一种变换器的电感量监测方法、系统、装置、设备及介质与流程

本发明涉及电力电子，具体涉及一种变换器的电感量监测方法、系统、装置、设备及介质。

背景技术：

1、boost升压变换器作为一种典型的直流-直流变换拓扑结构，广泛应用于车载电源、光伏发电及电源适配器等电力电子变换场合。功率电感作为boost变换器的核心储能元件，其电感量直接影响变换器的电流纹波、环路稳定性及转换效率。然而，电感在实际运行过程中，受输入电压波动、负载变化、温度漂移及磁芯饱和等因素影响，其动态电感量会偏离标称值，导致变换器性能下降。

2、现有电感参数检测手段难以实现在线辨识。lcr（电感l、电容c、电阻r）检测仪仅能在离线状态下测量电感的静态参数，无法反映变换器实际运行时电感值的变化。还有的方案通过在变换器中增加额外硬件（如采样电阻或电流传感器）获取电感电流信息，但该方法不仅增加系统成本和体积，还会引入额外损耗，降低变换器效率。

技术实现思路

1、本发明提供了一种变换器的电感量监测方法、系统、装置、设备及介质，以解决现有技术中功率变换器存在动态电感量检测精度不足的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种变换器的电感量监测方法，该方法包括：

3、获取变换器每个开关周期内多个采样时刻对应的输入电压、电感电流及母线电压；

4、识别电感电流的下降沿，按照预设筛选规则从下降沿的采样点中选取多个有效采样点；

5、根据各有效采样点的输入电压、母线电压和电感电流的变化率，计算当前开关周期的电感值。

6、在一种可选的实施方式中，按照预设筛选规则从下降沿的采样点中选取多个有效采样点，包括：

7、剔除下降沿的首个采样点和末尾采样点，将剩余采样点作为多个有效采样点。

8、在一种可选的实施方式中，根据各有效采样点的输入电压、母线电压和电感电流的变化率，计算当前开关周期的电感值，包括：

9、根据各有效采样点的输入电压和母线电压确定电感两端电压，并根据同一段下降沿各有效采样点的电感电流计算电感电流的变化率；

10、根据电感两端电压与电感电流的变化率，计算各有效采样点对应的电感值；

11、对所有有效采样点对应的电感值进行均值处理，得到当前开关周期的电感值。

12、在一种可选的实施方式中，根据各有效采样点的输入电压和母线电压确定电感两端电压，包括：计算输入电压和母线电压的差值，得到电感两端电压；

13、根据电感两端电压与电感电流的变化率，计算各有效采样点对应的电感值，包括：计算电感两端电压与电感电流的变化率的商，得到各有效采样点对应的电感值。

14、在一种可选的实施方式中，该方法还包括：将当前开关周期的电感值与预设电感参考值进行比对，根据比对结果评估电感的健康状态，并根据电感的健康状态执行相应的分级控制动作。

15、在一种可选的实施方式中，预设电感参考值通过下述方式获取：

16、根据输入电压、母线电压和变换器负载电流进行查表，获得电感参考值。

17、在一种可选的实施方式中，根据比对结果评估电感的健康状态，包括：

18、计算当前开关周期的电感值与预设电感参考值之间的偏差；

19、当偏差处于第一阈值范围内时，判定电感处于健康状态；

20、当偏差超出第一阈值范围但处于第二阈值范围内时，判定电感处于亚健康状态；

21、当偏差超出第二阈值范围时，判定电感处于损伤状态。

22、在一种可选的实施方式中，根据比对结果评估电感的健康状态，还包括：

23、对连续多个开关周期计算得到的电感值进行均值处理，获得动态电感量估计值；

24、将动态电感量估计值替代当前开关周期的电感值，与预设电感参考值进行比对，并根据比对结果评估电感的健康状态。

25、在一种可选的实施方式中，根据电感的健康状态执行相应的分级控制动作，包括：

26、当判定为健康状态时，将当前开关周期的电感值用于环路控制参数整定；

27、当判定为亚健康状态时，切换至旁路模式，并进行故障告警；

28、当判定为损伤状态时，切换至旁路模式，并触发故障停机。

29、第二方面，本发明提供了一种功率变换系统，该系统包括：

30、功率变换器，包括电感和开关器件；

31、电压采样电路，连接于功率变换器的输入端和输出端，用于采集输入电压和母线电压；

32、电流采样电路，连接于电感所在支路，用于采集电感电流；

33、控制器，控制器用于执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的变换器的电感量监测方法。

34、第三方面，本发明提供了一种变换器的电感量监测装置，该装置包括：

35、采样模块，用于获取变换器每个开关周期内多个采样时刻对应的输入电压、电感电流及母线电压；

36、特征提取模块，用于识别电感电流的下降沿，按照预设筛选规则从所述下降沿的采样点中选取多个有效采样点；

37、电感计算模块，用于根据各有效采样点的输入电压、母线电压和电感电流的变化率，计算当前开关周期的电感值。

38、第四方面，本发明提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的变换器的电感量监测方法。

39、第五方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的变换器的电感量监测方法。

40、第六方面，本发明提供了一种计算机程序产品，包括计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的变换器的电感量监测方法。

41、本发明提供的一种变换器的电感量监测方法，针对现有技术中功率变换器动态电感量检测条件受限、精度不足、效率降低、成本增加以及难以评估电感健康状态的问题，提供了一种基于开关纹波特征辨识动态电感量的变换器控制方法，通过获取每个开关周期内多个采样时刻对应的输入电压、电感电流及母线电压，识别电感电流下降沿并按预设筛选规则选取有效采样点，根据有效采样点的电压和电流变化率计算当前开关周期的电感值，将计算值与预设参考值比对评估电感健康状态，并根据健康状态执行分级控制动作的技术方案，达到了无需增加额外硬件即可在变换器实际运行条件下在线辨识动态电感量，同时实现电感健康状态的实时监测与分级响应的效果；通过识别电感电流下降沿并剔除边界采样点，消除了采样边界效应带来的非线性误差；通过基于电感电压与电流变化率比例关系的直接物理计算，避免了采样电阻或外置传感器引入的附加损耗与成本；通过将计算所得电感值与预设参考值进行比对并划分三级健康状态，实现了健康状态下环路参数自适应整定、亚健康状态下旁路切换与故障告警、损伤状态下故障停机的分级保护；通过单周期内多点均值与多周期滑动滤波处理，有效抑制了工况波动对测量精度的影响；最终实现了变换器在复杂运行条件下的高精度动态电感辨识与健康管理，为变换器的智能化控制和长期可靠运行提供了技术支撑。