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拓扑与电路 三电平 PWM控制 可靠性分析 热仿真 ★ 5.0

面向中压中点钳位变流器的热约束优化脉冲模式

Thermally Constrained Optimized Pulse Patterns for Medium-Voltage Neutral-Point-Clamped Converters

作者 Tinus Dorfling · Tobias Geyer
期刊 IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期 2024年10月
技术分类 拓扑与电路
技术标签 三电平 PWM控制 可靠性分析 热仿真
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 优化脉冲模式 中点钳位变换器 结温 热建模 开关角 电力电子 半导体可靠性
语言:

中文摘要

本文提出了一种在半导体结温上限约束下计算优化脉冲模式的方法。通过推导具有连续一阶导数的优化友好型热模型,将结温建模为脉冲模式开关角的函数,并给出了平均结温、纹波结温及瞬时结温的表达式,从而实现对功率器件热应力的精确控制。

English Abstract

A method of computing optimized pulse patterns with upper bounded junction temperatures of semiconductors is presented. An optimization-friendly thermal model with continuous first-order derivatives is derived, which models the junction temperature as a function of the switching angles of a pulse pattern. Expressions for the average, ripple, and instantaneous junction temperatures are derived. By ...
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SunView 深度解读

该技术对阳光电源的中压集中式光伏逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)具有重要价值。中点钳位(NPC)拓扑是高压大功率变流器的核心,通过将结温约束引入脉冲模式优化,可在保证器件可靠性的前提下,进一步提升逆变器的功率密度和转换效率。建议研发团队将其应用于iSolarCloud运维平台的寿命预测模型中,或集成至新一代中压PCS的控制算法,以优化极端工况下的热管理策略,延长核心功率模块的使用寿命。