專利名稱：對功率轉(zhuǎn)換器電容器的健康程度監(jiān)控的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及功率變換器，包括AC/DC和DC/DC功率變換器。
背景技術(shù)：
該部分的說明僅提供關(guān)于本公開的背景信息，而并不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。 本技術(shù)領(lǐng)域中已知各種各樣的功率變換器，用來將電源從一種形式變換 為另一種形式，它們包括AC/DC和DC/DC功率變換器。這些功率變換器一 般包括一種或多種控制器，其中，這些控制器監(jiān)控諸如輸入電流、輸出電流 和/或溫度等關(guān)鍵參數(shù)。當(dāng)檢測到過電流或過熱情況時，控制器能夠產(chǎn)生故障 信號，和/或關(guān)閉功率變換器，從而防止損害功率變換器和安裝了該功率變換 器的任何系統(tǒng)(例如，計算機或汽車系統(tǒng))，或者使得對它們的損害最小化。 盡管這些已知的方法有助于檢測故障，但本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到需要進 一步改進電源故障檢測。

發(fā)明內(nèi)容
沖艮據(jù)本公開的 一個方面，公開了 一種用于檢測功率轉(zhuǎn)換器中的電容器的 性能退化的方法。該方法包括，監(jiān)控電容器兩端的電壓，基于所監(jiān)控的電壓 來檢測電容器的性能退化，以及，在檢測到電容器的性能退化之后產(chǎn)生警報 信號。
根據(jù)本公開的另一方面， 一種功率轉(zhuǎn)換器包括至少一個電容器和與該至 少一個電容器可操作地連接的處理器，該處理器用于監(jiān)控該至少一個電容器 兩端的電壓。處理器被配置為至少部分地基于所監(jiān)控的電壓來檢測電容器的 性能退化，并在檢測到至少 一 個電容器的性能退化之后產(chǎn)生警報信號。
根據(jù)本文提供的描述，將會明白其它應(yīng)用領(lǐng)域。應(yīng)理解，本文的描述和 具體例子僅起到說明的作用，而并不是為了限制本公開的保護范圍。


本文描述的附圖僅起到說明的作用，而完全不是為了限制本公開的范圍。
圖l是監(jiān)控功率轉(zhuǎn)換器的性能特性以確定功率轉(zhuǎn)換器中的組件的健康程
度的方法的流程圖2是功率轉(zhuǎn)換器的框圖，功率轉(zhuǎn)換器被配置為監(jiān)控該功率轉(zhuǎn)換器中的 一個或多個組件的健康程度；
圖3是功率轉(zhuǎn)換器的框圖，功率轉(zhuǎn)換器被配置為監(jiān)控大型電容器(bulk capacitor )、輸出電容器以及dc風(fēng)扇的健康程度；
圖4是將波紋電壓和PWM信號的占空比(duty cycle )相關(guān)聯(lián)的曲線圖5是示出用于監(jiān)控功率轉(zhuǎn)換器中的大型電容器的健康程度的處理的流 程圖6和7是示例性大型電容器波紋電壓檢測電路的示意圖； 圖8是示出用于監(jiān)控功率轉(zhuǎn)換器中的輸出電容器的健康程度的處理的流 程圖9是輸出電容器波紋電壓檢測電路的示意圖IO是示出用于監(jiān)控功率轉(zhuǎn)換器中的dc風(fēng)扇的健康程度的處理的流程
圖11是示出用于監(jiān)控電動機的健康程度的處理的流程圖12是示出由圖3所示的處理器執(zhí)行的捕獲中斷服務(wù)處理的流程圖。
具體實施例方式
以下描述本質(zhì)上僅是示例性的，并不用于限制本公開、應(yīng)用或使用。 根據(jù)本公開的一個方面，在圖1中示出了一種用于監(jiān)控功率轉(zhuǎn)換器中的 至少一個組件的健康程度的方法， 一般性地用附圖標(biāo)記IOO表示。如圖l所 示，方法100包括，在102，監(jiān)控與組件的健康程度相關(guān)的功率轉(zhuǎn)換器的至 少一個性能特性。在104,將所監(jiān)控的性能特性與所存儲的數(shù)據(jù)進行比較， 以確定該組件的健康程度是否已經(jīng)達到了預(yù)定的水平。在106,在確定該組 件的健康程度已經(jīng)達到預(yù)定水平之后，產(chǎn)生警報信號。這樣，可以檢測并報 告一個或多個電源組件的健康程度的退化，從而在該組件(一個或多個)和 /或功率轉(zhuǎn)換器完全故障之前，能夠?qū)υ摻M件(一個或多個)提供及時的服務(wù) (包括從日常維護到更換)。這些教示可被應(yīng)用于AC/DC和DC/DC功率轉(zhuǎn)
換器，包括開關(guān)式電源。
在一些實施例中，監(jiān)控功率轉(zhuǎn)換器的多個組件的健康程度。優(yōu)選地，將 各個受監(jiān)控的組件與唯一的警報信號相關(guān)聯(lián)，其中，當(dāng)該組件的健康程度退 化到某個預(yù)定水平時，產(chǎn)生該唯一的警報信號。這樣，所產(chǎn)生的警報信號標(biāo) 識出需要服務(wù)或需要更換的特定組件。可替代地，當(dāng)任何一個組件的健康程 度退化到特定水平時，可以產(chǎn)生相同的警報信號。
進一步，在一些實施例中，由所產(chǎn)生的警報信號提供或激活一個或多個 警報，從而當(dāng)某個組件需要服務(wù)時，提供視覺和/或聲音警報。額外地，或者 可替代地，可以向由功率轉(zhuǎn)換器供電的負載提供所產(chǎn)生的警報信號，包括向 安裝了功率轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)(諸如計算機服務(wù)器)中的處理器提供警報信號。 還可以將功率轉(zhuǎn)換器配置為在產(chǎn)生特定的警報信號后關(guān)閉。
進一步參考圖1的方法100，健康程度受到監(jiān)控的特定組件可以是，例
如，電容器、風(fēng)扇或者功率轉(zhuǎn)換器的任何其它關(guān)^l:性能組件。在電解電容器 的情況下，電容器兩端的波紋電壓可以用來表示電容器的健康程度，因此， 可以受到監(jiān)控，以確定電容器的健康程度是否已經(jīng)退化到特定水平。具體地， 因為電容器的電解質(zhì)隨時間而逐漸減少，電容器的有效串聯(lián)電阻增加，而其 電容降低，這導(dǎo)致波紋電壓越來越高。因而，可以使用波紋電壓作為電容器 的健康程度的指標(biāo)。在風(fēng)扇的情況下，可以使用對于給定負載、控制輸入和 /或溫度條件下的風(fēng)扇速度來代表風(fēng)扇的健康程度。因此，可以通過監(jiān)控，例 如，風(fēng)扇速度、風(fēng)扇速度命令、溫度和/或輸出電流水平來監(jiān)控功率轉(zhuǎn)換器風(fēng) 扇的健康程度。
圖2示出了根據(jù)本公開的一個實施例的功率轉(zhuǎn)換器200。功率轉(zhuǎn)換器200 包括處理器202和各個組件204、 206、 208,這些組件在功率轉(zhuǎn)換器中的性 能將隨時間退化(例如，由于磨損、衰減、熱循環(huán)等)。功率轉(zhuǎn)換器200進 一步包括警報器210、 212、 214。處理器202被配置為用于監(jiān)控組件204、 206、 208隨時間的健康程度。當(dāng)這些組件的受監(jiān)控的性能達到閾值水平時， 處理器202激活對應(yīng)的警報器204、 206或者208。在圖2的具體實施例中， 各個受監(jiān)控的組件204、 206、 208分別與不同的警報器210、 212、 214相關(guān) 聯(lián)。這樣，用戶可以基于哪個警報器被激活來方便地確定哪個組件需要服務(wù)。
圖2所示的警報器可以是視覺警報器和/或聲音警報器。在視覺警報器的 情況下，可以采用一個或多個燈(包括發(fā)光二極管(LED))，作為顯示器件，
用來顯示文本或其它消息(例如，圖標(biāo))等。如果警報器包括一個或多個燈， 則激活警報器可包括打開、關(guān)閉、使其以特定速度閃光或者閃爍、改變其顏
色等。在一些實施例中，每個警報器所包含的LED具有與其它警報器的LED 不同的顏色。這樣，當(dāng)特定組件需要服務(wù)時，用戶可以基于被激活的LED 的顏色來方便地進行識別。
作為一種可替代方案，或者額外地，提供聲音和/或視覺警報器，可以產(chǎn) 生并存儲組件狀態(tài)日志。可以訪問該組件狀態(tài)日志，來獲取關(guān)于電源的組件 狀態(tài)的歷史數(shù)據(jù)。另外，警報可包括在功率轉(zhuǎn)換器200和功率轉(zhuǎn)換器200的 主機系統(tǒng)之間進行傳送的警報信號。
圖2的處理器可以被配置為，利用圖1的方法IOO或者任何其它合適的 方法來監(jiān)控組件204、 206、 208的健康程度。進一步，雖然圖2所示的處理 器202被配置為用于監(jiān)控三個組件的健康程度，但是，應(yīng)理解，在任何給定 的實施方式中，可以監(jiān)控多于或少于三個組件。類似地，所采用的警報器個 數(shù)也可以多于或少于三個，最少可以是一個。圖2 (和圖3)所示的處理器 202可以是諸如微處理器、微控制器、微型計算機、數(shù)字信號處理器等的數(shù) 字控制器，或者任何其它合適的處理裝置。處理器202可以是專用處理器， 或者可以是在電源內(nèi)執(zhí)行其它可能的獨立功能的處理器?？梢岳糜布④?件以及固件的組合來實施處理器202。可替代地，可以利用硬連線的模擬和/ 或數(shù)字電路來實施處理器202。
圖3示出了根據(jù)此公開的另一個實施例的功率轉(zhuǎn)換器300。如圖3所示， 功率轉(zhuǎn)換器300包括電解大型電容器(bulk capacitor) 302、電解輸出電容器 316，以及dc風(fēng)扇304。這些組件的性能將隨著時間退化。功率轉(zhuǎn)換器還包 括處理器306，用來利用圖1的方法100來監(jiān)控大型電容器302、輸出電容 器316以及風(fēng)扇304的健康程度。可以將功率轉(zhuǎn)換器300配置為AC/DC或 DC/DC功率轉(zhuǎn)換器。功率轉(zhuǎn)換器300還可以包括功率因子校正輸入級(未 示出)。
更具體地，處理器306通過監(jiān)控大型電容器302和輸出電容器316兩端 的波紋電壓以及輸出電流水平來監(jiān)控這些裝置的健康程度。為此，功率轉(zhuǎn)換 器300包括兩個波紋電壓采樣電路312和314,以及輸出電流采樣電路310。 處理器通過監(jiān)控風(fēng)扇速度以及與該風(fēng)扇相關(guān)聯(lián)的散熱裝置(未示出)的溫度， 來監(jiān)控dc風(fēng)扇304的健康程度。為此，功率轉(zhuǎn)換器包括溫度感測電路308，
并且，處理器包括用于監(jiān)控風(fēng)扇速度信號317的輸入端。這些不同的電路向 處理器306提供數(shù)據(jù)。如下面進一步描述的，處理器利用此數(shù)據(jù)來確定任何 受監(jiān)控的組件的健康程度是否已經(jīng)退化到預(yù)定的閾值水平。
在圖3的具體實施例中，處理器306被配置為基于哪個組件需要服務(wù)來 產(chǎn)生不同的警報信號318、 320、 322。利用這些警報信號來激活對應(yīng)的LED 324、 326、 328，其中每個LED具有不同的顏色。 一旦特定LED被激活， 則用戶能夠在該組件被完全損壞之前安排功率轉(zhuǎn)換器的適當(dāng)?shù)姆?wù)。
在圖3的具體實施例中，檢測大型電容器兩端的波紋電壓，并將其轉(zhuǎn)換 為具有一定的占空比(duty cycle)的脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號。該PWM 信號的占空比對應(yīng)于被檢測的波紋電壓的峰-峰幅度。波紋電壓越大，則 PWM信號的占空比越大。圖4中示出了波紋電壓和PWM信號的占空比之 間的關(guān)系。如圖所示，最大的波紋電壓402對應(yīng)于具有最大占空比的PWM 信號412。次大的，也就是較小的，波紋電壓404對應(yīng)于具有較小占空比的 PWM信號414。圖4中所示的最小的波紋電壓406對應(yīng)于具有最小占空比 的PWM信號416。這樣，處理器306從波紋采樣電路314接收PWM信號 (優(yōu)選地，經(jīng)由諸如光學(xué)耦合器等分離裝置)，其中，PWM信號的占空比代 表在大型電容器302兩端所檢測到的波紋電壓。
通過比較在大型電容器302兩端所檢測到的波紋電壓，并將此信息與所 存儲的數(shù)據(jù)進行比較，處理器306能夠確定大型電容器的健康程度是否已經(jīng) 退化到指示需要服務(wù)的閾值水平。在一些實施例中，此閾值水平被選擇為正 常(初始)大型電容器波纟丈電壓的某個百分比增加(例如，20%)。因而， 處理器306可被配置為，在大型電容器302的兩端所檢測到的波紋電壓超出 初始的大型電容器波紋電壓的百分之二十時，產(chǎn)生所述警報信號318 (指示 該大型電容器需要服務(wù))?？商娲兀c之前的電源故障相關(guān)聯(lián)的波紋數(shù)據(jù) 可以被存儲并被用于檢測標(biāo)準(zhǔn)中。
在一些實施例中，處理器根據(jù)在給定輸出電流水平上的大型電容器兩端 的波紋電壓的函數(shù)，來確定大型電容器302的健康程度。圖5的流程圖示出 了這樣的一個例子。在502,處理器確定由大型電容器波紋電壓采樣電路314 產(chǎn)生的PWM信號的占空比。在504，處理器確定輸出電流水平(由電流釆 樣電路310指示)。在506,處理器確定輸出電流是否小于或等于對應(yīng)于半負 載情況的電流水平。如果輸出電流小于或等于半負載電流，在508，處理器
確定PWM信號(由波紋采樣電路314提供)的占空比是否大于對應(yīng)于半負 載情況的占空比。如果大于，則在512，處理器產(chǎn)生警報信號。否則，處理 返回并重復(fù)進行。如果在506處理器確定輸出電流大于對應(yīng)于半負載情況的 電流水平，處理前進到510,確定PWM信號的占空比是否大于對應(yīng)于全負 載情況的占空比。如果大于，則在512,處理器產(chǎn)生警報信號。否則，處理 返回并重復(fù)進行。盡管僅參考兩個負載水平來解釋并說明了該方法，但應(yīng)理 解，該方法也能夠用于多于兩個負載水平。
圖6和7示出了適用于圖3的功率轉(zhuǎn)換器的大型電容器波紋電壓采樣電 路600、 700的兩個例子。如圖6所示，向電路600提供大型電容器兩端的 波紋電壓作為輸入602。比較器604將輸入波紋電壓轉(zhuǎn)換為具有一定占空比 的PWM信號。在圖7的電路700中，采用比較器702和光學(xué)耦合器704來 實現(xiàn)與圖6的電路600類似的結(jié)果。然而，應(yīng)理解，也可以采用其它各種電 路來檢測大型電容器302兩端的波紋電壓，而不會脫離本公開的教示。
信號，此信號代表輸出電容器316兩端的波紋電壓。在圖3的特定實施例中， 提供給處理器的該信號代表輸出電容器波紋電壓的峰值?？商娲?，也可以 使用其它信號，只要波紋幅度和信號格式之間存在已知的關(guān)系。
在一些實施例中，波紋電壓信號在被輸入到處理器306之前，先通過峰 值檢測電路。功率轉(zhuǎn)換器次級側(cè)波紋電壓的頻率通常近似等于該功率轉(zhuǎn)換器 的轉(zhuǎn)換頻率，或者是轉(zhuǎn)換頻率的整數(shù)倍。在很多情況下，轉(zhuǎn)換頻率大于 100kHz,并且將來還會增加。因此，波紋電壓的頻率常超過100kHz。對幾 百kHz的AC信號進行的計算處理可能是復(fù)雜的且成本高。通過將波紋電壓 AC信號轉(zhuǎn)換為DC電壓，可以降低復(fù)雜度和開銷?？梢允褂酶鞣NAC到DC 轉(zhuǎn)換技術(shù)來實現(xiàn)該轉(zhuǎn)換，使得該轉(zhuǎn)換具有各種程度的準(zhǔn)確性和復(fù)雜度?？梢?用于此目的的電路的一個例子是峰值檢測保持電路。
通過將輸出電容器316兩端檢測到的波紋電壓與所存儲的數(shù)據(jù)進行比 較，處理器306能夠確定輸出電容器316的健康程度是否已經(jīng)退化到指示需 要服務(wù)的閾值水平。在一些實施例中，選擇最大額定輸出波紋電壓的某個百 分比(例如，90%)作為此閾值水平。因而，處理器306可^C配置為，例如， 當(dāng)在輸出電容器316兩端檢測到的波紋電壓大于或等于最大額定輸出波紋電 壓的百分之九十時，產(chǎn)生警報信號320。
在一些實施例中，處理器306根據(jù)在給定輸出電流水平上的輸出電容器 316兩端的波紋電壓的函數(shù)，來確定輸出電容器316的健康程度。圖8的流 程圖示出了這樣的一個例子。在802，處理器確定由波紋釆樣電路312檢測 到的波紋電壓的值。在804,處理器確定由電流采樣電路310檢測到的輸出 電流水平。然后，在806,處理器確定輸出電流水平是否小于對應(yīng)于半負載 情況的電流水平。如果輸出電流小于或等于半負載電流，處理繼續(xù)進行到 808。在808，處理器確定波紋電壓是否大于半負載情況的期望波紋電壓。如 果大于，則處理繼續(xù)進行到812，并產(chǎn)生警報信號。否則，處理返回并重復(fù) 進行。如果處理器在806確定輸出電流大于半負載電流，則處理器將前進到 810,以確定波紋電壓是否大于全負載情況的期望電壓。如果大于，處理繼 續(xù)進行到812，并且產(chǎn)生警報信號。否則，處理返回并重復(fù)進行。
圖9示出了適用于圖3的功率轉(zhuǎn)換器的輸出電容器波紋電壓采樣電路 900。如圖9所示，提供輸出電容器波紋電壓作為l命入Vin。放大波紋電壓的 幅度，然后利用帶通濾波器對其濾波，以消除運算》文大器X3的前端的低頻 波紋(例如，低于功率轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換頻率的一半)以及高頻波紋(例如，500kHz 以上)噪聲。運算放大器優(yōu)選為高速的，以便能夠獲得高增益和高線性。利 用運算放大器X2補償二極管Dl的前向電壓降，以用于由于溫度變化而導(dǎo) 致的性能改變。與電容器并聯(lián)的電阻器確保電容器i文電。因此，當(dāng)輸入波紋 電壓的幅度改變時，信號被放大。電路900將輸出電容器波紋電壓轉(zhuǎn)換為 DC信號，此DC信號代表波紋電壓的峰值。如果波紋電壓是正弦波信號， 則從電路900輸出的DC信號可以代表波紋電壓的RMS值。
如上所述，圖3的處理器306被配置為，通過監(jiān)控風(fēng)扇速度以及相關(guān)聯(lián) 的散熱裝置的溫度來監(jiān)控dc風(fēng)扇304的健康程度。通常，對于給定溫度， 存在最小期望風(fēng)扇速度。因此，如果風(fēng)扇速度小于在給定溫度處的預(yù)定閾值， 則這可能指示即將發(fā)生風(fēng)扇故障，并可用來產(chǎn)生合適的警報信號。
圖10示出了檢測dc風(fēng)扇的性能退化的處理的一個例子。如圖所示，處 理開始于在1002確定風(fēng)扇的速度并在1004確定相關(guān)聯(lián)的散熱裝置的溫度。 在1006,處理確定溫度是否小于較低的限度，在此特定例子中，此限度是 38攝氏度。如果小于，處理返回并重復(fù)進行。否則，處理在1008確定溫度 是否小于較高的限度，在此特定例子中，此限度是59攝氏度。如果小于， 處理繼續(xù)進行到1010，確定風(fēng)扇速度是否小于對應(yīng)于溫度低于59攝氏度的
最小期望速度。如果不小于，則處理返回并重復(fù)進行。否則，風(fēng)扇沒有正常
工作，處理繼續(xù)進行到1016,并產(chǎn)生警報信號。如果處理在1008確定溫度 高于該高溫度值，則處理繼續(xù)進行到1012，確定溫度是否超過了過熱保護值， 在此例中，過熱保護值為61攝氏度。如果高于，處理繼續(xù)進行到1018，在 該步驟，啟動過熱保護。否則，處理繼續(xù)進行到1014，確定風(fēng)扇速度是否小 于對應(yīng)于溫度接近61攝氏度的最小期望速度，在此特定例子中，該速度為 14,000rpm。如果小于，處理繼續(xù)進行到1016,并產(chǎn)生警報信號。否則，處 理返回并重復(fù)進行。可替代地，處理器306被配置為，通過監(jiān)控在給定外加 電壓和/或氣流阻抗時的風(fēng)扇速度，來檢測風(fēng)扇的性能退化。盡管此特定例子 中示出了兩個溫度級別，但此處理的實施并不限于此，可以使用任意個可變 幅度的溫度級別。
圖11示出了根據(jù)本公開的另一個方面的才企測電動機中的性能退化的方 法。如圖ll所示，該方法包括，在1102，監(jiān)控電動機的速度。在1104,檢 測電動機的性能退化。在1106，產(chǎn)生警報信號。該方法還包括監(jiān)控提供給電 動機的控制信號，包括外加電壓或者占空比。這樣，至少部分地基于所監(jiān)控 的電動機的速度和提供給電動機的控制信號，可以確定電動機的性能退化。 具體地，如果所監(jiān)控的電動機的速度與提供給該電動機的控制信號不一致， 這可能指示即將發(fā)生電動機故障或電動機需要其它服務(wù)。響應(yīng)于警報信號， 電動機能夠在必要時得到服務(wù)或者被更換。電動^/L可以是，例如，包括功率 轉(zhuǎn)換器風(fēng)扇的較大的系統(tǒng)或組合體的 一部分。
圖12示出了由圖3的處理器進行的捕獲中斷服務(wù)處理，用于確定風(fēng)扇 的速度以及與大型電容器波紋電壓相關(guān)聯(lián)的PWM信號的占空比。如圖12 所示，利用兩個捕獲端口獨立地捕獲這兩個工^f乍特性。優(yōu)選地，通過測量上 升沿和下降沿之間的時間差，以及與大型電容器波紋電壓相關(guān)聯(lián)的PWM信 號的下降沿和隨后的上升沿之間的時間差，來捕獲占空比。優(yōu)選地，通過測 量風(fēng)扇轉(zhuǎn)速計信號的連續(xù)上升沿或連續(xù)下降沿之間的時間間隔，來捕獲風(fēng)扇 速度。
圖12還示出了通過消除或降低信號抖動來提供改進的警報可靠性的單 平均濾波器模塊。該單平均濾波器模塊利用移動平均方法來實現(xiàn)此目標(biāo)。具 體地，計算預(yù)定次數(shù)的測量的平均值。當(dāng)?shù)玫叫碌臏y量值時，拋棄最舊的測 量值，而新的數(shù)值成為平均數(shù)的一個分量。
應(yīng)注意，圖2和3所示的處理器202、 306可以和其它功率轉(zhuǎn)換器組件 一樣包含在同一個板或封裝內(nèi)，并且可以進行除本文描述的處理之外的其它 處理(例如，包括對開關(guān)模式的電源的控制處理)?？商娲?，處理器可以 與其它組件分開安裝，包括，例如，位于安裝了功率轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)中(例如， 計算機服務(wù)器)。
盡管上文已經(jīng)參考功率轉(zhuǎn)換器描述了本公開的幾個方面，但應(yīng)理解，本 公開的各方面并不限于功率轉(zhuǎn)換器，而是可應(yīng)用于多種系統(tǒng)和應(yīng)用，包括但 不限于，電動機、汽車系統(tǒng)，以及在汽車、電動才幾控制或者其它工業(yè)中使用 的其它類型的電子或機電系統(tǒng)。
通過實施以上描述的任何或全部教示，可以獲得很多好處和優(yōu)勢，包括， 改進系統(tǒng)可靠性、減少系統(tǒng)停機時間、消除并減少系統(tǒng)的冗余組件，避免不 必要或過早地更換組件或系統(tǒng)，以及減少整個系統(tǒng)和操作成本。
權(quán)利要求
1. 一種檢測功率轉(zhuǎn)換器中的電容器的性能退化的方法，該方法包括監(jiān)控所述電容器兩端的電壓；基于所監(jiān)控的電壓來檢測所述電容器的性能退化；以及在檢測到所述電容器的性能退化之后，產(chǎn)生警報信號。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述電容器是電解電容器。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述電容器是大型電容器。
4. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述電容器是輸出電容器。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括響應(yīng)于所產(chǎn)生的警報信號激 活警報。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括向安裝了所述功率轉(zhuǎn)換器的 系統(tǒng)提供所產(chǎn)生的警報信號。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述監(jiān)控所述電容器兩端的電壓 的步驟包括監(jiān)控所述電容器兩端的波紋電壓。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述監(jiān)控所述電容器兩端的電壓 的步驟包括將所述波紋電壓轉(zhuǎn)換為PWM信號。
9. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述監(jiān)控所述電容器兩端的電壓 的步驟包括將所述波紋電壓轉(zhuǎn)換為rms信號。
10. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述基于所監(jiān)控的電壓來檢測所 述電容器的性能退化的步驟包括，當(dāng)所監(jiān)控的波紋電壓超出預(yù)定數(shù)值時進行 檢測。
11. 如權(quán)利要求l所述的方法，進一步包括響應(yīng)所產(chǎn)生的警報信號來更 換所述電容器。
12. —種功率轉(zhuǎn)換器，包括至少一個電容器和與所述至少一個電容器連 接以用于監(jiān)控所述至少一個電容器兩端的電壓的處理器，所述處理器被配置 為至少部分地基于所監(jiān)控的電壓來檢測所述電容器的性能退化，并在檢測到 所述至少 一個電容器的性能退化之后產(chǎn)生警報信號。
13. 如權(quán)利要求12所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述處理器被配置為，當(dāng) 所檢測到的所述至少一個電容器的性能退化超出閾值水平時，產(chǎn)生所述警報 信號。
14. 如權(quán)利要求12所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中所述警報信號激活警報器。
15. 如權(quán)利要求14所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述警報器是視覺警報器。
16. 如權(quán)利要求12所述的功率轉(zhuǎn)換器，進一步包括至少一個LED,所 述處理器被配置為在檢測到所述至少一個電容器的性能退化之后改變所述 LED的狀態(tài)。
17. 如權(quán)利要求12所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述至少一個電容器是輸 出電容器。
18. 如權(quán)利要求17所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所監(jiān)控的電壓是波紋電壓。
19. 如權(quán)利要求18所述的功率轉(zhuǎn)換器，進一步包括波紋采樣電路，其連 接在所述輸出電容器和所述處理器之間，所述波紋采樣電路用于向所述處理 器提供代表所述波紋電壓的幅度的信號。
20. 如權(quán)利要求19所述的功率轉(zhuǎn)換器，進一步包括電流采樣電路，其連 接在所述處理器和所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出級之間，所述電流采樣電路用于向 所述處理器提供代表輸出電流的信號。
21. 如權(quán)利要求20所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述處理器被配置為將所 述波紋電壓和輸出電流信號與所存儲的數(shù)據(jù)相比較，以檢測所述輸出電容器 的性能退化。
22. 如權(quán)利要求19所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，代表所述波紋電壓的幅度 的信號是RMS電壓。
23. 如權(quán)利要求12所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述至少一個電容器是大 型電容器。
24. 如權(quán)利要求23所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所監(jiān)控的電壓是波紋電壓。
25. 如權(quán)利要求24所述的功率轉(zhuǎn)換器，進一步包括波紋采樣電路，其連 接在所述大型電容器和所述處理器之間，所述波紋釆樣電路用于向所述處理 器提供代表所述波紋電壓的幅度的信號。
26. 如權(quán)利要求25所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，由所述波紋采樣電路提供 的所述信號是PWM信號。
27. 如權(quán)利要求25所述的功率轉(zhuǎn)換器，進一步包括電流采樣電路，其連 接在所述處理器和所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出級之間，所述電流采樣電路用于向 所述處理器提供代表輸出電流的信號。
28. 如權(quán)利要求27所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述處理器被配置為將所 述波紋電壓和輸出電流信號與所存儲的數(shù)據(jù)相比較，以檢測所述大型電容器 的性能退化。
全文摘要
本發(fā)明涉及對功率轉(zhuǎn)換器電容器的健康程度監(jiān)控。本發(fā)明公開了一種檢測功率轉(zhuǎn)換器中的電容器的性能退化的方法。該方法包括，監(jiān)控電容器兩端的電壓，基于所監(jiān)控的電壓來檢測電容器的性能退化，以及在檢測到電容器的性能退化之后產(chǎn)生警報信號。本發(fā)明還公開了一種功率轉(zhuǎn)換器，包括至少一個電容器，和與該至少一個電容器可操作地連接以監(jiān)控該至少一個電容器兩端的電壓的處理器。處理器被配置為至少部分地基于所監(jiān)控的電壓來檢測電容器的性能退化，并在檢測到該至少一個電容器的性能退化之后產(chǎn)生警報信號。
文檔編號H02M1/00GK101387668SQ20081012974
公開日2009年3月18日 申請日期2008年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月14日
發(fā)明者哲 王, 王林國, 蔣懷剛, 鄭永寧 申請人:雅達電子國際有限公司