Monitoreo del tiempo de conmutación de nanosegundos de un módulo de transistor bipolar de compuerta aislada mediante reconstrucción de submuestreo de la señal de transiciones de conmutación de alta velocidad
Autores: Li, Hao; Zhao, Meng; Yan, Hao; Yang, Xingwu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Monitoreo del tiempo de conmutación de nanosegundos de un módulo de transistor bipolar de compuerta aislada mediante reconstrucción de submuestreo de la señal de transiciones de conmutación de alta velocidad
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Transistor bipolar de puerta aislada
Sistemas de electrónica de potencia
Tiempo de conmutación
Monitoreo en línea
Muestreo comprimido
Monitoreo de condiciones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Un transistor bipolar de puerta aislada (IGBT) es uno de los componentes críticos más confiables en sistemas de electrónica de potencia (PES). El tiempo de conmutación durante las transiciones de encendido/apagado del IGBT es un buen indicador del estado de salud del IGBT. Sin embargo, el monitoreo en línea del tiempo de conmutación del IGBT sigue siendo difícil en la práctica debido al requisito de una tasa de muestreo extremadamente alta para una resolución de tiempo de nanosegundos. El método de muestreo comprimido (CS) muestra un potencial para superar la dificultad técnica al reducir la tasa de muestreo. Para mejorar aún más la eficiencia y reducir el tiempo computacional para el monitoreo de condiciones en línea (CM) del IGBT, se presenta en este documento un método de reconstrucción con submuestreo de una señal de conmutación de alta velocidad del IGBT. Primero, se analizan el mecanismo físico y las características de señal de las transiciones de conmutación del IGBT. Luego, utilizando las características dispersas de la señal de conmutación del IGBT en el dominio de la wavelet, se utiliza la base wavelet para la representación dispersa. Se propone el algoritmo de búsqueda de coincidencias ortogonales por etapas (StOMP) para mejorar la velocidad de convergencia para la reconstrucción de la señal de conmutación. Se realizan experimentos no solo en un banco de pruebas de doble pulso, sino también en un convertidor real de Modulación de Ancho de Pulso (PWM). Los resultados muestran que la señal de transiciones de conmutación de alta velocidad del IGBT puede ser recuperada con precisión con una tasa de muestreo reducida y el cambio de tiempo de conmutación de nanosegundos puede ser monitoreado para el CM del IGBT.
Descripción
Un transistor bipolar de puerta aislada (IGBT) es uno de los componentes críticos más confiables en sistemas de electrónica de potencia (PES). El tiempo de conmutación durante las transiciones de encendido/apagado del IGBT es un buen indicador del estado de salud del IGBT. Sin embargo, el monitoreo en línea del tiempo de conmutación del IGBT sigue siendo difícil en la práctica debido al requisito de una tasa de muestreo extremadamente alta para una resolución de tiempo de nanosegundos. El método de muestreo comprimido (CS) muestra un potencial para superar la dificultad técnica al reducir la tasa de muestreo. Para mejorar aún más la eficiencia y reducir el tiempo computacional para el monitoreo de condiciones en línea (CM) del IGBT, se presenta en este documento un método de reconstrucción con submuestreo de una señal de conmutación de alta velocidad del IGBT. Primero, se analizan el mecanismo físico y las características de señal de las transiciones de conmutación del IGBT. Luego, utilizando las características dispersas de la señal de conmutación del IGBT en el dominio de la wavelet, se utiliza la base wavelet para la representación dispersa. Se propone el algoritmo de búsqueda de coincidencias ortogonales por etapas (StOMP) para mejorar la velocidad de convergencia para la reconstrucción de la señal de conmutación. Se realizan experimentos no solo en un banco de pruebas de doble pulso, sino también en un convertidor real de Modulación de Ancho de Pulso (PWM). Los resultados muestran que la señal de transiciones de conmutación de alta velocidad del IGBT puede ser recuperada con precisión con una tasa de muestreo reducida y el cambio de tiempo de conmutación de nanosegundos puede ser monitoreado para el CM del IGBT.