基于輸出電壓特征的DC-DC變換器故障識(shí)別與壽命預(yù)測(cè)方法研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-22 22:11
隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,直流轉(zhuǎn)直流(DC-DC)變換器在航空航天、工業(yè)自動(dòng)化、消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,其可靠性與設(shè)備能否穩(wěn)定運(yùn)行有著密切的關(guān)系。DC-DC變換器作為電子系統(tǒng)的核心電路,一旦電路中的元器件發(fā)生短路或斷路故障(硬故障)會(huì)導(dǎo)致設(shè)備停止工作,嚴(yán)重的甚至?xí){到人身財(cái)產(chǎn)安全;而元器件的參數(shù)退化(軟故障)也會(huì)導(dǎo)致電源輸出質(zhì)量下降,引起設(shè)備工作異常。因此對(duì)DC-DC轉(zhuǎn)換器電路中的元器件硬故障進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的識(shí)別以及對(duì)元器件退化參數(shù)的精確在線(xiàn)監(jiān)測(cè)有著十分重要的意義。由于DC-DC變換器應(yīng)用在負(fù)載隨機(jī)變化、電磁干擾強(qiáng)的復(fù)雜環(huán)境下,且故障模式多樣,以及用于分析的可采集信號(hào)有限,因此目前的方法難以結(jié)合實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。本文以降壓型(BUCK)DC-DC轉(zhuǎn)換電路為對(duì)象,首先對(duì)理想情況下的電路正常狀態(tài)與故障狀態(tài)下的模型進(jìn)行了分析,并對(duì)現(xiàn)有方法在應(yīng)用中所面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行了總結(jié),在此背景下提出了基于改進(jìn)微分法的硬故障識(shí)別方法,以及基于集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)的輸出濾波電解電容等效串聯(lián)電阻值(Equivale...
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:101 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 課題背景和意義
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 DC-DC轉(zhuǎn)換器故障識(shí)別
1.2.2 DC-DC轉(zhuǎn)換器剩余使用壽命預(yù)測(cè)
1.3 研究難點(diǎn)
1.4 論文主要研究工作
第二章 BUCK型 DC-DC變換器工作原理及其硬故障特征
2.1 BUCK型 DC-DC變換器工作原理
2.2 BUCK型 DC-DC變換器故障特征
2.2.1 功率開(kāi)關(guān)管故障
2.2.2 電解電容故障
2.2.3 功率二極管故障
2.2.4 功率電感故障
2.3 BUCK型 DC-DC變換電路硬故障特征分析
2.3.1 BUCK型 DC-DC變換電路參數(shù)分析
2.3.2 BUCK型 DC-DC變換電路硬故障分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 BUCK型 DC-DC變換器硬故障識(shí)別
3.1 微分方法故障識(shí)別原理
3.1.1 故障識(shí)別流程
3.1.2 基于電感電流微分法的開(kāi)關(guān)管硬故障識(shí)別
3.2 基于改進(jìn)型輸出電壓微分方法的故障識(shí)別
3.2.1 方法改進(jìn)
3.2.2 識(shí)別電路設(shè)計(jì)
3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
3.3.1 仿真結(jié)果
3.3.2 對(duì)比分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 BUCK型 DC-DC變換器電解電容參數(shù)監(jiān)測(cè)與壽命預(yù)測(cè)
4.1 輸出電壓紋波分析
4.1.1 紋波組成
4.1.2 負(fù)載波動(dòng)指數(shù)
4.2 基于EEMD的電解電容參數(shù)監(jiān)測(cè)及壽命預(yù)測(cè)
4.2.1 EEMD基本原理及其濾波應(yīng)用
4.2.2 動(dòng)態(tài)負(fù)載下的電解電容參數(shù)監(jiān)測(cè)與壽命預(yù)測(cè)
4.3 實(shí)驗(yàn)仿真與分析
4.4 本章小節(jié)
第五章 全文總結(jié)與展望
5.1 全文總結(jié)
5.2 后續(xù)工作與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間取得的研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于Wiener過(guò)程的功率變換器剩余壽命評(píng)估方法[J]. 邵力為,王友仁,孫權(quán). 機(jī)械制造與自動(dòng)化. 2019(02)
[2]基于無(wú)跡粒子濾波的功率變換器剩余壽命預(yù)測(cè)方法[J]. 孫權(quán),王友仁,吳祎,姜媛媛. 電源學(xué)報(bào). 2019(05)
[3]開(kāi)關(guān)電源中電解電容壽命預(yù)測(cè)分析[J]. 俞珊,徐志望,董紀(jì)清. 電源學(xué)報(bào). 2016(06)
[4]PHM技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況綜述[J]. 呂琛,馬劍,王自力. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2016(09)
[5]航空電子系統(tǒng)故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)研究[J]. 何奇. 電子世界. 2016(12)
[6]基于灰色聚類(lèi)的汽車(chē)健康狀態(tài)評(píng)估[J]. 胡龍萍,徐曉鳳. 計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2014(10)
[7]面向PHM的復(fù)雜裝備系統(tǒng)故障預(yù)測(cè)技術(shù)研究[J]. 金賽賽,黃考利,連光耀,張西山. 信息技術(shù). 2013(12)
[8]開(kāi)關(guān)電源功率器件MOSFET參數(shù)辨識(shí)的研究[J]. 鄭學(xué)艷,吳立鋒,關(guān)永,潘巍,王國(guó)輝. 測(cè)控技術(shù). 2013(06)
[9]集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的穩(wěn)健濾波方法研究[J]. 劉海波,趙宇凌. 振動(dòng)與沖擊. 2013(08)
[10]一種電力電子電路參數(shù)性故障的辨識(shí)方法[J]. 楊媛媛,王友仁,崔江. 佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(02)
博士論文
[1]EMD算法研究及其在信號(hào)去噪中的應(yīng)用[D]. 王婷.哈爾濱工程大學(xué) 2010
碩士論文
[1]開(kāi)關(guān)電源關(guān)鍵電路故障預(yù)測(cè)技術(shù)研究[D]. 盧俊.武漢理工大學(xué) 2018
[2]DC-DC變換器功率管故障診斷研究[D]. 柳念東.華中科技大學(xué) 2016
[3]一種基于頻率分量的Boost型變流器中電解電容參數(shù)預(yù)測(cè)方法[D]. 謝廣成.重慶大學(xué) 2016
[4]DC-DC變換器的故障診斷電路設(shè)計(jì)[D]. 許滿(mǎn)超.東南大學(xué) 2015
[5]功率MOSFET的失效分析及其驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)[D]. 王毅.武漢理工大學(xué) 2014
[6]機(jī)載電子設(shè)備在線(xiàn)可靠性評(píng)估與剩余壽命預(yù)測(cè)方法研究[D]. 王書(shū)鋒.南京航空航天大學(xué) 2014
本文編號(hào):3640281
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:101 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 課題背景和意義
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 DC-DC轉(zhuǎn)換器故障識(shí)別
1.2.2 DC-DC轉(zhuǎn)換器剩余使用壽命預(yù)測(cè)
1.3 研究難點(diǎn)
1.4 論文主要研究工作
第二章 BUCK型 DC-DC變換器工作原理及其硬故障特征
2.1 BUCK型 DC-DC變換器工作原理
2.2 BUCK型 DC-DC變換器故障特征
2.2.1 功率開(kāi)關(guān)管故障
2.2.2 電解電容故障
2.2.3 功率二極管故障
2.2.4 功率電感故障
2.3 BUCK型 DC-DC變換電路硬故障特征分析
2.3.1 BUCK型 DC-DC變換電路參數(shù)分析
2.3.2 BUCK型 DC-DC變換電路硬故障分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 BUCK型 DC-DC變換器硬故障識(shí)別
3.1 微分方法故障識(shí)別原理
3.1.1 故障識(shí)別流程
3.1.2 基于電感電流微分法的開(kāi)關(guān)管硬故障識(shí)別
3.2 基于改進(jìn)型輸出電壓微分方法的故障識(shí)別
3.2.1 方法改進(jìn)
3.2.2 識(shí)別電路設(shè)計(jì)
3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
3.3.1 仿真結(jié)果
3.3.2 對(duì)比分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 BUCK型 DC-DC變換器電解電容參數(shù)監(jiān)測(cè)與壽命預(yù)測(cè)
4.1 輸出電壓紋波分析
4.1.1 紋波組成
4.1.2 負(fù)載波動(dòng)指數(shù)
4.2 基于EEMD的電解電容參數(shù)監(jiān)測(cè)及壽命預(yù)測(cè)
4.2.1 EEMD基本原理及其濾波應(yīng)用
4.2.2 動(dòng)態(tài)負(fù)載下的電解電容參數(shù)監(jiān)測(cè)與壽命預(yù)測(cè)
4.3 實(shí)驗(yàn)仿真與分析
4.4 本章小節(jié)
第五章 全文總結(jié)與展望
5.1 全文總結(jié)
5.2 后續(xù)工作與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間取得的研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于Wiener過(guò)程的功率變換器剩余壽命評(píng)估方法[J]. 邵力為,王友仁,孫權(quán). 機(jī)械制造與自動(dòng)化. 2019(02)
[2]基于無(wú)跡粒子濾波的功率變換器剩余壽命預(yù)測(cè)方法[J]. 孫權(quán),王友仁,吳祎,姜媛媛. 電源學(xué)報(bào). 2019(05)
[3]開(kāi)關(guān)電源中電解電容壽命預(yù)測(cè)分析[J]. 俞珊,徐志望,董紀(jì)清. 電源學(xué)報(bào). 2016(06)
[4]PHM技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況綜述[J]. 呂琛,馬劍,王自力. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2016(09)
[5]航空電子系統(tǒng)故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)研究[J]. 何奇. 電子世界. 2016(12)
[6]基于灰色聚類(lèi)的汽車(chē)健康狀態(tài)評(píng)估[J]. 胡龍萍,徐曉鳳. 計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2014(10)
[7]面向PHM的復(fù)雜裝備系統(tǒng)故障預(yù)測(cè)技術(shù)研究[J]. 金賽賽,黃考利,連光耀,張西山. 信息技術(shù). 2013(12)
[8]開(kāi)關(guān)電源功率器件MOSFET參數(shù)辨識(shí)的研究[J]. 鄭學(xué)艷,吳立鋒,關(guān)永,潘巍,王國(guó)輝. 測(cè)控技術(shù). 2013(06)
[9]集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的穩(wěn)健濾波方法研究[J]. 劉海波,趙宇凌. 振動(dòng)與沖擊. 2013(08)
[10]一種電力電子電路參數(shù)性故障的辨識(shí)方法[J]. 楊媛媛,王友仁,崔江. 佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(02)
博士論文
[1]EMD算法研究及其在信號(hào)去噪中的應(yīng)用[D]. 王婷.哈爾濱工程大學(xué) 2010
碩士論文
[1]開(kāi)關(guān)電源關(guān)鍵電路故障預(yù)測(cè)技術(shù)研究[D]. 盧俊.武漢理工大學(xué) 2018
[2]DC-DC變換器功率管故障診斷研究[D]. 柳念東.華中科技大學(xué) 2016
[3]一種基于頻率分量的Boost型變流器中電解電容參數(shù)預(yù)測(cè)方法[D]. 謝廣成.重慶大學(xué) 2016
[4]DC-DC變換器的故障診斷電路設(shè)計(jì)[D]. 許滿(mǎn)超.東南大學(xué) 2015
[5]功率MOSFET的失效分析及其驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)[D]. 王毅.武漢理工大學(xué) 2014
[6]機(jī)載電子設(shè)備在線(xiàn)可靠性評(píng)估與剩余壽命預(yù)測(cè)方法研究[D]. 王書(shū)鋒.南京航空航天大學(xué) 2014
本文編號(hào):3640281
本文鏈接:http://sikaile.net/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3640281.html
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