CN107219407A - 一种电感在线检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种电感在线检测方法及装置，涉及电子领域，解决了电感运行过程中，在线检测电感的失效情况的问题。具体方案为：采样电源的输入电压和输出电压；确定输入电压达到第一预设值和输出电压达到第二预设值；采样电感的电流平均值和电流纹波；查询关系表，关系表包括在电感正常情况下流经电感的电流与电流纹波的对应关系；确定未在关系表内查询到电流平均值对应的电流纹波；确定电感失效。本发明实施例用于电感在线检测的过程。

Description

一种电感在线检测方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及电子领域，尤其涉及一种电感在线检测方法及装置。

背景技术

电感是电源中不可缺少的器件，在电源输出电压，电感运行过程中，可能存在失效情况。例如，电流通过电感之后，电感自身振动的摩擦致使电感的线圈损伤并造成匝间短路；或者，粘合磁芯的电感长期运行后粘胶老化并最终脱落等等。然而，电感的失效会导致电源的输入输出特性变差，漏磁增多，电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)增大，并可能出现电感持续高温发热烧毁电感的情况，甚至可能导致电源着火。

现有技术中，可以在电感上添加温度检测装置，实时监测电感的温度，当温度达到保护点时，关闭电源停止工作以保护电源不起火。但是，在电感上额外增加温度检测装置不仅增加了成本，而且必须等电感的温度达到检测点上之后才能进行保护，有一定的延时，可能还是会导致电源着火。因此，在电感运行过程中，在线检测电感失效是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种电感在线检测方法及装置，解决了电感运行过程中，在线检测电感的失效情况的问题。

为达到上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

本发明实施例的第一方面，提供一种电感在线检测方法，应用于电源，电源包括电感，方法包括：首先，采样该电源的输入电压和输出电压，确定输入电压达到第一预设值和输出电压达到第二预设值后，采样电感的电流平均值和电流纹波，然后，查询关系表，确定未在关系表内查询到电流平均值对应的电流纹波，确定电感失效。该关系表包括在电感正常情况下流经电感的电流与电流纹波的对应关系，该关系表用于判断电感是否正常。本发明实施例提供的电感在线检测方法，在电源的输入电压和电源的输出电压达到定值的情况下，根据实时采样到的电感的电流平均值和电流纹波查询预先学习到的关系表，如果未在关系表内查询到电流平均值对应的电流纹波，则可以确定电感的电流纹波异常，从而判断电感的电感值变化异常，确定电感失效，有效地解决了电感运行过程中，在线检测电感的失效情况的问题。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，采样电感的电流平均值和电流纹波包括：在第一时段内获取电感的电流最大值与电流最小值，根据电流最大值与电流最小值获取电流平均值；根据电流最大值与电流最小值之差的绝对值与第一时段的比值，得到电流纹波，电流纹波为在第一时段内流经电感的电流的变化率。从而具体的可以根据电感的电流最大值与电流最小值来获取电感的电流平均值和电流纹波，来达到有效地解决电感运行过程中，在线检测电感的失效的目的。

为了确定电感失效，解决电感运行过程中，在线检测电感的失效情况的问题，结合上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，在采样该电源的输入电压和输出电压之后，方法还包括：确定输入电压未达到第一预设值和/或输出电压未达到第二预设值，则继续采样该电源的输入电压和输出电压。

结合第一方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，在根据电流平均值和电流纹波查询关系表之后，方法还包括：确定在关系表内查询到电流平均值对应的电流纹波，确定电感正常。如果在关系表内查询到电流平均值对应的电流纹波，则可以确定电感的电流纹波正常，从而判断电感的电感值正常，确定电感正常，有效地解决了电感运行过程中，在线检测电感的失效情况的问题。

为了根据实时采样到的电感的电流平均值和电流纹波查询预先学习到的关系表，如果未在关系表内查询到电流平均值对应的电流纹波，则可以确定电感的电流纹波异常，从而判断电感的电感值变化异常，确定电感失效，有效地解决了电感运行过程中，在线检测电感的失效情况的问题。结合上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，方法还包括：预先存储关系表。

本发明实施例的第二方面，提供一种电感在线检测装置，应用于电源，电源包括电感，装置包括：采样单元，用于采样该电源的输入电压和输出电压；判断单元，用于确定输入电压达到第一预设值和输出电压达到第二预设值；采样单元，还用于采样电感的电流平均值和电流纹波；查询单元，用于查询关系表，关系表包括在电感正常情况下流经电感的电流与电流纹波的对应关系；判断单元，还用于确定未在关系表内查询到电流平均值对应的电流纹波；确定单元，用于确定电感失效。本发明实施例提供的电源，在电源的输入电压和电源的输出电压达到定值的情况下，根据实时采样到的电感的电流平均值和电流纹波查询预先学习到的关系表，如果未在关系表内查询到电流平均值对应的电流纹波，则可以确定电感的电流纹波异常，从而判断电感的电感值变化异常，确定电感失效，有效地解决了电感运行过程中，在线检测电感的失效情况的问题。

需要说明的是，上述第二方面的功能模块可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。例如，处理器，用于完成判断单元的功能，存储器，用于处理器处理本发明实施例的电感在线检测方法的程序指令。处理器和存储器通过总线连接并完成相互间的通信。具体的，可以参考第一方面提供的电感在线检测方法中的行为的功能。

第三方面，本发明实施例提供了一种电感在线检测装置，该电感在线检测装置可以包括：至少一个处理器，存储器、通信接口、通信总线；至少一个处理器与存储器、通信接口通过通信总线连接，存储器用于存储计算机执行指令，当电感在线检测装置运行时，处理器执行存储器存储的计算机执行指令，以使电感在线检测装置执行第一方面或第一方面的可能的实现方式中任一所述的电感在线检测方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，用于储存为上述电感在线检测装置所用的计算机软件指令，当其在计算机上运行时，使得计算机可以执行上述中任意方面的方法。

第五方面，本申请实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机可以执行上述任意方面的方法。

另外，第二方面至第五方面中任一种设计方式所带来的技术效果可参见第一方面中不同设计方式所带来的技术效果，此处不再赘述。

本申请实施例中，电感在线检测装置的名字对设备本身不构成限定，在实际实现中，这些设备可以以其他名称出现。只要各个设备的功能和本申请实施例类似，属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内。

本申请实施例的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种计算机设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种电感在线检测方法流程图；

图3为本发明实施例提供的一种电感的电流纹波示意图；

图4为本发明实施例提供的一种电感在线检测装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种电感在线检测装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种电感在线检测方法，其基本原理是：首先，采样该电源的输入电压和输出电压，确定输入电压达到第一预设值和输出电压达到第二预设值后，采样电感的电流平均值和电流纹波，然后，查询关系表，该关系表包括在电感正常情况下流经电感的电流与电流纹波的对应关系，确定未在关系表内查询到电流平均值对应的电流纹波，确定电感失效。本发明实施例提供的电感在线检测方法，在电源的输入电压和电源的输出电压达到定值的情况下，根据实时采样到的电感的电流平均值和电流纹波查询预先学习到的关系表，如果未在关系表内查询到电流平均值对应的电流纹波，则可以确定电感的电流纹波异常，从而判断电感的电感值变化异常，确定电感失效，有效地解决了电感运行过程中，在线检测电感的失效情况的问题。

下面将结合附图对本发明实施例的实施方式进行详细描述。

图1为本发明实施例提供的一种计算机设备的结构示意图，如图1所示，可以包括至少一个处理器11，存储器12、通信接口13、通信总线14。

下面结合图1对计算机设备的各个构成部件进行具体的介绍：

处理器11是计算机设备的控制中心，可以是一个处理器，也可以是多个处理元件的统称。例如，处理器11是一个中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，也可以是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路，例如：一个或多个微处理器(Digital SignalProcessor，DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)。

其中，处理器11可以通过运行或执行存储在存储器12内的软件程序，以及调用存储在存储器12内的数据，执行计算机设备的各种功能。

在具体的实现中，作为一种实施例，处理器11可以包括一个或多个CPU，例如图1中所示的CPU0和CPU1。

在具体实现中，作为一种实施例，计算机设备可以包括多个处理器，例如图1中所示的处理器11和处理器15。这些处理器中的每一个可以是一个单核处理器(single-CPU)，也可以是一个多核处理器(multi-CPU)。这里的处理器可以指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据(例如计算机程序指令)的处理核。

存储器12可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器12可以是独立存在，通过通信总线14与处理器11相连接。存储器12也可以和处理器11集成在一起。

其中，所述存储器12用于存储执行本发明方案的软件程序，并由处理器11来控制执行。

通信接口13，使用任何收发器一类的装置，用于与其他设备或通信网络通信，如以太网，无线接入网(Radio Access Network，RAN)，无线局域网(Wireless Local AreaNetworks，WLAN)等。通信接口13可以包括接收单元实现接收功能，以及发送单元实现发送功能。

通信总线14，可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component，PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry Standard Architecture，EISA)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图1中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

图1中示出的设备结构并不构成对电源的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

图2为本发明实施例提供的一种电感在线检测方法的流程图，如图2所示，该方法可以包括：

201、采样电源的输入电压和输出电压。

202、判断输入电压是否达到第一预设值，输出电压是否达到第二预设值。

其中，当输入电压达到第一预设值且输出电压达到第二预设值时，执行步骤203，当输入电压未达到第一预设值和/或输出电压未达到第二预设值时，重新执行步骤201。

203、采样电感的电流平均值和电流纹波。

在第一时段内获取电感的电流最大值与电流最小值，根据电流最大值与电流最小值获取电流平均值，即对电流最大值与电流最小值之和除以2，得到电流平均值。根据电流最大值与电流最小值之差的绝对值与第一时段的比值，得到电流纹波，电流纹波为在第一时段内流经电感的电流的变化率。第一时段可以为开关周期。

204、查询关系表。

关系表包括在电感正常情况下流经电感的电流与电流纹波的对应关系。具体的，关系表包括电感的至少一个电流范围，每个电流范围对应一个电流纹波范围。需要说明的是，关系表可以是电源预先进行学习得到的，存储该关系表。

205、判断在关系表内是否查询到电流平均值对应的电流纹波。

其中，当在关系表内未查询到电流平均值对应的电流纹波，执行步骤206；当在关系表内查询到电流平均值对应的电流纹波，执行步骤207。

例如，电流平均值为80安(A)，电流平均值对应的电流纹波为40A，关系表包括电流范围80A±10％对应的电流纹波为50A±10％，那么，在关系表内电流平均值为80A对应的电流纹波为50A±10％，即电流纹波为45A到55A，从而，实时采样到的电感的电流平均值对应的电流纹波未在关系表内查询到。

206、确定电感失效。

需要说明的是，电感的电压等于电感的电感值乘以流经电感的电流的电流变化率。通常，电压用U表示，电感值用L表示，电感的电流变化率用于表示，即单位时间内流经电感的电流，电感的电压、电感的电感值和通过电感的电流的关系如下：

电感在不同的电流I_m工况下，磁芯均有特定磁导率μ，在电感上表征为感量L。当电源的输入电压U_in和输出电压U_out不变时，电源稳态运行，U和Δt均是不变，即L·ΔI＝ε，ε为常数。当电感发生失效的时候，均会体现为电感值L发生一定程度的变小，则ΔI会增大，表现为电流纹波的变化。示例的，如图3所示，假设T₂包括两个T₁，第一个T₁内的电感的电流变化率为ΔI₁，第二个T₁内的电感的电流变化率为ΔI₂，明显ΔI₂大于ΔI₁，电感的电流纹波变大，那么可以确定电感失效。

207、确定电感正常。

确定电感正常可以继续采样该电源的输入电压和输出电压。

本发明实施例提供的电感在线检测方法，在电源的输入电压和电源的输出电压达到定值的情况下，根据实时采样到的电感的电流平均值和电流纹波查询预先学习到的关系表，如果未在关系表内查询到电流平均值对应的电流纹波，则可以确定电感的电流纹波异常，从而判断电感的电感值变化异常，确定电感失效，有效地解决了电感运行过程中，在线检测电感的失效情况的问题。

上述主要从各个网元之间交互的角度对本发明实施例提供的方案进行了介绍。可以理解的是，各个网元，例如电感在线检测装置为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的算法步骤，本发明能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

本发明实施例可以根据上述方法示例对电感在线检测装置进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本发明实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

在采用对应各个功能划分各个功能模块的情况下，图4示出了上述和实施例中涉及的电感在线检测装置的一种可能的组成示意图，如图4所示，该电感在线检测装置30可以包括：采样单元301、判断单元302、查询单元303和确定单元304。

其中，采样单元301，用于支持电感在线检测装置执行图2所示的电感在线检测方法中的步骤201、203。

判断单元302，用于支持电感在线检测装置执行图2所示的电感在线检测方法中的步骤202、205。

查询单元303，用于支持电感在线检测装置执行图2所示的电感在线检测方法中的步骤204。

确定单元304，用于支持电感在线检测装置执行图2所示的电感在线检测方法中的步骤206、207。

需要说明的是，上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，在此不再赘述。

本发明实施例提供的电感在线检测装置，用于执行上述电感在线检测方法，因此可以达到与上述电感在线检测方法相同的效果。

在采用集成的单元的情况下，图5示出了上述实施例中所涉及的电感在线检测装置的另一种可能的组成示意图。如图5所示，该电感在线检测装置40包括：处理模块401和通信模块402。

处理模块401用于对电感在线检测装置的动作进行控制管理，例如，处理模块401用于支持电感在线检测装置执行图2所示的电感在线检测方法中的步骤202、204、205、206、207，和/或用于本文所描述的技术的其它过程。通信模块402用于支持电感在线检测装置与采样单元301的通信。电感在线检测装置还可以包括存储模块403，用于存储电感在线检测装置的程序代码和数据。

其中，处理模块401可以是处理器或控制器。其可以实现或执行结合本发明公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等等。通信模块402可以是收发器、收发电路或通信接口等。存储模块403可以是存储器。

当处理模块401为处理器，通信模块402为通信接口，存储模块403为存储器时，本发明实施例所涉及的电感在线检测装置可以为图1所示的计算机设备。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何在本发明揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电感在线检测方法，其特征在于，应用于电源，所述电源包括电感，所述方法包括：

采样所述电源的输入电压和输出电压；

确定所述输入电压达到第一预设值和所述输出电压达到第二预设值；

采样所述电感的电流平均值和电流纹波；

查询关系表，所述关系表包括在所述电感正常情况下流经所述电感的电流与电流纹波的对应关系；

确定未在所述关系表内查询到所述电流平均值对应的所述电流纹波；

确定所述电感失效。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采样所述电感的电流平均值和电流纹波包括：

在第一时段内获取所述电感的电流最大值与电流最小值；

根据所述电流最大值与所述电流最小值获取所述电流平均值；

根据所述电流最大值与所述电流最小值之差的绝对值与所述第一时段的比值，得到所述电流纹波，所述电流纹波为在所述第一时段内流经所述电感的电流的变化率。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述采样所述电源的输入电压和输出电压之后，所述方法还包括：

确定所述输入电压未达到第一预设值和/或所述输出电压未达到第二预设值；

继续采样所述电源的输入电压和输出电压。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述查询关系表之后，所述方法还包括：

确定在所述关系表内查询到所述电流平均值对应的所述电流纹波；

确定所述电感正常。

5.根据权利要求1-4任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

预先存储所述关系表。

6.一种电感在线检测装置，其特征在于，应用于电源，所述电源包括电感，所述装置包括：

采样单元，用于采样所述电源的输入电压和输出电压；

判断单元，用于确定所述输入电压达到第一预设值和所述输出电压达到第二预设值；

所述采样单元，还用于采样电感的电流平均值和电流纹波；

查询单元，用于查询关系表，所述关系表包括在所述电感正常情况下流经所述电感的电流与电流纹波的对应关系；

所述判断单元，还用于确定未在所述关系表内查询到所述电流平均值对应的所述电流纹波；

确定单元，用于确定所述电感失效。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述采样单元，具体用于：

在第一时段内获取所述电感的电流最大值与电流最小值；

根据所述电流最大值与所述电流最小值获取所述电流平均值；

根据所述电流最大值与所述电流最小值之差的绝对值与所述第一时段的比值，得到所述电流纹波，所述电流纹波为在所述第一时段内流经所述电感的电流的变化率。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，

所述判断单元，还用于确定所述输入电压未达到第一预设值和/或所述输出电压未达到第二预设值；

所述采样单元，具体用于继续采样所述电源的输入电压和输出电压。

9.根据权利要求8中所述的装置，其特征在于，

所述判断单元，还用于确定在所述关系表内查询到所述电流平均值对应的所述电流纹波；

所述确定单元，还用于确定所述电感正常。

10.根据权利要求6-9任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

存储单元，用于预先存储所述关系表。