一种电源寿命在线监测方法、系统及电源技术方案

本发明专利技术涉及电源技术领域，公开了一种电源寿命在线监测方法。其中，该方法包括：采集电源的输出电流信号及输出电压信号；将所述输出电流信号及输出电压信号分别转换为第一数字信号及第二数字信号；根据所述第一数字信号及第二数字信号计算电源的瞬态内阻参数；将所述瞬态内阻参数与预置的瞬态内阻-寿命模型相匹配得到所述电源的剩余使用寿命。本发明专利技术同时公开了一种电源寿命在线监测系统及电源。实施本发明专利技术实施例，无需在电源输出电路中加入额外的负载，不影响在线系统的稳定，同时还可实现嵌入式的设计，进一步简化系统设计。

【技术实现步骤摘要】
一种电源寿命在线监测方法、系统及电源
本专利技术涉及电源
，具体涉及一种电源寿命在线监测方法、系统及电源。
技术介绍
目前使用电子技术完成自动控制和管理的设备越来越多，这些设备要求电源必须稳定可靠，有一种解决方案是对电源做冗余设计，即设置两个或两个以上电源，当其中一个出现异常，依靠其余电源继续工作，但这种冗余设计的制造和运营成本较高、系统设计较为复杂。为了解决电源的可靠性问题并简化系统设计，现有技术中出现了一些电源寿命检测的技术，这些技术对电源运行状况进行健康检测，通过评估电源目前的健康状况，预测电源的剩余使用寿命（RUL，RemainingUsefulLife），从而可在电源失效之前，提醒使用者进行维护或更换，避免意外断电等事故的发生。现有技术中提供了一种电源健康监测技术，可实现对电源剩余使用寿命的预测，该技术方案为：如图1所示，被监测电源的输出连接到电源母线（powerbus）上，健康监测模块（PHM，PrognosticHealthManagement）直接连接到电源母线上，PHM内部包含受控电源负载、电容负载、传感器及数字信号处理器（DSP，digitalsignalprocessor）。其对电源进行健康监测的原理为：DSP控制电流负载导通一段时间，使得电源的负载改变，由于电源负载瞬变，母线电压出现瞬态变化，这种变化通过传感器送入到DSP，DSP通过对电压波形进行分析，提取特征参数，计算电源的剩余使用寿命。但上述的电源健康监测技术存在以下缺点：1、需要加入电流负载，但这种电流负载会影响在线系统的稳定，给系统带来运行的风险，不适合在线监测；2、现有技术的方案不便于嵌入到电源模块中实现，所以不利于进一步简化系统设计。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题是提供一种电源寿命在线监测方法、系统及电源，用于实现电源剩余使用寿命的在线监测。本专利技术实施例提供一种电源寿命在线监测方法，包括：采集电源的输出电流信号以及所述电源的输出电压信号；将所述输出电流信号转换为第一数字信号，并将所述输出电压信号转换为第二数字信号；根据所述第一数字信号和所述第二数字信号，计算所述电源的瞬态内阻参数；将所述瞬态内阻参数与预置的瞬态内阻-寿命模型相匹配，得到所述电源的剩余使用寿命；所述瞬态内阻-寿命模型为限定所述瞬态内阻参数与剩余使用寿命的对应关系的模型。相应的，本专利技术实施例还提供一种电源寿命在线监测系统，包括：电流传感器，用于采集电源的输出电流信号；第一模数转换器，用于将所述输出电流信号转换为第一数字信号；电压传感器，用于采集所述电源的输出电压信号；第二模数转换器，用于将所述输出电压信号转换为第二数字信号；处理器，用于根据所述第一数字信号和所述第二数字信号，计算所述电源的瞬态内阻参数；以及用于将所述瞬态内阻参数与预置的瞬态内阻-寿命模型相匹配，得到所述电源的剩余使用寿命；其中所述瞬态内阻-寿命模型为限定所述瞬态内阻参数与剩余使用寿命的对应关系的模型；存储器，用于存储所述瞬态内阻-寿命模型的数据。相应的，本专利技术实施例还提供一种电源，所述电源中嵌入了如上所述的电源寿命在线监测系统。本专利技术提供一种电源寿命在线监测方法、系统及一种电源，通过的检测电源的输出电流及电压，换算出电源的瞬态内阻，与预置的瞬态内阻-寿命模型相匹配得出电源的剩余使用寿命。实施本专利技术实施例，无需在电路中加入额外的负载，不影响在线系统的稳定，适合在线监测，此外本专利技术提供的电源寿命在线监测系统还可嵌入到电源中实现嵌入式设计，可进一步简化系统设计。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是现有技术中的电源健康监测技术的示意图；图2是本专利技术方法实施例一中的电源寿命在线监测方法的流程图；图3是本专利技术方法实施例二中的电源寿命在线监测方法的流程图；图4是本专利技术方法实施例三中的电源寿命在线监测方法的流程图；图5是本专利技术实施例中的瞬态内阻-运行时间曲线的示意图；图6是本专利技术系统实施例一中的电源寿命在线监测系统的框图；图7是本专利技术系统实施例二中的电源寿命在线监测系统的框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例中提供了一种电源寿命在线监测方法、系统和电源，用于在线的对电源剩余使用寿命进行监测。以下分别进行详细说明。方法实施例一：本专利技术提供一种电源寿命在线监测方法，如图2所示，包括下列步骤：101、采集电源的输出电流信号以及电源的输出电压信号；需要说明的是，输出电流信号以及电源的输出电压信号的采集可以是一次采集，也可以是周期性的多次采集（间隔时间可以根据需求自定义），也可以是实时的不间断的采集；102、将采集到的输出电流信号转换为第一数字信号，并将采集到的输出电压信号转换为第二数字信号；103、根据第一数字信号和第二数字信号，计算电源的瞬态内阻参数；本实施例中从第一数字信号中获取电源的输出电流参数I（t），从第二数字信号中获取电源的输出电压参数U（t），根据I（t）和U（t）计算电源的瞬态内阻参数R（t），其中瞬态内阻参数的计算方法为R（t）=|dU（t）/dI（t）|，其中dU（t）和dI（t）分别为U（t）以及I（t）的微分，|dU（t）/dI（t）|表示的是dU（t）/dI（t）的绝对值；对于理想的电源来说，当其电流变化时，其输出电压不变，即其瞬态内阻R（t）=|dU（t）/dI（t）|为0，但实际中，电源的瞬态内阻不为0，如当输出电流增大时，其输出电压会减小，即dU（t）/dI（t）为负值，计算时可对其取绝对值使其成为正值。需要说明的是，瞬态内阻也可称为输出内阻；104、将所述瞬态内阻参数与预置的瞬态内阻-寿命模型相匹配，得到电源的剩余使用寿命；其中上述瞬态内阻-寿命模型为限定瞬态内阻参数与剩余使用寿命的对应关系的模型；优选地，为了减少误差，可计算瞬态内阻参数在一段时间内的最大值作为最大瞬态内阻参数，将最大瞬态内阻参数与预置的瞬态内阻-寿命模型相匹配，得到电源的剩余使用寿命。优选地，也可计算瞬态内阻参数在一段时间内的平均值作为平均瞬态内阻参数，将平均瞬态内阻参数与预置的瞬态内阻-寿命模型相匹配，得到电源的剩余使用寿命，这种取平均值的计算方式可较大程度上排除噪声干扰，相对比较可靠。本实施例中内阻-寿命模型是预先建立的，其限定了瞬态内阻参数与电源的剩余使用寿命之间的一一对应关系，即当得到电源的瞬态内阻参数，即可通过该模型得到电源的剩余使用寿命。一般的，电源的瞬态电阻会随着电源使用时间而增大，当瞬态电阻增大了一定程度之后，电源将不再能满足使用要求，即电源到达寿命终点。本实施例中提供的方法适用于负载动态变化的电源，该方法无需加入额外的电流负载，不影响系统的稳定运行，相比现有技术更适合在线监测。方法实施例二：本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源寿命在线监测方法，其特征在于，包括：采集电源的输出电流信号以及所述电源的输出电压信号；将所述输出电流信号转换为第一数字信号，并将所述输出电压信号转换为第二数字信号；根据所述第一数字信号和所述第二数字信号，计算所述电源的瞬态内阻参数；将所述瞬态内阻参数与预置的瞬态内阻?寿命模型相匹配，得到所述电源的剩余使用寿命；所述瞬态内阻?寿命模型为限定所述瞬态内阻参数与剩余使用寿命的对应关系的模型。

【技术特征摘要】
1.一种电源寿命在线监测方法，其特征在于，包括：采集电源的输出电流信号以及所述电源的输出电压信号；将所述输出电流信号转换为第一数字信号，并将所述输出电压信号转换为第二数字信号；根据所述第一数字信号和所述第二数字信号，计算所述电源的瞬态内阻参数；将所述瞬态内阻参数与预置的瞬态内阻-寿命模型相匹配，得到所述电源的剩余使用寿命；所述瞬态内阻-寿命模型为限定所述瞬态内阻参数与剩余使用寿命的对应关系的模型；其中，所述瞬态内阻-寿命模型限定了所述瞬态内阻参数与电源的剩余使用寿命之间的一一对应关系。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述瞬态内阻参数与预置的瞬态内阻-寿命模型相匹配，得到所述电源的剩余使用寿命包括：对所述瞬态内阻参数取一段时间内的最大值作为最大瞬态内阻参数，将所述最大瞬态内阻参数与预置的瞬态内阻-寿命模型相匹配，得到所述电源的剩余使用寿命。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述瞬态内阻参数与预置的瞬态内阻-寿命模型相匹配，得到所述电源的剩余使用寿命包括：对所述瞬态内阻参数取一段时间内的均值作为平均瞬态内阻参数，将所述平均瞬态内阻参数与预置的瞬态内阻-寿命模型相匹配，得到所述电源的剩余使用寿命。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：采集所述电源的温度T；在所述将所述瞬态内阻参数与预置的瞬态内阻-寿命模型相匹配，得到所述电源的剩余使用寿命之前，所述方法还包括：根据所述温度T，通过归一化处理修正所述瞬态内阻参数，以获得归一化瞬态内阻参数；所述将所述瞬态内阻参数与预置的瞬态内阻-寿命模型相匹配，得到所述电源的剩余使用寿命包括：将所述归一化瞬态内阻参数与预置的瞬态内阻-寿命模型相匹配，得到所述电源的剩余使用寿命。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述温度T，通过归一化处理修正所述瞬态内阻参数，以获得归一化瞬态内阻参数包括：确定预置的归一化温度值Ts以及归一化标定系数μ；计算归一化瞬态内阻参数Rs，其中Rs＝R+(Ts-T)*μ；其中R为所述瞬态内阻参数，T为所述电源的温度T。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述归一化标定系数μ包括低温区标定系数μ1或高温区标定系数μ2；当所述电源的温度T小于所述归一化温度值Ts时，μ＝μ1；当所述电源的温度T大于所述归一化温度值Ts时，μ＝μ2。7.根据权利要求4或5或6所述的方法，其特征在于，在所述将所述瞬态内阻参数与预置的瞬态内阻-寿命模型相匹配，得到所述电源的剩余使用寿命之后，所述方法还包括：根据所述温度T，通过归一化处理修正所述电源的运行时间，以获得归一化运行时间。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述温度T，通过归一化处理修正所述电源的运行时间，以获得归一化运行时间包括：确定预置的激活能参数Ea；根据所述电源的温度T计算加速因子Af，其中Af＝exp(Ea*(1/Ts-1/T)/k)，k为波尔兹曼常数，Ts为预置的归一化温度值；计算所述归一化运行时间Ls，其中Ls＝LR*Af，其中LR为所述电源的运行时间。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：记录所述电源的累计运行时间以及与所述累计运行时间对应的归一化瞬态内阻参数，作为所述电源的运行数据，其中所述累计运行时间为所述归一化运行时间累加之和；在所述采集所述电源的输出电流信号之前，所述方法还包括：根据所述电源的运行数据，更新所述瞬态内阻-寿命模型并存储。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述电源的运行数据，更新所述瞬态内阻-寿命模型并存储包括：根据所述电源的运行数据，对所述累计运行时间及所述归一化瞬态内阻参数运用曲线拟合方法建立瞬态内阻-运行时间曲线，以更新所述瞬态内阻-寿命模型并存储；所述运用曲线拟合方法建立瞬态内阻-运行时间曲线包括：将所述归一化瞬态内阻参数Rs按照n阶泰勒级数展开为：Rs(L)＝a0+a1*L+a2*L2+a3*L3+……+an*Ln；其中L为所述归一化运行时间，n为预先设定的正整数，a0、a1、a2……an为泰勒系数；选择所述运行数据中的n+1组数据，代入所述n阶泰勒级数，计算出一组泰勒系数a0、a1、a2……an；将所述一组泰勒系数a0、a1、a2……an代入所述n阶泰勒级数，得到所述瞬态内阻-运行时间曲线；所述更新所述瞬态内阻-寿命模型包括：确定所述电源的寿命终止电阻Rd，将Rd代入所述瞬态内阻-运行时间曲线，得到所述电源的总寿命Ld；将所述电源的归一化瞬态内阻参数Rs代入所述瞬态内阻-运行时间曲线，得到所述电源的当...

【专利技术属性】
技术研发人员：向光恒，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：