基于离子运动和离子扩散效应的电解电容建模

作     者：薛田良 曾阳阳 张赟宁 陈曦 XUE Tianliang;ZENG Yangyang;ZHANG Yunning;CHEN Xi

作者机构：三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443000 三峡大学智慧能源技术湖北省工程研究者中心湖北宜昌443000 

出 版 物：《现代电子技术》 (Modern Electronics Technique)

年 卷 期：2021年第44卷第10期

页      面：6-10页

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61603212) 湖北省教育厅“楚天学者” 

主　　题：电容器建模 状态监测 离子运动 离子扩散 ESR跟踪 参数拟合 仿真比较 

摘      要：电解电容器是电力电子电路中最薄弱的环节,电解电容器的状态监测对于电路系统的设计和分析具有重要意义。针对电解电容器状态监测问题,跟踪等效串联电阻(ESR)可以很好地反映电解电容器的健康状态。在传统电解电容器模型基础上,考虑电容器在工作过程中的离子运动和离子扩散现象,引入分数阶环节,建立新的分数阶等效电路模型。同时使用差分进化(DE)算法对分数阶模型进行参数辨识,跟踪ESR和阻抗Z的变化,并在Matlab中将传统等效电路模型与改进后的模型进行仿真比较。仿真结果表明,改进的电解电容器等效模型是有效的,其减少了预测误差,提高了监测精度。