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基于数字孪生的五电平ANPC多电平变换器开路故障诊断
Digital Twin Enabled Open-Circuit Fault Diagnosis for Five-Level ANPC Multilevel Converters
Majid T. Fard · Benjamin J. Luckett · JiangBiao He · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月
本文提出一种面向五电平有源中点钳位(5L-ANPC)功率变换器的创新性数字孪生(DT)健康监测策略,针对其在高功率、安全关键应用中因半导体器件数量多而导致可靠性下降的问题。该方法构建实时DT副本,利用直流母线电容与飞跨电容电压、负载电流及开关模式等现有信号,在无需额外传感器的前提下实现开关开路故障的快速在线诊断,检测时间小于一个输出基波周期。实验结果验证了该DT健康监测方法在多种工况下的鲁棒性与有效性,显著提升系统可靠性并降低维护成本。
解读: 该数字孪生故障诊断技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。五电平ANPC拓扑与阳光电源储能产品采用的多电平技术架构高度契合,其无需额外传感器、仅利用现有电压电流信号实现快速故障诊断的方案,可直接集成至iSolarCloud智能运维平台,增强预测性维护能力。...
通过厚度调控抑制Hf0.2Zr0.8O2薄膜在电循环中的相变
Suppressing Phase Transition in Antiferroelectric Hf0.2Zr0.8O2 Films During Electrical Cycling by Thickness Scaling
Haoji Qian · Rongzong Shen · Minglei Ma · Miaomiao Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年9月
在电循环过程中,反铁电(AFE)到铁电(FE)的相变(PT)会降低氧化锆(ZrO₂)基反铁电器件的储能性能和存储可靠性,限制了它们在微电子领域的应用。在这项工作中,我们研究了20%铪(Hf)掺杂的ZrO₂(Hf₀.₂Zr₀.₈O₂)反铁电薄膜在电循环过程中极化特性随厚度的演变。厚度缩放能有效抑制反铁电到铁电的相变,经过10⁸次电循环后,10纳米、8纳米和6纳米的Hf₀.₂Zr₀.₈O₂薄膜的相变程度分别为86.2%、27.9%和8.0%。结构分析表明,从10纳米到6纳米,微晶尺寸减小了43.58...
解读: 从阳光电源储能系统和功率电子产品的技术演进角度看,这项关于反铁电氧化铪锆薄膜的研究具有重要的前瞻价值。该研究通过厚度调控有效抑制了反铁电到铁电的相变退化,为高可靠性储能器件和嵌入式存储器提供了新的材料解决方案。 对于阳光电源的储能业务,这项技术的潜在价值体现在两个层面。首先,反铁电材料具有优异的能...