Esquemas de Estimación de ESR del Condensador de Salida para Convertidor Buck desde la Perspectiva del Condensador
Autores: Ren, Lei; Zhang, Lei; Gong, Chunying
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Esquemas de Estimación de ESR del Condensador de Salida para Convertidor Buck desde la Perspectiva del Condensador
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Condensador electrolítico de aluminio
Convertidores electrónicos de potencia
Resistencia serie equivalente
Capacitancia
Monitoreo de salud
Parámetros de degradación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
El condensador electrolítico de aluminio (AEC) es una de las partes más vulnerables en los convertidores electrónicos de potencia y su fiabilidad es crucial para todo el sistema. Con el crecimiento del tiempo de servicio, la resistencia en serie equivalente (ESR) aumenta y la capacitancia (C) disminuye debido a la pérdida de electrolitos, lo que resultará en una pérdida de energía adicional e incluso daños en los transistores. Para prevenir daños significativos, el AEC debe ser reemplazado en un período óptimo y el monitoreo de la salud en línea es indispensable. A través del análisis de parámetros de degradación (ESR y C), se demuestra que ESR es un indicador de salud mejor y, por lo tanto, se determina como el parámetro de monitoreo para el AEC. Desde la perspectiva del condensador, se estudian esquemas de estimación de ESR de condensadores de salida para un convertidor Buck. Basándose en las características de voltaje-corriente, se proponen dos modelos de cálculo de ESR, que son aplicables tanto para el modo de conducción continua (CCM) como para el modo de conducción discontinua (DCM). Desde el punto de vista de la implementación, se señalan las ventajas y desventajas de los dos esquemas de estimación, respectivamente. Se construye y prueba un prototipo de Buck, y se proporcionan resultados de simulación y experimentales para validar los esquemas propuestos de estimación de ESR.
Descripción
El condensador electrolítico de aluminio (AEC) es una de las partes más vulnerables en los convertidores electrónicos de potencia y su fiabilidad es crucial para todo el sistema. Con el crecimiento del tiempo de servicio, la resistencia en serie equivalente (ESR) aumenta y la capacitancia (C) disminuye debido a la pérdida de electrolitos, lo que resultará en una pérdida de energía adicional e incluso daños en los transistores. Para prevenir daños significativos, el AEC debe ser reemplazado en un período óptimo y el monitoreo de la salud en línea es indispensable. A través del análisis de parámetros de degradación (ESR y C), se demuestra que ESR es un indicador de salud mejor y, por lo tanto, se determina como el parámetro de monitoreo para el AEC. Desde la perspectiva del condensador, se estudian esquemas de estimación de ESR de condensadores de salida para un convertidor Buck. Basándose en las características de voltaje-corriente, se proponen dos modelos de cálculo de ESR, que son aplicables tanto para el modo de conducción continua (CCM) como para el modo de conducción discontinua (DCM). Desde el punto de vista de la implementación, se señalan las ventajas y desventajas de los dos esquemas de estimación, respectivamente. Se construye y prueba un prototipo de Buck, y se proporcionan resultados de simulación y experimentales para validar los esquemas propuestos de estimación de ESR.