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基于宽禁带半导体且具有串联开关单元的固态断路器限流策略

A Current Limiting Strategy for WBG-Based Solid-State Circuit Breakers With Series-Connected Switching Cells

作者 Zhou Dong · Ching-Hsiang Yang · Shimul Kumar Dam · Dehao Qin · Ruirui Chen · Fei Wang · Hua Bai · Zheyu Zhang
期刊 IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期 2022年12月
技术分类 拓扑与电路
技术标签 宽禁带半导体 功率模块 储能变流器PCS 故障诊断
相关度评分 ★★★★ 4.0 / 5.0
关键词 固态断路器 WBG器件 限流 直流系统 故障保护 串联开关单元
语言:

中文摘要

本文提出了一种针对基于宽禁带(WBG)器件的固态断路器(SSCB)的限流策略。通过采用串联开关单元结构,该策略在直流系统中既能有效抑制故障电流的快速上升,又能实现过流保护协调,同时解决了传统方案中开关损耗高、耐受时间短及限流能力受限的问题。

English Abstract

The current limiting function enables the solid-state circuit breaker (SSCB) to have proper protection coordination. It allows sustained overcurrent for a certain period while preventing the fast fault current increase in dc systems. For the conventional method of using switches alone to limit the current, the high loss results in a short withstand time and low current limiting capability of the S...
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SunView 深度解读

该研究对阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及直流微电网应用具有重要参考价值。随着储能系统直流侧电压等级的提升,直流故障保护成为关键技术难点。该限流策略利用宽禁带器件(SiC/GaN)的高频特性,可优化PCS内部直流侧的保护逻辑,提升系统在短路故障下的耐受能力与可靠性。建议研发团队评估该串联拓扑在大型储能变流器直流侧断路器中的应用潜力,以降低故障电流冲击,提升系统安全性。