The dc power transmission system has been obviously attracting more research interests in recent years. In order to satisfy the high-reliability requirement of the dc power transmission system, the power converter should be able to keep uninterrupted operation after multiple unexpected faults. However, high fault-tolerant capability usually leads to the bulky redundant circuit, which increases the cost, volume, and complexity of the power converter. Thus, a fault-tolerant dual active bridge (DAB) converter is proposed to maintain the power transferring ability under multiple unexpected open-circuit faults (OCFs) conditions, which can significantly enhance the reliability of the dc power transmission system. By reconfiguring the central-tapped transformer and two symmetrical auxiliary inductors, the half-bridge conduction branch is built to maintain uninterrupted operation when a single or dual OCF has occurred. The proposed fault-tolerant strategy only requires four extra voltage sensors to detect and locate OCFs for the reconfiguration process. Thus, it significantly improves the system reliability with a low additional cost. Besides, the inductor current, transmission power, and the small-signal models of the proposed fault-tolerant converter have been presented. It proves the proposed fault-tolerant topology can smoothly switch between normal and postfault operation due to the constituency of the inductor current. Finally, the 250-W prototype is designed to verify the advantage of the proposed fault-tolerant DAB converter.

中文翻译：

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用于直流配电系统的多容错双有源桥式转换器

近年来，直流输电系统显然吸引了更多的研究兴趣。为满足直流输电系统的高可靠性要求，电源转换器应能在发生多次意外故障后保持不间断运行。然而，高容错能力通常会导致庞大的冗余电路，这增加了电源转换器的成本、体积和复杂度。因此，提出了一种容错双有源桥 (DAB) 转换器，以在多个意外开路故障 (OCF) 条件下保持电力传输能力，这可以显着提高直流输电系统的可靠性。通过重新配置中央抽头变压器和两个对称的辅助电感器，构建半桥传导支路以在发生单或双 OCF 时保持不间断运行。所提出的容错策略只需要四个额外的电压传感器来检测和定位 OCF 以进行重新配置过程。因此，它以较低的附加成本显着提高了系统的可靠性。此外，还介绍了所提出的容错转换器的电感电流、传输功率和小信号模型。它证明了所提出的容错拓扑可以在正常和故障后操作之间平滑切换，因为电感电流的选区。最后，设计了 250-W 原型以验证所提出的容错 DAB 转换器的优势。所提出的容错策略只需要四个额外的电压传感器来检测和定位 OCF 以进行重新配置过程。因此，它以较低的附加成本显着提高了系统的可靠性。此外，还介绍了所提出的容错转换器的电感电流、传输功率和小信号模型。它证明了所提出的容错拓扑可以在正常和故障后操作之间平滑切换，因为电感电流的选区。最后，设计了 250-W 原型以验证所提出的容错 DAB 转换器的优势。所提出的容错策略只需要四个额外的电压传感器来检测和定位 OCF 以进行重新配置过程。因此，它以较低的附加成本显着提高了系统的可靠性。此外，还介绍了所提出的容错转换器的电感电流、传输功率和小信号模型。它证明了所提出的容错拓扑可以在正常和故障后操作之间平滑切换，因为电感电流的选区。最后，设计了 250-W 原型以验证所提出的容错 DAB 转换器的优势。并且提出了所提出的容错转换器的小信号模型。它证明了所提出的容错拓扑可以在正常和故障后操作之间平滑切换，因为电感电流的选区。最后，设计了 250-W 原型以验证所提出的容错 DAB 转换器的优势。并且提出了所提出的容错转换器的小信号模型。它证明了所提出的容错拓扑可以在正常和故障后操作之间平滑切换，因为电感电流的选区。最后，设计了 250-W 原型以验证所提出的容错 DAB 转换器的优势。