飞跨电容三电平变换器开关器件故障检测技术  

Fault Detection Technology for Switching Device in Flying Capacitor 3-level Converter

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作  者:康文妮 谭阳红[1] 司羽飞 赵枫帆 李杰[1] KANG Wenni;TAN Yanghong;SI Yufei;ZHAO Fengfan;LI Jie(College of Electrical and Information Engineering,Hunan University,Changsha 410082,China)

机构地区:[1]湖南大学电气与信息工程学院,长沙410082

出  处:《电力系统及其自动化学报》2021年第8期1-5,共5页Proceedings of the CSU-EPSA

基  金:国家自然科学基金资助项目(51577046);国家自然科学基金资助重点项目(51637004);国家重点研发计划资助“重大科学仪器设备开发”项目(2016YFF0102200)。

摘  要:功率开关器件的故障检测能使多电平变换器及时进入容错运行模式,保证变换器在故障情况下仍能运行,提高变换器的可靠性。为此,提出了一种用于识别和定位飞跨电容三电平DC-DC buck变换器中功率开关器件故障的新技术,通过在线使用AD模数转换法来分析磁分量电压(电感电压)和开关函数,根据不同故障下对应不同的电感电压来确定故障类型,以及对比故障前后时刻的开关函数来确定故障位置。本方法使用互感器替代原有的传感器,降低成本的同时可提高变换器的功率密度。通过三电平飞跨电容buck变换器FCBC(flyingcapacitor buckconverter)拓扑的仿真和实验结果验证了以上提出的概念。The fault detection of the power switching device enables a multi-level converter to enter into a fault-tolerant operation mode in time,thereby ensuring that the converter can still operate under a fault condition and improving its re⁃liability.In this paper,a novel technology for identifying and locating the power switching device faults in a flying-ca⁃pacitor 3-level DC-DC buck converter is proposed.By analyzing the magnetic component voltage(inductance voltage)and the switching function using the AD analog-to-digital conversion method online,the fault type is determined accord⁃ing to the corresponding different inductor voltages under different faults,and the switching functions before and after the fault are compared to determine the fault location.This method uses a transformer to replace the original sensor,which reduces the cost and increases the power density of the converter.The simulation and experimental results of a 3-level flying-capacitor buck converter validated the concept proposed above.

关 键 词:故障检测 三电平 DC-DC 磁分量 

分 类 号:TM46[电气工程—电器]

 

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