CN112649752B - 一种降额曲线测量方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种降额曲线测量方法及其系统，该方法首先测试不同的风速下，通风装置的电源参数与风速的映射关系，后续测量过程中，可通过控制通风装置的电源来达到对应的风速，再测量待测器件在最小风速下的等效热容热阻网络时间常数，再根据时间常数，获取待测器件达到热平衡所需的过渡时间，最后根据至少两个环境温度、至少两个风速以及过渡时间，测量待测器件的降额曲线。该降额曲线测量方法根据实测的时间常数而获取待测器件达到热平衡所需的过渡时间，在待测器件达到热平衡以后，记录相应的数据，完成降额曲线。因此，该降额曲线测量方法既可以保证记录数据准确，同时还能最大程度缩短测量时间。

Description

一种降额曲线测量方法及其系统

技术领域

本发明涉及降额曲线测量领域，特别是涉及一种降额曲线测量方法及其系统。

背景技术

随着电源模块的使用环境越来越复杂，对电源模块的要求越来越高，电源模块在投入生产使用之前，需要对电源模块进行测试，获取其降额曲线，通过降额曲线描述电源模块在各种环境下的各种工作性能，因此，对电源模块的降额曲线的测量和获取是至关重要的。

而目前的降额曲线测量方法中，待电源模块在测试环境中反应或工作，等待一段时间后，再记录相关的数据，绘制降额曲线，而等待的时间根据经验而获得，若等待时间过长，则使得整个测量过程的时间过长，降低测量效率，若等待时间过短，则会使得整个测量系统和电源模块未达到稳态就记录数据，进而导致测量数据不精确，不能精确绘制降额曲线。

发明内容

本发明实施例至少在一定程度上解决上述技术问题之一，为此本发明提供一种降额曲线测量方法及其系统，其能够测量待测器件在不同风速下的降额曲线，且能够缩短测量时间，提高测量精度。

第一方面，本发明实施例提供一种降额曲线测量方法，应用于降额曲线测量系统，所述降额曲线测量系统包括通风装置、加热装置以及控制器，所述通风装置和所述加热装置均分别与所述控制器电性连接，所述通风装置用于提供风量，所述加热装置用于提供热量，以改变环境温度，所述降额曲线测量系统用于测量所述待测器件的降额曲线，所述方法包括：

对所述通风装置的电源参数与所述通风装置的风速进行关系标定，得到所述通风装置的电源参数与至少两个风速的映射关系；

测量所述待测器件在最小风速下的等效热容热阻网络时间常数；

根据所述时间常数，获取所述待测器件达到热平衡所需的过渡时间；

根据至少两个环境温度、所述至少两个风速以及所述过渡时间，测量所述待测器件的降额曲线。

在一些实施例中，所述对所述通风装置的电源参数与所述通风装置的风速进行关系标定，得到所述通风装置的电源参数与至少两个风速的映射关系，包括：

调整所述通风装置的电源参数，当所述通风装置的实际风速与所述风速的差值达到预设阈值时，记录与所述风速对应的所述通风装置的电源参数，以获得所述通风装置的电源参数与一个所述风速的映射关系；

继续调整所述通风装置的电源参数，直至获取所述通风装置的电源参数与至少两个风速的映射关系。

在一些实施例中，所述测量所述待测器件在最小风速下的等效热容热阻网络时间常数，包括：

获取所述最小风速，根据所述最小风速和所述映射关系，调整所述通风装置的电源参数，以使所述通风装置的风速达到所述最小风速；

调整所述加热装置的功率，以使所述环境温度达到最大环境温度；

调整所述待测器件的输入功率，以达到最大输入功率；

控制所述待测器件上电，获取所述最大环境温度下所述待测器件达到过温保护温度时所经过的测试时间以及所述待测器件的热功率；

降低所述环境温度，并获取降低后的环境温度下所述待测器件达到过温保护温度时所经过的测试时间以及所述待测器件的热功率；

继续降低所述环境温度，直至所述环境温度达到最小环境温度，获取到至少四个环境温度下所述待测器件达到过温保护温度时所经过的测试时间以及所述待测器件的热功率，其中，每个所述环境温度与所述测试时间和所述待测器件的热功率均一一对应；

根据所述至少四个环境温度、所述至少四个环境温度下所述待测器件达到过温保护温度时所经过的测试时间以及所述待测器件的热功率，计算所述待测器件在所述最小风速下的等效热容热阻网络时间常数。

在一些实施例中，所述获取所述待测器件达到过温保护温度时所经过的测试时间以及所述待测器件的热功率，包括：

在所述环境温度下，控制所述待测器件上电，当所述待测器件的温度达到所述待测器件的过温保护温度时，控制所述待测器件断电，记录从所述待测器件上电到所述待测器件断电所经过的工作时间，将所述工作时间作为所述测试时间；

根据所述待测器件的输入功率和输出功率，确定所述待测器件的热功率。

在一些实施例中，所述根据所述至少四个环境温度、所述至少四个环境温度下所述待测器件达到过温保护温度时所经过的测试时间以及所述待测器件的热功率，计算所述待测器件在所述最小风速下的等效热容热阻网络时间常数，包括：

通过下述公式计算所述待测器件的热传导部分等效热容热阻网络的时间常数以及所述待测器件的对流换热部分等效热容热阻网络的时间常数：

其中，T_OTP为所述待测器件的过温保护温度，T_amb为所述环境温度，P_θ为所述待测器件的热功率，R_θ1为所述待测器件的热传导部分等效热阻，τ₁为所述待测器件的热传导部分等效热容热阻网络的时间常数，R_θ2为所述待测器件的对流换热部分等效热阻，τ₂为所述待测器件的对流换热部分等效热容热阻网络的时间常数，t_OTP为所述测试时间；

获取所述待测器件的热传导部分等效热容热阻网络的时间常数和所述待测器件的对流换热部分等效热容热阻网络的时间常数中的较大值，所述较大值为所述待测器件在所述最小风速下的等效热容热阻网络时间常数为τ₁与τ₂中较大者。

在一些实施例中，所述根据至少两个环境温度、所述至少两个风速以及所述过渡时间，测量所述待测器件的降额曲线，包括：

获取同一所述环境温度、所述至少两个风速下所述待测器件达到过温保护时所述待测器件的热功率，以获得所述环境温度下所述至少两个风速与所述热功率的对应关系；

降低所述环境温度，并继续获得所述至少两个风速下所述待测器件达到过温保护时所述待测器件的热功率，以获得降低后的环境温度下所述至少两个风速与所述热功率的对应关系；

继续降低所述环境温度，直至所述环境温度达到最小环境温度，获取到所述至少两个环境温度下、所述至少两个风速与所述热功率的对应关系，其中，每个所述环境温度对应至少两个所述风速；

根据所述至少两个环境温度下、所述至少两个风速与所述热功率的对应关系拟合所述待测器件的降额曲线。

在一些实施例中，所述获取所述待测器件达到过温保护时所述待测器件的热功率，包括：

控制所述待测器件上电，并等待所述过渡时间；

确定所述待测器件的温度是否达到过温保护温度，如果达到过温保护温度，则控制所述待测器件断电，并记录所述待测器件的热功率；

否则，控制所述待测器件增加预设热功率，直至所述待测器件的温度达到过温保护温度，并记录所述待测器件达到过温保护时的热功率。

第二方面，本发明实施例提供一种降额曲线测量系统，应用于待测器件，包括:

通风装置、加热装置以及控制器；

所述通风装置和所述加热装置分别与所述控制器电性连接，所述通风装置用于提供风量，所述加热装置用于提供热量，以改变环境温度；

所述控制器包括至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-8任一项所述的方法。

在一些实施例中，还包括：流速传感器和温度传感器；

所述流速传感器以及所述温度传感器分别与所述控制器电性连接，所述流速传感器用于测量所述待测器件周围的风速，所述温度传感器用于测量所述待测器件的温度。

本发明与现有技术相比至少具有以下有益效果：本发明中的降额曲线测量方法，应用于降额曲线测量系统，该降额曲线测量方法首先测试不同的风速下，通风装置的电源参数与风速的映射关系，后续测量过程中，可通过控制通风装置的电源来达到对应的风速，再测量待测器件在最小风速下的等效热容热阻网络时间常数，再根据时间常数，获取待测器件达到热平衡所需的过渡时间，最后根据至少两个环境温度、至少两个风速以及过渡时间，测量待测器件的降额曲线。该降额曲线测量方法根据实测的时间常数而获取待测器件的达到热平衡所需的过渡时间，在待测器件达到热平衡以后，记录相应的数据，完成降额曲线。因此，该降额曲线测量方法既可以保证记录数据准确，同时还能最大程度缩短测量时间。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明实施例提供的一种降额曲线测量系统结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种降额曲线测量方法的流程示意图；

图3是图2中步骤S23的流程示意图；

图4是本发明实施例提供的一种降额曲线测量装置的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种控制器硬件结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。再者，本发明所采用的“第一”、“第二”、“第三”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。

首先介绍能够实现本申请实施例所描述的降额曲线测量方法的一些降额曲线测量系统。

请参阅图1，图1是本发明实施例提供的一种降额曲线测量系统，应用于待测器件，如图1所示，该降额曲线测量系统100包括通风装置10、加热装置20以及控制器30，该通风装置10和加热装置20分别与控制器30电性连接，通风装置10用于提供风量，加热装置20用于提供热量，以改变环境温度。

通风装置10可用高温风扇实现，高温风扇为全金属材质，由交流电供电，可在高温下持续工作，风扇还可推动气体在测量系统的流道内流动，形成气流，控制器30控制通风装置的电源，如控制其电压或频率，可以使得通风装置10提供不同的风速，实现流速控制。在测量开始之前，可以对通风装置10的电源与通风装置的风速进行标定，气体流速可达到3m/s。

同样地，控制器30可控制加热装置20的电源，不同的电源驱动加热装置，加热装置20产生的热量不同，进而对应不同的环境温度。在一些实施例中，加热装置20为栅格式加热器，栅格式结构增加加热器表面积，增强与气流换热效率，对比辐射式加热器，栅格式加热器可直接加热气流，更快使得环境温度达到设定环境温度，栅格式加热器还可降低风扇带来的湍流。环境温度可达到100℃，而最低的环境温度为室温。

在一些实施例中，该降额曲线测量系统100还包括流速传感器40和温度传感器50，流速传感器40和温度传感器50分别与控制器30电性连接，流速传感器40用于测量所述待测器件周围的风速，温度传感器50用于测量所述待测器件的温度。待测器件被放置于该降额曲线测量系统100中，通风装置10提供风量，加热装置20改变待测器件周围的环境温度，在该环境中，对待测器件进行驱动，待测器件的温度会发生改变，采用流速传感器40测量待测器件周围的风速，采用温度传感器50测量待测器件的温度，以完成整个测量过程，完成降额曲线。

在一些实施例中，降额曲线测量系统100可形成桌面式测量系统，整个装置的尺寸可缩减至1.6m X0.6m X0.2m，将上述各个装置封装于外壳内，该桌面式测量系统包括系统风道，气体在风道内流转，系统风道还包括风道收束段，该风道收束段可提高气体流速。

在一些实施例中，降额曲线测量系统100还包括蜂窝式整流器，该蜂窝式整流器可分别设置在风道收束段前后，进一步降低湍流，实现层流气流流过待测器件。

在一些实施例中，该桌面式降额曲线测量系统的外壳为双层壳体结构，系统还包括铝材型框架，在框架内外皆装有透明PC板构成壳体，外层隔热板通过特氟龙隔热垫片固定于铝型材框架上，系统处于最高环境温度下，外壳温度不高于35℃。

在一些实施例中，该降额曲线测量系统100还包括标准化PCB及其夹具，标准化PCB及其夹具倒扣于流道顶部，标准化PCB及其夹具提高试验重复性，若待测器件为电源模块，则PCB一面焊接待测电源模块，PCB另一面用于焊接外围电路及接线。

综上，该降额曲线测量系统采用闭合式风道减小体积，降低系统功耗，减少噪声，壳体由铝型材框架和PC塑料板材构成易于组装拆解，全透明耐高温PC壳体便于观察样品状况，将待测器件放置于该降额曲线测量系统中，可测试其在不同风速下，不同环境温度下的降额曲线。

基于上述系统，下面详细介绍降额曲线测量方法的步骤和工作过程。

请参阅图图2，图2是本发明实施例提供的一种降额曲线测量方法，该降额曲线测量方法应用于任意类型的降额曲线测量系统，如图2所示，该降额曲线测量方法S20包括：

S21、对所述通风装置的电源参数与所述通风装置的风速进行关系标定，得到所述通风装置的电源参数与至少两个风速的映射关系；

S22、测量所述待测器件在最小风速下的等效热容热阻网络时间常数；

S23、根据所述时间常数，获取所述待测器件达到热平衡所需的过渡时间；

S24、根据至少两个环境温度、所述至少两个风速以及所述过渡时间，测量所述待测器件的降额曲线。

采用不同功率驱动通风装置，可使得通风装置的风速达到不同值，可通过控制通风装置的电压、电流或功率，来达到控制风速的目的。因此，首先对通风装置的电源参数与通风装置的风速进行关系标定，得到通风装置的电源参数与至少两个风速的映射关系，该步骤可在正式测量开始前进行。对通风装置采用至少两个功率进行驱动，同时记录对应的风速，将通风装置的电源与对应的风速关联起来，一一对应，形成映射关系。在一些实施例中，对通风装置的电源参数与通风装置的风速进行关系标定时，至少两个风速可以是预先设置的风速，然后在标定时，调整通风装置的电源参数，当通风装置的实际风速与设定的风速的差值达到预设阈值时，记录与风速对应的通风装置的电源参数，以获得通风装置的电源与一个风速的映射关系，再继续调整通风装置的电源，如电压、电流或者功率等，当通风装置的实际风速与下一个设定的风速的差值达到预设阈值时，再次记录与风速对应的通风装置的电源参数，获得通风装置的电源与下一个风速的映射关系，直至获取通风装置的电源与至少两个风速的映射关系。例如：预先设定的风速为V0、V1以及V2，V0＝1m/s、V1＝2m/s以及V2＝3m/s，若通风装置采用UF12AM23-BTHR-F的风扇，那么通风装置的电源与各个风速的映射关系为V0对应风扇电源100V，V1对应风扇电源118V以及V2对应风扇电源128V，可续可通过控制风扇电源直接控制风速。

再测试待测器件在最小风速下的等效热容热阻网络时间常数，在同一风速下，测试会得到若干个时间常数，取其中最大值作为待测器件的时间常数，并根据最终选取的待测器件的时间常数获取所述待测器件达到热平衡的过渡时间。另外，待测器件在不同的风速下的时间常数是不同的，最低风速下的时间常数最大，因此，后续的测量时间的计算，均使用最低风速下的时间常数，时间常数是表示过渡反应的时间过程的常数。

然后根据至少两个环境温度、至少两个风速以及过渡时间，测量待测器件的降额曲线。降额曲线包含环境温度、风速与待测器件的热功率等参数的对应关系，在传统的降额曲线测量系统中，将待测器件放入测量系统，设定好风速和环境温度以后，需要等到一段时间，使待测器件完成热传导或者完成相应的过渡反应，完成以后，再记录对应的风速、待测器件的温度以及热功率等数据，等待时间过长，会造成整个测量过程的测量时间过长，效率低，等待时间过短，会造成待测器件未完成过渡，导致记录的数据不准确，因此，该降额曲线根据时间常数而获取需要等待的时间，根据时间常数获取待测器件达到热平衡的时间，在记录数据准确的前提下，还缩短了测量时间。

综上，该降额曲线测量方法首先测试不同的风速下，通风装置的电源参数与风速的映射关系，后续测量过程中，可通过控制通风装置的电源参数来达到对应的风速，再测量待测器件在最小风速下的等效热容热阻网络时间常数，再根据时间常数获取待测器件达到热平衡所需的过渡时间，最后根据至少两个环境温度、至少两个风速以及过渡时间，测量待测器件的降额曲线。该降额曲线测量方法根据时间常数而获取待测器件达到热平衡的过渡时间，在待测器件完成热平衡以后，记录相应的数据，完成降额曲线，因此，该降额曲线测量方法在记录数据准确的前提下，还缩短了测量时间。

在测试待测器件在最小风速下的时间常数时，可以多次获取待测器件在不同环境温度下，达到过温保护温度时的热功率，以及达到过温保护温度时所经过的测试时间，再通过多组热功率、测试时间以及环境温度等，拟合计算出时间常数。具体地，在正式测量开始前，首先设置好测量条件，若预先设置了几个风速，首先获取最小的风速，根据最小风速和映射关系，调整通风装置的电源参数，以使通风装置的风速达到最小风速，后续的测量过程中，均使用该最小风速进行测量。然后调整加热装置的功率，以使环境温度达到最大环境温度，该最大环境温度为几个预设的环境温度中的最大环境温度。最后调整待测器件的输入功率，以达到最大输入功率，即以最大输入功率驱动待测器件。

所有测量条件设置好以后，正式开始测量计算时间常数，首先控制待测器件上电，获取最大环境温度下所述待测器件达到过温保护温度时所经过的测试时间以及所述待测器件的热功率，待测器件上电以后，在所述最大环境温度下，待测器件的温度逐渐上升，采用温度传感器测量该待测器件的温度，等待待测器件与周围环境达到热平衡，若在未达到热平衡的时间内，待测器件的温度达到其过温保护温度时，控制该待测器件断电，对待测器件进行过温保护，同时记录从待测器件开始上电到待测器件断电所经过的工作时间，将该工作时间作为测试时间，以及此时待测器件的热功率，待测器件的热功率根据待测器件的输入功率和输出功率确定，具体可由待测器件的输入功率减去待测器件的输出功率得到，若已经达到热平衡，待测器件的温度仍为达到其过温保护温度，则结束测试。在此测试过程中，待测器件达到热平衡的时间，可以根据经验估算得到。

然后再降低环境温度，并获取降低后的环境温度下所述待测器件达到过温保护温度时所经过的测试时间以及所述待测器件的热功率；再继续降低环境温度，若降低后的环境温度未低于最小环境温度，则继续获取降低后的环境温度下所述待测器件达到过温保护温度时所经过的测试时间以及所述待测器件的热功率，直至环境温度达到最小环境温度。且在测量过程中，该测量方法需获取到至少四个环境温度下待测器件达到过温保护温度时所经过的测试时间以及待测器件的热功率，其中，每个所述环境温度与所述测试时间和所述待测器件的热功率均一一对应。

最后，根据所述至少四个环境温度、所述至少四个环境温度下所述待测器件达到过温保护温度时所经过的测试时间以及所述待测器件的热功率，计算待测器件在最小风速下的等效热容热阻网络时间常数。具体地，首先，可通过下述公式(1)计算所述待测器件的热传导部分等效热容热阻网络的时间常数以及所述待测器件的对流换热部分等效热容热阻网络的时间常数：

其中，T_OTP为所述待测器件的过温保护温度，T_amb为所述环境温度，P_θ为所述待测器件的热功率，R_θ1为所述待测器件的热传导部分等效热阻，τ₁为所述待测器件的热传导部分等效热容热阻网络的时间常数，R_θ2为所述待测器件的对流换热部分等效热阻，τ₂为所述待测器件的对流换热部分等效热容热阻网络的时间常数，t_OTP为所述测试时间。

所述待测器件在所述最小风速下的等效热容热阻网络时间常数为τ₁与τ₂中较大者。

在每一次的测量中，待测器件的T_OTP通常是已知的(例如AST4644为125度)，P_θ可通过输入输出功率得到，t_OTP在每次测量过程中均可获得，T_amb为环境温度，因此，在上述公式中，包含有四个未知数，分别为R_θ1，τ₁，R_θ2和τ₂。即代表待测器件的等效热阻包括热传导部分等效热阻R_θ1和对流换热部分等效热阻R_θ，待测器件的等效热容热阻网络时间常数对应的包括有τ₁和τ₂，若在四个环境温度下，分别进行测量，获得四组数据，可通过四组数据建立上述公式的方程组，通过求解方程组，获取时间常数τ₁和τ₂，则选取τ₁和τ₂中较大的值作为待测器件最终的时间常数，若在多个环境温度下，测量到多组数据，可通过拟合得到时间常数时间常数τ₁和τ₂，使其计算更加精确。

因此，该测量方法可获取在最小风速下的多组测量数据，多组测量数据中包含至少四个环境温度、至少四个环境温度下待测器件达到过温保护温度时所经过的测试时间以及待测器件的热功率，再根据该多组测量数据，计算待测器件在最小风速下的等效热容热阻网络时间常数。

在一些实施例中，在测量待测器件的降额曲线时，待测器件上电，等待一段时间，再记录相关数据，等待时间的长短影响整体测量时间，等待时间过长，导致测量时间过长，等待时间过短，导致待测器件在设定环境温度和设定风速下，还未达到稳态，测量的数据不精确。因此，该测量方法中根据时间常数获取所需所述待测器件达到热平衡的过渡时间，一般为5τ时间，待测器件从上电，再经过5τ时间后，便可认为系统达到了稳态，可以获取相关的测量数据，并且相对于一些经验等待时间，该测量方法缩短了整体测量时间。

具体地，请参阅图3，如图3所示，步骤S24包括：

S241、获取同一所述环境温度、所述至少两个风速下所述待测器件达到过温保护时所述待测器件的热功率，以获得所述环境温度下所述至少两个风速与所述热功率的对应关系；

可先将环境温度调整至最大环境温度，获取最大环境温度下、至少两个风速下待测器件达到过温保护时待测器件的热功率，若风速包括第一风速、第二风速以及第三风速，具体地，在最大环境温度下，将风速调整至第一风速，当风速稳定、环境温度稳定后，控制待测器件上电，等待所述过渡时间，该过渡时间根据时间常数获得，即所述待测器件达到热平衡的时间，一般为5τ。等待过渡时间以后，待测器件达到热平衡，待测器件的相关数据达到平稳状态。

然后确定待测器件的温度是否达到过温保护温度，如果达到过温保护温度，则控制待测器件断电，并记录待测器件的热功率；若等待预设时间以后，待测器件的温度仍未达到过温保护温度，则控制待测器件增加预设热功率，即以更大的功率驱动待测器件，直至待测器件的温度达到过温保护温度，并记录待测器件达到过温保护时的热功率。

因此，通过上述步骤，可获取到最大环境温度下、第一风速与热功率的对应关系。

若第一风速不是最大风速，则增加风速，达到第二风速，等待风速稳定时，继续控制待测器件上电，等待所述过渡时间，获取最大环境温度下、第二风速与热功率的对应关系。

若第二风速仍然不是最大风速，则继续增加风速，达到第三风速，等待风速稳定时，继续控制待测器件上电，等待所述过渡时间，获取最大环境温度下、第三风速与热功率的对应关系。

因此，通过上述步骤，该测量方法可获取同一环境温度、至少两个风速与热功率的对应关系。

S232、降低所述环境温度，并继续获得所述至少两个风速下所述待测器件达到过温保护时所述待测器件的热功率，以获得降低后的环境温度下所述至少两个风速与所述热功率的对应关系；

若第三风速为最大风速，则获取到最大环境温度下，第三风速与热功率的对应关系以后，将风速调整至第一风速，即最小风速，再降低环境温度，若降低后的环境温度未低于最小环境温度，则继续等待环境温度稳定，等待风速稳定后，控制待测器件上电，并继续获得降低后的环境温度下所述至少两个风速与所述热功率的对应关系，例如：获取降低后的环境温度下，第一风速与热功率的对应关系，第二风速与热功率的对应关系，以及第三风速与热功率的对应关系。

S233、继续降低所述环境温度，直至所述环境温度达到最小环境温度，获取到所述至少两个环境温度下、所述至少两个风速与所述热功率的对应关系，其中，每个所述环境温度对应至少两个所述风速；

S234、根据所述至少两个环境温度下、所述至少两个风速与所述热功率的对应关系拟合所述待测器件的降额曲线。

通过上述方法，继续降低环境温度，直至环境温度达到最小环境温度，最终获取到至少两个环境温度下、至少两个风速与热功率的对应关系，每次设定的环境温度下，均获取至少两个风速与热功率的对应关系，直至获取到所有环境温度下，各个风速与热功率的对应关系，因此，每个环境温度均对应至少两个风速。最后根据获取到的所有环境温度下，各个风速与热功率的对应关系，拟合待测器件的降额曲线。

因此，该测量方法在获取待测器件的降额曲线时，控制待测器件上电以后，等待所述过渡时间以后，获取到所述至少两个环境温度下、所述至少两个风速与所述热功率的对应关系，再根据所述至少两个环境温度下、所述至少两个风速与所述热功率的对应关系拟合所述待测器件的降额曲线。其中，所述过渡时间，即等待的时间根据时间常数获得，为待测器件发到热平衡的时间，相对于一些过长得经验等待时间，该过渡时间更短，使得该测量方法的整体测量时间缩短，相对于一些过短得等待时间，该过渡时间可使得该测量方法的测量数据更精确，同时，该过渡时间可通过计算预先设置，使得该测量方法能够精准测量每次的测量时间，提供效率。

图4是本发明实施例提供的一种降额曲线测量装置的结构示意图，该降额曲线测量装置300包括标定模块301，用于对所述通风装置的电源参数与所述通风装置的风速进行关系标定，得到所述通风装置的电源参数与至少两个风速的映射关系；第一测量模块302，用于测量所述待测器件在最小风速下的等效热容热阻网络时间常数；获取模块303，用于根据所述时间常数，获取所述待测器件达到热平衡所需的过渡时间；第二测量模块304，用于根据至少两个环境温度、所述至少两个风速以及所述过渡时间，测量所述待测器件的降额曲线。

因此，在本实施例中，该降额曲线测量装置可以测试不同的风速下，通风装置的电源参数与风速的映射关系，后续测量过程中，可通过控制通风装置的电源参数来达到对应的风速，再测量待测器件在最小风速下的等效热容热阻网络时间常数，再根据所述时间常数，获取所述待测器件达到热平衡所需的过渡时间，最后根据至少两个环境温度、至少两个风速以及过渡时间，测量待测器件的降额曲线。该降额曲线测量方法根据时间常数而获取待测器件达到热平衡所需的过渡时间，在待测器件达到热平衡以后，记录相应的数据，完成降额曲线，因此，该降额曲线测量方法在记录数据准确的前提下，还缩短了测量时间。

在一些实施例中，标定模块301具体用于调整所述通风装置的电源参数，当所述通风装置的实际风速与所述风速的差值达到预设阈值时，记录与所述风速对应的所述通风装置的电源参数，以获得所述通风装置的电源参数与一个所述风速的映射关系；继续调整所述通风装置的电源参数，直至获取所述通风装置的电源参数与至少两个风速的映射关系。

在一些实施例中，第一测量模块302具体用于获取所述最小风速，根据所述最小风速和所述映射关系，调整所述通风装置的电源参数，以使所述通风装置的风速达到所述最小风速；调整所述加热装置的功率，以使所述环境温度达到最大环境温度；调整所述待测器件的输入功率，以达到最大输入功率；控制所述待测器件上电，获取所述最大环境温度下所述待测器件达到过温保护温度时所经过的测试时间以及所述待测器件的热功率；降低所述环境温度，并获取降低后的环境温度下所述待测器件达到过温保护温度时所经过的测试时间以及所述待测器件的热功率；继续降低所述环境温度，直至所述环境温度达到最小环境温度，获取到至少四个环境温度下所述待测器件达到过温保护温度时所经过的测试时间以及所述待测器件的热功率，其中，每个所述环境温度与所述测试时间和所述待测器件的热功率均一一对应；

根据所述至少四个环境温度、所述至少四个环境温度下所述待测器件达到过温保护温度时所经过的测试时间以及所述待测器件的热功率，计算所述待测器件在所述最小风速下的等效热容热阻网络时间常数。

在一些实施例中，第一测量模块302具体用于在所述环境温度下，控制所述待测器件上电，当所述待测器件的温度达到所述待测器件的过温保护温度时，控制所述待测器件断电，记录从所述待测器件上电到所述待测器件断电所经过的工作时间，将所述工作时间作为所述测试时间；根据所述待测器件的输入功率和输出功率，确定所述待测器件的热功率。

在一些实施例中，第一测量模块302通过下述公式计算所述待测器件的热传导部分等效热容热阻网络的时间常数以及所述待测器件的对流换热部分等效热容热阻网络的时间常数：

其中，T_OTP为所述待测器件的过温保护温度，T_amb为所述环境温度，P_θ为所述待测器件的热功率，R_θ1为所述待测器件的热传导部分等效热阻，τ₁为所述待测器件的热传导部分等效热容热阻网络的时间常数，R_θ2为所述待测器件的对流换热部分等效热阻，τ₂为所述待测器件的对流换热部分等效热容热阻网络的时间常数，t_OTP为所述测试时间；获取所述待测器件的热传导部分等效热容热阻网络的时间常数和所述待测器件的对流换热部分等效热容热阻网络的时间常数中的较大值，所述较大值为所述待测器件在所述最小风速下的等效热容热阻网络时间常数。

在一些实施例中，第二测量模块304具体用于获取同一所述环境温度、所述至少两个风速下所述待测器件达到过温保护时所述待测器件的热功率，以获得所述环境温度下所述至少两个风速与所述热功率的对应关系；

降低所述环境温度，并继续获得所述至少两个风速下所述待测器件达到过温保护时所述待测器件的热功率，以获得降低后的环境温度下所述至少两个风速与所述热功率的对应关系；

继续降低所述环境温度，直至所述环境温度达到最小环境温度，获取到所述至少两个环境温度下、所述至少两个风速与所述热功率的对应关系，其中，每个所述环境温度对应至少两个所述风速；

根据所述至少两个环境温度下、所述至少两个风速与所述热功率的对应关系拟合所述待测器件的降额曲线。

在一些实施例中，第二测量模块304具体用于控制所述待测器件上电，并等待所述过渡时间；

确定所述待测器件的温度是否达到过温保护温度，如果达到过温保护温度，则控制所述待测器件断电，并记录所述待测器件的热功率；

否则，控制所述待测器件增加预设热功率，直至所述待测器件的温度达到过温保护温度，并记录所述待测器件达到过温保护时的热功率。

需要说明的是，由于所述降额曲线测量装置与上述实施例中的降额曲线测量方法基于相同的发明构思，因此，上述方法实施例中的相应内容同样适用于装置实施例，此处不再详述。

因此，该降额曲线测量装置可以测试不同的风速下，通风装置的电源参数与风速的映射关系，后续测量过程中，可通过控制通风装置的电源参数来达到对应的风速，再测量待测器件在最小风速下的等效热容热阻网络时间常数，再根据所述时间常数，获取所述待测器件达到热平衡所需的过渡时间，最后根据至少两个环境温度、至少两个风速以及过渡时间，测量待测器件的降额曲线。该降额曲线测量方法根据时间常数而获取待测器件达到热平衡所需的过渡时间，在待测器件达到热平衡以后，记录相应的数据，完成降额曲线，因此，该降额曲线测量方法在记录数据准确的前提下，还缩短了测量时间。

请参阅图5，图5是本发明实施例提供的一种控制单元的结构示意图。如图5所示，该控制单元400包括一个或多个处理器401以及存储器402。其中，图5中以一个处理器401为例。

处理器401和存储器402可以通过总线或者其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。

存储器402作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的降额曲线测量方法对应的程序指令/模块。处理器401通过运行存储在存储器402中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行降额曲线测量装置的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例提供的降额曲线测量方法以及上述装置实施例的各个模块或单元的功能。

存储器402可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少两个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器402可选包括相对于处理器401远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器401。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述程序指令/模块存储在所述存储器402中，当被所述一个或者多个处理器401执行时，执行上述任意方法实施例中的降额曲线测量方法。

本发明实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如图5中的一个处理器401，可使得上述一个或多个处理器可执行上述任意方法实施例中的降额曲线测量方法。

本发明实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如图5中的一个处理器401，可使得上述一个或多个处理器可执行上述任意方法实施例中的降额曲线测量方法。

本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被控制单元执行时，使所述控制单元执行任一项所述的降额曲线测量方法。

通过以上的实施方式的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序产品中的计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非暂态计算机可读取存储介质中，该计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被无人机执行时，可使所述无人机执行上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM)等。

该降额曲线测量方法可以测试不同的风速下，通风装置的电源与风速的映射关系，后续测量过程中，可通过控制通风装置的电源来达到对应的风速，再测量待测器件在最小风速下的时间常数，最后根据至少两个环境温度、至少两个风速以及时间常数，测量待测器件的降额曲线。该降额曲线测量方法根据时间常数而获取待测器件的过渡时间，在待测器件完成过渡以后，记录相应的数据，完成降额曲线，因此，该降额曲线测量方法在记录数据准确的前提下，还缩短了测量时间。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种降额曲线测量方法，应用于降额曲线测量系统，其特征在于，所述降额曲线测量系统包括通风装置、加热装置以及控制器，所述通风装置和所述加热装置均分别与所述控制器电性连接，所述通风装置用于提供风量，所述加热装置用于提供热量，以改变环境温度，所述降额曲线测量系统用于测量所述待测器件的降额曲线，所述方法包括：

对所述通风装置的电源参数与所述通风装置的风速进行关系标定，得到所述通风装置的电源参数与至少两个风速的映射关系；

获取所述最小风速，根据所述最小风速和所述映射关系，调整所述通风装置的电源参数，以使所述通风装置的风速达到所述最小风速；

调整所述加热装置的功率，以使所述环境温度达到最大环境温度；

调整所述待测器件的输入功率，以达到最大输入功率；

控制所述待测器件上电，获取所述最大环境温度下所述待测器件达到过温保护温度时所经过的测试时间以及所述待测器件的热功率；

所述获取所述待测器件达到过温保护温度时所经过的测试时间以及所述待测器件的热功率，包括：

在所述环境温度下，控制所述待测器件上电，当所述待测器件的温度达到所述待测器件的过温保护温度时，控制所述待测器件断电，记录从所述待测器件上电到所述待测器件断电所经过的工作时间，将所述工作时间作为所述测试时间；

根据所述待测器件的输入功率和输出功率，确定所述待测器件的热功率；

降低所述环境温度，并获取降低后的环境温度下所述待测器件达到过温保护温度时所经过的测试时间以及所述待测器件的热功率；

继续降低所述环境温度，直至所述环境温度达到最小环境温度，获取到至少四个环境温度下所述待测器件达到过温保护温度时所经过的测试时间以及所述待测器件的热功率，其中，每个所述环境温度与所述测试时间和所述待测器件的热功率均一一对应；

通过下述公式计算所述待测器件的热传导部分等效热容热阻网络的时间常数以及所述待测器件的对流换热部分等效热容热阻网络的时间常数：

其中，T_OTP为所述待测器件的过温保护温度，T_amb为所述环境温度，P_θ为所述待测器件的热功率，R_θ1为所述待测器件的热传导部分等效热阻，τ₁为所述待测器件的热传导部分等效热容热阻网络的时间常数，R_θ2为所述待测器件的对流换热部分等效热阻，τ₂为所述待测器件的对流换热部分等效热容热阻网络的时间常数，t_OTP为所述测试时间；

获取所述待测器件的热传导部分等效热容热阻网络的时间常数和所述待测器件的对流换热部分等效热容热阻网络的时间常数中的较大值，所述较大值为所述待测器件在所述最小风速下的等效热容热阻网络时间常数；

根据所述时间常数，获取所述待测器件达到热平衡所需的过渡时间；

根据至少两个环境温度、所述至少两个风速以及所述过渡时间，测量所述待测器件的降额曲线。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述通风装置的电源参数与所述通风装置的风速进行关系标定，得到所述通风装置的电源参数与至少两个风速的映射关系，包括：

调整所述通风装置的电源参数，当所述通风装置的实际风速与所述风速的差值达到预设阈值时，记录与所述风速对应的所述通风装置的电源参数，以获得所述通风装置的电源参数与一个所述风速的映射关系；

继续调整所述通风装置的电源参数，直至获取所述通风装置的电源参数与至少两个风速的映射关系。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据至少两个环境温度、所述至少两个风速以及所述过渡时间，测量所述待测器件的降额曲线，包括：

获取同一所述环境温度、所述至少两个风速下所述待测器件达到过温保护时所述待测器件的热功率，以获得所述环境温度下所述至少两个风速与所述热功率的对应关系；

降低所述环境温度，并继续获得所述至少两个风速下所述待测器件达到过温保护时所述待测器件的热功率，以获得降低后的环境温度下所述至少两个风速与所述热功率的对应关系；

继续降低所述环境温度，直至所述环境温度达到最小环境温度，获取到所述至少两个环境温度下、所述至少两个风速与所述热功率的对应关系，其中，每个所述环境温度对应至少两个所述风速；

根据所述至少两个环境温度下、所述至少两个风速与所述热功率的对应关系拟合所述待测器件的降额曲线。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取所述待测器件达到过温保护时所述待测器件的热功率，包括：

控制所述待测器件上电，并等待所述过渡时间；

确定所述待测器件的温度是否达到过温保护温度，如果达到过温保护温度，则控制所述待测器件断电，并记录所述待测器件的热功率；

否则，控制所述待测器件增加预设热功率，直至所述待测器件的温度达到过温保护温度，并记录所述待测器件达到过温保护时的热功率。

5.一种降额曲线测量系统，应用于待测器件，其特征在于，包括：

通风装置、加热装置以及控制器；

所述通风装置和所述加热装置分别与所述控制器电性连接，所述通风装置用于提供风量，所述加热装置用于提供热量，以改变环境温度；

所述控制器包括至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-4任一项所述的方法。

6.根据权利要求5所述降额曲线测量系统，其特征在于，还包括：流速传感器和温度传感器；

所述流速传感器以及所述温度传感器分别与所述控制器电性连接，所述流速传感器用于测量所述待测器件周围的风速，所述温度传感器用于测量所述待测器件的温度。

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