[发明专利]Buck变换器故障检测方法

说明书

本发明公开了一种Buck变换器故障检测方法，包括以下步骤：步骤S10，获取开关管在一个工作周期内Buck变换器的相关信息；步骤S20，根据Buck变换器的相关信息建立第三计算公式；步骤S30，根据Buck变换器的相关信息建立第十计算公式；步骤S40，根据等效串联电阻的阻值、输出电容的容值和输出电容的标准值以检测出开关电源电路是否出现故障。本发明，仅通过Buck变换器输入电流信号、输出电压信号便可以求解出输出电容的容值和等效串联电阻值，无需外加激励辅助测量，无需拆解电源，对Buck变换器无任何冲击影响。

技术领域

本发明属于Buck变换器检测技术领域，尤其涉及一种Buck变换器故障检测方法。

背景技术

目前，开关电源由于其优势在电子产品中得到广泛应用，其是否正常工作直接影响到电力电子设备的安全。Buck变换器是一种常用的开关电源，Buck变换器拓扑中输出滤波电容对整个变换器性能影响很大，而电容在使用过程中，极易出现容值下降，等效串联电阻增加的现象。电容参数的退化会导致Buck变换器的性能下降，当电容参数退化到不能维持其正常工作时，该电源失效。因此，输出电容是Buck变换器的薄弱环节和核心部件，检测Buck变换器拓扑中输出电容的容值和等效串联电阻值直接关系到该电源的使用寿命和故障情况。

目前缺少对于Buck变换器检测方法，因此，现有技术有待于改善。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种Buck变换器故障检测方法，以解决背景技术中所提及的技术问题。

本发明的一种Buck变换器故障检测方法，包括以下步骤：

步骤S10，获取开关管在一个工作周期内Buck变换器的相关信息；

步骤S20，根据Buck变换器的相关信息建立第三计算公式，第三计算公式为其中，Δv_o为Buck变换器输出电压纹波，k₁为开关管导通阶段输入电流变化斜率，D为Buck变换器的工作占空比，T_s为开关管的工作周期，ESR为输出电容的等效串联电阻的阻值；

步骤S30，根据Buck变换器的相关信息建立第十计算公式，第十计算公式为其中，Δv_o为输出电压纹波，v₀(t₁)为t₁时刻Buck变换器输出电压信号，C为输出电容的容值，V_o为输出平均电压值；

步骤S40，根据等效串联电阻的阻值、输出电容的容值和输出电容的标准值以检测出开关电源电路是否出现故障。

优选地，在步骤S10中，Buck变换器的相关信息包括输出平均电压值V_o、开关管导通阶段输入电流变化斜率k₁、开关管的工作周期T_s、Buck变换器的工作占空比D、输出电压纹波Δv_o和t₁时刻Buck变换器输出电压信号v₀(t₁)。

优选地，步骤S40具体包括：

步骤S41，判断输出电容的等效串联电阻的阻值是否高于输出电容的等效串联电阻标准值，或者判断输出电容的容值是否低于输出电容的容值标准值；

步骤S42，若输出电容的等效串联电阻的阻值高于输出电容的等效串联电阻标准值或者输出电容的容值低于输出电容的容值标准值，则开关电源电路出现故障。

优选地，Buck变换器包括输入电源、电感线圈、开关管、二极管和输出电容，电源一端与开关管一端连接，电源另一端同时与二极管一端和输出电容一端连接，开关管另一端同时与二极管另一端和电感线圈一端连接，电感线圈另一端与输出电容另一端连接。

优选地，开关管的一个工作周期内包括开关管导通阶段和开关管关断阶段。