[發明專利]一種線性電源使用壽命預測的方法、系統及存儲介質

在審

• 申請號: 202110431651.6
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113191410A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 張東來;黃雅杰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06N3/02
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡吉科

本發明提供了一種線性電源使用壽命預測的方法、系統及存儲介質，該方法包括依次執行以下步驟：步驟1：數據采集相關量；采集各種工況下的線性電源的參數；步驟2：將所采集數據錄入神經網絡建立模型；步驟3：在線測量外部數據；在線性電源工作過程中隨機同步采集線性電源的參數；步驟4：模型預測溫度；通過步驟2所建立的模型預測電容的環境溫度；步驟5：通過溫度得到壽命；利用步驟4所預測電容的環境溫度預測電容壽命，從而預測出線性電源的使用壽命。本發明的有益效果是：適用于各種線性電源，應用范圍廣，適用性強；能夠建立線性電源運行過程中輸出電壓、輸出電流、進風口溫度、出風口溫度和風扇轉速與電容環境溫度之間的非線性關系。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，尤其涉及一種線性電源使用壽命預測的方法、系統及存儲介質。

背景技術

線性電源存在結構相對簡單、無開關噪聲、輸出紋波小、高頻干擾小等優點而被廣泛應用于工程領域中，在電力電子領域起著不可或缺的作用，其是否正常工作直接影響電力電子設備的安全。

線性電源電路中的電容是整個電源失效率最高的元器件。電容失效的因素有很多，其中線性電源在運行過程中發熱量大，電容隨溫度升高是導致電容失效的一個關鍵因素。電容的環境溫度受本身發熱的影響，周圍元器件的發熱也會影響到電容的環境溫度，使電容出現容值下降，等效串聯電阻增加的現象，這嚴重影響了電容的使用壽命。因此電容的環境溫度高低成為了其失效最重要的因素之一，預測電容的壽命關系到線性電源的使用壽命。

電容是線性電源的薄弱環節，對線性電源的壽命起著至關重要的作用，針對電容的環境溫度對線性電源使用壽命的影響，目前有很多關于電容的故障診斷研究，通過故障診斷方法對電容出現故障后進行快速檢測和定位，達到盡快恢復線性電源功能的目的。但目前對于線性電源運行時電容壽命預測的方法研究較少，壽命預測是對潛在失效發生的時間進行預測，能夠大大減少不必要的維護工作。電容的壽命預測方法有直接測量電容環境溫度得到壽命，此種方法能夠精準預測壽命值，但其缺點在于線性電源正常運行中侵入式直接測量電容環境溫度難以實現。通過測量線性電源中電容的容值和測量電容的等效串聯電阻的方法可靠性低，誤差較大，難以實現壽命的預測。

發明內容

本發明提供了一種線性電源使用壽命預測的方法，包括依次執行以下步驟：

步驟1：數據采集相關量；采集各種工況下的線性電源的參數。

步驟2：將所采集數據錄入神經網絡建立模型。

步驟3：在線測量外部數據；在線性電源工作過程中隨機同步采集線性電源的參數。

步驟4：模型預測溫度；通過步驟2所建立的模型預測電容的環境溫度。

步驟5：通過溫度得到壽命；利用步驟4所預測電容的環境溫度預測電容壽命，從而預測出線性電源的使用壽命。

作為本發明的進一步改進，在所述步驟1中，還包括執行以下步驟：

步驟10：在線性電源輸出端接入可調節負載。

步驟11：確定采集工況，調節不同的功率得到輸出電流和輸出電壓。

步驟12：采用同步測量儀、熱電偶同步采集各種工況下的線性電源的輸出電壓、輸出電流、進風口溫度、出風口溫度、電容環境溫度和記錄風扇的占空比。

步驟13：利用風扇的占空比計算得到風扇的轉速。

作為本發明的進一步改進，在所述步驟13后，還包括執行以下步驟：

步驟14：對采集的各種工況下的數據進行預處理，主要對測量數據中的野點進行剔除，利于神經網絡模型的建立。