[發明專利]基于信息熵原理的開關電源故障診斷方法

有效

• 申請號: 201210051663.7
• 申請日: 2012-03-01
• 公開（公告）號: CN102590762A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 方海燕;李小平;謝楷;劉彥明;傅靈忠;董慶寬;葉英豪;陳小東
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01R31/40
• 分類號: G01R31/40
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

技術領域

本發明屬于測試技術領域，涉及一種故障診斷方法，通過對開關電源關鍵節點信號進行信息熵提取，可實現開關電源的故障診斷。

背景技術

開關電源產品廣泛應用于工業自動化控制、軍工設備、科研設備、LED照明、工控設備等領域，而且開關電源一般是故障的高發部分，對開關電源快速方便的進行故障診斷具有重要意義。

目前開關電源的故障診斷有人工方法和自動診斷方法。

人工方法是利用萬用表或者示波器等直接測量開關電源相關節點的電壓信號，通過分析節點電壓波形，判斷開關電源處于什么故障狀態。這種方法操作繁瑣，效率低；而且開關電源中含有高壓部分，如果操作失誤會對被測設備和測試人員產生傷害。

自動診斷方法主要是利用測試針床，程控飛針等設備，通過測試探針與電路中相應節點接觸獲取節點電壓信號，再對這些信息通過各種變換，運用神經網絡、專家系統等進行智能診斷，進而判斷出開關電源的故障狀態。現有的診斷的方法，可診斷的故障類型比較局限，診斷結果不能準確定位故障位置，所需的測試節點多，導致算法編程復雜。這些都制約了上述方法的應用。

發明內容

本發明的目的在于針對上述已有技術的不足，提出了一種基于信息熵原理的開關電源故障診斷方法，提高了故障的識別率，可診斷的故障種類以及提高了故障診斷的可靠性和效率。

為實現上述目的，本發明的基于信息熵原理的開關電源故障診斷方法，包括如下步驟：

(1)建立各種實驗開關電源板漏磁信號各特征分布區間的特征值表：

(1a)分別選取一塊無故障的正常實驗開關電源板標記為B₀和m塊有不同故障類型的實驗開關電源板，分別標記B₁，B₂，…，B_m，m≤100，其中故障類型包括：輸出整流二極管短路、反饋供電二極管開路、電流采樣濾波電路電阻斷開、震蕩回路電容開路、反饋分壓電阻開路和輸出端短路；

(1b)采用非接觸方式獲取各種實驗開關電源板磁性元件的漏磁信號，分別為s₀，s₁，…，s_m，其中s₀為無故障的正常實驗開關電源板B₀的漏磁信號，s₁為第1個有故障的實驗開關電源板B₁的漏磁信號，依次類推，s_m為第m個有故障的實驗開關電源板B_m的漏磁信號；

(1c)使用信息熵原理提取實驗開關電源板磁性元件漏磁信號s_i時域內的時域熵特征和頻域內的譜熵特征，并用統計分析的方法提取漏磁信號s_i的峰峰值特征、均值特征、均方根特征和方差特征，得到實驗開關電源板B₀至B_m的漏磁信號的各特征，其中實驗開關電源板B_i的漏磁信號的特征包括：譜熵H_fi、時域熵H_ti、峰峰值V_ppi、均值a_i、均方根r_i和方差σ_i，i＝0，1，2，…，m；

(1d)改變非接觸磁探頭的測量位置，重復步驟(1b)-(1c)g次，10≤g≤20，對步驟(1c)提取的實驗開關電源板B_i的漏磁信號的各特征，分別求出g個數據的均值及最大偏差，再求出各特征的分布區間，并將各實驗電源板各特征的分布區間寫入表中，i＝0，1，2，…，m，建立各實驗開關電源板漏磁信號的特征值表；

(2)對被測開關電源板是否故障及故障類型進行診斷：

(2a)采用非接觸方式獲取被測開關電源板磁性元件的漏磁信號；

(2b)使用信息熵原理提取被測開關電源板磁性元件漏磁信號時域內的時域熵特征H_t和頻域內的譜熵特征H_f，并用統計分析的方法提取該開關電源板漏磁信號的峰峰值特征V_pp、均值特征a、均方根特征r和方差特征σ；