CN112997393B - 用于电路监视的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于电路监视的方法，该方法包括：检测在功率转换器中的直流支撑电容器处的第一电压的波形，第一电压通过导通与直流支撑支路并联耦合的斩波器电路来生成(310)；确定第一电压的波形相对于在功率转换器中的整流器处或在用于功率转换器的电源处的第二电压的波形的相位角偏移(320)；确定第一电压的波形的幅度(330)；以及基于幅度和相位角偏移中的至少一个，来确定指示直流支撑电容器的健康状况的参数(340)。本公开也提供了一种装置。

Description

用于电路监视的方法和装置
技术领域
本公开的示例实施例总体上涉及电路监视，并且更具体地涉及用于监视功率转换器中的直流(DC)支撑电容器的方法和装置。
背景技术
电容器，特别是电解电容器(E-Cap)，被广泛用于功率电子转换器中，特别直流(DC)支撑支路(DC-link)电路中。然而，电容器将随时间退化并且与功率转换器中的其他组件相比会更频繁地发生故障，这将威胁功率转换器的可靠性。为了确保功率转换器的可靠性，期望对功率转换器中的电容器进行监视，以使得能够预测将来的故障发生和预防性维护。
电容器的退化通常表现为电容值的减小和/或等效串联电阻(ESR)的增大。较早地检测到ESR增大或电容值减小便可采取预防性缓解措施，诸如安排停机和维修。并且，这检测ESR和电容值对评估直到故障发生的期望操作时间也很有帮助。通过防止ESR的增加或电容值的降低超过规定值，可以保证功率转换器免受(多个)直流支撑电容器(DC-linkcapacitor)故障的影响，从而保证功率变换质量。
用于监视的解决方案已研究了很长时间，但是大多数都不适合于实际产品。大多数已知解决方案都需要增加额外硬件，诸如外部开关电路、电容器电流传感器或增强型电压传感器。增加的硬件对主电路、机械结构或控制电路的影响可能导致重新设计功率转换器，这是不可取的。一些监视方法不需要附加硬件，但是在某些特殊场景或某些特定转换器中该类方法的精度较低和/或应用受限。美国专利号9,535,107B2描述了这样的监视方法。此外，某些方法会暂停功率转换器的正常操作。
发明内容
本公开的示例实施例提出了用于电路监视的解决方案。
在第一方面，本公开的示例实施例提供了用于电路监视的方法，方法包括：在功率转换器中的直流支撑电容器处检测第一电压的波形，第一电压通过导通与直流支撑电容器并联耦合的斩波器电路来生成；确定第一电压的波形相对于功率转换器中的整流器或针对功率转换器的电源处的第二电压的波形的相位角偏移；确定第一电压的波形的幅度；以及基于幅度和相位角偏移中的至少一个来确定指示直流支撑电容器的健康状况的参数。
在一些实施例中，确定参数包括以下至少之一项：基于幅度来确定直流支撑电容器的电容值；以及基于相位角偏移来确定直流支撑电容器的等效串联电阻(ESR)。
在一些实施例中，确定电容值包括基于幅度，利用存储了电容值和幅度之间的关系的查找表来确定电容值；并且确定ESR包括基于相位角偏移，利用存储了ESR和相位角偏移之间的关系的查找表来确定ESR。
在一些实施例中，方法还包括：将所确定的参数与阈值进行比较；以及响应于所确定的参数超过阈值而生成警报信号。
在一些实施例中，方法还包括：确定电容与直流支撑电容器的初始电容的第一比率；确定ESR与直流支撑电容器的初始ESR的第二比率；以及基于第一比率和第二比率中的至少一个来确定剩余时间。
在一些实施例中，确定相位角偏移包括：同时检测第一电压的波形的第一相位角和第二电压的波形的第二相位角；以及确定第一相位角和第二相位角之间的差作为相位角偏移。
在一些实施例中，方法还包括：检测第二电压的波形的相位角；以及响应于所检测的相位角达到预定角度，检测第一电压的波形。
在一些实施例中，确定相位角偏移包括：检测第一电压的波形的第一相位角；以及确定第一相位角和预定角度之间的差作为相位角偏移。
在一些实施例中，方法在以下情况下被执行：不存在功率转换器的负载并且直流支撑电容器处的电压稳定。
在一些实施例中，方法还包括：使用高通滤波器来对第一电压的波形进行滤波；以及基于第一电压的滤波后的波形，确定相位角偏移和幅度。
在第二方面，本公开的示例实施例提供了其上存储有指令的计算机可读介质，指令在至少一个处理器上被执行时，使至少一个处理器执行根据第一方面所述的方法。
在第三方面，本公开的示例实施例提供了计算机程序产品，计算机程序产品被有形地存储在计算机可读存储介质上并且包括指令，指令在至少一个处理器上被执行时，使至少一个处理器执行根据第一方面所述的方法。
在第四方面，本公开的示例实施例提供了用于电路监视的装置，装置包括：检测器和控制器。检测器被配置为检测在功率转换器中的直流支撑电容器处的第一电压的波形，第一电压通过导通与直流支撑电容器并联耦合的斩波器电路来生成。控制器被配置为确定第一电压的波形相对于功率转换器中的整流器或针对功率转换器的电源处的第二电压的波形的相位角偏移；确定第一电压的波形的幅度；以及基于幅度和相位角偏移中的至少一个来确定指示直流支撑电容器的健康状况的参数。
在一些实施例中，控制器还被配置为确定以下至少一项：基于幅度来确定直流支撑电容器的电容值；基于相位角偏移来确定直流支撑电容器的等效串联电阻(ESR)。
在一些实施例中，控制器还被配置为基于幅度，利用存储了电容值和幅度之间的关系的查找表来确定电容值；以及基于相位角偏移，利用存储了ESR和相位角偏移之间的关系的查找表来确定ESR。
在一些实施例中，控制器还被配置为将所确定的参数与阈值进行比较；以及响应于所确定的参数超过阈值来生成警报信号。
在一些实施例中，控制器还被配置为同时检测第一电压的波形的第一相位角和第二电压的波形的第二相位角；以及确定第一相位角与第二相位角之间的差作为相位角偏移。
在一些实施例中，控制器被配置为在以下情况下进行操作：不存在功率转换器的负载并且直流支撑电容器处的电压稳定。
在第五方面，本公开的示例实施例提供了功率转换系统，功率转换系统包括：功率转换器；以及根据第四方面所述的装置，所述装置被配置为监视功率转换器中的直流(DC)支撑电容器。
在第六方面，本公开的示例实施例提供了物联网(IoT)系统，物联网(IoT)系统包括：功率转换器；根据第四方面所述的装置，所述装置被配置为监视功率转换器中的直流(DC)支撑电容器。
附图说明
借助以下参考附图的详细描述，本文所公开的示例实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更加可理解。在附图中，将以示例且非限制性的方式来图示本文所公开的若干示例实施例，其中：
图1图示了根据本公开的一些示例实施例的具有电路监视装置的功率转换系统的示意图；
图2A至图2B图示了直流支撑电容器的电容值和ESR值随电容器退化的示意图；
图3图示了根据本公开的一些示例实施例的相移和幅度增加；
图4图示了根据本公开的一些示例实施例的直流支撑电容器的电压和整流后的电压相移；
图5图示了根据本公开的一些示例实施例的电路监视过程的流程图；
图6图示了根据本公开的一些示例实施例的直流支撑电容器的电压的波形的图；
图7图示了根据本公开的一些示例实施例的具有电路监视装置的功率转换系统的示意图；
图8A-图8B图示了根据本公开的第一示例实施例的相位检测器及其电压波形；
图9A-图9B图示了根据本公开的第二示例实施例的相位检测器及其电压波形；以及
图10图示了可以在其中应用本公开的实施例的示例系统的框图。
贯穿附图，相同或对应的附图标记指代相同或对应的部分。
具体实施方式
现在将参考若干示例实施例来讨论本文描述的主题。仅出于使得本领域技术人员能够更好地理解并因此实现本文所述主题的目的来讨论这些实施例，而不是暗示对主题范围的任何限制。
术语“包括(comprises/includes)”及其变型应被理解为开放术语，意指“包括但不限于”。除非上下文另外明确指出，否则术语“或者”应被理解为“和/或”。术语“基于”应被理解为“至少部分地基于”。术语“可操作为”是指功能、动作、运动或状态可以通过由用户或外部机构引起的操作来实现。术语“一个实施例”和“实施例”应被理解为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”应被理解为“至少一个其他实施例”。
除非另外指定或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支撑”和“耦合”及其变型被广泛地使用，并且涵盖直接和间接的安装、连接、支撑和耦合。此外，“连接”和“耦合”不限于物理或机械连接或耦合。在以下的描述中，相同的附图标记和标签被用于描述附图中的相同、相似或对应的部分。以下可以包括无论是显式的还是隐式的其他定义。
如上所述，电容值的减小和/或等效串联电阻(ESR)的增大可以被用作表明功率转换器中的直流支撑电容器退化的指标。因此，需要监视电容的减小和ESR的增大。
图1图示了根据本公开的一些示例实施例的具有电路监视装置的功率转换系统1的示意图。功率转换系统1包括整流器2、电感器L、斩波器电路6、电压检测器8、直流支撑支路7和逆变器3。交流(AC)电源向整流器2提供电压VAC来生成整流后的电压VRec。整流后的电压VRec经由电感器L提供给直流支撑支路7，以对直流支撑支路7中的电容器72进行充电。直流支撑支路7还包括与电容器72串联连接的充电电阻器71。
在一个示例中，电容器72是电解电容器(E-Cap)。电容器72可以被示为等效电路中的理想电容器721和ESR 722的串联组合。在充电阶段，并联耦合到充电电阻器71的开关73可以被断开，使得来自电感器L的电流可以为电容器72充电。在充电阶段之后的稳定阶段，开关将被闭合，以使得充电电阻器71短路。
电压传感器4被配置为检测交流(AC)电源处的电压VAC以及由整流器2整流后的电压VRec中的至少一个。控制器5被配置为从电压检测器8接收第一电压VDC、导通或关断与充电电阻器71并联的开关73并且导通或关断斩波器电路6中的开关晶体管61。在一个示例中，控制器5可以是数字信号处理器。这仅是为了例示，而不建议对此处描述的主题的范围进行任何限制。控制器5可以是其他处理器或其他控制装置。
电压检测器8被广泛应用于常规功率转换系统中。在这种情况下，本文的实施例可以在不发生任何附加成本的情况下，在常规的功率转换系统中重新利用电压检测器8。备选地，独立的电压检测器8可以被提供在用于电路监视的装置中，以检测第一电压VDC。这仅是为了例示，而不建议对此处描述的主题的范围进行任何限制。备选地，第一电压VDC也可以由电压传感器4来检测。在一个示例中，用于电路监视的装置可以包括用于对第一电压VDC的波形进行滤波的高通滤波器。控制器5可以基于第一电压VDC的滤波后的波形来更精确地确定相位角和幅度。
用于电路监视的装置还可以包括电压传感器4和控制器5。控制器5可以包括诸如存储器的存储装置来存储诸如查找表的预定数据。备选地，存储装置可以在用于电路监视的装置中独立地提供。
存储装置可以存储电压幅度和电容值之间的关系以及相位角偏移与ESR之间的关系。附加地，它还可以存储预定阈值。
控制器5可以将所确定的参数与阈值进行比较，并且响应于所确定的参数超过阈值，例如所确定的ESR值大于ESR阈值和/或所确定的电容值低于电容阈值，生成警报信号。在一个示例中，警报信号可以从控制器5发射到扬声器以进行广播。这仅是为了例示，而不建议对此处描述的主题的范围进行任何限制。可以是其他合适的警报。例如，警报信号可以被传输到云来监视功率转换系统。
如上所述，电容器721的电容可能减小，电阻器722的电阻可能增大。图2A至图2B分别图示了ESR以及电容器的电容的退化的曲线101和102。曲线101和102示出了直流支撑电容器的寿命模型。如图所示，电容器(例如，电解电容器)的电容值(C)将随时间从其初始值C0开始减小，而电容器的ESR将随时间从其初始值R0开始增大。广泛接受的寿命终止(TEoL)指标是ESR增加到初始值(R0)的两倍和/或电容减小到初始值(C0)的80％。在该时间(TEoL)，该电容器可以使用新电容器来替换，以确保功率转换器的可靠性。
重要的是检测电容和/或ESR来执行电容器的监视。发明人发现直流支撑支路的电压VDC在电容器72的寿命期间可能变化。具体地，发明人发现电压VDC的幅度随着电容器721的电容减小而增加，并且电压VDC的相位随着电容器722的ESR增加而偏移。此外，发明人发现，电压VDC的幅度独立地受到电容器721的电容减小的影响，并且电压VDC的相移独立地受到电容器722的ESR增加的影响。
图3图示了根据本公开的一些示例实施例的示出相移和幅度增加的图。波形20表示在使用新电容器72用于直流支撑支路的情况下，电压VDC的波形。波形22表示由已服务了一定时间的同一电容器72产生的电压VDC的波形。可以看出，波形22的幅度相对于波形20的幅度增加，并且波形22的相位相对于波形20的相位向左偏移。术语“幅度”在本文中可以指代电压的最高峰值到最低峰值。
为了测量新电容器和已使用的电容器之间的相位角偏移，需要参考相位。参考相位可以包括整流后的电压在整流器的输出处的相位。备选地，因为供电电压的相位通常与整流后的电压的相位同步，参考相位可以包括供电电压在整流器的输入处的相位。
图4图示了根据本公开的一些示例实施例的整流电压的相位偏移和直流支撑支路电压的相位偏移的图。整流器的输出电压VRec波形的峰值可能超前于直流支撑支路的电压VDC波形的峰值。因此，两个波形可以具有等式(1)中的相位角差
Figure BDA0003054179790000081
Figure BDA0003054179790000082
其中
Figure BDA0003054179790000083
表示电压VDC的波形和电压VRec的波形之间的相位角差，
Figure BDA0003054179790000084
表示电压VDC的相位，并且
Figure BDA0003054179790000085
表示电压VRec的相位。
因此，针对新电容器的相位角差
Figure BDA0003054179790000086
可以被称为
Figure BDA0003054179790000087
并且针对已使用的电容器的相位角差
Figure BDA0003054179790000088
可以被称为
Figure BDA0003054179790000089
相位角偏移
Figure BDA00030541797900000810
因此可以使用等式(2)来表示。
Figure BDA00030541797900000811
其中
Figure BDA00030541797900000814
表示针对已使用的电容器的相位角差以及针对新电容器的相位角差之间的相位角偏移，
Figure BDA00030541797900000812
表示针对已使用的电容器的相位角差，并且
Figure BDA00030541797900000813
表示针对新电容器的相位角差。
图5图示了根据本公开的一些示例实施例的过程300的流程图。过程300可以在无需停运功率转换器的情况下，实现对功率转换器中直流支撑电容器72的监视。在一些实施例中，过程300可以由具有处理能力的设备来实现。在本文中，待监视的直流支撑电容器72可以包括功率转换器中的任何类型的一个或多个电容器。直流支撑电容器的一个示例是电解电容器(E-Cap)。功率转换器也可以是任何类型的功率转换器，诸如DC-DC转换器、DC-交流(AC)转换器、AC-DC转换器等。
在310处，功率转换器中的直流支撑电容器处的第一电压VDC的波形被检测。第一电压VDC通过导通与直流支撑电容器7并联耦合的斩波器电路6来生成。第一电压VDC的波形可以是图4所示的电压VDC的波形。斩波器电路6可以是图1中的斩波器电路6。斩波器电路6可以包括电阻器62和诸如绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的开关晶体管61的串联连接。
斩波器电路6可操作为响应于导通开关晶体管61而在第一电压VDC上产生纹波。斩波器电路6被广泛地并入常规功率转换系统中。因此，本文中的斩波器电路6在不引入附加组件的情况下产生纹波。备选地，附加的斩波器电路可以被提供在用于电路感测的装置中。装置还可以包括用于检测直流支撑支路处的第一电压的波形的检测器，以及用于实现过程300的控制器。
在320处，第一电压VDC的波形相对于在功率转换器中的整流器处或者在用于功率转换器的电源处的第二电压的波形的相位角偏移被检测。相位角偏移可以以两种方式来检测。第一方式是同时检测第一电压VDC和第二电压的波形，使第一电压和第二电压之间的相位差可以被确定为相位角偏移。第二方式是一旦第二电压到达某个相位，就检测第一电压VDC的波形。第一电压VDC和第二电压之间的相位差可以基于第二电压的已知相位和所检测的第一电压VDC的相位来确定。
如图3所示，随着电容器的服务时间增加，第一电压VDC的波形的相位可能会向左偏移。因此，随着电容器的服务时间增加，第一电压VDC的波形相对于在功率转换器中的整流器处或在用于功率转换器的电源处的第二电压的波形的相位角偏移可能变化。该变化与电容器的ESR值成比例。在该情况下，预定关系可以被确定并存储在存储装置中的查找表中。一旦第一电压VDC的波形相对于第二电压的波形的相位角偏移被检测到，电容器72的ESR就可以通过在表中查找来确定。这仅是为了例示，而不建议对此处描述的主题的范围进行任何限制。用于基于相位角偏移来确定ESR的其他合适的方法是可能的。
在330处，第一电压VDC的波形的幅度被确定。如图3所示，第一电压VDC的波形的幅度可以随着电容器的服务时间增加而增加。幅度随着电容器72的电容减小而增加。在该情况下，第一电压VDC的幅度和电容器72的电容之间的预定关系可以被确定，并且存储在存储装置中的查找表中。一旦第一电压VDC的幅度被检测到，电容器72的电容因此就可以通过在表中查找来确定。这仅是为了例示，而不建议对此处描述的主题的范围进行任何限制。用于基于幅度来确定电容的其他合适方法是可能的。
在340处，指示直流支撑电容器72的健康状况的参数基于幅度和相位角偏移中的至少一者来确定。如上所述，幅度随着电容的减小而增大，并且相位角偏移随ESR增大在一个方向上变化。直流支撑电容器72的健康状况(包括电容和ESR)可以基于幅度和相位角偏移中的至少一者来确定。在一个示例中，指示直流支撑电容器72的健康状况的参数可以包括电容、ESR、剩余服务时间、基于ESR和电容的评分以及它们的组合中的至少一个。
通过监视电容器72的电容和ESR两者，电容器72的健康状况可以被更有效地监视。而且，由于功率转换系统1可以使用已使用的电容器来替换新电容器，并且新电容器和已使用的电容器可能来自不同的提供者，所以本文的实施例可以存储针对各种电容器的各种预定关系和阈值来提供更精确的监视结果。附加地，通过重新利用常规功率转换系统中的现有组件，诸如电压检测器8和斩波器电路6，本文的实施例可以在无需花费大成本的情况下，在线监视电容器72的健康状况。
图6图示了根据本公开的一些示例实施例的直流支撑电容电压的波形图。功率转换系统1可以在时间t0处启动，并且直流支撑支路7中的电容器72在开关73被断开的情况下被充电。在该阶段，第一电压VDC谐振并且具有纹波。第一电压VDC在时间t1处变得稳定。斩波器电路6可以在时间t1之后的时间导通，从而在第一电压VDC上引起纹波。斩波器电路6可以在时间t2处关断，以结束电路监视过程300，并且第一电压VDC再次变得稳定。
在一个示例中，电路监视过程300可以在功率转换系统1的测试模式下实现。测试模式指代如下的模式，在该模式中，不存在功率转换器的负载并且直流支撑电容器72处的电压稳定。例如，测试模式可以是从时间t1到时间t2。这仅是为了例示，而不建议对此处描述的主题的范围进行任何限制。在另一示例中，电路监视的过程300可以通过排除轻负载或重负载对第一电压VDC的影响而在轻负载或重负载的情况下实现。
图7图示了根据本公开的一些示例实施例的具有电路监视装置的功率转换系统10的示意图。功率转换系统10类似于图1的功率转换系统1，不同之处在于装置中的相位检测器40。相位检测器40被配置为检测第二电压的特定相位，第二电压选自在电源AC处的电压VAC或由整流器2整流的电压VRec。
一旦控制器5接收到指示特定相位已到达的信号，控制器5就导通开关晶体管61而在第一电压VDC上引起波纹并且检测第一电压VDC的波形的相位，来基于第一电压VDC的波形的特定相位和所检测的相位来确定相位角偏移。通过使用相位检测器来替换电压传感器，可以使用于电路监视的装置不太复杂，并且相移角的计算可以更简单。
图8A至图8B图示了根据本公开的第一示例实施例的相位检测器及其电压波形。如图8A所示，相位检测器可以包括光耦合器的配置。光耦合器的输入和输出波形在图8B中示出。二极管UD1或二极管UD2均为正向偏置，光耦合器的输出Uo为低电平。仅当二极管从正向偏置到反向偏置或从反向偏置到正向偏置时，非常短的高瞬态才可能在光耦合器的输出Uo处发生。
控制器5因此接收指示第二电压的特定相位已到达的脉冲序列。控制器5可以导通开关晶体管61而在第一电压VDC上引起纹波，并且检测第一电压VDC的波形的相位，以基于第一电压VDC的波形的特定相位和所检测的相位来确定相位角偏移。
图9A至图9B图示了根据本公开的第二示例实施例的相位检测器及其电压波形。相位检测器可以包括运算放大器。运算放大器被配置为将一定比例的Vac的电压和地进行比较，并且输出脉冲，脉冲的边缘指示了特定的相位。控制器5接收脉冲并且基于脉冲的边缘来将开关晶体管61导通，以在第一电压VDC上引起纹波。控制器5然后检测第一电压VDC的波形的相位，以基于第一电压VDC的波形的特定相位和所检测的相位来确定相位角偏移。
图10图示了可以在其中应用本公开的实施例的示例系统的框图。在一些实施例中，系统1100可以被部署为物联网(IoT)系统。在系统1100中，功率转换器1110被有线或无线地连接至系统1120，用于在线监视功率转换器1110中所包括的直流支撑电容器。尽管示出了一个功率转换器，但是在一些实施例中，也可以包括多于一个的功率转换器，并且该多于一个的功率转换器被连接到系统1120来监视其中所包括的直流支撑电容器的状况。在其他示例中，可以包括多于一个的系统1120，以监视系统1100中的相应功率转换器。
如图所示，系统1120包括检测器1122，检测器1122被配置为从功率转换器1110检测在直流支撑电容器处的第一电压的波形，第一电压通过导通斩波器电路而生成。系统1120还包括控制器1124，控制器1124被配置为确定第一电压的波形相对于在功率转换器中的整流器处或在用于功率转换器的电源处的第二电压的波形的相位角偏移。控制器1124可以进一步被配置为确定第一电压的波形的幅度并且基于幅度和相位角偏移中的至少一者，来确定指示直流支撑电容器的健康状况的参数。
在一些实施例中，控制器1124可以被配置为基于幅度来确定直流支撑电容器的电容值，并且基于相位角偏移来确定直流支撑电容器的等效串联电阻(ESR)。
在一些实施例中，控制器1124可以被配置为基于幅度、通过利用存储了电容和幅度之间的关系的查找表来确定电容，并且确定ESR包括：基于相位角偏移，利用存储了ESR和相位角偏移之间的关系的查找表来确定ESR。
在一些实施例中，控制器1124可以被配置为将所确定的参数与阈值进行比较，并且响应于所确定的参数超过阈值来生成警报信号。
在一些实施例中，控制器1124可以被配置为确定电容值与直流支撑电容器的初始电容值的第一比率；确定ESR值与直流支撑电容器的初始ESR值的第二比率；以及基于第一比率和第二比率中的至少一者来确定剩余时间。
在一些实施例中，控制器1124可以被配置为同时检测第一电压的波形的第一相位角和第二电压的波形的第二相位角，并且确定第一相位角和第二相度之间的差作为相位角偏移。
在一些实施例中，控制器1124可以被配置为检测第二电压的波形的相位角，并且检测第一电压波形以响应所检测的相位角达到或超过预定角度。
在一些实施例中，控制器1124可以被配置为检测第二电压的波形的相位角，并且检测第一电压波形以响应于所检测的相位角达到预定角度。
在一些实施例中，控制器1124可以被配置为检测第一电压的波形的第一相位角，并且确定第一相位角与预定角之间的差作为相位角偏移。
在一些实施例中，控制器1124的操作在以下情况下被执行：不存在功率转换器的负载并且直流支撑电容器处的电压稳定。
在一些实施例中，利用高通滤波器对第一电压的波形进行滤波，并且控制器1124可以被配置为基于第一电压的滤波后的波形来确定相位角偏移和幅度。
应当理解，系统1120中包括的框对应于过程300的框。因此，以上参考图1至图9描述的所有操作和特征同样适用于系统1120中包括的单元并且具有类似的效果。
通常，本公开的各种实施例可以以硬件或专用电路、软件、逻辑或其任何组合来实现。一些方面可以以硬件来实现，而其他方面可以以由控制器、微处理器或其他计算装置执行的固件或软件来实现。尽管本公开的实施例的各个方面被图示和描述为框图、流程图或使用一些其他图形来表示，但是将理解，本文描述的框、装置、系统、技术或方法可以以非限制性示例的硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算装置或其某种组合来实现。
本公开还提供了有形地存储在非暂时性计算机可读存储介质上的至少一个计算机程序产品。计算机程序产品包括计算机可执行指令，诸如程序模块中包括的计算机可执行指令，计算机可执行指令在目标真实或虚拟处理器上的装置中被执行，以执行以上参考图3所述的过程或方法。通常，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、库、对象、类、组件、数据结构等。在各个实施例中，程序模块的功能可以在程序模块之间组合或分离。用于程序模块的机器可执行指令可以在本地或分布式装置内执行。在分布式装置中，程序模块可以位于本地和远程存储介质中。
用于执行本公开的方法的程序代码可以以一种或多种编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码在由处理器或控制器执行时，使流程图和/或框图中指定的功能/操作被实现。程序代码可以完全在计算机上执行、作为独立软件包部分在计算机上执行、部分在计算机上并且部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。
以上程序代码可以被体现在机器可读介质上，机器可读介质可以是任何有形介质，有形介质可以包含或存储供指令执行系统、设备或装置使用或与其结合使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读存储介质。机器可读介质可以包括但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、设备或装置或前述的任何合适的组合。机器可读存储介质的更具体示例将包括具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储装置、磁存储装置或上述的任意合适组合。
此外，尽管以特定顺序描绘了操作，但是这不应被理解为要求以所示的特定顺序或以连续的顺序来执行这样的操作，或者执行所有示出的操作来实现期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，尽管以上讨论中包含若干特定的实现细节，但是这些不应被解释为对本公开内容范围的限制，而应被解释为对特定实施例而言特定的特征描述。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施例中组合实现。另一方面，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独在多个实施例中或以任何合适的子组合来实现。
尽管已使用结构特征和/或方法动作特定的语言描述了主题，但是应理解，所附权利要求书中限定的主题不必限于上述特定特征或动作。相反，以上描述的特定特征和动作被公开为实现权利要求的示例形式。

Claims (18)

1.一种用于电路监视的方法，包括：
检测在功率转换器中的直流支撑电容器处的第一电压的波形，所述第一电压通过导通与直流支撑支路并联耦合的斩波器电路而生成；
确定所述第一电压的波形相对于在所述功率转换器中的整流器处或在用于所述功率转换器的电源处的第二电压的波形的相位角偏移；
确定所述第一电压的波形的幅度；以及
基于所述幅度和所述相位角偏移，确定指示所述直流支撑电容器的健康状况的参数，
其中确定所述参数包括：
基于所述幅度来确定所述直流支撑电容器的电容值；以及
基于所述相位角偏移来确定所述直流支撑电容器的等效串联电阻ESR。
2.根据权利要求1所述的方法，其中
确定所述电容值包括：基于所述幅度，利用存储了电容与幅度之间的关系的查找表来确定所述电容；并且
确定所述ESR包括：基于所述相位角偏移，利用存储了ESR和相位角偏移之间的关系的查找表来确定所述ESR。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
将所确定的参数与阈值进行比较；以及
响应于所确定的参数超过所述阈值，生成警报信号。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定所述电容与所述直流支撑电容器的初始电容的第一比率；
确定所述ESR与所述直流支撑电容器的初始ESR的第二比率；以及
基于所述第一比率和所述第二比率中的至少一者来确定剩余时间。
5.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述相位角偏移包括：
同时检测所述第一电压的波形的第一相位角以及所述第二电压的波形的第二相位角；以及
将所述第一相位角和所述第二相位角之间的差确定为所述相位角偏移。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
检测所述第二电压的波形的相位角；以及
响应于所检测的相位角达到预定角度，检测所述第一电压的波形。
7.根据权利要求6所述的方法，其中确定所述相位角偏移包括：
检测所述第一电压的波形的第一相位角；以及
将所述第一相位角和所述预定角度之间的差确定为所述相位角偏移。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法在以下情况下被执行：不存在所述功率转换器的负载并且所述直流支撑电容器处的电压稳定。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括：
利用高通滤波器来对所述第一电压的波形进行滤波；以及
基于第一电压的滤波后的波形，确定所述相位角偏移和所述幅度。
10.一种其上存储有指令的计算机可读介质，所述指令在至少一个处理器上被执行时，使所述至少一个处理器执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。
11.一种被有形地存储在计算机可读存储介质上的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括指令，所述指令在至少一个处理器上被执行时，使所述至少一个处理器执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。
12.一种用于电路监视的装置，包括：
检测器，被配置为检测在功率转换器中的直流支撑电容器处的第一电压的波形，所述第一电压通过导通与直流支撑支路并联耦合的斩波器电路来生成；以及
控制器，被配置为：
确定所述第一电压的波形相对于在所述功率转换器中的整流器处或在用于所述功率转换器的电源处的第二电压波形的相位角偏移；
确定所述第一电压的波形的幅度；
基于所述幅度和所述相位角偏移，来确定指示所述直流支撑电容器的健康状况的参数；
基于所述幅度来确定所述直流支撑电容器的电容值；以及
基于所述相位角偏移来确定所述直流支撑电容器的等效串联电阻ESR。
13.根据权利要求12所述的装置，其中所述控制器还被配置为：
基于所述幅度，利用存储了电容值和幅度之间的关系的查找表来确定所述电容值；以及
基于所述相位角偏移，利用存储了ESR和相位角偏移之间的关系的查找表来确定所述ESR。
14.根据权利要求12所述的装置，其中所述控制器还被配置为：
将所确定的参数与阈值进行比较；以及
响应于所确定的参数超过所述阈值而生成警报信号。
15.根据权利要求12所述的装置，其中所述控制器还被配置为：
同时检测所述第一电压的波形的第一相位角和所述第二电压的波形的第二相位角；以及
将所述第一相位角和所述第二相位角之间的差确定为所述相位角偏移。
16.根据权利要求12所述的装置，其中所述控制器被配置为在以下情况下进行操作：不存在所述功率转换器的负载并且所述直流支撑电容器处的电压稳定。
17.一种功率转换系统，包括：
功率转换器；以及
根据权利要求12至16中的任一项所述的装置，所述装置被配置为监视所述功率转换器中的直流(DC)支撑电容器。
18.一种物联网(IoT)系统，包括：
功率转换器；以及
根据权利要求12至16中任一项所述的装置，所述装置被配置为监视所述功率转换器中的直流(DC)支撑电容器。
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