[发明专利]开关电源工作参数的非接触式测量系统及测量方法

权利要求书

1.一种非接触式开关电源工作参数测量系统，包括：

非接触式磁探头(202)，用于感应被测开关电源中磁性元件的空间磁场变化，耦合漏磁辐射信号，将耦合出的信号输入给放大调理装置；

放大调理装置(203)，采用差分式放大器，用于对信号的放大和消除共模干扰，将放大后的信号输入给信号处理模块；

信号处理装置(204)，对放大调理后的电压模拟信号进行数字采样和数字处理，得到开关电源占空比和开关频率。

2.根据权利要求1所述的非接触式开关电源工作参数测量系统，其中非接触探头(202)包括高频磁芯(101)、探测线圈(102)和屏蔽层(103)，该高频磁芯(101)上缠有线圈(102)，置于屏蔽层(103)内，以消除电场的干扰；

3.根据权利要求2所述的非接触式开关电源工作参数测量系统，其中屏蔽层(103)的接缝处留有一处缝隙，割断涡流电流的环路，以避免屏蔽层的涡流效应对信号造成损失；

4.根据权利要求2所述的非接触式开关电源工作参数测量系统，其中探测线圈(102)的两端分别与放大调理装置(203)的两个输入端连接；该探测线圈(102)两端输出的电压信号正比于穿过线圈的磁场强度的变化量；

5.根据权利要求2所述的非接触式开关电源工作参数测量系统，其中探测线圈(102)两端输出的电压信号包含开关电源占空比和开关频率等工作参数。

6.一种非接触式开关电源工作参数测量方法，包括如下步骤：

(1)将非接触探头正对开关电源磁性元件，以耦合漏磁辐射信号，并对非接触探头输出的模拟电压信号进行放大调理；

(2)对放大调理后的电压模拟信号进行数字采样并输出，采样后的数字信号长度至少要有5个周期；

(3)对采样后的数字信号进行FFT变换，得到采样后的数字信号的功率谱；

(4)根据步骤(3)得到数字信号的功率谱，选取除直流分量外幅值最大的4个点，按频率从小到大依次排列，将这4个点分别作为开关电源开关频率的基频频率f₁、三次谐波频率f₃、五次谐波频率f₅和七次谐波频率f₇，并计算开关电源的开关频率f：

f＝(f₁+f₃/3+f₅/5+f₇/7)/4；

(5)根据步骤(3)得到数字信号的功率谱，选取除直流分量外幅值最大的点，将这个点作为开关电源开关频率的基频频率，使低通滤波的截止频率等于基频频率的10倍，根据截止频率对采样后的数字信号进行低通滤波；

(6)选取低通滤波后的数字信号的极大值点和极小值点，将所有极点按时间从小到大依次排列，按极值点比对选取法对各极值点进行优化选取，得到最小峰值点和最大峰值点，对所有峰值点再按时间从小到大依次排列，并计算开关电源的占空比d：

d＝(a_i-b_i-1)/T

其中T为低通滤波后的数字信号周期，设一个周期以最小峰值点为起始，a_i为第i周期最小峰值点时间，b_i-1为第i-1周期最大峰值点时间；

7.根据权利要求6所述的非接触式开关电源工作参数测量方法，其中步骤(6)所述的按极值点比对选取法对各极值点进行优化选取，是将极大值点与其前后各30个点幅值比较，若此极大值点最大则保留，作为一个周期内的最大峰值点，反之则抛弃；将极小值点与其前后各30个点幅值比较，若此极小值点最小则保留，为一个周期内的最小峰值点，反之则抛弃。