CCM降压变换器电感及输出电容的监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种CCM降压变换器电感及输出电容的监测装置及方法，该装置包括Buck变换器主功率电路、驱动电路、显示单元，一只参数已知的电容与电流互感器，以及信号处理模块，其中信号处理模块包括功率电路控制单元、开关频率fs计算单元、占空比D计算单元、输出电压采样单元、电容电流触发采样单元、电感L以及电容ESR和C计算单元。本发明专利技术可以在不影响电路正常工作的情况下对电感的参数L以及电容的参数ESR和C进行监测，为电容和电源的寿命预测提供依据，无需额外参数，方便实现。

Device and method for monitoring inductance and output capacitance of CCM buck converter

The invention discloses a device and method for monitoring the inductance and the output capacitance of a CCM buck converter, the device comprises a Buck power converter main circuit, drive circuit, display unit, a parameter known capacitance and current transformer, and the signal processing module, the signal processing module comprises a power circuit control unit and switch frequency FS computing unit, the duty ratio D computing unit, the output voltage sampling unit, trigger capacitor current sampling unit, inductance L and capacitance ESR and C computing unit. The invention can not affect the normal work of the circuit under the condition of inductance parameter L and the capacitance of the parameters ESR and C were monitored for the capacitor and the power supply provides the basis for life prediction, no additional parameters, easy realization.

【技术实现步骤摘要】
CCM降压变换器电感及输出电容的监测装置及方法
本专利技术属于电能变换装置中的监测
，特别是涉及一种CCM降压变换器电感及输出电容的监测装置及方法。
技术介绍
开关电源具有效率高、体积小等优点，在日常生产生活中广泛应用。降压(Buck)、升压(Boost)、升降压(Buck-Boost)变换器是三种最基本的开关电源变换器，其他的变换器均可以由这三种变换器衍变而来。其中，CCM(ContinuousCurrentMode，电流连续模式)Buck变换器在计算机电源、通讯电源、航空航天等领域广泛使用。在Buck变换器电路中为了得到较为稳定的输出电压，一般需要利用电容来滤除高频噪声。变换器工作一段时间之后，电容的容值(Capacitance,C)和等效串联电阻(EquivalentSeriesResistance,ESR)会发生变化，当该变化量较大时，即认为该电容已失效，将会造成电源和系统的运行故障，，因此监测CCMBuck变换器的输出滤波电容的ESR和C，预测其寿命非常重要。现有的技术主要可分为离线监测技术和在线监测技术，离线检测技术使用方法简单，成本低，但一般只监测独立于电路外的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CCM降压变换器电感及输出电容的监测装置，其特征在于，包括Buck变换器主功率电路(1)、驱动电路(3)、参数已知的电容(7)、电流互感隔离放大单元(8)、显示单元(11)和信号处理模块，所述信号处理模块包括功率电路控制单元(2)、开关频率fs计算单元(4)、占空比D计算单元(5)、输出电压采样单元(6)、电容电流触发采样单元(9)、电感L以及电容ESR和C计算单元(10)；所述Buck变换器主功率电路(1)包括输入电压源Vin、开关管Qb、续流二极管Db、滤波电感L、输出滤波电容和负载RL，所述输出滤波电容包括等效串联电阻ESR和电容C，其中开关管Qb的漏极与电压源Vin的正极连接，续流...

【技术特征摘要】
1.一种CCM降压变换器电感及输出电容的监测装置，其特征在于，包括Buck变换器主功率电路(1)、驱动电路(3)、参数已知的电容(7)、电流互感隔离放大单元(8)、显示单元(11)和信号处理模块，所述信号处理模块包括功率电路控制单元(2)、开关频率fs计算单元(4)、占空比D计算单元(5)、输出电压采样单元(6)、电容电流触发采样单元(9)、电感L以及电容ESR和C计算单元(10)；所述Buck变换器主功率电路(1)包括输入电压源Vin、开关管Qb、续流二极管Db、滤波电感L、输出滤波电容和负载RL，所述输出滤波电容包括等效串联电阻ESR和电容C，其中开关管Qb的漏极与电压源Vin的正极连接，续流二极管Db的阴极与开关管Qb的漏极连接，续流二极管Db的阳极与电压源Vin的负极连接，滤波电感L的一端与续流二极管Db的阴极连接，滤波电感L的另一端分别与等效串联电阻ESR的一端及负载RL的一端连接，等效串联电阻ESR的另一端与电容C的一端连接，电容C的另一端及负载RL的另一端均与电压源Vin的负极连接，负载RL与参数已知的电容(7)并联，其两端为输出平均电压Vo；所述功率电路控制单元(2)的输入端分别与Buck变换器主功率电路(1)的电压源Vin和输出平均电压Vo连接，功率电路控制单元(2)输出端的PWM信号分别接入开关频率fs计算单元(4)和占空比D计算单元(5)，Buck变换器主功率电路(1)的输出平均电压Vo接入输出电压采样单元(6)，电流互感隔离放大单元(8)和功率电路控制单元(2)输出端的PWM信号均接入电容电流触发采样单元(9)，开关频率fs计算单元(4)、占空比D计算单元(5)、输出电压采样单元(6)和电容电流触发采样单元(9)的输出端均接入电容ESR和C计算单元(7)，电感L以及电容ESR和C计算单元(10)的输出端接入显示单元(11)；所述驱动电路(3)的输入端与功率电路控制单元(2)输出端的PWM信号连接，驱动电路(3)的输出端接入开关管Qb的门极。2.根据权利要求1所述的CCM降压变换器电感及输出电容的监测装置，其特征在于，所述信号处理模块为DSP芯片TMS320F28335。3.根据权利要求1所述的CCM降压变换器电感及输出电容的监测装置，其特征在于，所述显示单元(11)为1602液晶显示屏。4.一种CCM降压变换器电感L以及输出电容ESR和C的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，在输出端并联上一个参数已知的电容(7)，在信号处理模块中创建功率电路控制单元(2)、开关频率fs计算单元(4)、占空比D计算单元(5)、输出电压采样单元(6)、电容电流触发采样单元(9)、电感L以及电容ESR和C计算单元(10)；步骤2，信号处理模块的功率电路控制单元(2)根据Buck变换器主功率电路(1)的输出平均电压Vo，得到PWM信号并经驱动电路(3)驱动开关管Qb；步骤3，功率电路控制单元(2)输出的PWM信号送入开关频率fs计算单元(4)和占空比D计算单元(5)，经开关频率fs计算单元(4)处理得出变换器当前的开关频率fs，经占空比D计算单元(5)处理得出变换器当前的占空比D；步骤4，Buck变换器主功率电路(1)的输出平均电压Vo送入输出电压采样单元(6)，得到输出电压的平均值；步骤5...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨思文，姚凯，韩旭芝，周世林，曹诚，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32