[发明专利]一种基于检波技术的开关电源纹波电压检测方法

说明书

本发明涉及一种基于检波技术的开关电源纹波电压检测方法，其技术特点在于：包括以下步骤：步骤1、通过硬件电路对开关电源的输出电压进行电压波形整定；步骤2、根据RLC高Q值电路的谐振原理，设计三条检波电路，测出该三条检波电路的电压幅值后计算出开关电源的输出电压中纹波交流电压的震荡频率和幅值，进而对开关电源的电解电容和振荡器出现的故障进行报警。本发明的开关电源的输出电压通过硬件电路整定，将开关电源的直流电压中的纹波交流电压过滤放大，然后用检波电路对纹波交流电压频率和幅值进行监控。纹波交流电压反应了开关电源的工作状态，通过对纹波交流电压检测可以对开关电源故障进行提前告警。

技术领域

本发明属于设备开关电源技术领域，涉及二次设备状态检修技术，尤其是一种基于检波技术的开关电源纹波电压检测方法。

背景技术

开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。由于开关电源具有转换效率高、体积小和重量轻等优点被广泛应用。

但由于开关电源通的纹波和噪声的影响，致使开关电源输出的不是纯正的直流电压，里面包含有交流成分。纹波是开关电源输出直流电压的波动，其与开关电源的开关动作有关。每一个开、关过程，形成一个充电和放电的过程，从而造成输出电压的波动，该输出电压的波动频率与开关的频率相同。

开关电源的纹波电压是指纹波的波峰与波谷之间的峰峰值，是一种复杂的高频小幅值电压，其大小与开关电源的输入电容和输出电容的容量及品质有关。而现有的开关电源纹波电压检测方法是通过高频AD对开关电源的输出电压进行采样，利用中央处理器CUP对采样的数据进行计算，通过复杂的傅里叶算法计算出纹波电压幅值，当纹波电压高于一定幅值时发出报警。

由此可知，现有技术中的开关电源纹波电压检测方法需要高频率的AD采样才能对纹波波形有较好的采集，对AD采样有很高的要求，而且，中央处理器CPU需要通过复杂的傅里叶算法计算出纹波电压幅值，增加了中央处理器CPU的负担。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、方便实用、算法简易且具有预警功能的基于检波技术的开关电源纹波电压检测方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于检波技术的开关电源纹波电压检测方法，包括以下步骤：

步骤1、通过硬件电路对开关电源的输出电压进行电压波形整定；

步骤2、根据RLC高Q值电路的谐振原理，设计三条检波电路，测出该三条检波电路的电压幅值后计算出开关电源的输出电压中纹波交流电压的震荡频率和幅值，进而对开关电源的电解电容和振荡器出现的故障进行报警。

而且，所述步骤1的具体方法为：通过三极管放大电路对开关电源的输出电压中纹波交流电压放大，然后通过RC滤波电路将开关电源输出电压中的直流成分滤掉。

而且，所述步骤2的具体步骤包括：

(1)设计3条Q值相同的检波电路，其调谐频率分别为W0、W1和W2，其中，W0-W1＝W2-W0；

上式中，W0为开关电源正常运行时的频率，W1为开关电源故障警示频率，W2是检验电路频率；

(2)根据开关电源的电容特性，计算出开关电源的输出电压中纹波交流电压的警示幅值IR++；

(3)测出三条检波电路的电压幅值分别为IR0、IR1和IR2，并根据如下公式计算出开关电源的输出电压中纹波交流电压的震荡频率Wk；

(1+jQ(W0/Wk-Wk/W0))/(1+jQ(W1/Wk-Wk/W1))＝IR1/IR0