專利名稱：用于估計(jì)功率轉(zhuǎn)換器的剩余壽命的設(shè)備及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文中公開(kāi)的主題可涉及監(jiān)視和/或估計(jì)功率轉(zhuǎn)換器的剩余壽命。
背景技術(shù)：
功率轉(zhuǎn)換器是極其廣泛的多種電子裝置的重要組件，并且此類功率轉(zhuǎn)換器的可靠操作可在大量電子裝置中特別重要，如醫(yī)療、通信和/或計(jì)算裝置。在一些情況下，此類電子裝置可在關(guān)鍵應(yīng)用中利用，其中，可有利的是避免功率轉(zhuǎn)換器的突然故障和/或能夠在故障前調(diào)度功率轉(zhuǎn)換器的維護(hù)或替換。通常，電子組件可具有有限的壽命預(yù)期。設(shè)計(jì)和/或制造將永無(wú)故障的功率轉(zhuǎn)換器，這可證明是不可行的。要延長(zhǎng)壽命預(yù)期，一個(gè)方案可能是使用昂貴的組件和/或過(guò)度設(shè)計(jì)(over-design)轉(zhuǎn)換器以用于給定應(yīng)用構(gòu)建額外的壽命預(yù)期。然而，此類方案從大小、成本和制造容易度的角度而言可能是不可行的。例如，可為筆記本計(jì)算機(jī)或類似電子裝置過(guò)度設(shè)計(jì)功率轉(zhuǎn)換器以便提供延長(zhǎng)的功率轉(zhuǎn)換器壽命，但此類轉(zhuǎn)換器可大大增加電子裝置的成本，并且功率轉(zhuǎn)換器仍將可能在無(wú)警告的情況下在某個(gè)時(shí)間出故障。為了具有可靠的操作，可將焦點(diǎn)置于功率轉(zhuǎn)換器的剩余壽命的正確估計(jì)上。這能夠允許接近其壽命末期的功率轉(zhuǎn)換器的調(diào)度維護(hù)和替換并避免服務(wù)的突然中斷。因此，可有利的是關(guān)注更準(zhǔn)確的剩余壽命估計(jì)以允許在功率轉(zhuǎn)換器故障前調(diào)度替換，而不是使用昂貴的組件延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命。目前，設(shè)計(jì)工程師負(fù)責(zé)確保其設(shè)計(jì)的功率轉(zhuǎn)換器在其聲明的工作壽命內(nèi)具有要求的可靠性。然而，能夠進(jìn)行的估計(jì)經(jīng)常遠(yuǎn)離事實(shí)。這是因?yàn)槭Ｓ鄩勖烙?jì)是基于假設(shè)的操作條件，而實(shí)際壽命時(shí)間可由于不同環(huán)境和老化而大不相同，可能多達(dá)五到十分鐘。此開(kāi)環(huán)估計(jì)方法可導(dǎo)致過(guò)度設(shè)計(jì)或不當(dāng)設(shè)計(jì)。電子組件壽命可根據(jù)其工作環(huán)境而大不相同。準(zhǔn)確的剩余壽命估計(jì)可受益于有關(guān)操作環(huán)境的準(zhǔn)確信息。實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)可較準(zhǔn)確地估計(jì)和報(bào)告產(chǎn)品可靠性。這在一些方面可與許多電池操作產(chǎn)品中電池剩余容量的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)類似。另一示例實(shí)時(shí)報(bào)告系統(tǒng)是如美國(guó)專利66716M中由R)rth公開(kāi)的配電系統(tǒng)。在如Tsujikawa記錄的電源壽命估計(jì)系統(tǒng)中已發(fā)現(xiàn)類似的方法。 Hammond在其美國(guó)專利7114098中公開(kāi)了一種監(jiān)視帶有多個(gè)電源的電源系統(tǒng)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)向計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)報(bào)告電源的臨界狀態(tài)。其中沒(méi)有剩余壽命估計(jì)方法，而是公開(kāi)了一種故障報(bào)警系統(tǒng)。在功率轉(zhuǎn)換器中可實(shí)現(xiàn)的許多組件中，電解電容器可以在組件中具有最短壽命預(yù)期。其故障率一般是其它電子組件的幾倍。Larson在美國(guó)專利公開(kāi)20060176186中公開(kāi)了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)在假設(shè)冷卻風(fēng)扇是關(guān)鍵組件時(shí)監(jiān)視風(fēng)扇的狀態(tài)。然而，并非所有功率轉(zhuǎn)換器具有冷卻風(fēng)扇。另一方面，冷卻風(fēng)扇的惡化可造成溫度上升。溫度可以是一個(gè)好的指標(biāo)， 而不是監(jiān)視風(fēng)扇。 在功率轉(zhuǎn)換器中，兩個(gè)操作參數(shù)可影響電解電容器的可靠性。第一個(gè)參數(shù)是溫度。 第二個(gè)參數(shù)是通過(guò)電容器的紋波電流。Warizaya在美國(guó)專利公開(kāi)20070150236中公開(kāi)了一種監(jiān)視電源中電容器的電壓、電流和溫度的系統(tǒng)，但此系統(tǒng)的主旨不是電容器而是系統(tǒng)冷卻風(fēng)扇。然而，通過(guò)傳感器進(jìn)行的電容器電流檢測(cè)實(shí)際上是不合需要的，因?yàn)檫@損害了電源的適當(dāng)操作并產(chǎn)生了功率損耗。另外，對(duì)大量生產(chǎn)的產(chǎn)品而言，傳感器可能太貴，并且 Warizaya的監(jiān)視系統(tǒng)限于其中成本不是主要關(guān)注的大型系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了用于監(jiān)視和/或估計(jì)功率轉(zhuǎn)換器的剩余壽命的方法和設(shè)備。根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供一種設(shè)備，包括生成開(kāi)關(guān)電流信號(hào)的電流控制模式功率轉(zhuǎn)換器，電流控制模式功率轉(zhuǎn)換器包括電容器；電流采樣單元，對(duì)在電容器的開(kāi)關(guān)電流信號(hào)進(jìn)行采樣，電流采樣單元生成用于采樣信號(hào)的數(shù)字化波形；以及計(jì)算單元，至少部分地基于采樣的波形來(lái)估計(jì)電流控制模式功率轉(zhuǎn)換器的剩余壽命。根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供一種方法，包括以下步驟利用采樣電路對(duì)來(lái)自功率轉(zhuǎn)換器的信號(hào)進(jìn)行采樣，功率轉(zhuǎn)換器包括電容器；生成用于采樣信號(hào)的數(shù)字化波形；以及至少部分地基于所述數(shù)字化波形來(lái)估計(jì)功率轉(zhuǎn)換器的剩余壽命。根據(jù)第三方面，本發(fā)明提供一種物品，包括其上已經(jīng)存儲(chǔ)可由計(jì)算平臺(tái)執(zhí)行的指令的存儲(chǔ)媒體，以對(duì)來(lái)自功率轉(zhuǎn)換器的信號(hào)進(jìn)行采樣，功率轉(zhuǎn)換器包括電容器；生成用于采樣信號(hào)的數(shù)字化波形；以及至少部分地基于所述數(shù)字化波形來(lái)估計(jì)功率轉(zhuǎn)換器的剩余壽命。根據(jù)第四方面，本發(fā)明提供一種將具有時(shí)間周期的重復(fù)信號(hào)數(shù)字化的設(shè)備，包括 輸入端子以接受來(lái)自功率轉(zhuǎn)換器的重復(fù)模擬電信號(hào)；采樣和保留電路，具有耦合到輸入端子的開(kāi)關(guān)以根據(jù)采樣時(shí)間對(duì)重復(fù)模擬電信號(hào)定期采樣；電容器，耦合到采樣和保留電路的輸出以保持來(lái)自采樣的模擬電信號(hào)的電壓；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，耦合到電容以根據(jù)來(lái)自采樣的模擬電信號(hào)的電壓而生成數(shù)字信息信號(hào)的集合；計(jì)算單元，接收數(shù)字信息信號(hào)的集合，并且在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)所述數(shù)字信息信號(hào)，所述計(jì)算單元至少部分地基于數(shù)字信息信號(hào)的所述集合來(lái)估計(jì)功率轉(zhuǎn)換器的剩余壽命；觸發(fā)單元，至少部分地響應(yīng)接收來(lái)自計(jì)算單元的命令而觸發(fā)采樣和保留電路。


在說(shuō)明書的結(jié)論部分特別指出并清楚地聲明了要求權(quán)利的主題。然而，就操作的方法和/或組織而言，主題及其目的、特征和/或優(yōu)勢(shì)通過(guò)與附圖一起閱讀時(shí)參照以下詳細(xì)描述可最好地來(lái)理解，其中圖1是示例電流模式受控功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的圖形。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的功率轉(zhuǎn)換器壽命估計(jì)器的示例實(shí)施例的框圖。圖3是示例電流信號(hào)的圖示。圖4是根據(jù)本發(fā)明的重復(fù)信號(hào)捕捉電路的示例實(shí)施例的圖形。圖fe是根據(jù)本發(fā)明的降壓功率轉(zhuǎn)換器的示例實(shí)施例的示意圖。圖恥是要感應(yīng)的示例信號(hào)的波形。圖5c是示出輸入電容器電流的示例波形。圖5d是示出輸出電容器電流的示例波形。圖6a是根據(jù)本發(fā)明的升壓功率轉(zhuǎn)換器的示例實(shí)施例的示意圖。圖6b是要感應(yīng)的示例信號(hào)的波形。圖6c是示出輸入電容器電流的示例波形。圖6d是輸出電容器電流的示例波形。圖7a是根據(jù)本發(fā)明的降壓升壓功率轉(zhuǎn)換器的示例實(shí)施例的示意圖。圖7b是要感應(yīng)的信號(hào)的示例波形。圖7c是示出輸入電容器電流的示例波形。圖7d是示出輸出電容器電流的示例波形。圖8是演示剩余功率轉(zhuǎn)換器壽命隨時(shí)間過(guò)去而退化的曲線圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明示出用于估計(jì)剩余功率轉(zhuǎn)換器壽命的示例技術(shù)的圖形。圖10是根據(jù)本發(fā)明的用于估計(jì)剩余功率轉(zhuǎn)換器壽命的方法的示例實(shí)施例的流程圖。圖11是計(jì)算平臺(tái)的示例實(shí)施例的框圖。圖12是示出示例測(cè)試結(jié)果的圖形。在下面的詳細(xì)描述中對(duì)形成其一部分的附圖進(jìn)行了參照，其中，類似的標(biāo)號(hào)可表示各處相似的部分以指示對(duì)應(yīng)或相似的要素。將理解，為了圖示的簡(jiǎn)明和/或清晰，圖中所示要素不一定按比例畫出。例如，為了清晰，一些要素的尺寸相對(duì)其它要素可能被夸大。此外，要理解，可利用其它實(shí)施例。此外，在不脫離要求權(quán)利的主題的范圍的情況下，可進(jìn)行結(jié)構(gòu)或邏輯更改。也應(yīng)注意到，例如向上、向下、頂部、底部等方向或引用可用于方便圖形的論述，并且無(wú)意限制要求權(quán)利的主題的應(yīng)用。因此，下面的詳細(xì)描述不可視為限制要求權(quán)利的主題或其等同的范圍。
具體實(shí)施例方式在下面的詳細(xì)描述中，為提供要求權(quán)利的主題的詳盡理解而陳述了多個(gè)特定的細(xì)節(jié)。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，要求權(quán)利的主題可在沒(méi)有這些特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)行。在其它情況下，公知的方法、過(guò)程、組件和/或電路未詳細(xì)描述。本文中所述實(shí)施例可包括用于功率轉(zhuǎn)換器的實(shí)時(shí)剩余壽命估計(jì)設(shè)備。功率轉(zhuǎn)換器壽命可至少部分根據(jù)電解電容器來(lái)確定。電解電容器壽命可受其紋波電流影響。使用傳感器測(cè)量電容器電流可能是不可行的。本文中公開(kāi)的實(shí)施例可包括可采用非直接電容器電流測(cè)量的電容器電流估計(jì)設(shè)備和技術(shù)。實(shí)施例可包括電流模式控制功率轉(zhuǎn)換器，其中，半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)波形在功率轉(zhuǎn)換器控制器中可用。實(shí)施例可還包括微處理器，所述微處理器可借助于功率轉(zhuǎn)換器電路拓?fù)渲R(shí)來(lái)估計(jì)電容器電流，并且功率轉(zhuǎn)換器的估計(jì)剩余壽命可被計(jì)算。
本文中公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例也可包括重復(fù)信號(hào)測(cè)量設(shè)備和/或技術(shù)，該設(shè)備和/或技術(shù)可允許通過(guò)低成本采樣和保留電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器來(lái)捕捉和數(shù)字化噪聲重復(fù)信號(hào)。本文中公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可包括傳遞剩余壽命估計(jì)信息的簡(jiǎn)單方式。估計(jì)的功率轉(zhuǎn)換器剩余壽命可表達(dá)為某個(gè)值，該值可表示剩余壽命量。對(duì)于一實(shí)施例，該值可由脈沖列(train)的占空比來(lái)表示。脈沖列的頻率可傳達(dá)另外的功率轉(zhuǎn)換器信息，例如，諸如溫度?！獋€(gè)或多個(gè)示例實(shí)施例的潛在優(yōu)勢(shì)可以是在電容器上未安裝傳感器而估計(jì)功率轉(zhuǎn)換器電容器電流。一個(gè)或多個(gè)示例實(shí)施例的另一潛在優(yōu)勢(shì)可以是輕松集成到普通脈沖寬度調(diào)制 (PWM)控制器中的能力。圖1是常規(guī)電流模式受控功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的圖形。此示例開(kāi)關(guān)功率轉(zhuǎn)換器包括輸入1、至少一個(gè)輸出2、功率轉(zhuǎn)換器電路3及控制單元4。該示例實(shí)施例可還包括至少一個(gè)輸入電容器5和至少一個(gè)輸出電容器6。對(duì)于一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，這些電容器是可確定功率轉(zhuǎn)換器的壽命的電解類型電容器。功率轉(zhuǎn)換器電路包括操作轉(zhuǎn)換器電路3的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)?？刂茊卧ㄕ`差放大器7。誤差放大器7從輸出拾取信號(hào)，視要控制的參數(shù)而定，輸出可以是轉(zhuǎn)換器輸出電壓或轉(zhuǎn)換器輸出電流。響應(yīng)內(nèi)部參考信號(hào)8，誤差放大器7產(chǎn)生控制信號(hào)。 還存在為控制目的而通過(guò)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)拾取電流的部件。通常，電流感應(yīng)電阻器拾取開(kāi)關(guān)電流波形信號(hào)。此電流信號(hào)耦合到比較器9，而該比較器比較該電流信號(hào)和來(lái)自誤差放大器7 的控制信號(hào)。比較器9的響應(yīng)是產(chǎn)生帶有控制半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的占空比的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。 此類型的功率轉(zhuǎn)換器配置可稱為電流模式控制。此配置在本領(lǐng)域很普遍，因?yàn)榭刂骗h(huán)能夠輕松被穩(wěn)定，并且它使得轉(zhuǎn)換器能夠具有良好的動(dòng)態(tài)性能。一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可利用本文中描述的電流模式控制轉(zhuǎn)換器和設(shè)備來(lái)預(yù)測(cè)功率轉(zhuǎn)換器剩余壽命和可靠性。圖2中示出根據(jù)要求權(quán)利的主題的一實(shí)施例。此實(shí)施例包括其可靠性和壽命要受監(jiān)視和報(bào)告的功率轉(zhuǎn)換器。通常，功率轉(zhuǎn)換器在其輸入端子和輸出端子安裝有電解電容器。這些電解電容器的壽命可很大程度上確定功率轉(zhuǎn)換器的壽命。它是電流模式控制類型功率轉(zhuǎn)換器11，其中，在控制器容易得到開(kāi)關(guān)電流波形12信號(hào)而無(wú)需額外傳感器。電流波形信號(hào)由電流采樣單元13捕捉。此電流采樣單元將電流波形信息轉(zhuǎn)成數(shù)字格式。輸入和輸出電容器紋波電壓波形由電壓采樣單元10捕捉。信息由計(jì)算單元17收集以便計(jì)算功率轉(zhuǎn)換器的可靠性。此實(shí)施例還包括溫度感應(yīng)單元14。它包括溫度傳感器和將溫度信息轉(zhuǎn)換成可用于計(jì)算單元17的數(shù)字格式的部件。此實(shí)施例還包括記錄轉(zhuǎn)換器操作時(shí)間的計(jì)時(shí)器單元。在一實(shí)施例中，此計(jì)時(shí)器是對(duì)于幾千個(gè)小時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù)的長(zhǎng)間隔計(jì)時(shí)器。它可包括觸發(fā)計(jì)算單元更新表示操作時(shí)間的內(nèi)部寄存器的慢計(jì)時(shí)器。還存在將功率轉(zhuǎn)換器參數(shù)編程到計(jì)算單元中以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的剩余壽命預(yù)測(cè)的部件。此類信息包括功率轉(zhuǎn)換器中使用的電解電容器的類型、操作電壓、轉(zhuǎn)換器類型及其它信息。計(jì)算單元17收集來(lái)自電流采樣單元13、溫度感應(yīng)單元14、計(jì)時(shí)器單元15的數(shù)據(jù)和功率轉(zhuǎn)換器上預(yù)編程的數(shù)據(jù)。它計(jì)算轉(zhuǎn)換器的估計(jì)剩余壽命并向輸出單元18呈現(xiàn)結(jié)果。輸出單元8通過(guò)電信號(hào)19呈現(xiàn)轉(zhuǎn)換器的剩余壽命。此信號(hào)以具有在0與1之間占空比的脈沖的形式來(lái)呈現(xiàn)。此占空比代表剩余的壽命部分。例如，在開(kāi)始時(shí)，占空比可以為1，并且它可根據(jù)本文中所述的計(jì)算算法隨 (iI + iI )(4 2 + 7Ρ + 4) + ijft (-ZD2 + 2D + 4) 'aN12(2D-1)2其中k是開(kāi)關(guān)開(kāi)啟電流；以及iH是開(kāi)關(guān)關(guān)閉電流。圖5d為一實(shí)施例示出通過(guò)輸出電容器的電流。r. m. s紋波電流iraT在以下等式中可根據(jù)ismse來(lái)表示
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，包括電流控制模式功率轉(zhuǎn)換器，生成開(kāi)關(guān)電流信號(hào)，所述電流控制模式功率轉(zhuǎn)換器包括電容器；電流采樣單元，對(duì)在所述電容器的開(kāi)關(guān)電流信號(hào)進(jìn)行采樣，所述電流采樣單元生成用于所采樣的信號(hào)的數(shù)字化波形；以及計(jì)算單元，至少部分地基于所采樣的波形來(lái)估計(jì)所述電流控制模式功率轉(zhuǎn)換器的剩余壽命ο
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括電壓采樣單元，其中所述電流控制模式功率轉(zhuǎn)換器的所述電容器包括輸入電容器，所述電壓采樣單元對(duì)在所述輸入電容器的紋波電壓進(jìn)行采樣。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括電壓采樣單元，其中所述電流控制模式功率轉(zhuǎn)換器的所述電容器包括輸出電容器，所述電壓采樣單元對(duì)在所述輸出電容器的紋波電壓進(jìn)行采樣。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括溫度感應(yīng)單元以感應(yīng)所述電容器的溫度，所述計(jì)算單元至少部分地基于所述電容器的溫度來(lái)估計(jì)所述電流控制模式功率轉(zhuǎn)換器的剩余壽命。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，還包括計(jì)時(shí)器單元以跟蹤功率轉(zhuǎn)換器操作時(shí)間，所述計(jì)算單元至少部分地基于所述功率轉(zhuǎn)換器操作時(shí)間來(lái)估計(jì)所述電流控制模式功率轉(zhuǎn)換器的剩余壽命。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，還包括輸出單元以接收來(lái)自所述計(jì)算單元的輸出信號(hào)并生成表示所述電流控制模式功率轉(zhuǎn)換器的所估計(jì)的剩余壽命的模擬信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，所述計(jì)算單元還至少部分地基于與所述電容器有關(guān)的信息來(lái)估計(jì)所述電流控制模式功率轉(zhuǎn)換器的剩余壽命。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，所述計(jì)算單元計(jì)算所述電容器的電流，并且所述計(jì)算單元至少部分地基于所計(jì)算的電容器電流來(lái)估計(jì)所述電流控制模式功率轉(zhuǎn)換器的剩余壽命。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，所述計(jì)算單元使用至少部分地響應(yīng)所述電流控制模式功率轉(zhuǎn)換器的拓?fù)涠x擇的一個(gè)或多個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)估計(jì)所述電流控制模式功率轉(zhuǎn)換器的剩余壽命。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，所述輸出單元生成脈沖列信號(hào)，所述脈沖列信號(hào)具有占空比，其中所述占空比表示所述電流控制模式功率轉(zhuǎn)換器的所估計(jì)的剩余壽命。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，所述輸出單元生成帶有表示所感應(yīng)的電容器溫度的頻率的所述脈沖列。
12.一種方法，包括利用采樣電路對(duì)來(lái)自功率轉(zhuǎn)換器的信號(hào)進(jìn)行采樣，所述功率轉(zhuǎn)換器包括電容器；生成用于所采樣的信號(hào)的數(shù)字化波形；以及至少部分地基于所述數(shù)字化波形來(lái)估計(jì)所述功率轉(zhuǎn)換器的剩余壽命。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括感應(yīng)所述電容器的溫度，其中所述估計(jì)所述剩余壽命包括至少部分地基于所述電容器的溫度來(lái)估計(jì)所述功率轉(zhuǎn)換器的剩余壽命。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括跟蹤功率轉(zhuǎn)換器操作時(shí)間，其中所述估計(jì)所述剩余壽命包括至少部分地基于所述功率轉(zhuǎn)換器操作時(shí)間來(lái)估計(jì)所述功率轉(zhuǎn)換器的剩余壽命。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括生成表示所述功率轉(zhuǎn)換器的所估計(jì)的剩余壽命的模擬信號(hào)。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述估計(jì)所述剩余壽命包括至少部分地基于與所述電容器有關(guān)的信息來(lái)估計(jì)所述功率轉(zhuǎn)換器的剩余壽命。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括計(jì)算所述電容器的電流，其中所述估計(jì)所述剩余壽命包括至少部分地基于所計(jì)算的電容器電流來(lái)估計(jì)所述功率轉(zhuǎn)換器的剩余壽命。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述估計(jì)所述剩余壽命包括至少部分地基于至少部分響應(yīng)所述功率轉(zhuǎn)換器的拓?fù)涠x擇的一個(gè)或多個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)估計(jì)所述功率轉(zhuǎn)換器的剩余壽命。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，還包括生成脈沖列信號(hào)，所述脈沖列信號(hào)具有占空比， 其中所述占空比表示所述功率轉(zhuǎn)換器的所估計(jì)的剩余壽命。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述生成所述脈沖列包括生成帶有表示所感應(yīng)的電容器溫度的頻率的所述脈沖列。
21.一種物品，包括存儲(chǔ)媒體，已在其上存儲(chǔ)可由計(jì)算平臺(tái)執(zhí)行的指令以便對(duì)來(lái)自功率轉(zhuǎn)換器的信號(hào)進(jìn)行采樣，所述功率轉(zhuǎn)換器包括電容器；生成用于所采樣的信號(hào)的數(shù)字化波形；以及至少部分地基于所述數(shù)字化波形來(lái)估計(jì)所述功率轉(zhuǎn)換器的剩余壽命。
22.如權(quán)利要求21所述的物品，其中所述存儲(chǔ)媒體已在其上存儲(chǔ)可由所述計(jì)算平臺(tái)執(zhí)行的另外指令以感應(yīng)所述電容器的溫度，所述計(jì)算平臺(tái)至少部分地基于所述電容器的溫度來(lái)估計(jì)所述剩余壽命。
23.如權(quán)利要求22所述的物品，其中所述存儲(chǔ)媒體已在其上存儲(chǔ)可由所述計(jì)算平臺(tái)執(zhí)行的另外指令以跟蹤功率轉(zhuǎn)換器操作時(shí)間，所述計(jì)算平臺(tái)至少部分基于所述功率轉(zhuǎn)換器操作時(shí)間來(lái)估計(jì)所述剩余壽命。
24.如權(quán)利要求23所述的物品，其中所述存儲(chǔ)媒體已在其上存儲(chǔ)可由所述計(jì)算平臺(tái)執(zhí)行的另外指令以生成表示所述功率轉(zhuǎn)換器的所估計(jì)的剩余壽命的模擬信號(hào)。
25.如權(quán)利要求M所述的物品，其中所述存儲(chǔ)媒體已在其上存儲(chǔ)可由所述計(jì)算平臺(tái)執(zhí)行的另外指令以至少部分地基于與所述電容器有關(guān)的信息來(lái)估計(jì)所述剩余壽命。
26.如權(quán)利要求25所述的物品，其中所述存儲(chǔ)媒體已在其上存儲(chǔ)可由所述計(jì)算平臺(tái)執(zhí)行的另外指令以計(jì)算所述電容器的電流，所述計(jì)算平臺(tái)至少部分地基于所計(jì)算的電容器電流來(lái)估計(jì)所述剩余壽命。
27.如權(quán)利要求沈所述的物品，其中所述存儲(chǔ)媒體已在其上存儲(chǔ)可由所述計(jì)算平臺(tái)執(zhí)行的另外指令以至少部分地基于至少部分響應(yīng)所述功率轉(zhuǎn)換器的拓?fù)涠x擇的一個(gè)或多個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)估計(jì)所述剩余壽命。
28.如權(quán)利要求27所述的物品，其中所述存儲(chǔ)媒體已在其上存儲(chǔ)可由所述計(jì)算平臺(tái)執(zhí)行的另外指令以生成脈沖列信號(hào)，所述脈沖列信號(hào)具有占空比，其中所述占空比表示所述功率轉(zhuǎn)換器的所估計(jì)的剩余壽命。
29.如權(quán)利要求28所述的物品，其中所述存儲(chǔ)媒體已在其上存儲(chǔ)可由所述計(jì)算平臺(tái)執(zhí)行的另外指令以生成帶有表示所感應(yīng)的環(huán)境溫度的頻率的所述脈沖列。
30.一種數(shù)字化具有時(shí)間周期的重復(fù)信號(hào)的設(shè)備，包括 輸入端子，接受來(lái)自功率轉(zhuǎn)換器的重復(fù)模擬電信號(hào)；采樣和保留電路，具有耦合到所述輸入端子的開(kāi)關(guān)以根據(jù)采樣時(shí)間對(duì)所述重復(fù)模擬電信號(hào)定期采樣；電容器，耦合到所述采樣和保留電路的輸出以保持來(lái)自所采樣的模擬電信號(hào)的電壓； 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，耦合到所述電容以根據(jù)來(lái)自所采樣的模擬電信號(hào)的電壓而生成數(shù)字信息信號(hào)的集合；計(jì)算單元，接收數(shù)字信息信號(hào)的所述集合，并且在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)所述數(shù)字信息信號(hào)，所述計(jì)算單元至少部分地基于數(shù)字信息信號(hào)的所述集合來(lái)估計(jì)功率轉(zhuǎn)換器的剩余壽命； 觸發(fā)單元，至少部分地響應(yīng)接收來(lái)自所述計(jì)算單元的命令而觸發(fā)所述采樣和保留電路。
31.如權(quán)利要求30所述的設(shè)備，還包括濾波器以減少來(lái)自所述重復(fù)模擬電信號(hào)的更高頻率電噪聲。
32.如權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括集成電路。
全文摘要
一種用于估計(jì)功率轉(zhuǎn)換器(11)的剩余壽命的設(shè)備包括電流采樣單元(13)，它對(duì)在功率轉(zhuǎn)換器(11)的電容器(5，6)的開(kāi)關(guān)電流信號(hào)進(jìn)行采樣；電壓采樣單元(10)，它對(duì)在電容器(5，6)的紋波電壓進(jìn)行采樣；溫度感應(yīng)單元(14)，它感應(yīng)在電容器(5，6)的溫度；計(jì)時(shí)器單元(15)，它跟蹤功率轉(zhuǎn)換器(11)的操作時(shí)間；以及計(jì)算單元(17)，它基于來(lái)自電流采樣單元(13)、電壓采樣單元(10)、溫度感應(yīng)單元(14)及計(jì)時(shí)器單元(15)的輸出信號(hào)來(lái)估計(jì)剩余壽命。還提供了對(duì)應(yīng)的方法。
文檔編號(hào)H02M3/10GK102224426SQ200980147089
公開(kāi)日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2009年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月20日
發(fā)明者龐敏熙, 彭漢文 申請(qǐng)人:香港大學(xué)