电解电容老化抑制方法、电路、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本申请涉及一种电解电容老化抑制方法、电路、装置、设备及存储介质，属于电解电容技术领域。其中，一种电解电容老化抑制方法包括：获取第一电容组的支路电流和基波频率；分析支路电流，得到支路电流的频率范围，确定谐波频率范围对应的电流为需要从第一电容组转移到第二电容组的高频电流；谐波频率范围为频率范围中大于基波频率的范围；获取第一电容组的等效电容和等效串联电阻；根据谐波频率范围、等效电容和等效串联电阻，确定第一电感、第二电感和互感值；第一电感用于串接至第一电容组，第二电感用于串接至第二电容组。通过本方法，可以使电解电容支路的高频电流转移至第二电容组支路，以此抑制电解电容老化，提高混合电容器组整体的可靠性。组整体的可靠性。组整体的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
电解电容老化抑制方法、电路、装置、设备及存储介质


[0001]本申请涉及电解电容
，尤其涉及一种电解电容老化抑制方法、电路、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]直流母线支撑电容是AC
‑
DC
‑
AC，AC
‑
DC
‑
DC等功率变换器的核心部件，其常被用来平衡谐波、抑制纹波、储存短时能量等。在电解电容、薄膜电容和陶瓷电容中，电解电容的寿命最短，但其容量大、成本低。综合考虑成本、可靠性等因素，由电解电容及薄膜(或陶瓷)电容组成的混合电容器组被广泛应用在变换器中，典型配置如图1所示。其中，虚线部分表示功率开关的缓冲吸收电容，用来避免后级开关管在关断时刻产生的不利影响，其容值(C)，等效串联电感(ESL)和等效串联电阻(ESR)非常小。
[0003]通常，电解电容的老化速率及失效率大于薄膜或陶瓷电容，混合电容器组的使用性能直接受到电解电容的影响，类似于“木桶效应”，性能最差的电解电容决定了整个混合电容器组使用边界条件。此外，混合电容器组的不均匀老化会增加并联电容内部温度差异，加重不均匀老化分布程度，加速电解电容失效进程，进而降低混合电容器组的可靠性。但在广泛应用的电容可靠性维护方案中，混合电容器组通常被视为整体进行更换。电解电容和薄膜(或陶瓷)电容老化速率不均衡会导致可靠性和经济性难以兼顾的矛盾问题。因此，量化混合电容器组的不均匀老化程度，并研究混合电容器组的老化速率调控技术对于保证母线电容的安全稳定运行具有重要意义。
[0004]目前针对混合电容器组的老化速率调控多基于电容的选型优化设计，但由于混合电容器组的可靠性受最薄弱单体的制约，电容器的选型优化并不能从根本上延长最薄弱环节的使用寿命。

技术实现思路

[0005]为了解决抑制电解电容老化的技术问题，本申请提供了一种电解电容老化抑制方法、电路、装置、设备及存储介质。
[0006]第一方面，本申请提供了一种电解电容老化抑制方法，混合电容器组包括第一电容组和第二电容组，所述第一电容组包括至少一个电解电容，所述第二电容组包括至少一个薄膜电容或至少一个陶瓷电容；所述方法包括：
[0007]获取所述第一电容组的支路电流；以及，获取所述第一电容组的基波频率；
[0008]利用快速傅里叶变换分析所述支路电流，得到所述支路电流的频率范围，确定谐波频率范围对应的电流为需要从所述第一电容组转移到所述第二电容组的高频电流；所述谐波频率范围为所述频率范围中大于所述基波频率的范围；
[0009]获取所述第一电容组的等效电容和等效串联电阻；
[0010]根据所述谐波频率范围、所述等效电容和所述等效串联电阻，确定第一电感的第一电感值；
[0011]根据所述第一电感值确定第二电感的第二电感值，以及，根据所述第一电感值和所述第二电感值确定所述第一电感和所述第二电感的互感值；所述第一电感用于串接至所述第一电容组，所述第二电感用于串接至所述第二电容组，以使所述高频电流从所述第一电容组转移到所述第二电容组；
[0012]进一步，根据所述第一电感值确定第二电感的第二电感值之后，所述方法还包括：
[0013]在所述第一电容组串接所述第一电感；
[0014]在所述第二电容组串接所述第二电感；其中，所述第一电感和所述第二电感为反向并联的耦合电感；所述第一电感的第一电感值大于所述第二电感的第二电感值；
[0015]进一步，根据所述谐波频率范围、所述等效电容和所述等效串联电阻，确定第一电感的第一电感值，包括：
[0016]根据以及试凑法，确定L1；
[0017]其中，ESR
A1
为第一电容组的等效串联电阻，C
A1
为第一电容组的等效电容，L1为第一电感值，f为频率范围，Z
A1
为第一电容组串接第一电感后的估计阻抗值；
[0018]其中，在谐波频率范围内，Z
A1
大于第一电容组串接第一电感前的阻抗；
[0019]进一步，根据所述第一电感值确定第二电感的第二电感值，以及，根据所述第一电感值和所述第二电感值确定所述第一电感和所述第二电感的互感值，包括：
[0020]根据以及确定所述第二电感值和所述互感值；
[0021]其中，L
t
o
tal
为电容器组的总感值，L2为第二电感值，M为所述第一电感和所述第二电感的互感值；
[0022]进一步，根据所述第一电感值确定第二电感的第二电感值，以及，根据所述第一电感值和所述第二电感值确定所述第一电感和所述第二电感的互感值之后，所述方法还包括：
[0023]根据所述第一电感值、所述第二电感值和所述互感值，对所述混合电容器组进行仿真，得到仿真结果；
[0024]根据所述仿真结果，调整所述第一电感值和所述第二电感值；
[0025]进一步，所述第一电感值与所述第二电感值的比值大于或等于5。
[0026]第二方面，本申请提供了一种电解电容老化抑制电路，所述电路包括前级电路、后级电路和混合电容器组；所述混合电容器组包括第一电容组和第二电容组，所述第一电容组包括至少一个电解电容，所述第二电容组包括至少一个薄膜电容或至少一个陶瓷电容；
[0027]所述第一电容组串接第一电感，所述第二电容组串接第二电感；所述第一电感和所述第二电感为反向并联的耦合电感；所述第一电感的第一电感值大于所述第二电感的第二电感值；
[0028]所述第一电感的第一电感值和所述第二电感的第二电感值根据权利要求1
‑
6任一所述的电解电容老化抑制方法确定。
[0029]第三方面，本申请提供了一种电解电容老化抑制装置，混合电容器组包括第一电
容组和第二电容组，所述第一电容组包括至少一个电解电容，所述第二电容组包括至少一个薄膜电容或至少一个陶瓷电容；所述装置包括：
[0030]第一获取模块，用于获取所述第一电容组的支路电流；以及，获取所述第一电容组的基波频率；
[0031]第一确定模块，用于利用快速傅里叶变换分析所述支路电流，得到所述支路电流的频率范围，确定谐波频率范围对应的电流为需要从所述第一电容组转移到所述第二电容组的高频电流；所述谐波频率范围为所述频率范围中大于所述基波频率的范围；
[0032]第二获取模块，用于获取所述第一电容组的等效电容和等效串联电阻；
[0033]第二确定模块，用于根据所述谐波频率范围、所述等效电容和所述等效串联电阻，确定第一电感的第一电感值；
[0034]第三确定模块，用于根据所述第一电感值确定第二电感的第二电感值，以及，根据所述第一电感值和所述第二电感值确定所述第一电感和所述第二电感的互感值；所述第一电感用于串接至所述第一电容组，所述第二电感用于串接至所述第二电容组，以使所述高频电流从所述第一电容组转移到所述第二电容组。
[0035]第四方面，本申请提供了一种电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解电容老化抑制方法，其特征在于，混合电容器组包括第一电容组和第二电容组，所述第一电容组包括至少一个电解电容，所述第二电容组包括至少一个薄膜电容或至少一个陶瓷电容；所述方法包括：获取所述第一电容组的支路电流；以及，获取所述第一电容组的基波频率；利用快速傅里叶变换分析所述支路电流，得到所述支路电流的频率范围，确定谐波频率范围对应的电流为需要从所述第一电容组转移到所述第二电容组的高频电流；所述谐波频率范围为所述频率范围中大于所述基波频率的范围；获取所述第一电容组的等效电容和等效串联电阻；根据所述谐波频率范围、所述等效电容和所述等效串联电阻，确定第一电感的第一电感值；根据所述第一电感值确定第二电感的第二电感值，以及，根据所述第一电感值和所述第二电感值确定所述第一电感和所述第二电感的互感值；所述第一电感用于串接至所述第一电容组，所述第二电感用于串接至所述第二电容组，以使所述高频电流从所述第一电容组转移到所述第二电容组。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一电感值确定第二电感的第二电感值之后，所述方法还包括：在所述第一电容组串接所述第一电感；在所述第二电容组串接所述第二电感；其中，所述第一电感和所述第二电感为反向并联的耦合电感；所述第一电感的第一电感值大于所述第二电感的第二电感值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述谐波频率范围、所述等效电容和所述等效串联电阻，确定第一电感的第一电感值，包括：根据以及试凑法，确定L1；其中，ESR
A1
为第一电容组的等效串联电阻，C
A1
为第一电容组的等效电容，L1为第一电感值，f为频率范围，Z
A1
为第一电容组串接第一电感后的估计阻抗值；其中，在谐波频率范围内，Z
A1
大于第一电容组串接第一电感前的阻抗。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述第一电感值确定第二电感的第二电感值，以及，根据所述第一电感值和所述第二电感值确定所述第一电感和所述第二电感的互感值，包括：根据以及确定所述第二电感值和所述互感值；其中，L
total
为电容器组的总感值，L2为第二电感值，M为所述第一电感和所述第二电感的互感值。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一电感值确定第二电感的第二电感值，以及，根据所述第一电感值和所述第二电感值确定所述第一电感和所述第二电感的互感值之后，所述方法还包括：根据所述第一电感值、...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵朝阳，耿安琪，陶宏伟，胡海涛，何正友，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：