單相變換器中,交流側(cè)產(chǎn)生的二倍工頻脈動(dòng)功率會(huì)導(dǎo)致直流DC端含有二倍工頻紋波電流,影響系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。傳統(tǒng)無源方法是在DC-link處并聯(lián)大電解電容,緩沖能量,實(shí)現(xiàn)交直流功率解耦。無源解耦電容能量利用率低、成本效益低、可靠性差,制約了電力電子裝置的發(fā)展。有源功率解耦可提高電容能量利用率,有效的縮小電容容值,使用可靠性更高的薄膜電容,但添加額外的器件會(huì)改變系統(tǒng)的可靠性。本文針對(duì)此,基于任務(wù)剖面,考慮器件參數(shù)波動(dòng),對(duì)三種解耦方式（含無源）的單相逆變器的系統(tǒng)可靠性進(jìn)行對(duì)比評(píng)估。本文首先通過電路分析和數(shù)學(xué)建模,研究單相變換器中低頻紋波電流產(chǎn)生機(jī)理和功率解耦的原理。針對(duì)三種解耦方式,對(duì)關(guān)鍵器件進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)、應(yīng)力分析和損耗計(jì)算�；诮怦铍娐范丝陔妷�,提出一種閉環(huán)控制策略,并應(yīng)用于Boost型解耦模塊,與采用波形控制函數(shù)的Buck型解耦方式進(jìn)行對(duì)比。在PLECS中搭建仿真電路,從解耦效果、電容容值、紋波電壓等,對(duì)三種解耦方式進(jìn)行對(duì)比分析,為可靠性評(píng)估的提供研究基礎(chǔ)。針對(duì)DC-link電容,建立損耗和熱模型,完成三種解耦電容的可靠性對(duì)比評(píng)估和B₁₀壽命預(yù)測(cè);針對(duì)開關(guān)管,利用PLEC... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

基于Si和GaN器件的20W開關(guān)電源實(shí)物圖

DC-link 電容不僅限制了電力電子裝置向高功率密度影響設(shè)備的可靠性運(yùn)行，故本文針對(duì)電力電子裝置，特別是性問題展開了研究。電子裝置可靠性研究現(xiàn)狀靠性的定義是指產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成定義有一定的局限性，故 1980 年在 MIL-STD-785B 中將可靠性（Mission Reliability）和基本可靠性（Basic Reliability數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法被廣泛應(yīng)用來對(duì)產(chǎn)品的可靠性進(jìn)行定量計(jì)算ean Time To Failure）或 MTBF（Mean Time Between FaiIn Time）和失效率來衡量裝置的可靠性[7]。作為一門科學(xué)進(jìn)行研究起源于第二次世界大戰(zhàn)，始于 195歷史，其發(fā)展趨勢(shì)是從硬件到軟件；環(huán)境應(yīng)力篩選到 DfR（）；從基于數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)向基于物理失效機(jī)理；從軍用到民用[8]

武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 1-2 所示，電力電子可靠性研究可以分為以下三個(gè)方向[9]：1）置中關(guān)鍵器件（開關(guān)管、電容、驅(qū)動(dòng)電路等）的物理模型和物要材料、封裝工藝和微電子等領(lǐng)域的結(jié)合，是可靠性研究的理論設(shè)計(jì)與驗(yàn)證是通過 DfR 流程，將可靠性評(píng)估和壽命預(yù)測(cè)包含在，進(jìn)行數(shù)次迭代，設(shè)計(jì)既滿足性能要求又能找到成本與產(chǎn)品可點(diǎn)，是提高電力電子裝置可靠性的途徑；3）控制與監(jiān)控是對(duì)關(guān)工況下的健康狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)提取與分析，預(yù)測(cè)設(shè)備失效時(shí)間，維護(hù)避免設(shè)備出現(xiàn)故障是保證設(shè)備正常運(yùn)行的方法，獲取的數(shù)步支撐和完善可靠性的研究工作。下面本文將分別從可靠性研究及方法幾個(gè)方面進(jìn)行闡述。變換器發(fā)生故障的原因主要是由于功率半導(dǎo)體器件和 DC-link 總體的一半以上，所以可靠性研究的對(duì)象主要為開關(guān)管和 DC-li失效率會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變換，形似浴盆，故稱浴盆曲線[10]，如圖 1

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]大功率半導(dǎo)體器件用散熱器風(fēng)冷熱阻計(jì)算[J]. 朱英文,陸曉東.  電力電子. 2009(06)

碩士論文
[1]WEM發(fā)射系統(tǒng)電源特性分析及其諧波治理關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 龍根.中國艦船研究院 2016



本文編號(hào)：2932490