一种电源器件老化监测方法技术

本发明专利技术公开了一种电源器件老化监测方法，包括采用损耗功率和温升之间的变化规律来进行老化状态评估；通过对输入电压、电流和输出电压、电流测量来实现对开关电源不同状态下损耗功率的监测；利用温度传感器对开关电源运行温度进行测量，通过对运行温度和损耗功率关系的构建实现对开关电源器件老化状态的评估。本发明专利技术利用损耗功率和温升之间的关系对电源器件的老化状态进行分析，从而实现对电源器件老化的趋势和程度预判，使存在故障隐患的电源得到及时的维护，提高电源运行的可靠性。提高电源运行的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种电源器件老化监测方法


[0001]本专利技术涉及电源状态检测
，尤其涉及一种电源器件老化监测方法。

技术介绍

[0002]现有电源只是对输入的电压、电流和运行温度进行监测，有效地避免了过压、过流和过高的运行温度导致电源的损伤。然而，在电源的运行过程中，还未实现对其器件老化状态实施监测，使运行维护人员不能根据电源的老化状态及时实施维护，造成电源因器件老化导致电源供电终止的事故发生，这大大降低了电源运行的可靠性。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的是提供了一种电源器件老化监测方法，以解决上述问题。
[0004]本专利技术解决技术问题采用如下技术方案：
[0005]一种电源器件老化监测方法，包括：采用损耗功率和温升之间的变化规律来进行老化状态评估；通过对输入电压、电流和输出电压、电流测量来实现对开关电源不同状态下损耗功率的监测；利用温度传感器对开关电源运行温度进行测量，通过对运行温度和损耗功率关系的构建实现对开关电源器件老化状态的评估。
[0006]进一步的，利用电压传感器对输入、输出电压进行测量，利用电流传感器对输入、输出电流进行测量，通过对输入、输出功率的计算，实现对开关电源运行过程中损耗功率的监测。
[0007]进一步的，电压信号的测量过程为：首先通过电压传感器ZMPT107得到相对应的交流电压信号，电压传感器ZMPT107输出的电压信号存在负波形，采用加法电路将电平抬高并进行适当放大，得到全部是正值的电压信号，然后通过单片机对其进行采集，并结合运行电压和电压信号之间的比例关系，计算实测电压，实现对输入或输出电压的测量。
[0008]进一步的，电压传感器ZMPT107包括交流电压测量模块和直流电压测量模块，交流电压测量模块，用于对输入、输出交流电压进行测量；直流测量模块，用于对输入、输出直流电压进行测量。
[0009]进一步的，交流电压模块包括芯片U7A和芯片U7B，其中，芯片U7A的负极输入端连接电阻R17，串联的电阻R18、电阻R19与串联的电阻RP1、电阻R21并联后，连接在芯片U7A的一个正极输入端；芯片U7A的输出端与芯片U7B的其中一个正极输入端相连；芯片U7B的一个负极输入端与输出端相连，芯片U7B的输出端通过电阻R22与单片机相连。
[0010]进一步的，直流电压测量模块包括分压器和放大电路；利用分压器对电源输入、输出电压进行分压，将分压后的电压波形输入放大电路，利用放大电路将电压有效值的幅值进行适当放大和缩小，使其最大的输入电压小于ADC引脚的最大允许输入电压，通过对电压波形的采样和计算实现对电源输入、输出电压的测量。
[0011]进一步的，在交流电流测量的过程中，首先通过电流传感器ZMCT103C交联输入或输出电路，得到相对于交流电流信号的交流电压信号，传感器输出的电压信号存在负波形，
采用加法电路将电平抬高并进行适当放大，得到全部是正值的电压信号，然后通过单片机STM32对其进行采集，并结合电流信号和电压信号之间的比例关系，计算实测电流值，实现对输入或输出电流的测量。
[0012]进一步的，电流传感器ZMCT103C包括输入电流模块和输出电流模块，
[0013]所述输入电流模块包括芯片U3A和芯片U3B，其中芯片U3A的负极输入端连接电阻R23，串联的电阻R24、电阻R26与串联的电阻RP2、电阻R27并联后，连接在芯片U3A的一个正极输入端；芯片U3A的输出端与芯片U3B的其中一个正极输入端相连；芯片U3B的一个负极输入端与输出端相连，芯片U3B的输出端通过电阻R28与单片机相连；
[0014]所述输出电流模块包括芯片U4，芯片U4的引脚1通过电阻R29与芯片U4的引脚8相连，芯片U4的引脚2和引脚7接地，电阻R30与电阻R31并联后连接在芯片U4的引脚3，芯片U4的引脚6连接输入电压VCC，芯片U4的引脚5与单片机相连。
[0015]进一步的，在电源运行温度测量的过程中，选用独立的温度传感器对电源模块进行监控，根据实际测量温度的大小对温度传感器进行选择。
[0016]进一步的，温度传感器U2的引脚1接地，引脚3连接输入电压VCC，引脚2通过PG11线路与单片机相连。
[0017]有益效果：
[0018]本专利技术利用损耗功率和温升之间的关系对电源器件的老化状态进行分析，从而实现对电源器件老化的趋势和程度预判，使存在故障隐患的电源得到及时的维护，提高电源运行的可靠性。
附图说明
[0019]图1为本专利技术损耗功率测量原理图。
[0020]图2为本专利技术交流电压测量模块原理图。
[0021]图3为本专利技术直流电压测量模块原理图。
[0022]图4为本专利技术电压传感器ZMPT107输入端接线示意图。
[0023]图5为本专利技术输入电流测量模块原理图。
[0024]图6为本专利技术输出电流测量模块原理图。
[0025]图7为本专利技术温度测量模块原理图。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
[0027]本专利技术提供了一种电源器件老化监测方法，包括：采用损耗功率和温升之间的变化规律来进行老化状态评估；通过对输入电压、电流和输出电压、电流测量来实现对开关电源不同状态下损耗功率的监测；利用温度传感器对开关电源运行温度进行测量，通过对运行温度和损耗功率关系的构建实现对开关电源器件老化状态的评估。
[0028]在开关电源器件老化过程中，相同损耗功率状态下器件的运行温度随着老化程度
的增加而上升。因此，在开关电源器件老化程度监测过程中，采用损耗功率和温升之间的变化规律来进行老化状态评估。系统通过对输入电压、电流和输出电压、电流测量来实现对开关电源不同状态下损耗功率的监测，其监测原理如图1所示。系统利用分压电路对输入、输出电压进行测量，利用电流传感器对输入、输出电流进行测量，通过对输入、输出功率的计算，实现对开关电源运行过程中损耗功率的监测，其计算公式为：
[0029][0030]P
out
＝U
out
×
l
out
[0031]Δp＝P
in
‑
P
out
[0032]在此基础上，利用温度传感器对开关电源运行温度进行测量，通过对运行温度和损耗功率关系的构建实现对开关电源器件老化状态的评估。在监测过程中，在相同输出功率的状态下温度过高或者损耗功率过大，则说明开关电源器件发生老化，需对其进行相应的运行维护。反之，则说明系统运行正常。
[0033]本实施例中，利用电压传感器对输入、输出电压进行测量，利用电流传感器对输入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电源器件老化监测方法，其特征在于，包括：采用损耗功率和温升之间的变化规律来进行老化状态评估；通过对输入电压、电流和输出电压、电流测量来实现对开关电源不同状态下损耗功率的监测；利用温度传感器对开关电源运行温度进行测量，通过对运行温度和损耗功率关系的构建实现对开关电源器件老化状态的评估。2.根据权利要求1所述的一种电源器件老化监测方法，其特征在于，利用电压传感器对输入、输出电压进行测量，利用电流传感器对输入、输出电流进行测量，通过对输入、输出功率的计算，实现对开关电源运行过程中损耗功率的监测。3.根据权利要求2所述的一种电源器件老化监测方法，其特征在于，电压信号的测量过程为：首先通过电压传感器ZMPT107得到相对应的交流电压信号，电压传感器ZMPT107输出的电压信号存在负波形，采用加法电路将电平抬高并进行适当放大，得到全部是正值的电压信号，然后通过单片机对其进行采集，并结合运行电压和电压信号之间的比例关系，计算实测电压，实现对输入或输出电压的测量。4.根据权利要求3所述的一种电源器件老化监测方法，其特征在于，电压传感器ZMPT107包括交流电压测量模块和直流电压测量模块，交流电压测量模块，用于对输入、输出交流电压进行测量；直流测量模块，用于对输入、输出直流电压进行测量。5.根据权利要求4所述的一种电源器件老化监测方法，其特征在于，交流电压模块包括芯片U7A和芯片U7B，其中，芯片U7A的负极输入端连接电阻R17，串联的电阻R18、电阻R19与串联的电阻RP1、电阻R21并联后，连接在芯片U7A的一个正极输入端；芯片U7A的输出端与芯片U7B的其中一个正极输入端相连；芯片U7B的一个负极输入端与输出端相连，芯片U7B的输出端通过电阻R22与单片机相连。6.根据权利要求4所述的一种电源器件老化监测方法，其特征在于，直流电压测量模块包括分压器和放大电路；利用分压器对电源输入、输出电压进行分压...

【专利技术属性】
技术研发人员：李毓，王承民，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：