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电力电子经过最近几十年的飞速发展,技术也日渐趋于成熟,应用范围也越来越广泛,开始在很多的领域都发挥着不可替代的作用,例如:航天电源设备、计算机网络设备、通讯管理设备等。开关电源设备是电力电子设备的重要的组成部分,扮演着能量调节和输送的重要角色,它的性能稳定与否会对电力电子系统的技术指标以及安全工作的可靠性造成很到的影响。但是在开关电源系统内部的各类元器件中,铝电解电容具有寿命最短且最容易失效的特性,而这两种特性会大大增加开断电源出校系统故障或者损坏的可能性,严重的话会对经济和人员都会造成很到的伤害。因此,在实际应用中通过对铝电解电容的状态进行监测来判断电力电子系统是否正常运行就变得意义重大。 在实际的使用中,铝电解电容产品的寿命初期其故障率比较低,但是随着电容的不断使用,电解液不断挥发,铝电解电容的关键性能参数等效串联电阻ESR和电容值C都会随之变化,并且两者的值可以反映出电解电容的衰减程度。已有的相关文献已经指出,在一般情况下,同样的温度环境下,当电解电容的电容值衰减为初始值的百分之八十或者等效串联电阻变为初始值的3倍左右时,即可认定该电容已经失效。因此,我们可以通过对这两个性能参数值的变化来实现对电解电容寿命的预测,以此来实现对电力电子系统故障的预判断。 针对上述问题,本文从基本的DC/DC DCM Boost变换器入手,提出了一种非侵入式输出电解电容C和ESR的在线监测方案。该监测系统包含软件和硬件两大部分,同时本文所提的方法不需要任何传感器,只需要通过分析输出电压的交流分量,并对其在特定的时间点的值进行采样,建立等效串联电阻和电容值的在线计算模型,并完成监测和控制电路的设计以及主电路参数设计。最后制作实验原理样机,对目标电路的监测结果进行验证,通过使用LCR测量仪测出铝电解电容的参数值与监测系统测量到的结果进行对比及误差分析,论证该监测方案的有效性和可行性。