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一种基于开关瞬态频率信息的薄膜电容器ESL提取方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2024-11-22 09:24:33
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2024-11-22 09:24:33
本发明的目的在于，提供一种基于开关瞬态频率信息的薄膜电容器ESL提取方法。本发明搭建的碳化硅MOSFET双脉冲测试平台具有低成本与小型化的优点，而且在ESL提取过程中避免了电容本体的大电流振荡，提高了测试安全性；此外，采用寄生参数已知的叠层母排作为待测电容器的载体，无需额外的短路实验即可几乎消除全部附加电感。
本发明公开了一种基于开关瞬态频率信息的薄膜电容器ESL提取方法，按以下步骤进行：a、搭建碳化硅MOSFET双脉冲测试平台；其中待测电容器作为碳化硅MOSFET双脉冲测试平台的母线电容，嵌入寄生参数已知的叠层母排中；b、测量碳化硅MOSFET开通或关断瞬态的电压波形，并利用傅里叶变换，提取待测电容器与叠层母排的寄生电容之间回路所激发的电压欠阻尼振荡频率；c、根据测量的电压欠阻尼振荡频率，计算待测电容器的内部ESL。本发明搭建的碳化硅MOSFET双脉冲测试平台具有低成本与小型化的优点，在ESL的提取过程中避免了电容本体的大电流振荡，且无需额外的短路测试，具备较高的测试安全性。
电力电子设备研发：在开关电源设计中，精确提取薄膜电容器的等效串联电感（ESL）有助于优化电路性能。通过该方法，工程师可以更好地设计滤波电路，减少高频噪声，提高电源的效率和稳定性。例如，在计算机电源、手机充电器等产品中，能使输出电压更加稳定，减少电磁干扰。
新能源发电系统：在太阳能逆变器和风力发电变流器中，电容器的 ESL 会影响电能转换的质量。利用这种提取方法，可以准确评估电容器性能，选择合适的元件，提高新能源发电系统的可靠性和电能质量，促进可再生能源的有效利用。
电动汽车行业：电动汽车的电机驱动器和电池管理系统中有大量的薄膜电容器。准确提取 ESL 有助于优化电路布局和参数，提高电动汽车动力系统的性能，减少能量损耗，延长电池续航里程，并增强车辆的电磁兼容性。
浙江大学是一所历史悠久、声誉卓著的高等学府，坐落于中国历史文化名城、风景旅游胜地杭州。浙江大学的前身求是书院创立于1897年，为中国人自己最早创办的新式高等学校之一。1928年，定名国立浙江大学。2022年，浙江大学入选第二轮“双一流”建设高校，21个学科入选一流学科建设名单，绝大多数学科在第五轮学科评估中取得可喜进步。
与现有技术相比，本发明通过搭建碳化硅MOSFET双脉冲测试平台，测量碳化硅MOSFET开通或关断过程中，待测电容器与叠层母排的寄生电容之间回路所激发的电压欠阻尼振荡频率，间接实现待测电容器内部ESL的提取。相比于利用薄膜电容器本体大电流振荡波形的ESL提取方法，本发明所激发的欠阻尼振荡源于杂散电感与叠层母排的寄生电容间的电磁能量交换，电流等级较低，避免了测试环节的安全隐患；本发明采用寄生参数已知的叠层母排作为待测电容器的载体，无需采用额外的短接实验规避附加电感引发的提取误差，测量及数据处理流程简单便捷；采用碳化硅功率器件双脉冲电路作为测试平台，仅需采用电压探头测量碳化硅MOSFET的开通或关断瞬态电压波形，保障了测试设备的低成本与小型化。
技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。
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