预测电解电容器缺陷的方法和设备及转换器和不间断电源技术

一种用于预测至少一个电容器的缺陷的方法，包括：确定（４２、４３、４４、４５）电容器脉动电压（Ｕｄｃ）、电容器温度（ＴＰ）以及电容器电流（Ｉｃ），通过数字滤波器确定（５３）电容器等效串联电阻（ＥＳＲ）的值以及电容器电容值（Ｃ），根据电容器的温度确定（５４）代表电容器老化状态的信息项，以及显示（５６、５８）所述信息以及代表电容值（Ｃ）的信息或／和根据电容值的代表与老化状态关联的至少一个原因的信息。一种用于预测至少一个电容器缺陷以实现该方法的设备。一种包括该设备的转换器（１１）以及不间断电源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于预测至少 一个电解电容器缺陷的方法，该方法包括测量电容器接触端之间的脉动电压；测量电容器温度；确定(或测量)流入电容器的电流； 确定电容器等效串联电阻值；根据电容器的温度确定所述电容器的理论等效串联电阻值；将电容器的等效串联电阻值与所述电容器的理论等效串联值相比较；以及显示表示电容器老化状态的至少 一个信息项。本专利技术也涉及将可变电压转换成DC电压的转换器(converter),该转换 器包括至少 一 电源线、至少一个连接到所述转换器输出的电解电容器以及用 于预测缺陷的设备。本专利技术还涉及包括用于将可变电压转换成DC电压的转换器和逆变器的 不间断电源。
技术介绍
电解电容器通常使用于滤波输入电压或输出电压的电源转换器中。这些 转换器可以设计用于装置的电子系统的DC电压供给，对于该装置的任何关 闭都可能是不利的。已经观察到，这些转换器的多数故障均归因于电解电容 器产生了故障。能够确定电容器老化状态的实现方法是已知的。欧洲专利EP 1198715 描述了一种这样的方法，该方法包括测量电容器接触端之间的脉动电压以及流入电容器的电流；根据这些测量确定电容器等效串联电阻值；测量电容器的温度；根据该电容器温度确定对应于无缺陷电容器的所述电容器的理论等效串联电阻值；以及比较两个等效串联电阻以确定代表电容器老化状态的信息。 现有方法的技术问题在于它们不能确定电容器产生故障的原因。
技术实现思路
本专利技术的目的在于通过提出一种用于预测至少一个电解电容器的缺陷 的方法弥4卜现有方法的技术问题，该提出的方法包括 测量电容器接触端之间的脉动电压； 测量电容器温度； 确定或测量流入电容器的电流； 确定电容器等效串联电阻值；借助于根据电容器温度确定所述电容器的理论等效串联电阻的模型确 定代表电容器老化状态的至少一个信息项；以及 显示代表电容器老化状态的信息。根据本专利技术，所述方法包括确定电容器电容值，通过数字滤波器实现等 效串联电阻以及电容的确定，并且所述方法包括显示代表电容器电容值的信 息或/和代表根据电容器电容值和/或等效串联电阻的与所述电容器老化状态 相关联的至少 一个原因的信息。数字滤波器优选为卡尔曼滤波器。例如，该卡尔曼滤波器实现递归类型 的算法。根据一个实施例，所述方法包括施加伪随机二进制序列到电容器的端子。本专利技术还涉及用于预测至少一个电解电容器的缺陷的设备，该设备包括用于测量电容器接触端之间脉动电压的部件；用于测量电容器温度的部件；用于确定或测量流入电容器电流的部件；处理单元，其包括用于确定电容器等效串联电阻值的第一处理部件，用 于从根据电容器温度确定所述电容器理论等效串联电阻的模型来确定代表 电容器老化状态的至少 一项信息的第二处理部件；以及连接到处理单元的输出接口 ，其使代表电容器老化状态的信息能够被显示。在根据本专利技术的设备中，第一处理部件主要由数字滤波器构成，用于进 一步确定电容器的电容值，并且该输出接口还能够显示代表电容器电容值的 信息或/和代表根据电容器电容值和/或等效串联电阻的与所述电容器老化状 态相关联的至少一个原因的信息。处理单元优选地包括根据所述电容器的电容值和/或等效串联电阻识别 与所述电容器老化状态相关联的至少一个原因的部件，而且输出接口使得能 够显示代表老化状态的至少一个原因的信息。该设备优选地包括辅助处理单元，该辅助处理单元包括设计连接到输出 接口的用于识别与电容器的老化状态相关联的至少一个原因的部件。根据一个实施例，第 一处理部件包括卡尔曼滤波器以确定电容器的等效 串联电阻值和电容器电容值。该卡尔曼滤波器优先地执行递归类型的算法。根据一个实施例，该'方法包括用于将伪随机二进制序列施加到电容器端 子的部件。本专利技术还涉及将可变电压转变成DC电压的诸如电源转换器的转换器， 其包括至少 一 电源线，至少一个连接到所述转换器输出的电解电容器以及预 测缺陷的设备，其中用于预测缺陷的设备是如上所述的设备并且使得能够预 测该电解电容器的缺陷。用于确定流入电容器的电流的部件优选地连接于用于测量电源线上电 流的部件和用于测量电(electric)负载中电流的部件。转换器优选地包括多个并联连接的电解电容器，预测设备使得能够预测 所述多个电解电容器的缺陷。本专利技术还涉及不间断电源，其包括将可变电压转换成DC电压的转换器、 和逆变器，其中转换器是如上所述的转换器，逆变器连接到所述转换器的输 出。附图说明根据下面对所给的仅用于非限制示例目的的并在附图中所表示的本发 明特定实施例的描述，其他的优点和特征将更明显。图1示意性地表示了电源转换器和用于预测所述转换器的电解电容器的缺陷的设备；图2示意性地表示了用于预测电解电容器缺陷的设备的处理单元和输出 接口；图3a和3b分别表示了电解电容器模型和相关联的等效模型；图4示意性地表示了用于确定电容器的等效串联电阻值和电容值的处理 单元的第一处理部件；图5示意性地表示了用于确定代表电容器老化状态的至少一项信息的处 理单元的第二处理部件；图6示意性地表示了根据另 一实施例的用于预测电解电容器缺陷的设备 的处理单元和输出接口。具体实施例方式根据本专利技术的用于预测缺陷的设备可以应用到任一转换器，特别是电源 转换器，例如，PFC类型的(即，具有功率因子校正的)转换器。图l示出 这类将AC电压转换成DC电压的转换器。转换器11由正弦AC电压源25 供电。电源25连接到正导线12,其中借助二极管15建立电流方向；负导 线13,其中借助二极管17建立电流方向；以及中线导线14。每一条导线包 括电感线圈19、 20，用于当受控开关13、 24在闭合位置时存储输入能量以 及当受控开关23、 24在断开位置时经由续流二极管16、 18回存该能量到电 容器31、 32。所述受控开关位于电路参考点21、 22之一与中线导线14之间。 当一个受控开关在闭合位置时，在点21、 22之一与中线导线14之间因而建 立电接触。类似地，当该受控开关在断开位置时，不建立该电接触。通过没 有表示出的控制部件控制受控开关23、 24。控制开关23、 24可以是诸如 IGBT、场效应或其他类型的晶体管。因而将如此获得的可变电压提供给负 载33、 34。通过电源25的中线基准强行建立中线导线的基准电势。这些电容器通 常是电解类型的以及经常是电源转换器故障的原因。电容器31、 32的任一 缺陷可能导致电源转换器计划外的关闭或使其损坏，以及因而导致生产损 失。在被称之为关键设备(sensitive installation)的设备上，常常冗余安装 这些电容器。为了补偿这些缺点，图1所示的转换器包括用于预测缺陷的设备41。为简化图1，所示出的用于预测缺陷的设备仅应用于电容器31。同样的设备可以应用于电容器32。图1所代表的预测设备41包括测量部件，如部件42，用于测量电容器31接触端子之间的脉动电压Udc，部件43，用于测量电容器的温度TP,以及部件44,用于测量流入正导线的电流IL。如图1所表示的，预测设备41还包括处理单元45和连接到该处理单元 的输出接口 46，用于指示代表电容器老化状态的至少一项信息。处理单元 45和输出接口 46在图2中以更为详细的方式来表示。上面所描述的测量部 件连接于处理单元45的模数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预测至少一个电解电容器（３１）的缺陷的方法，该方法包括：　测量（４２）电容器接触端子之间的脉动电压（Ｕｄｃ），　测量（４３）电容器的温度（ＴＰ），　确定（４４、５２）流入电容器的电流（Ｉｃ），　确定（５３）电容器 的等效串联电阻（ＥＳＲ）的值，　通过根据电容器的温度确定所述电容器的理论等效串联电阻（ＥＳＲｔ）的模型来确定（５４）代表电容器老化状态的至少一项信息，以及　显示（５６）代表电容器老化状态的信息，　其特征在于：其包括电容器电 容值（Ｃ）的确定（５３），　该等效串联电阻和电容的确定（５３）是通过数字滤波器执行的，以及　其特征在于：其包括显示代表电容器电容值（Ｃ）的信息或／和代表根据电容器电容值和／或等效串联电阻的与所述电容器老化状态相关联的至少一个原因 的信息。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：卡里姆阿布丹纳德，克里斯托夫罗塞特，杰勒德罗贾特，帕斯卡尔维尼特，
申请(专利权)人：MGEUPS系统公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]