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考虑二倍频电流分布的两级式固态变压器直流母线多维设计
Multidimensional Design of DC-Link for Two-Stage Solid-State Transformer Cell Considering Second-Order Harmonic Current Distribution
| 作者 | Jinxiao Wei · Hao Feng · Li Ran |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2023年8月 |
| 技术分类 | 拓扑与电路 |
| 技术标签 | 双向DC-DC 功率模块 可靠性分析 多物理场耦合 |
| 相关度评分 | ★★★★ 4.0 / 5.0 |
| 关键词 | 固态变压器 二次谐波电流 直流母线设计 电力电子 效率 可靠性 DC-DC变换器 |
语言:
中文摘要
在两级式固态变压器单元中,电网功率以两倍工频脉动,导致二倍频电流(SHC)流经系统。SHC进入DC-DC级会增加半导体和磁性元件的损耗,从而降低效率和寿命。本文研究了直流母线设计如何影响SHC分布,并提出了优化方案以平衡效率、寿命与直流母线电容需求。
English Abstract
In a two-stage solid-state transformer cell, the grid power pulsates at the double-line frequency, yielding second-order harmonic current (SHC) across the unit. SHC into the dc–dc stage causes extra losses in the semiconductors and magnetics, resulting in reduced efficiency and lifetime at the gain of lower dc-link requirement. This article investigates how the dc-link design affects the SHC distr...
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SunView 深度解读
该研究对于阳光电源的储能变流器(PCS)及光储一体化系统具有重要参考价值。在单相或弱电网场景下,直流母线电容的二倍频纹波抑制是提升系统可靠性和寿命的关键。该多维设计方法可优化PowerTitan及ST系列PCS的功率模块设计,通过更精准的母线电容选型与布局,在减小体积的同时降低功率器件热应力,提升系统在极端工况下的长效运行能力。建议研发团队将其应用于高功率密度储能产品的磁性元件与母线集成设计中。