申请/专利权人：郑州大学

申请日：2021-05-10

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN113156219B

主分类号：G01R27/26

分类号：G01R27/26;G05B19/042

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.29#授权;2021.08.10#实质审查的生效;2021.07.23#公开

摘要：本发明公开了一种监测BoostPFC变换器输出电容容值及退化状态的方法和装置，该方法包括以下步骤：信号调理单元输入电压VS、直流母线电压Vdc和电感电流iL，得到采样信号；模数转换单元接收采样信号，并转换为数字信号；瞬态检测单元接收数字信号，并将直流母线电压Vdc与设定的阈值电压进行比较，判断是否处于加载或者卸载瞬态；若处于加载或卸载瞬态，将信号存储至瞬态信息存储单元；容值估计及健康状态评估单元计算温度信息下的估计容值，估计的容值与预设的电容参考值比较进行判断，来评估电容的退化状态；电容的退化状态在显示或预警单元中显示或者预警。

主权项：1.一种监测BoostPFC变换器输出电容容值及退化状态的方法，其特征在于，包括以下步骤：信号调理单元接收BoostPFC变换器主功率电路中整流桥整流后的输入电压VS、输出滤波电容Cdc的直流母线电压Vdc和电感电流iL，得到采样信号，并将所述采样信号调节至模数转换单元可接受的范围，其中，所述模数转换单元可接受的范围为0～3.3V；模数转换单元接收经信号调理单元调节后的信号，并转换为数字信号；瞬态检测单元接收所述数字信号，并将直流母线电压Vdc与设定的阈值电压进行比较，判断是否处于加载或者卸载瞬态；若处于加载或者卸载瞬态，则将加载或者卸载的瞬态信号存储至瞬态信息存储单元；瞬态信息存储单元将瞬态信号发送至容值估计及健康状态评估单元，以及环境温度采样单元将温度信息发送至容值估计及健康状态评估单元；容值估计及健康状态评估单元通过输入电压VS、直流母线电压Vdc、电感电流iL以及数字控制单元中的占空比信号d计算所述温度信息下的估计容值，将估计容值与预设的电容参考值比较进行判断，来评估电容的退化状态；所述估计容值的公式如下： 其中，C为估计的电容容值，vdc为输出滤波电容Cdc的直流母线电压，t0为变换器进入加载瞬态的时间点或者进入加载瞬态的时间到恢复至稳态的时间中选择的时间点，t′0为进入加载瞬态的时间到恢复至稳态的时间中选择的时间点，iC为电容电流，根据常识可知，对boostPFC进行数字控制需要采样vdc，为了不增加额外的电流传感器，减小硬件成本，这里我们使用估算的电容电流的平均值i′C来代替iC；根据电路关系，电容电流平均值可通过式2计算i′C＝iL1-d-idc2其中，iL为电感电流，为数字控制所需信号，idc为负载电流，i′C为估计的电容电流，d为占空比信号，所述占空比可直接在数字控制单元中得到；负载电流的平均值idc计算公式如下，由于负载电流idc非恒定电流，估计得到的负载电流i′dc代替idc： 其中，η为BoostPFC的效率，Vref为输出电压参考值，Pi为boostPFC变换器的输入功率，Vs,m和IL,m分别为VS和iL的峰值，可通过控制用的采样信号VS和iL得到；所述温度信息下的电容参考值中，电容参考值计算的公式如下： 其中，C0为电容参考值，Ta为温度信息，χAl,λAl,和νAl为温度系数，可通过实验得到；所述电容的退化状态在显示或预警单元中显示或者预警。

全文数据：

权利要求：

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