[發明專利]基于磁性元件電壓的模塊化DC-DC變換器故障診斷裝置及方法

有效

• 申請號: 201710188117.0
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN106950510B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 裴雪軍;王涵宇;聶松松;吳宇環
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01R31/40
• 分類號: G01R31/40
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 趙偉;李智

1.一種基于磁性元件電壓的模塊化DC-DC變換器故障診斷裝置，其特征在于，包括多個信號處理電路與一個故障診斷電路；所述信號處理電路的數量與待診斷模塊化DC-DC變換器的DC-DC模塊數相同；

所述信號處理電路包括調理電路和電壓比較器；所述調理電路的輸入端作為所述信號處理電路的輸入端用于接入模塊化DC-DC變換器的磁性元件電壓信號，所述電壓比較器的輸入端與所述調理電路的輸出端相連，所述電壓比較器的輸出端作為信號處理電路 的輸出端與所述診斷電路的輸入端相連，通過所述故障診斷電路的輸出端輸出故障指示信號；

所述調理電路包括兩個級聯的反向放大電路；

其中一個反向放大電路包括第一運算放大器N1、第一電阻R₁、第二電R₂和第一濾波電容C；第一運算放大器N1的輸入正端與第一電阻R₁的一端相連，第一電阻R₁的另一端用于連接磁性元件電壓信號v_i的正端；第一運算放大器N1的輸入負端用于連接磁性元件電壓信號v_i的負端；第一運算放大器N1的輸入正端與第一運算放大器N1的輸出端之間并聯有第二電R₂和第一濾波電容C；

另一個反向放大電路包括第二運算放大器N2、第三電阻R₃、第四電R₄；第二運算放大器N2的輸入正端接地，第二運算放大器N2的輸入負端與第一運算放大器N1的輸出端之間串聯有第三電阻R₃，第二運算放大器N2的輸入負端與第二運算放大器N2的輸出端之間并聯有第四電阻R₄；

所述調理電路用于對磁性元件電壓進行濾波整形，電壓比較器用于把濾波整形后的磁性元件電壓轉換為邏輯信號；

所述信號處理電路用于對磁性元件電壓信號進行濾波整形；故障診斷電路用于對濾波整形后的磁性元件電壓信號進行延時、整形和比較，根據比較結果形成故障指示信號。

2.如權利要求1所述的模塊化DC-DC變換器故障診斷裝置，其特征在于，所述故障診斷電路包括延時電路、整形電路、同或門電路和鎖存器電路；

所述延時電路的輸入端作為故障診斷電路的輸入端、整形電路的輸入端與延時電路的輸出端相連；同或門電路的輸入端與電壓比較器的輸出端相連；鎖存器電路的輸入端與同或門的輸出端相連，鎖存器的輸出端作為故障診斷電路的輸出端；

所述延時電路用于對模塊化DC-DC變換器的DC-DC變換模塊對應的邏輯信號進行延時調節；整形電路用于將延時電路的輸出信號整形成標準的脈沖信號；同或門電路用于對DC-DC變換模塊所對應的標準脈沖信號進行兩兩比較；鎖存器電路用于保存同或門電路輸出的信號，作為故障指示信號。

3.一種基于權利要求1～2任一項所述的模塊化DC-DC變換器故障診斷裝置的故障診斷方法，其特征在于，將模塊化DC-DC變換器內各DC-DC變換模塊的磁性元件電壓轉換為邏輯信號后經過延時和整型，后采用邏輯門進行比較，將比較結果進行鎖存后作為故障指示信號。

4.如權利要求3所述的故障診斷方法，其特征在于，采用以下轉換式將電壓信號轉換為邏輯信號：

其中，V_th是邏輯轉換閾值電壓，s_mi是邏輯信號，v_mi是磁性元件電壓。

5.如權利要求3或4所述的故障診斷方法，其特征在于，通過在各DC-DC變換模塊的磁性元件磁芯上增加輔助繞組，獲得按比例縮小的磁性元件電壓信號。

6.如權利要求3或4所述的故障診斷方法，其特征在于，當故障指示信號為高電平組合，判定模塊化DC-DC變換器在正常狀態下；當故障指示信號為高、低電平組合，則判定模塊化DC-DC變換器發生故障。