[发明专利]CCM降压变换器电感及输出电容的监测装置及方法

权利要求书

1.一种CCM降压变换器电感L以及输出电容ESR和C的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在CCM降压变换器输出端并联上一个参数已知的电容(7)，在信号处理模块中创建功率电路控制单元(2)、开关频率f_s计算单元(4)、占空比D计算单元(5)、输出电压采样单元(6)、电容电流触发采样单元(9)、电感L以及电容ESR和C计算单元(10)；

步骤2，信号处理模块的功率电路控制单元(2)根据Buck变换器主功率电路(1)的输出平均电压V_o，得到PWM信号并经驱动电路(3)驱动开关管Q_b；

步骤3，功率电路控制单元(2)输出的PWM信号送入开关频率f_s计算单元(4)和占空比D计算单元(5)，经开关频率f_s计算单元(4)处理得出变换器当前的开关频率f_s，经占空比D计算单元(5)处理得出变换器当前的占空比D；

步骤4，Buck变换器主功率电路(1)的输出平均电压V_o送入输出电压采样单元(6)，得到输出电压的平均值；

步骤5，功率电路控制单元(2)输出的PWM信号和电流互感隔离放大单元(8)的电容电流i_x送入电容电流触发采样单元(9)，通过延时程序对电容电流等DT_s/10间隔采样，得到i_x(0)、i_x(DT_s/10)、i_x(DT_s/5)、i_x(3DT_s/10)、i_x(2DT_s/5)、i_x(DT_s/2)、i_x(3DT_s/5)、i_x(7DT_s/10)、i_x(4DT_s/5)、i_x(9DT_s/10)、i_x(DT_s)共11个电容电流瞬时值；

步骤6，将得到的开关频率f_s、占空比D、输出电压的平均值V_o以及电容电流的瞬时值i_x(0)、i_x(DT_s/10)、i_x(DT_s/5)、i_x(3DT_s/10)、i_x(2DT_s/5)、i_x(DT_s/2)、i_x(3DT_s/5)、i_x(7DT_s/10)、i_x(4DT_s/5)、i_x(9DT_s/10)、i_x(DT_s)送入电感L以及电容ESR和C计算单元(10)进行曲线拟合和综合处理，得到Buck变换器中电感L的值以及输出滤波电容当前等效串联电阻ESR和电容C的值；

步骤7，电感L以及电容ESR和C计算单元(10)将所得的电感L以及等效串联电阻ESR和电容C的值送入显示单元(11)实时显示；

步骤6中所述L、ESR和C计算单元(10)曲线拟合方程如下：

求得X₁、X₂、X₃和i_Cx(0)后，对拟合曲线进行综合处理，得到Buck变换器中电感L的值以及输出滤波电容当前等效串联电阻ESR和电容C的值，具体公式如下：

式中，L为电感的感值，ESR为等效串联电阻的阻值，C为电容的容值，f_s为变换器开关频率，V_o为输出电压平均值，D为变换器的占空比，ESRx为所并联电容的等效串联电阻的阻值，Cx为所并联电容的电容的容值，X₁、X₂、X₃为拟合曲线的参数。