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一种无电流传感器的DC-DC升压变换器输出电容在线ESR估计方法
An Online ESR Estimation Method for Output Capacitor of DC–DC Boost Converter Without Current Sensor
Chio-Hong Leong · Chi-Kong Wong · Chi-Seng Lam · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
铝电解电容器（AEC）作为一种高能量密度、低成本的储能元件，广泛应用于电力电子变换器中以稳定输出电压。然而，有报道称铝电解电容器是一种易损元件，会威胁电力电子变换器的可靠性。铝电解电容器的健康状态反映在其等效串联电阻（ESR）的变化上。因此，有必要监测铝电解电容器的等效串联电阻，以确保变换器的安全性和可靠性。本文提出了一种基于输出电压纹波信息、无需使用任何电流传感器的新型等效串联电阻在线估计方法，适用于直流 - 直流升压变换器的连续和不连续导通模式。该方法具有实施成本低、计算负担小和精度可接受的...
解读: 从阳光电源的业务场景来看，这项针对DC-DC升压变换器输出电容ESR在线估算的技术具有显著的工程应用价值。在我们的光伏逆变器和储能变流器产品中，铝电解电容作为直流母线支撑和输出滤波的核心器件，其健康状态直接影响系统可靠性。该论文提出的无电流传感器ESR估算方法，仅基于输出电压纹波信息即可实现连续和断...
基于最优注入频率选择的降压变换器在线电容监测方法
Injection-Based Online Capacitance Monitoring With Optimal Selection of Injection Frequency in Buck Converters
Xinguo Zhang · Kang Yue · Haoyu Wang · Junrui Liang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年5月
铝电解电容的老化会导致电容值下降，影响开关电源的安全运行。本文提出一种高精度的降压变换器在线电容监测方法，无需特定电路工作条件，亦无需在时域内建模复杂电路动态。考虑测量误差，文章从数学上证明电容估计误差最小时具有最大灵敏度。通过向开关占空比注入特定频率的小信号扰动，在不中断系统正常运行的前提下获取电容估计所需信息。为实现最优估计灵敏度，选取基于电容估计传递函数的特征频率作为注入频率，并比较不同传递函数候选方案以最小化估计误差。仿真与硬件实验验证了在特征注入频率下可实现最佳参数灵敏度，且电容值能被...
解读: 该在线电容监测技术对阳光电源储能与光伏产品线具有重要应用价值。ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的DC-Link电容是关键薄弱环节，传统离线检测需停机维护。该方法通过占空比注入小信号扰动，在不中断系统运行前提下实现电容实时监测，可直接集成到阳光电源现有DSP/FPGA控制平台。特征频率优化选择策...