双向全桥DC-DC变换器故障诊断新策略：基于高频隔离变压器电压特征

随着智能电网建设的快速发展，无工频变压器的大功率电力电子变换器因其诸多优点，如低环境污染、高效能和智能化，成为科研领域的热门话题。这种变换器主要由级联式多电平交流-直流（AC-DC）整流模块、双向直流-直流（DC-DC）变换模块和多电平直流-交流（DC-AC）逆变模块构成，形成两种常见的单相拓扑结构。 双向全桥DC-DC变换器是其中的关键组成部分，它在电力系统中发挥着至关重要的作用，尤其在能源管理和分布式发电系统中。然而，其复杂的工作原理和高可靠性要求意味着必须对其进行有效的故障诊断，以确保系统的稳定运行。本文主要关注的是开路故障的诊断，这是一种常见的且可能严重影响变换器性能的故障类型。 当前的研究表明，针对双向全桥DC-DC变换器的故障诊断，研究人员已经探索并比较了几种方法。作者提出了一个新的故障诊断策略，该策略基于提取高频隔离变压器原边电压作为诊断特征。这种方法的独特之处在于，当检测到任一侧的开关发生开路故障时，可以通过观察电压变化来识别异常状态。控制系统能够接收到这一异常信号，并通过主动移相的方式，精确地定位出故障的具体开关位置。 这种故障诊断方法的实施涉及到实时监测和分析电压波形，利用高频信号的变化特性来区分正常工作状态和故障状态。在仿真实验中，这种方法被证实具有很高的准确性和实用性，能够在实际电路环境中有效地识别和处理开路故障。 总结起来，本文的主要贡献在于提供了一种有效且实用的双向全桥DC-DC变换器故障诊断策略，特别是对于开路故障的快速响应和定位，这将有助于提高电力电子变换器的整体性能和系统的安全性。这对于智能电网的稳定运行和维护具有重要意义，也为未来相关领域的研究和实践提供了有价值的方向。