors need to absorb ripple current in a wide spectrum, which induces aging stresses. This article presents a technique to combine lifetime extension in design with condition monitoring (CM). It is found that the e...
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SunView 深度解读

该研究对于阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及大功率光伏逆变器具有重要参考价值。储能变流器(PCS)在处理高频纹波电流时,直流侧电容是影响系统寿命的薄弱环节。本文提出的ESR监测与寿命延长设计方法,可直接应用于阳光电源PCS产品的可靠性设计与预防性维护,通过算法集成在iSolarCloud平台,实现对关键功率器件及电容的健康状态(SOH)评估,降低运维成本,提升产品在极端工况下的长期稳定性。