專利名稱：一種在線監(jiān)測母線電容容量狀態(tài)的方法及電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及母線電容容量的檢測電路，尤其涉及一種在線監(jiān)測母線電容容量狀態(tài)的方法及電路。
背景技術(shù)：
電容是一種能夠儲(chǔ)藏電荷的元件，也是最常用的電子元件之一，在電力電子技術(shù)領(lǐng)域，幾乎所有電力電子電路都會(huì)用到電容。如

圖1-1和圖1-2的電路所示，電容在電路中所起的作用是基本的充放電功能。以圖1-1為例，首先軟啟動(dòng)開關(guān)K2閉合，輸入開關(guān)Kl斷開，輸入電壓Us經(jīng)過K2和軟啟動(dòng)電阻R給母線電容C充電，當(dāng)母線電容Uc達(dá)到一定值后閉合輸入開關(guān)K1，完成母線電容的軟啟動(dòng)過程。圖1-2電路中，首先軟啟動(dòng)開關(guān)Kl閉合，輸入開關(guān)K2斷開，輸入電壓Us經(jīng)過Kl和軟啟動(dòng)電阻R給母線電容C充電，當(dāng)母線電容Uc達(dá)到一定值后閉合輸入開關(guān)K2，完成母線電容的軟啟動(dòng)過程。其中，母線電容C主要起到儲(chǔ)能和濾波的作用，后級(jí)的功率變換器將母線電容上的能量轉(zhuǎn)換為需要的輸出電壓Uo后經(jīng)輸出開關(guān)K3輸出。母線電容通常選用電解電容，由于其自身的工藝特點(diǎn)，工作時(shí)要盡可能降低溫升來延長電容的使用壽命。電容溫度升高主要有兩個(gè)原因，一是由于其交流電流在其等效串聯(lián)電阻上的損耗，二是由于環(huán)境及散熱條件對它的影響，也包括其他發(fā)熱組件對溫度的影響。隨著電力電子產(chǎn)品功率密度不斷提高，電解電容的體積問題和熱的問題越來越突出。在列車車載電源產(chǎn)品中，由于環(huán)境溫度很高，且車載電源自身發(fā)熱很嚴(yán)重且散熱條件不佳，母線電容容易發(fā)生電解液減少、容量下降等問題，導(dǎo)致車載電源工作不正常甚至出現(xiàn)供電中斷事故。因此，在車載電源的維護(hù)規(guī)程中，母線電容被明確規(guī)定為易損件，在維護(hù)時(shí)要求人工檢測母線電容性能并強(qiáng)制定期更換。母線電容一般是高耐壓大容量的電解電容，價(jià)格昂貴，定期更換成本高，而且需要有檢測設(shè)備，對維護(hù)人員要求高，加上人工檢測效率低，準(zhǔn)確性低，如在該更換時(shí)未及時(shí)更換，存在較大的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種在線檢測母線電容容量的方法，實(shí)時(shí)監(jiān)測母線電容容量的狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電容性能下降及其可能導(dǎo)致的故障隱患， 該方法無需專門的檢測儀器設(shè)備，對維修人員沒有要求，降低了維護(hù)的技術(shù)難度和設(shè)備要求。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種在線監(jiān)測母線電容容量狀態(tài)的方法，其特征在于，包括如下步驟Sl 檢測獲得電容電壓參數(shù)U。和電容電流參數(shù)i。，預(yù)設(shè)電容初始狀態(tài)時(shí)，電容容量狀態(tài)參數(shù)CstateSo;S2 設(shè)定母線電容正常容量的下限值Cdn lmt和母線電容正常容量的上限值Cup lmt ；根據(jù)下述公式(1)估算當(dāng)前時(shí)刻的電容容量C:
權(quán)利要求
1.一種在線監(jiān)測母線電容容量狀態(tài)的方法，其特征在于，包括如下步驟51檢測獲得電容電壓參數(shù)U。和電容電流參數(shù)i。，預(yù)設(shè)電容初始狀態(tài)時(shí)，電容容量狀態(tài)參數(shù)Cstate為0 ；52設(shè)定母線電容正常容量的下限值Cdn lmt和母線電容正常容量的上限值Cup lmt ；根據(jù)下述公式(1)估算當(dāng)前時(shí)刻的電容容量C
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線監(jiān)測母線電容容量狀態(tài)的方法，其特征在于，所述步驟 S2中，母線電容容量的估算算法由微處理器或者可編程邏輯器件控制完成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在線監(jiān)測母線電容容量狀態(tài)的方法，其特征在于，所述微處理器包括但不僅限于單片機(jī)、DSP,可編程邏輯器件包括但不僅限于CPLD、FPGA。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線監(jiān)測母線電容容量狀態(tài)的方法，其特征在于，所述步驟 S2還包括根據(jù)下述公式(2)估算母線電容容量C，
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的在線監(jiān)測母線電容容量狀態(tài)的方法，其特征在于，根據(jù)下述公式(3)兩邊進(jìn)行積分運(yùn)算得到公式(2)，
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線監(jiān)測母線電容容量狀態(tài)的方法，其特征在于，所述步驟 Sl中獲得電容電流的方法還包括通過檢測其他電氣參數(shù)，根據(jù)電氣參數(shù)與電容電流的關(guān)系間接計(jì)算得出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在線監(jiān)測母線電容容量狀態(tài)的方法，其特征在于，所述步驟 S2中估算母線電容的容量值由電容電壓、檢測到的電氣參數(shù)按照一定的函數(shù)關(guān)系計(jì)算得出ο
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線監(jiān)測母線電容容量狀態(tài)的方法，其特征在于，所述步驟 Sl中電容電流由電流控制電路給定。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的在線監(jiān)測母線電容容量狀態(tài)的方法，其特征在于，母線電容容量值由電容電壓、電流控制電路給定電流按照一定的函數(shù)關(guān)系計(jì)算得出。
全文摘要
本發(fā)明公開一種在線監(jiān)測母線電容容量狀態(tài)的方法，通過實(shí)時(shí)檢測母線電容充放電過程中的電容電流實(shí)時(shí)值ic和電容電壓實(shí)時(shí)值Uc，根據(jù)母線電容C是電容電流ic、電容電壓Uc及時(shí)間t的函數(shù)，按照函數(shù)關(guān)系對電容容量進(jìn)行估算，通過判斷電容容量的估算值是否正常，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測母線電容容量狀態(tài)。該方法能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)電容性能下降及其可能導(dǎo)致的故障隱患，無需定期強(qiáng)制更換母線電容，降低了維護(hù)成本，而且對維護(hù)人員沒有要求，降低維護(hù)成本和維護(hù)技術(shù)難度。
文檔編號(hào)G01R27/26GK102495292SQ20111036700
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者劉代兵 申請人:北京鼎漢技術(shù)股份有限公司