WO2022118489A1 - Remaining lifespan prediction device and remaining lifespan prediction method - Google Patents
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Abstract
A remaining lifespan prediction device 1 is provided with a switching frequency measuring unit 13, a voltage ripple measuring unit 15, and a remaining lifespan prediction unit 16. The switching frequency measuring unit 13 measures a switching frequency on the basis of an induced electromotive force occurring in an auxiliary winding 213. The voltage ripple measuring unit 15 measures a voltage ripple of the induced electromotive force occurring in the auxiliary winding 213. The remaining lifespan prediction unit 16 predicts a remaining lifespan of an input capacitor Ci on the basis of the switching frequency f measured by the switching frequency measuring unit 13, and predicts a remaining lifespan of an output capacitor Co on the basis of the voltage ripple Vr measured by the voltage ripple measuring unit 15.
Description
本開示は、ＤＣＤＣコンバータの残寿命を予測する残寿命予測装置及び残寿命予測方法に関する。
The present disclosure relates to a remaining life predicting device for predicting the remaining life of a DCDC converter and a method for predicting the remaining life.
特許文献１は、アレニウスの法則に基づく演算式に従って、所定温度におけるコンデンサの残寿命を算出する方法及び電子機器を開示する。
Patent Document 1 discloses a method for calculating the remaining life of a capacitor at a predetermined temperature and an electronic device according to an arithmetic expression based on Arrhenius's law.
しかしながら、特許文献１に開示された発明は、電源回路部内のコンデンサの周囲の温度を検知し、当該温度をアレニウスの法則に基づく演算式に当てはめて残寿命を間接的に算出するものであり、実際の電源回路部の動作を観察して残寿命を直接的に予測するものではない。
However, the invention disclosed in Patent Document 1 detects the temperature around the capacitor in the power supply circuit unit, applies the temperature to an arithmetic expression based on Arenius's law, and indirectly calculates the remaining life. It does not directly predict the remaining life by observing the actual operation of the power supply circuit section.
本発明の目的は、動作中のＤＣＤＣコンバータのトランスに生じる誘導起電力の測定結果に基づいて、ＤＣＤＣコンバータの残寿命を従来技術に比べて精度良く予測することができる残寿命予測装置及び残寿命予測方法を提供することにある。
An object of the present invention is a remaining life predicting device and a remaining life that can accurately predict the remaining life of a DCDC converter as compared with the prior art, based on the measurement result of the induced electromotive force generated in the transformer of the DCDC converter in operation. It is to provide a prediction method.
本開示の一態様に係る残寿命予測装置は、ＤＣＤＣコンバータの残寿命を予測する残寿命予測装置であって、
前記ＤＣＤＣコンバータは、
一次巻線と、前記一次巻線に電磁結合可能な二次巻線と、前記一次巻線及び前記二次巻線に電磁結合可能な補助巻線と、を有するトランスと、
前記一次巻線に接続された一次側回路と、
前記二次巻線に接続された二次側回路と、を備え、
前記一次側回路は、
入力電圧が印加される入力コンデンサと、
前記入力電圧を所定のスイッチング周波数でスイッチングするスイッチング回路と、
前記スイッチング回路と前記一次巻線との間に挿入された共振回路と、を備え、
前記二次側回路は、前記二次巻線から入力された電圧を平滑化する出力コンデンサを備え、
前記残寿命予測装置は、
前記補助巻線に生じた誘導起電力に基づいて前記スイッチング周波数を測定するスイッチング周波数測定部と、
前記補助巻線に生じた誘導起電力の電圧リプルを測定する電圧リプル測定部と、
前記スイッチング周波数測定部によって測定された前記スイッチング周波数に基づいて前記入力コンデンサの残寿命を予測し、前記電圧リプル測定部によって測定された前記電圧リプルに基づいて前記出力コンデンサの残寿命を予測する残寿命予測部と、を備える。 The remaining life predicting device according to one aspect of the present disclosure is a remaining life predicting device for predicting the remaining life of the DCDC converter.
The DCDC converter is
A transformer having a primary winding, a secondary winding that can be electromagnetically coupled to the primary winding, and an auxiliary winding that can be electromagnetically coupled to the primary winding and the secondary winding.
The primary circuit connected to the primary winding and
With a secondary circuit connected to the secondary winding,
The primary circuit is
The input capacitor to which the input voltage is applied and
A switching circuit that switches the input voltage at a predetermined switching frequency,
A resonant circuit inserted between the switching circuit and the primary winding is provided.
The secondary circuit comprises an output capacitor that smoothes the voltage input from the secondary winding.
The remaining life prediction device is
A switching frequency measuring unit that measures the switching frequency based on the induced electromotive force generated in the auxiliary winding, and
A voltage ripple measuring unit that measures the voltage ripple of the induced electromotive force generated in the auxiliary winding,
The remaining life of the input capacitor is predicted based on the switching frequency measured by the switching frequency measuring unit, and the remaining life of the output capacitor is predicted based on the voltage ripple measured by the voltage ripple measuring unit. It is equipped with a life prediction unit.
前記ＤＣＤＣコンバータは、
一次巻線と、前記一次巻線に電磁結合可能な二次巻線と、前記一次巻線及び前記二次巻線に電磁結合可能な補助巻線と、を有するトランスと、
前記一次巻線に接続された一次側回路と、
前記二次巻線に接続された二次側回路と、を備え、
前記一次側回路は、
入力電圧が印加される入力コンデンサと、
前記入力電圧を所定のスイッチング周波数でスイッチングするスイッチング回路と、
前記スイッチング回路と前記一次巻線との間に挿入された共振回路と、を備え、
前記二次側回路は、前記二次巻線から入力された電圧を平滑化する出力コンデンサを備え、
前記残寿命予測装置は、
前記補助巻線に生じた誘導起電力に基づいて前記スイッチング周波数を測定するスイッチング周波数測定部と、
前記補助巻線に生じた誘導起電力の電圧リプルを測定する電圧リプル測定部と、
前記スイッチング周波数測定部によって測定された前記スイッチング周波数に基づいて前記入力コンデンサの残寿命を予測し、前記電圧リプル測定部によって測定された前記電圧リプルに基づいて前記出力コンデンサの残寿命を予測する残寿命予測部と、を備える。 The remaining life predicting device according to one aspect of the present disclosure is a remaining life predicting device for predicting the remaining life of the DCDC converter.
The DCDC converter is
A transformer having a primary winding, a secondary winding that can be electromagnetically coupled to the primary winding, and an auxiliary winding that can be electromagnetically coupled to the primary winding and the secondary winding.
The primary circuit connected to the primary winding and
With a secondary circuit connected to the secondary winding,
The primary circuit is
The input capacitor to which the input voltage is applied and
A switching circuit that switches the input voltage at a predetermined switching frequency,
A resonant circuit inserted between the switching circuit and the primary winding is provided.
The secondary circuit comprises an output capacitor that smoothes the voltage input from the secondary winding.
The remaining life prediction device is
A switching frequency measuring unit that measures the switching frequency based on the induced electromotive force generated in the auxiliary winding, and
A voltage ripple measuring unit that measures the voltage ripple of the induced electromotive force generated in the auxiliary winding,
The remaining life of the input capacitor is predicted based on the switching frequency measured by the switching frequency measuring unit, and the remaining life of the output capacitor is predicted based on the voltage ripple measured by the voltage ripple measuring unit. It is equipped with a life prediction unit.
本開示の他の態様に係る残寿命予測装置は、ＤＣＤＣコンバータの残寿命を予測する残寿命予測装置であって、
前記ＤＣＤＣコンバータは、
一次巻線と、前記一次巻線に電磁結合可能な二次巻線と、を有するトランスと、
前記一次巻線に接続された一次側回路と、
前記二次巻線に接続された二次側回路と、を備え、
前記一次側回路は、
入力電圧が印加される入力コンデンサと、
前記入力電圧を所定のスイッチング周波数でスイッチングするスイッチング回路と、
前記スイッチング回路と前記一次巻線との間に挿入された共振回路と、を備え、
前記残寿命予測装置は、
前記一次巻線の電圧に基づいて前記スイッチング周波数を測定するスイッチング周波数測定部と、
前記スイッチング周波数測定部によって測定された前記スイッチング周波数に基づいて前記入力コンデンサの残寿命を予測する残寿命予測部と、を備える。 The remaining life predicting device according to another aspect of the present disclosure is a remaining life predicting device for predicting the remaining life of the DCDC converter.
The DCDC converter is
A transformer having a primary winding and a secondary winding that can be electromagnetically coupled to the primary winding.
The primary circuit connected to the primary winding and
With a secondary circuit connected to the secondary winding,
The primary circuit is
The input capacitor to which the input voltage is applied and
A switching circuit that switches the input voltage at a predetermined switching frequency,
A resonant circuit inserted between the switching circuit and the primary winding is provided.
The remaining life prediction device is
A switching frequency measuring unit that measures the switching frequency based on the voltage of the primary winding,
A remaining life prediction unit for predicting the remaining life of the input capacitor based on the switching frequency measured by the switching frequency measuring unit is provided.
前記ＤＣＤＣコンバータは、
一次巻線と、前記一次巻線に電磁結合可能な二次巻線と、を有するトランスと、
前記一次巻線に接続された一次側回路と、
前記二次巻線に接続された二次側回路と、を備え、
前記一次側回路は、
入力電圧が印加される入力コンデンサと、
前記入力電圧を所定のスイッチング周波数でスイッチングするスイッチング回路と、
前記スイッチング回路と前記一次巻線との間に挿入された共振回路と、を備え、
前記残寿命予測装置は、
前記一次巻線の電圧に基づいて前記スイッチング周波数を測定するスイッチング周波数測定部と、
前記スイッチング周波数測定部によって測定された前記スイッチング周波数に基づいて前記入力コンデンサの残寿命を予測する残寿命予測部と、を備える。 The remaining life predicting device according to another aspect of the present disclosure is a remaining life predicting device for predicting the remaining life of the DCDC converter.
The DCDC converter is
A transformer having a primary winding and a secondary winding that can be electromagnetically coupled to the primary winding.
The primary circuit connected to the primary winding and
With a secondary circuit connected to the secondary winding,
The primary circuit is
The input capacitor to which the input voltage is applied and
A switching circuit that switches the input voltage at a predetermined switching frequency,
A resonant circuit inserted between the switching circuit and the primary winding is provided.
The remaining life prediction device is
A switching frequency measuring unit that measures the switching frequency based on the voltage of the primary winding,
A remaining life prediction unit for predicting the remaining life of the input capacitor based on the switching frequency measured by the switching frequency measuring unit is provided.
本開示の更に他の態様に係る残寿命予測装置は、ＤＣＤＣコンバータの残寿命を予測する残寿命予測装置であって、
前記ＤＣＤＣコンバータは、
一次巻線と、前記一次巻線に電磁結合可能な二次巻線と、を有するトランスと、
前記一次巻線に接続された一次側回路と、
前記二次巻線に接続された二次側回路と、を備え、
前記一次側回路は、
入力電圧をスイッチングするスイッチング回路と、
前記スイッチング回路と前記一次巻線との間に挿入された共振回路と、を備え、
前記二次側回路は、前記二次巻線から入力された電圧を平滑化する出力コンデンサを備え、
前記残寿命予測装置は、
前記二次巻線に生じた誘導起電力の電圧リプルを測定する電圧リプル測定部と、
前記電圧リプル測定部によって測定された前記電圧リプルに基づいて前記出力コンデンサの残寿命を予測する残寿命予測部と、を備える。 The remaining life predicting device according to still another aspect of the present disclosure is a remaining life predicting device for predicting the remaining life of the DCDC converter.
The DCDC converter is
A transformer having a primary winding and a secondary winding that can be electromagnetically coupled to the primary winding.
The primary circuit connected to the primary winding and
With a secondary circuit connected to the secondary winding,
The primary circuit is
A switching circuit that switches the input voltage,
A resonant circuit inserted between the switching circuit and the primary winding is provided.
The secondary circuit comprises an output capacitor that smoothes the voltage input from the secondary winding.
The remaining life prediction device is
A voltage ripple measuring unit that measures the voltage ripple of the induced electromotive force generated in the secondary winding,
A remaining life prediction unit for predicting the remaining life of the output capacitor based on the voltage ripple measured by the voltage ripple measuring unit is provided.
前記ＤＣＤＣコンバータは、
一次巻線と、前記一次巻線に電磁結合可能な二次巻線と、を有するトランスと、
前記一次巻線に接続された一次側回路と、
前記二次巻線に接続された二次側回路と、を備え、
前記一次側回路は、
入力電圧をスイッチングするスイッチング回路と、
前記スイッチング回路と前記一次巻線との間に挿入された共振回路と、を備え、
前記二次側回路は、前記二次巻線から入力された電圧を平滑化する出力コンデンサを備え、
前記残寿命予測装置は、
前記二次巻線に生じた誘導起電力の電圧リプルを測定する電圧リプル測定部と、
前記電圧リプル測定部によって測定された前記電圧リプルに基づいて前記出力コンデンサの残寿命を予測する残寿命予測部と、を備える。 The remaining life predicting device according to still another aspect of the present disclosure is a remaining life predicting device for predicting the remaining life of the DCDC converter.
The DCDC converter is
A transformer having a primary winding and a secondary winding that can be electromagnetically coupled to the primary winding.
The primary circuit connected to the primary winding and
With a secondary circuit connected to the secondary winding,
The primary circuit is
A switching circuit that switches the input voltage,
A resonant circuit inserted between the switching circuit and the primary winding is provided.
The secondary circuit comprises an output capacitor that smoothes the voltage input from the secondary winding.
The remaining life prediction device is
A voltage ripple measuring unit that measures the voltage ripple of the induced electromotive force generated in the secondary winding,
A remaining life prediction unit for predicting the remaining life of the output capacitor based on the voltage ripple measured by the voltage ripple measuring unit is provided.
本開示の一態様に係る残寿命予測方法は、ＤＣＤＣコンバータの残寿命を予測する残寿命予測方法であって、
前記ＤＣＤＣコンバータは、
一次巻線と、前記一次巻線に電磁結合可能な二次巻線と、前記一次巻線及び前記二次巻線に電磁結合可能な補助巻線と、を有するトランスと、
前記一次巻線に接続された一次側回路と、
前記二次巻線に接続された二次側回路と、を備え、
前記一次側回路は、
入力電圧が印加される入力コンデンサと、
前記入力電圧を所定のスイッチング周波数でスイッチングするスイッチング回路と、
前記スイッチング回路と前記一次巻線との間に挿入された共振回路と、を備え、
前記二次側回路は、前記二次巻線から入力された電圧を平滑化する出力コンデンサを備え、
前記残寿命予測方法は、
前記補助巻線に生じた誘導起電力に基づいて前記スイッチング周波数を測定するスイッチング周波数測定ステップと、
前記補助巻線に生じた誘導起電力の電圧リプルを測定する電圧リプル測定ステップと、
前記スイッチング周波数測定ステップにおいて測定された前記スイッチング周波数に基づいて前記入力コンデンサの残寿命を予測し、前記電圧リプル測定ステップにおいて測定された前記電圧リプルに基づいて前記出力コンデンサの残寿命を予測する残寿命予測ステップと、を含む。 The remaining life prediction method according to one aspect of the present disclosure is a remaining life prediction method for predicting the remaining life of a DCDC converter.
The DCDC converter is
A transformer having a primary winding, a secondary winding that can be electromagnetically coupled to the primary winding, and an auxiliary winding that can be electromagnetically coupled to the primary winding and the secondary winding.
The primary circuit connected to the primary winding and
With a secondary circuit connected to the secondary winding,
The primary circuit is
The input capacitor to which the input voltage is applied and
A switching circuit that switches the input voltage at a predetermined switching frequency,
A resonant circuit inserted between the switching circuit and the primary winding is provided.
The secondary circuit comprises an output capacitor that smoothes the voltage input from the secondary winding.
The remaining life prediction method is
A switching frequency measurement step of measuring the switching frequency based on the induced electromotive force generated in the auxiliary winding,
A voltage ripple measurement step for measuring the voltage ripple of the induced electromotive force generated in the auxiliary winding, and
The remaining life of the input capacitor is predicted based on the switching frequency measured in the switching frequency measurement step, and the remaining life of the output capacitor is predicted based on the voltage ripple measured in the voltage ripple measurement step. Includes life prediction steps and.
前記ＤＣＤＣコンバータは、
一次巻線と、前記一次巻線に電磁結合可能な二次巻線と、前記一次巻線及び前記二次巻線に電磁結合可能な補助巻線と、を有するトランスと、
前記一次巻線に接続された一次側回路と、
前記二次巻線に接続された二次側回路と、を備え、
前記一次側回路は、
入力電圧が印加される入力コンデンサと、
前記入力電圧を所定のスイッチング周波数でスイッチングするスイッチング回路と、
前記スイッチング回路と前記一次巻線との間に挿入された共振回路と、を備え、
前記二次側回路は、前記二次巻線から入力された電圧を平滑化する出力コンデンサを備え、
前記残寿命予測方法は、
前記補助巻線に生じた誘導起電力に基づいて前記スイッチング周波数を測定するスイッチング周波数測定ステップと、
前記補助巻線に生じた誘導起電力の電圧リプルを測定する電圧リプル測定ステップと、
前記スイッチング周波数測定ステップにおいて測定された前記スイッチング周波数に基づいて前記入力コンデンサの残寿命を予測し、前記電圧リプル測定ステップにおいて測定された前記電圧リプルに基づいて前記出力コンデンサの残寿命を予測する残寿命予測ステップと、を含む。 The remaining life prediction method according to one aspect of the present disclosure is a remaining life prediction method for predicting the remaining life of a DCDC converter.
The DCDC converter is
A transformer having a primary winding, a secondary winding that can be electromagnetically coupled to the primary winding, and an auxiliary winding that can be electromagnetically coupled to the primary winding and the secondary winding.
The primary circuit connected to the primary winding and
With a secondary circuit connected to the secondary winding,
The primary circuit is
The input capacitor to which the input voltage is applied and
A switching circuit that switches the input voltage at a predetermined switching frequency,
A resonant circuit inserted between the switching circuit and the primary winding is provided.
The secondary circuit comprises an output capacitor that smoothes the voltage input from the secondary winding.
The remaining life prediction method is
A switching frequency measurement step of measuring the switching frequency based on the induced electromotive force generated in the auxiliary winding,
A voltage ripple measurement step for measuring the voltage ripple of the induced electromotive force generated in the auxiliary winding, and
The remaining life of the input capacitor is predicted based on the switching frequency measured in the switching frequency measurement step, and the remaining life of the output capacitor is predicted based on the voltage ripple measured in the voltage ripple measurement step. Includes life prediction steps and.
本開示に係る残寿命予測装置及び残寿命予測方法によると、動作中のＤＣＤＣコンバータのトランスに生じる誘導起電力の測定結果に基づいて、ＤＣＤＣコンバータの残寿命を従来技術に比べて精度良く予測することができる。
According to the remaining life prediction device and the remaining life prediction method according to the present disclosure, the remaining life of the DCDC converter is predicted more accurately than the conventional technique based on the measurement result of the induced electromotive force generated in the transformer of the DCDC converter in operation. be able to.
以下、添付の図面を参照して本開示に係る残寿命予測装置の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態において、同一又は同様の構成要素については同一の符号を付している。
Hereinafter, embodiments of the remaining life prediction device according to the present disclosure will be described with reference to the attached drawings. In the following embodiments, the same or similar components are designated by the same reference numerals.
図１は、本開示の実施形態に係る残寿命予測装置１の構成例を示すブロック図である。残寿命予測装置１は、ＤＣＤＣコンバータ２の残寿命を予測する。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of the remaining life prediction device 1 according to the embodiment of the present disclosure. The remaining life prediction device 1 predicts the remaining life of the DCDC converter 2.
本開示において、「残寿命を予測する」とは、ＤＣＤＣコンバータ２の残寿命を数値として導出すること、ＤＣＤＣコンバータ２の劣化の有無、程度を推定すること等を含む。例えば、残寿命予測装置１は、ＤＣＤＣコンバータ２が劣化して本来の性能が発揮できないと判断したとき、ＤＣＤＣコンバータ２の残寿命が少ないと予測する。
In the present disclosure, "predicting the remaining life" includes deriving the remaining life of the DCDC converter 2 as a numerical value, estimating the presence or absence of deterioration of the DCDC converter 2, and estimating the degree of deterioration. For example, the remaining life predicting device 1 predicts that the remaining life of the DCDC converter 2 is short when it is determined that the DCDC converter 2 has deteriorated and the original performance cannot be exhibited.
図１において、残寿命予測装置１は、補助回路１１と、周波数電圧変換回路１２と、スイッチング周波数測定部１３と、電圧検出回路１４と、電圧リプル測定部１５と、残寿命予測部１６とを備える。
In FIG. 1, the remaining life prediction device 1 includes an auxiliary circuit 11, a frequency voltage conversion circuit 12, a switching frequency measurement unit 13, a voltage detection circuit 14, a voltage ripple measurement unit 15, and a remaining life prediction unit 16. Be prepared.
残寿命予測装置１による残寿命予測処理の対象であるＤＣＤＣコンバータ２は、トランス２１と、一次側回路２２と、二次側回路２３と、制御回路２４とを備える。トランス２１は、一次巻線２１１と、一次巻線２１１に電磁結合可能な二次巻線２１２ａ，２１２ｂと、一次巻線２１１及び二次巻線２１２ａ，２１２ｂに電磁結合可能な補助巻線（三次巻線）２１３とを有する。
The DCDC converter 2, which is the target of the remaining life prediction processing by the remaining life prediction device 1, includes a transformer 21, a primary side circuit 22, a secondary side circuit 23, and a control circuit 24. The transformer 21 includes a primary winding 211, secondary windings 212a and 212b that can be electromagnetically coupled to the primary winding 211, and auxiliary windings (tertiary) that can be electromagnetically coupled to the primary winding 211 and the secondary windings 212a and 212b. Winding) 213 and.
ＤＣＤＣコンバータ２の一次側回路２２は、直流電源Ｖｉと、入力コンデンサＣｉと、スイッチング回路２２１と、共振回路２２２とを備える。入力コンデンサＣｉは、例えば電解コンデンサである。入力コンデンサＣｉの一端は、直流電源Ｖｉの一対の端子のうちの一方に接続され、入力コンデンサＣｉの他端は、直流電源Ｖｉの他方の端子に接続されている。これにより、入力コンデンサＣｉには直流電源Ｖｉからの入力電圧が印加され、充電がされる。
The primary side circuit 22 of the DCDC converter 2 includes a DC power supply Vi, an input capacitor Ci, a switching circuit 221 and a resonance circuit 222. The input capacitor Ci is, for example, an electrolytic capacitor. One end of the input capacitor Ci is connected to one of the pair of terminals of the DC power supply Vi, and the other end of the input capacitor Ci is connected to the other terminal of the DC power supply Vi. As a result, the input voltage from the DC power supply Vi is applied to the input capacitor Ci, and the input capacitor Ci is charged.
図１の例では、共振回路２２２は、互いに直列に接続された共振コンデンサＣｒと共振リアクトルＬｒとを含む。共振回路２２２は、スイッチング回路２２１と一次巻線２１１との間に挿入されている。すなわち、共振回路２２２の一端は、トランス２１の一次巻線２１１に接続されている。図１の例では、共振リアクトルＬｒの一端がトランス２１の一次巻線２１１に接続されている。共振回路２２２の他端は、後述のスイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との間の接続点に接続されている。
In the example of FIG. 1, the resonance circuit 222 includes a resonance capacitor Cr and a resonance reactor Lr connected in series with each other. The resonant circuit 222 is inserted between the switching circuit 221 and the primary winding 211. That is, one end of the resonant circuit 222 is connected to the primary winding 211 of the transformer 21. In the example of FIG. 1, one end of the resonant reactor Lr is connected to the primary winding 211 of the transformer 21. The other end of the resonance circuit 222 is connected to a connection point between the switching element Q1 and the switching element Q2, which will be described later.
図１の例では、スイッチング回路２２１は、互いに直列に接続されたスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を含む。図１の例では、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、ｎ型ＭＯＳＦＥＴである。制御回路２４は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオンとオフとを所定のスイッチング周波数ｆで相補的に切り替える。すなわち、制御回路２４は、スイッチング素子Ｑ１をオンにし、スイッチング素子Ｑ２をオフにする第１制御と、スイッチング素子Ｑ１をオフにし、スイッチング素子Ｑ２をオンにする第２制御とを、スイッチング周波数ｆで交互に行う。このようにして、スイッチング回路２２１は、制御回路２４による制御信号に従い、共振回路２２２の他端を入力コンデンサＣｉの一対の端子に所定のスイッチング周波数ｆで交互に接続することにより、入力電圧をスイッチングする。
In the example of FIG. 1, the switching circuit 221 includes switching elements Q1 and Q2 connected in series with each other. In the example of FIG. 1, the switching elements Q1 and Q2 are n-type MOSFETs. The control circuit 24 complementarily switches on and off of the switching elements Q1 and Q2 at a predetermined switching frequency f. That is, the control circuit 24 controls the first control in which the switching element Q1 is turned on and the switching element Q2 is turned off and the second control in which the switching element Q1 is turned off and the switching element Q2 is turned on at the switching frequency f. Alternately. In this way, the switching circuit 221 switches the input voltage by alternately connecting the other end of the resonance circuit 222 to the pair of terminals of the input capacitor Ci at a predetermined switching frequency f according to the control signal by the control circuit 24. do.
ＤＣＤＣコンバータ２の二次側回路２３は、二次巻線２１２ａ，２１２ｂから入力された電圧を整流するためのダイオードＤ１，Ｄ２と、整流電圧を平滑化する出力コンデンサＣｏとを備える。平滑化された電圧は、負荷Ｒに供給される。
The secondary circuit 23 of the DCDC converter 2 includes diodes D1 and D2 for rectifying the voltage input from the secondary windings 212a and 212b, and an output capacitor Co for smoothing the rectified voltage. The smoothed voltage is supplied to the load R.
残寿命予測装置１において、補助巻線２１３に生じた誘導起電力は、補助回路１１を介して、周波数電圧変換回路１２及び電圧検出回路１４に伝達される。補助回路１１は、例えば、補助巻線２１３に生じた誘導起電力の周波数を検出する周波数検出回路、整流回路等を含んでもよい。このような周波数検出回路は、ゼロクロス検出回路であってもよい。
In the remaining life prediction device 1, the induced electromotive force generated in the auxiliary winding 213 is transmitted to the frequency voltage conversion circuit 12 and the voltage detection circuit 14 via the auxiliary circuit 11. The auxiliary circuit 11 may include, for example, a frequency detection circuit for detecting the frequency of the induced electromotive force generated in the auxiliary winding 213, a rectifying circuit, and the like. Such a frequency detection circuit may be a zero cross detection circuit.
図２は、入力コンデンサＣｉの残寿命を予測する方法の一例を示すフローチャートである。周波数電圧変換回路１２は、入力信号の周波数を電圧に変換し、スイッチング周波数測定部１３に出力する（ステップＳ１）。スイッチング周波数測定部１３は、周波数電圧変換回路１２から入力された信号に基づいて、補助巻線２１３に生じた誘導起電力の周波数を測定する（ステップＳ２）。スイッチング周波数測定部１３は、例えばダイレクト方式に従った周波数測定を実行する。この周波数は、ＤＣＤＣコンバータ２のスイッチング周波数ｆに相当するため、スイッチング周波数測定部１３は、スイッチング周波数ｆを測定可能に構成されている。
FIG. 2 is a flowchart showing an example of a method of predicting the remaining life of the input capacitor Ci. The frequency-voltage conversion circuit 12 converts the frequency of the input signal into a voltage and outputs it to the switching frequency measuring unit 13 (step S1). The switching frequency measuring unit 13 measures the frequency of the induced electromotive force generated in the auxiliary winding 213 based on the signal input from the frequency voltage conversion circuit 12 (step S2). The switching frequency measuring unit 13 executes frequency measurement according to, for example, a direct method. Since this frequency corresponds to the switching frequency f of the DCDC converter 2, the switching frequency measuring unit 13 is configured to be able to measure the switching frequency f.
残寿命予測部１６は、スイッチング周波数測定部１３によって測定されたスイッチング周波数ｆに基づいて、入力コンデンサＣｉの残寿命を予測する（ステップＳ３）。図３Ａ及び図３Ｂは、スイッチング周波数ｆに基づいて入力コンデンサＣｉの残寿命を予測する処理を説明するためのグラフである。図３Ａは、劣化がない状態の入力コンデンサＣｉの出力電圧及びスイッチング周波数ｆの時間的変化のシミュレーション結果を示すグラフである。図３Ｂは、劣化した状態の入力コンデンサＣｉの出力電圧及びスイッチング周波数ｆの時間的変化のシミュレーション結果を示すグラフである。
The remaining life prediction unit 16 predicts the remaining life of the input capacitor Ci based on the switching frequency f measured by the switching frequency measuring unit 13 (step S3). 3A and 3B are graphs for explaining a process of predicting the remaining life of the input capacitor Ci based on the switching frequency f. FIG. 3A is a graph showing the simulation results of the temporal changes of the output voltage and the switching frequency f of the input capacitor Ci in the state without deterioration. FIG. 3B is a graph showing the simulation results of the temporal changes of the output voltage and the switching frequency f of the input capacitor Ci in the deteriorated state.
入力コンデンサＣｉが劣化すると、入力コンデンサＣｉの等価直列抵抗（Equivalent Series Resistance、ＥＳＲ）が増加し、出力電圧及びスイッチング周波数ｆの揺れが増加する。劣化がない状態では、図３Ａに示すように、スイッチング周波数ｆの最大値と最小値との差はΔｆ０である。劣化してＥＳＲが増加した状態では、図３Ｂに示すように、スイッチング周波数ｆの最大値と最小値との差Δｆ１はΔｆ０より大きい。残寿命予測部１６は、例えば、劣化がない状態におけるスイッチング周波数ｆの最大値と最小値との差Δｆ０に対する、測定時におけるスイッチング周波数ｆの最大値と最小値との差Δｆ（ｔ）の割合Δｆ（ｔ）／Δｆ０が、所定の閾値ｆｔｈ１以上、例えば２以上となったときに、入力コンデンサＣｉが劣化している、又は入力コンデンサＣｉの残寿命が短いと判定する。
When the input capacitor Ci deteriorates, the equivalent series resistance (ESR) of the input capacitor Ci increases, and the fluctuation of the output voltage and the switching frequency f increases. In the state where there is no deterioration, as shown in FIG. 3A, the difference between the maximum value and the minimum value of the switching frequency f is Δf0. In the state of deterioration and increase in ESR, as shown in FIG. 3B, the difference Δf1 between the maximum value and the minimum value of the switching frequency f is larger than Δf0. The remaining life prediction unit 16 is, for example, the ratio of the difference Δf (t) between the maximum value and the minimum value of the switching frequency f at the time of measurement to the difference Δf0 between the maximum value and the minimum value of the switching frequency f in the state where there is no deterioration. When Δf (t) / Δf0 becomes a predetermined threshold value f th1 or more, for example, 2 or more, it is determined that the input capacitor Ci has deteriorated or the remaining life of the input capacitor Ci is short.
Δｆ０は、本開示の「規定値」の一例であり、ＤＣＤＣコンバータ２、入力コンデンサＣｉ等の試験等により予め測定可能である。Δｆ０は、ＤＣＤＣコンバータ２の初期動作時においてスイッチング周波数測定部１３によって測定されたスイッチング周波数であってもよい。ここで、ＤＣＤＣコンバータ２の初期動作時とは、ＤＣＤＣコンバータ２、入力コンデンサＣｉ、出力コンデンサＣｏ等の構成要素が劣化していない状態での動作時をいい、具体的には、ＤＣＤＣコンバータ２の初回動作時、初回起動時からの総動作時間が所定時間を超えない範囲内での動作時、初回起動時からの起動回数が所定回数を超えない範囲内での動作時を含む。
Δf0 is an example of the “specified value” of the present disclosure, and can be measured in advance by testing the DCDC converter 2, the input capacitor Ci, or the like. Δf0 may be the switching frequency measured by the switching frequency measuring unit 13 at the time of the initial operation of the DCDC converter 2. Here, the initial operation time of the DCDC converter 2 means the operation time in a state where the components such as the DCDC converter 2, the input capacitor Ci, and the output capacitor Co are not deteriorated. Specifically, the DCDC converter 2 Includes the first operation, the operation within the range where the total operation time from the first startup does not exceed the predetermined time, and the operation within the range where the number of activations from the first startup does not exceed the predetermined number.
あるいは、残寿命予測部１６は、Δｆ（ｔ）が所定の閾値ｆｔｈ２以上となったときに入力コンデンサＣｉが劣化していると判定してもよい。
Alternatively, the remaining life prediction unit 16 may determine that the input capacitor Ci has deteriorated when Δf (t) becomes a predetermined threshold value fth2 or more.
スイッチング周波数ｆの最大値と最小値との差Δｆ０に基づいて入力コンデンサＣｉが劣化しているか否かを判定する上記の説明は一例に過ぎず、本実施形態はこれに限定されない。残寿命予測部１６は、スイッチング周波数ｆの時間的変化に基づいて入力コンデンサＣｉが劣化しているか否かを判定可能である。例えば、残寿命予測部１６は、スイッチング周波数ｆが周期的に増減している場合、１周期におけるスイッチング周波数ｆの最大値と最小値との差を所定の期間にわたって平均した平均値に基づいて入力コンデンサＣｉが劣化しているか否かを判定してもよい。このように、残寿命予測部１６は、劣化がない状態におけるスイッチング周波数ｆの時間的変化量に対する、測定時におけるスイッチング周波数ｆの時間的変化量の割合が、所定の閾値以上、例えば２以上となったときに、入力コンデンサＣｉが劣化している、又は入力コンデンサＣｉの残寿命が短いと判定してもよい。
The above explanation for determining whether or not the input capacitor Ci is deteriorated based on the difference Δf0 between the maximum value and the minimum value of the switching frequency f is only an example, and the present embodiment is not limited to this. The remaining life prediction unit 16 can determine whether or not the input capacitor Ci has deteriorated based on the temporal change of the switching frequency f. For example, when the switching frequency f is periodically increased or decreased, the remaining life prediction unit 16 inputs the difference between the maximum value and the minimum value of the switching frequency f in one cycle based on the average value averaged over a predetermined period. It may be determined whether or not the capacitor Ci has deteriorated. As described above, in the remaining life prediction unit 16, the ratio of the time change amount of the switching frequency f at the time of measurement to the time change amount of the switching frequency f in the state without deterioration is equal to or more than a predetermined threshold value, for example, 2 or more. When it becomes, it may be determined that the input capacitor Ci has deteriorated or the remaining life of the input capacitor Ci is short.
入力コンデンサＣｉの出力電圧及びスイッチング周波数ｆは、補助巻線２１３に生じた誘導電圧を測定することによって検出できる。
The output voltage and switching frequency f of the input capacitor Ci can be detected by measuring the induced voltage generated in the auxiliary winding 213.
図４は、出力コンデンサＣｏの残寿命を予測する方法の一例を示すフローチャートである。電圧検出回路１４は、補助巻線２１３に生じた誘導電圧を検出する（ステップＳ４）。電圧リプル測定部１５は、電圧検出回路１４によって検出された電圧の電圧リプルを測定する（ステップＳ５）。
FIG. 4 is a flowchart showing an example of a method of predicting the remaining life of the output capacitor Co. The voltage detection circuit 14 detects the induced voltage generated in the auxiliary winding 213 (step S4). The voltage ripple measuring unit 15 measures the voltage ripple of the voltage detected by the voltage detection circuit 14 (step S5).
残寿命予測部１６は、電圧リプル測定部１５によって測定された電圧リプルＶｒに基づいて、出力コンデンサＣｏの残寿命を予測する（ステップＳ６）。図５Ａ及び図５Ｂは、電圧リプルＶｒに基づいて出力コンデンサＣｏの残寿命を予測する処理を説明するためのグラフである。出力コンデンサＣｏが劣化すると、ＥＳＲが増加し、電圧リプルＶｒが増加する。劣化がない状態では、図５Ａに示すように、電圧リプルはＶｒ０であり、劣化してＥＳＲが増加した状態では、図５Ｂに示すように、電圧リプルは、Ｖｒ０より大きいＶｒ１となる。
The remaining life prediction unit 16 predicts the remaining life of the output capacitor Co based on the voltage ripple Vr measured by the voltage ripple measuring unit 15 (step S6). 5A and 5B are graphs for explaining a process of predicting the remaining life of the output capacitor Co based on the voltage ripple Vr. When the output capacitor Co deteriorates, the ESR increases and the voltage ripple Vr increases. In the state without deterioration, the voltage ripple is Vr0 as shown in FIG. 5A, and in the state of deterioration and the ESR is increased, the voltage ripple is Vr1 larger than Vr0 as shown in FIG. 5B.
図５Ｃは、出力コンデンサＣｏのＥＳＲと電圧リプルＶｒとの関係のシミュレーション結果を示す表である。シミュレーションでは、劣化がない状態の出力コンデンサＣｏのＥＳＲを２２ｍΩとし、劣化した状態の出力コンデンサＣｏのＥＳＲを１５０ｍΩとしている。出力コンデンサＣｏの出力電圧の電圧リプルは、劣化がない状態では２９．０２１Ｖであり、劣化した状態では３０．１４８Ｖである。図５Ｃでは、最大電圧と最小電圧との差（Ｖｐ－ｐ（peak to peak電圧））を電圧リプルＶｒとしている。この電圧リプルＶｒは、電圧リプル測定部１５が、補助巻線２１３の誘導起電力を観察することにより測定することができる。
FIG. 5C is a table showing the simulation results of the relationship between the ESR of the output capacitor Co and the voltage ripple Vr. In the simulation, the ESR of the output capacitor Co in the deteriorated state is 22 mΩ, and the ESR of the output capacitor Co in the deteriorated state is 150 mΩ. The voltage ripple of the output voltage of the output capacitor Co is 29.021V in the undegraded state and 30.148V in the deteriorated state. In FIG. 5C, the difference between the maximum voltage and the minimum voltage (Vp-p (peak to peak voltage)) is defined as a voltage ripple Vr. This voltage ripple Vr can be measured by the voltage ripple measuring unit 15 observing the induced electromotive force of the auxiliary winding 213.
残寿命予測部１６は、例えば、劣化がない状態における電圧リプルＶｒ０に対する、測定時における電圧リプルＶｒ（ｔ）の割合Ｖｒ（ｔ）／Ｖｒ０が、所定の閾値Ｖｔｈ１以上、例えば１．０５以上となったときに、出力コンデンサＣｏが劣化している、又は出力コンデンサＣｏの残寿命が短いと判定する。Ｖｒ０は、本開示の「規定値」の一例であり、ＤＣＤＣコンバータ２、出力コンデンサＣｏ等の試験等により予め測定可能である。Ｖｒ０は、ＤＣＤＣコンバータ２の初期動作時において電圧リプル測定部１５によって測定された電圧リプルであってもよい。あるいは、残寿命予測部１６は、Ｖｒ（ｔ）が所定の閾値Ｖｔｈ２以上となったときに出力コンデンサＣｏが劣化していると判定してもよい。
In the remaining life prediction unit 16, for example, the ratio Vr (t) / Vr0 of the voltage ripple Vr (t) at the time of measurement to the voltage ripple Vr0 in the state without deterioration is a predetermined threshold Vth1 or more, for example 1.05 or more. When becomes, it is determined that the output capacitor Co has deteriorated or the remaining life of the output capacitor Co is short. Vr0 is an example of the "specified value" of the present disclosure, and can be measured in advance by testing the DCDC converter 2, the output capacitor Co, and the like. Vr0 may be the voltage ripple measured by the voltage ripple measuring unit 15 at the time of the initial operation of the DCDC converter 2. Alternatively, the remaining life prediction unit 16 may determine that the output capacitor Co has deteriorated when Vr (t) becomes a predetermined threshold value Vth2 or more.
ＤＣＤＣコンバータ２の残寿命は、入力コンデンサＣｉ及び出力コンデンサＣｏの残寿命の少なくとも一方に基づいて予測可能である。したがって、残寿命予測装置１は、上記のように入力コンデンサＣｉ及び出力コンデンサＣｏの残寿命の少なくとも一方を推定することにより、ＤＣＤＣコンバータ２の残寿命を予測することができる。
The remaining life of the DCDC converter 2 can be predicted based on at least one of the remaining life of the input capacitor Ci and the output capacitor Co. Therefore, the remaining life predicting device 1 can predict the remaining life of the DCDC converter 2 by estimating at least one of the remaining life of the input capacitor Ci and the output capacitor Co as described above.
図６は、図１の残寿命予測部１６のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。例えば、残寿命予測部１６は、入力部１６１と、出力部１６２と、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）１６３と、演算回路１６４と、記憶部１６５とを備える。
FIG. 6 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the remaining life prediction unit 16 of FIG. For example, the remaining life prediction unit 16 includes an input unit 161, an output unit 162, a communication interface (I / F) 163, an arithmetic circuit 164, and a storage unit 165.
入力部１６１は、残寿命予測部１６への情報の入力のために、残寿命予測部１６を周波数電圧変換回路１２、電圧検出回路１４等の外部回路に接続するインタフェース回路である。出力部１６２は、残寿命予測部１６からの情報の出力のために、残寿命予測部１６と外部機器とを接続するインタフェース回路である。通信インタフェース１６３は、残寿命予測部１６と外部機器との通信接続を可能とするためのインタフェース回路を含む。通信インタフェース１６３は、既存の有線通信規格又は無線通信規格に従って通信を行う。
The input unit 161 is an interface circuit that connects the remaining life prediction unit 16 to an external circuit such as a frequency voltage conversion circuit 12 and a voltage detection circuit 14 for inputting information to the remaining life prediction unit 16. The output unit 162 is an interface circuit that connects the remaining life prediction unit 16 and an external device for outputting information from the remaining life prediction unit 16. The communication interface 163 includes an interface circuit for enabling communication connection between the remaining life prediction unit 16 and an external device. The communication interface 163 communicates according to an existing wired communication standard or wireless communication standard.
演算回路１６４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を含み、情報処理に応じて残寿命予測部１６の動作を制御する。このような情報処理は、演算回路１６４がプログラムを実行することにより実現される。演算回路１６４は、１又は複数の専用のプロセッサにより実現されてもよい。また、演算回路１６４の構成要素に関して、実施形態に応じて、適宜、機能の省略、置換及び追加が行われてもよい。演算回路１６４は、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ、マイコン、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等の種々の半導体集積回路で構成されてもよい。
The arithmetic circuit 164 includes a CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), etc., and controls the operation of the remaining life prediction unit 16 according to information processing. Such information processing is realized by the arithmetic circuit 164 executing the program. The arithmetic circuit 164 may be realized by one or more dedicated processors. Further, with respect to the constituent elements of the arithmetic circuit 164, the functions may be omitted, replaced, or added as appropriate according to the embodiment. The arithmetic circuit 164 may be composed of various semiconductor integrated circuits such as a CPU, MPU, GPU, microcomputer, DSP, FPGA, and ASIC.
記憶部１６５は、コンピュータその他の装置、機械等が記録されたプログラム等の情報を読み取り可能なように、当該プログラム等の情報を、電気的、磁気的、光学的、機械的又は化学的作用によって蓄積する媒体である。記憶部１６５は、例えば、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等の補助記憶装置である。
The storage unit 165 transfers the information of the program or the like by electrical, magnetic, optical, mechanical or chemical action so that the information of the program or the like recorded by the computer or other device, the machine or the like can be read. It is a medium to accumulate. The storage unit 165 is an auxiliary storage device such as a hard disk drive or a solid state drive.
残寿命予測部１６の上記の構成要素は、１つの筐体内に収容される必要はなく、複数台のコンピュータシステムで実現されてもよい。また、残寿命予測装置１の補助回路１１、周波数電圧変換回路１２、スイッチング周波数測定部１３、電圧検出回路１４、及び電圧リプル測定部１５も、残寿命予測部１６と同様に、１又は複数の半導体集積回路、コンピュータシステム等で構成されてもよい。
The above-mentioned components of the remaining life prediction unit 16 do not need to be housed in one housing, and may be realized by a plurality of computer systems. Further, the auxiliary circuit 11, the frequency voltage conversion circuit 12, the switching frequency measurement unit 13, the voltage detection circuit 14, and the voltage ripple measurement unit 15 of the remaining life prediction device 1 also have one or a plurality of the same as the remaining life prediction unit 16. It may be composed of a semiconductor integrated circuit, a computer system, or the like.
以上のように、本実施形態に係る残寿命予測装置１は、ＤＣＤＣコンバータ２の残寿命を予測する。ＤＣＤＣコンバータ２は、トランス２１と、一次側回路２２と、二次側回路２３とを備える。トランス２１は、一次巻線２１１と、一次巻線２１１に電磁結合可能な二次巻線２１２ａ，２１２ｂと、一次巻線２１１及び二次巻線２１２ａ，２１２ｂに電磁結合可能な補助巻線２１３とを有する。一次側回路２２は、一次巻線２１１に接続される。二次側回路２３は、二次巻線２１２ａ，２１２ｂに接続される。一次側回路２２は、入力電圧が印加される入力コンデンサＣｉと、入力電圧を所定のスイッチング周波数ｆでスイッチングするスイッチング回路２２１と、スイッチング回路２２１と一次巻線２１１との間に挿入された共振回路２２２と、を備える。二次側回路２３は、二次巻線２１２ａ，２１２ｂから入力された電圧を平滑化する出力コンデンサＣｏを備える。残寿命予測装置１は、スイッチング周波数測定部１３と、電圧リプル測定部１５と、残寿命予測部１６とを備える。スイッチング周波数測定部１３は、補助巻線２１３に生じた誘導起電力に基づいてスイッチング周波数ｆを測定する。電圧リプル測定部１５は、補助巻線２１３に生じた誘導起電力の電圧リプルＶｒを測定する。残寿命予測部１６は、スイッチング周波数測定部１３によって測定されたスイッチング周波数ｆに基づいて入力コンデンサＣｉの残寿命を予測し、電圧リプル測定部１５によって測定された電圧リプルＶｒに基づいて出力コンデンサＣｏの残寿命を予測する。
As described above, the remaining life prediction device 1 according to the present embodiment predicts the remaining life of the DCDC converter 2. The DCDC converter 2 includes a transformer 21, a primary circuit 22, and a secondary circuit 23. The transformer 21 includes a primary winding 211, secondary windings 212a and 212b that can be electromagnetically coupled to the primary winding 211, and auxiliary windings 213 that can be electromagnetically coupled to the primary winding 211 and the secondary windings 212a and 212b. Has. The primary circuit 22 is connected to the primary winding 211. The secondary circuit 23 is connected to the secondary windings 212a and 212b. The primary side circuit 22 is an input capacitor Ci to which an input voltage is applied, a switching circuit 221 that switches the input voltage at a predetermined switching frequency f, and a resonance circuit inserted between the switching circuit 221 and the primary winding 211. 222 and. The secondary circuit 23 includes an output capacitor Co that smoothes the voltage input from the secondary windings 212a and 212b. The remaining life prediction device 1 includes a switching frequency measuring unit 13, a voltage ripple measuring unit 15, and a remaining life prediction unit 16. The switching frequency measuring unit 13 measures the switching frequency f based on the induced electromotive force generated in the auxiliary winding 213. The voltage ripple measuring unit 15 measures the voltage ripple Vr of the induced electromotive force generated in the auxiliary winding 213. The remaining life prediction unit 16 predicts the remaining life of the input capacitor Ci based on the switching frequency f measured by the switching frequency measuring unit 13, and the output capacitor Co based on the voltage ripple Vr measured by the voltage ripple measuring unit 15. Predict the remaining life of the.
この構成によれば、補助巻線２１３に生じる誘導起電力を測定することにより、ＤＣＤＣコンバータ２の動作を直接的に観察して残寿命を精度良く予測することができる。この残寿命からＤＣＤＣコンバータ２、入力コンデンサＣｉ又は出力コンデンサＣｏの交換時期を把握してメンテナンス計画を立てることができるため、寿命到来によってＤＣＤＣコンバータ２から電力の供給を受ける装置が停止するような事態を未然に回避することができる。
According to this configuration, by measuring the induced electromotive force generated in the auxiliary winding 213, it is possible to directly observe the operation of the DCDC converter 2 and accurately predict the remaining life. From this remaining life, it is possible to grasp the replacement time of the DCDC converter 2, the input capacitor Ci, or the output capacitor Co and make a maintenance plan. Therefore, when the life is reached, the device receiving power from the DCDC converter 2 stops. Can be avoided in advance.
また、残寿命予測装置１は、補助巻線２１３を介して、ＤＣＤＣコンバータ２の外部から残寿命を予測することができる。したがって、従来技術のように、残寿命を予測する装置を電源装置に内蔵する必要はなく、ＤＣＤＣコンバータ２の省サイズ化、省コスト化を実現できる。さらに、ＤＣＤＣコンバータの一次側回路は、通常は容易にアクセスすることが困難であり、アクセスできたとしても高電圧、高電流のため測定者の身体、測定機器等に危害が加わるおそれがある。残寿命予測装置１によれば、このような困難性及び危害のおそれ等を発生させることなく、ＤＣＤＣコンバータ２の外部から残寿命を予測することができる。
Further, the remaining life predicting device 1 can predict the remaining life from the outside of the DCDC converter 2 via the auxiliary winding 213. Therefore, unlike the conventional technique, it is not necessary to incorporate a device for predicting the remaining life in the power supply device, and the DCDC converter 2 can be reduced in size and cost. Further, the primary circuit of the DCDC converter is usually difficult to access easily, and even if it can be accessed, the high voltage and high current may cause harm to the body of the measurer, the measuring device, and the like. According to the remaining life predicting device 1, the remaining life can be predicted from the outside of the DCDC converter 2 without causing such difficulty and risk of harm.
具体的には、残寿命予測部１６は、初期動作時におけるスイッチング周波数の時間的変化量に対する、現時点におけるスイッチング周波数の時間的変化量の割合が、所定の閾値以上であるときに、入力コンデンサＣｉの残寿命が少ないと予測してもよい。残寿命予測部１６は、初期動作時における電圧リプルに対する、現時点における電圧リプルの割合が、所定の閾値以上であるときに、出力コンデンサＣｏの残寿命が少ないと予測してもよい。これにより、上記と同様の効果を得ることができる。
Specifically, the remaining life prediction unit 16 determines the input capacitor Ci when the ratio of the time change amount of the switching frequency to the time change amount of the switching frequency at the time of initial operation is equal to or more than a predetermined threshold value. It may be predicted that the remaining life of the product is short. The remaining life prediction unit 16 may predict that the remaining life of the output capacitor Co is short when the ratio of the voltage ripple at the present time to the voltage ripple at the initial operation is equal to or more than a predetermined threshold value. Thereby, the same effect as described above can be obtained.
また、残寿命予測部１６は、現時点におけるスイッチング周波数の時間的変化量が所定の閾値以上であるときに、入力コンデンサＣｉの残寿命が少ないと予測し、現時点における電圧リプルが所定の閾値以上であるときに、出力コンデンサＣｏの残寿命が少ないと予測してもよい。これにより、現時点における測定結果のみに基づいて、上記と同様の効果を得ることができる。
Further, the remaining life prediction unit 16 predicts that the remaining life of the input capacitor Ci is small when the amount of time change of the switching frequency at the present time is equal to or more than a predetermined threshold value, and the voltage ripple at the present time is equal to or more than the predetermined threshold value. At some point, it may be predicted that the remaining life of the output capacitor Co is short. As a result, the same effect as described above can be obtained based only on the measurement results at the present time.
（変形例）
以上、本開示の実施形態を詳細に説明したが、前述までの説明はあらゆる点において本開示の例示に過ぎない。本開示の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができる。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略する。以下の変形例は適宜組み合わせることができる。 (Modification example)
Although the embodiments of the present disclosure have been described in detail above, the above description is merely an example of the present disclosure in all respects. Various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the present disclosure. For example, the following changes can be made. In the following, the same reference numerals will be used for the same components as those in the above embodiment, and the same points as in the above embodiment will be omitted as appropriate. The following modifications can be combined as appropriate.
以上、本開示の実施形態を詳細に説明したが、前述までの説明はあらゆる点において本開示の例示に過ぎない。本開示の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができる。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略する。以下の変形例は適宜組み合わせることができる。 (Modification example)
Although the embodiments of the present disclosure have been described in detail above, the above description is merely an example of the present disclosure in all respects. Various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the present disclosure. For example, the following changes can be made. In the following, the same reference numerals will be used for the same components as those in the above embodiment, and the same points as in the above embodiment will be omitted as appropriate. The following modifications can be combined as appropriate.
（第１変形例）
図７は、本開示の実施形態の第１変形例に係る残寿命予測装置２０１の構成例を示すブロック図である。図１の残寿命予測装置１と比較すると、残寿命予測装置２０１は、補助回路１１を備えず、周波数検出回路１７を更に備える。また、ＤＣＤＣコンバータ２のトランス２１は、補助巻線を有しない。第１変形例では、残寿命予測装置２０１は、補助巻線を利用せずに、周波数検出回路１７により、一次側回路２２の出力電圧の周波数を検出する。また、残寿命予測装置２０１の電圧検出回路１４は、補助巻線を利用せずに、出力コンデンサＣｏの一対の端子間の電圧を検出する。 (First modification)
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of the remaininglife prediction device 201 according to the first modification of the embodiment of the present disclosure. Compared with the remaining life prediction device 1 of FIG. 1, the remaining life prediction device 201 does not include the auxiliary circuit 11, but further includes a frequency detection circuit 17. Further, the transformer 21 of the DCDC converter 2 does not have an auxiliary winding. In the first modification, the remaining life prediction device 201 detects the frequency of the output voltage of the primary circuit 22 by the frequency detection circuit 17 without using the auxiliary winding. Further, the voltage detection circuit 14 of the remaining life prediction device 201 detects the voltage between the pair of terminals of the output capacitor Co without using the auxiliary winding.
図７は、本開示の実施形態の第１変形例に係る残寿命予測装置２０１の構成例を示すブロック図である。図１の残寿命予測装置１と比較すると、残寿命予測装置２０１は、補助回路１１を備えず、周波数検出回路１７を更に備える。また、ＤＣＤＣコンバータ２のトランス２１は、補助巻線を有しない。第１変形例では、残寿命予測装置２０１は、補助巻線を利用せずに、周波数検出回路１７により、一次側回路２２の出力電圧の周波数を検出する。また、残寿命予測装置２０１の電圧検出回路１４は、補助巻線を利用せずに、出力コンデンサＣｏの一対の端子間の電圧を検出する。 (First modification)
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of the remaining
この構成によっても、残寿命予測装置２０１は、ＤＣＤＣコンバータ２の動作を直接的に観察して残寿命を精度良く予測することができる。この残寿命からＤＣＤＣコンバータ２、入力コンデンサＣｉ又は出力コンデンサＣｏの交換時期を把握してメンテナンス計画を立てることができるため、寿命到来によってＤＣＤＣコンバータ２から電力の供給を受ける装置が停止するような事態を未然に回避することができる。
Even with this configuration, the remaining life prediction device 201 can directly observe the operation of the DCDC converter 2 and predict the remaining life with high accuracy. From this remaining life, it is possible to grasp the replacement time of the DCDC converter 2, the input capacitor Ci, or the output capacitor Co and make a maintenance plan. Therefore, when the life is reached, the device receiving power from the DCDC converter 2 stops. Can be avoided in advance.
（第２変形例）
上記の実施形態では、図１に示すように、ＤＣＤＣコンバータ２の一次側回路２２が直流電源Ｖｉを備える例について説明したが、直流電力はＤＣＤＣコンバータ２の外部から入力されてもよい。 (Second modification)
In the above embodiment, as shown in FIG. 1, an example in which theprimary circuit 22 of the DCDC converter 2 includes a DC power supply Vi has been described, but the DC power may be input from the outside of the DCDC converter 2.
上記の実施形態では、図１に示すように、ＤＣＤＣコンバータ２の一次側回路２２が直流電源Ｖｉを備える例について説明したが、直流電力はＤＣＤＣコンバータ２の外部から入力されてもよい。 (Second modification)
In the above embodiment, as shown in FIG. 1, an example in which the
（第３変形例）
上記の実施形態では、Δｆ（ｔ）／Δｆ０、又はΔｆ（ｔ）が、所定の閾値以上となったときに、入力コンデンサＣｉが劣化している、又は入力コンデンサＣｉの残寿命が短いと判定する例について説明した。しかしながら、本開示はこれに限定されない。例えば、スイッチング周波数ｆの最大値と最小値との差Δｆと、入力コンデンサＣｉの残寿命との関係を示すテーブルを記憶部１６５（図６参照）が予め記憶し、残寿命予測部１６は、測定時におけるスイッチング周波数ｆの最大値と最小値との差Δｆ（ｔ）に対する入力コンデンサＣｉの残寿命を、テーブルルックアップの手法によりテーブルから取得してもよい。このような入力コンデンサＣｉの残寿命は、ＤＣＤＣコンバータ２、入力コンデンサＣｉ等の試験等によって予め取得される。これにより、残寿命予測部１６による残寿命推定をより精度良く行うとともに、処理速度の向上、及び処理負荷の低減を実現することができる。 (Third modification example)
In the above embodiment, when Δf (t) / Δf0 or Δf (t) becomes equal to or higher than a predetermined threshold value, it is determined that the input capacitor Ci has deteriorated or the remaining life of the input capacitor Ci is short. An example of doing so was explained. However, the present disclosure is not limited to this. For example, the storage unit 165 (see FIG. 6) stores in advance a table showing the relationship between the difference Δf between the maximum value and the minimum value of the switching frequency f and the remaining life of the input capacitor Ci, and the remaininglife prediction unit 16 The remaining life of the input capacitor Ci with respect to the difference Δf (t) between the maximum value and the minimum value of the switching frequency f at the time of measurement may be obtained from the table by a table lookup method. The remaining life of such an input capacitor Ci is obtained in advance by testing the DCDC converter 2, the input capacitor Ci, and the like. As a result, the remaining life estimation unit 16 can estimate the remaining life with higher accuracy, improve the processing speed, and reduce the processing load.
上記の実施形態では、Δｆ（ｔ）／Δｆ０、又はΔｆ（ｔ）が、所定の閾値以上となったときに、入力コンデンサＣｉが劣化している、又は入力コンデンサＣｉの残寿命が短いと判定する例について説明した。しかしながら、本開示はこれに限定されない。例えば、スイッチング周波数ｆの最大値と最小値との差Δｆと、入力コンデンサＣｉの残寿命との関係を示すテーブルを記憶部１６５（図６参照）が予め記憶し、残寿命予測部１６は、測定時におけるスイッチング周波数ｆの最大値と最小値との差Δｆ（ｔ）に対する入力コンデンサＣｉの残寿命を、テーブルルックアップの手法によりテーブルから取得してもよい。このような入力コンデンサＣｉの残寿命は、ＤＣＤＣコンバータ２、入力コンデンサＣｉ等の試験等によって予め取得される。これにより、残寿命予測部１６による残寿命推定をより精度良く行うとともに、処理速度の向上、及び処理負荷の低減を実現することができる。 (Third modification example)
In the above embodiment, when Δf (t) / Δf0 or Δf (t) becomes equal to or higher than a predetermined threshold value, it is determined that the input capacitor Ci has deteriorated or the remaining life of the input capacitor Ci is short. An example of doing so was explained. However, the present disclosure is not limited to this. For example, the storage unit 165 (see FIG. 6) stores in advance a table showing the relationship between the difference Δf between the maximum value and the minimum value of the switching frequency f and the remaining life of the input capacitor Ci, and the remaining
（第４変形例）
上記の実施形態では、Ｖｒ（ｔ）／Ｖｒ０、又はＶｒ（ｔ）が、所定の閾値以上となったときに、出力コンデンサＣｏが劣化している、又は出力コンデンサＣｏの残寿命が短いと判定する例について説明した。しかしながら、本開示はこれに限定されない。例えば、電圧リプルＶｒと、出力コンデンサＣｏの残寿命との関係を示すテーブルを記憶部１６５（図６参照）が予め記憶し、残寿命予測部１６は、測定時における電圧リプルＶｒ（ｔ）に対する出力コンデンサＣｏの残寿命を、テーブルルックアップの手法によりテーブルから取得してもよい。このような出力コンデンサＣｏの残寿命は、ＤＣＤＣコンバータ２、出力コンデンサＣｏ等の試験等によって予め取得される。これにより、残寿命予測部１６による残寿命推定をより精度良く行うとともに、処理速度の向上、及び処理負荷の低減を実現することができる。 (Fourth modification)
In the above embodiment, when Vr (t) / Vr0 or Vr (t) becomes equal to or higher than a predetermined threshold value, it is determined that the output capacitor Co has deteriorated or the remaining life of the output capacitor Co is short. I explained an example of doing. However, the present disclosure is not limited to this. For example, the storage unit 165 (see FIG. 6) stores in advance a table showing the relationship between the voltage ripple Vr and the remaining life of the output capacitor Co, and the remaininglife prediction unit 16 refers to the voltage ripple Vr (t) at the time of measurement. The remaining life of the output capacitor Co may be obtained from the table by a table lookup method. The remaining life of such an output capacitor Co is obtained in advance by testing the DCDC converter 2, the output capacitor Co, and the like. As a result, the remaining life estimation unit 16 can estimate the remaining life with higher accuracy, improve the processing speed, and reduce the processing load.
上記の実施形態では、Ｖｒ（ｔ）／Ｖｒ０、又はＶｒ（ｔ）が、所定の閾値以上となったときに、出力コンデンサＣｏが劣化している、又は出力コンデンサＣｏの残寿命が短いと判定する例について説明した。しかしながら、本開示はこれに限定されない。例えば、電圧リプルＶｒと、出力コンデンサＣｏの残寿命との関係を示すテーブルを記憶部１６５（図６参照）が予め記憶し、残寿命予測部１６は、測定時における電圧リプルＶｒ（ｔ）に対する出力コンデンサＣｏの残寿命を、テーブルルックアップの手法によりテーブルから取得してもよい。このような出力コンデンサＣｏの残寿命は、ＤＣＤＣコンバータ２、出力コンデンサＣｏ等の試験等によって予め取得される。これにより、残寿命予測部１６による残寿命推定をより精度良く行うとともに、処理速度の向上、及び処理負荷の低減を実現することができる。 (Fourth modification)
In the above embodiment, when Vr (t) / Vr0 or Vr (t) becomes equal to or higher than a predetermined threshold value, it is determined that the output capacitor Co has deteriorated or the remaining life of the output capacitor Co is short. I explained an example of doing. However, the present disclosure is not limited to this. For example, the storage unit 165 (see FIG. 6) stores in advance a table showing the relationship between the voltage ripple Vr and the remaining life of the output capacitor Co, and the remaining
１，２０１ 残寿命予測装置
２ ＤＣＤＣコンバータ
１１ 補助回路
１２ 周波数電圧変換回路
１３ スイッチング周波数測定部
１４ 電圧検出回路
１５ 電圧リプル測定部
１６ 残寿命予測部
１７ 周波数検出回路
２１ トランス
２２ 一次側回路
２３ 二次側回路
２４ 制御回路
１６１ 入力部
１６２ 出力部
１６３ 通信インタフェース
１６４ 演算回路
１６５ 記憶部
２１１ 一次巻線
２１２ａ 二次巻線
２１２ｂ 二次巻線
２１３ 補助巻線
２２１ スイッチング回路
２２２ 共振回路 1,201 Remaininglife prediction device 2 DCDC converter 11 Auxiliary circuit 12 Frequency voltage conversion circuit 13 Switching frequency measurement unit 14 Voltage detection circuit 15 Voltage ripple measurement unit 16 Remaining life prediction unit 17 Frequency detection circuit 21 Transformer 22 Primary side circuit 23 Secondary Side circuit 24 Control circuit 161 Input unit 162 Output unit 163 Communication interface 164 Calculation circuit 165 Storage unit 211 Primary winding 212a Secondary winding 212b Secondary winding 213 Auxiliary winding 221 Switching circuit 222 Resonance circuit
２ ＤＣＤＣコンバータ
１１ 補助回路
１２ 周波数電圧変換回路
１３ スイッチング周波数測定部
１４ 電圧検出回路
１５ 電圧リプル測定部
１６ 残寿命予測部
１７ 周波数検出回路
２１ トランス
２２ 一次側回路
２３ 二次側回路
２４ 制御回路
１６１ 入力部
１６２ 出力部
１６３ 通信インタフェース
１６４ 演算回路
１６５ 記憶部
２１１ 一次巻線
２１２ａ 二次巻線
２１２ｂ 二次巻線
２１３ 補助巻線
２２１ スイッチング回路
２２２ 共振回路 1,201 Remaining
Claims (12)
- ＤＣＤＣコンバータの残寿命を予測する残寿命予測装置であって、
前記ＤＣＤＣコンバータは、
一次巻線と、前記一次巻線に電磁結合可能な二次巻線と、前記一次巻線及び前記二次巻線に電磁結合可能な補助巻線と、を有するトランスと、
前記一次巻線に接続された一次側回路と、
前記二次巻線に接続された二次側回路と、を備え、
前記一次側回路は、
入力電圧が印加される入力コンデンサと、
前記入力電圧を所定のスイッチング周波数でスイッチングするスイッチング回路と、
前記スイッチング回路と前記一次巻線との間に挿入された共振回路と、を備え、
前記二次側回路は、前記二次巻線から入力された電圧を平滑化する出力コンデンサを備え、
前記残寿命予測装置は、
前記補助巻線に生じた誘導起電力に基づいて前記スイッチング周波数を測定するスイッチング周波数測定部と、
前記補助巻線に生じた誘導起電力の電圧リプルを測定する電圧リプル測定部と、
前記スイッチング周波数測定部によって測定された前記スイッチング周波数に基づいて前記入力コンデンサの残寿命を予測し、前記電圧リプル測定部によって測定された前記電圧リプルに基づいて前記出力コンデンサの残寿命を予測する残寿命予測部と、を備える、
残寿命予測装置。 A remaining life predictor that predicts the remaining life of a DCDC converter.
The DCDC converter is
A transformer having a primary winding, a secondary winding that can be electromagnetically coupled to the primary winding, and an auxiliary winding that can be electromagnetically coupled to the primary winding and the secondary winding.
The primary circuit connected to the primary winding and
With a secondary circuit connected to the secondary winding,
The primary circuit is
The input capacitor to which the input voltage is applied and
A switching circuit that switches the input voltage at a predetermined switching frequency,
A resonant circuit inserted between the switching circuit and the primary winding is provided.
The secondary circuit comprises an output capacitor that smoothes the voltage input from the secondary winding.
The remaining life prediction device is
A switching frequency measuring unit that measures the switching frequency based on the induced electromotive force generated in the auxiliary winding, and
A voltage ripple measuring unit that measures the voltage ripple of the induced electromotive force generated in the auxiliary winding,
The remaining life of the input capacitor is predicted based on the switching frequency measured by the switching frequency measuring unit, and the remaining life of the output capacitor is predicted based on the voltage ripple measured by the voltage ripple measuring unit. Equipped with a life prediction unit
Remaining life prediction device. - 前記残寿命予測部は、
初期動作時における前記スイッチング周波数の時間的変化量に対する、現時点における前記スイッチング周波数の時間的変化量の割合が、所定の閾値以上であるときに、前記入力コンデンサの残寿命が少ないと予測し、
初期動作時における前記電圧リプルに対する、現時点における前記電圧リプルの割合が、所定の閾値以上であるときに、前記出力コンデンサの残寿命が少ないと予測する、
請求項１に記載の残寿命予測装置。 The remaining life prediction unit
When the ratio of the time change amount of the switching frequency to the time change amount of the switching frequency at the time of initial operation is equal to or more than a predetermined threshold value, it is predicted that the remaining life of the input capacitor is short.
When the ratio of the voltage ripple at the present time to the voltage ripple at the initial operation is equal to or more than a predetermined threshold value, it is predicted that the remaining life of the output capacitor is short.
The remaining life prediction device according to claim 1. - 前記残寿命予測部は、
現時点における前記スイッチング周波数の時間的変化量が所定の閾値以上であるときに、前記入力コンデンサの残寿命が少ないと予測し、
現時点における前記電圧リプルが所定の閾値以上であるときに、前記出力コンデンサの残寿命が少ないと予測する、
請求項１に記載の残寿命予測装置。 The remaining life prediction unit
When the amount of time change of the switching frequency at the present time is equal to or more than a predetermined threshold value, it is predicted that the remaining life of the input capacitor is short.
When the voltage ripple at the present time is equal to or higher than a predetermined threshold value, it is predicted that the remaining life of the output capacitor is short.
The remaining life prediction device according to claim 1. - ＤＣＤＣコンバータの残寿命を予測する残寿命予測装置であって、
前記ＤＣＤＣコンバータは、
一次巻線と、前記一次巻線に電磁結合可能な二次巻線と、を有するトランスと、
前記一次巻線に接続された一次側回路と、
前記二次巻線に接続された二次側回路と、を備え、
前記一次側回路は、
入力電圧が印加される入力コンデンサと、
前記入力電圧を所定のスイッチング周波数でスイッチングするスイッチング回路と、
前記スイッチング回路と前記一次巻線との間に挿入された共振回路と、を備え、
前記残寿命予測装置は、
前記一次巻線の電圧に基づいて前記スイッチング周波数を測定するスイッチング周波数測定部と、
前記スイッチング周波数測定部によって測定された前記スイッチング周波数に基づいて前記入力コンデンサの残寿命を予測する残寿命予測部と、を備える、
残寿命予測装置。 A remaining life predictor that predicts the remaining life of a DCDC converter.
The DCDC converter is
A transformer having a primary winding and a secondary winding that can be electromagnetically coupled to the primary winding.
The primary circuit connected to the primary winding and
With a secondary circuit connected to the secondary winding,
The primary circuit is
The input capacitor to which the input voltage is applied and
A switching circuit that switches the input voltage at a predetermined switching frequency,
A resonant circuit inserted between the switching circuit and the primary winding is provided.
The remaining life prediction device is
A switching frequency measuring unit that measures the switching frequency based on the voltage of the primary winding,
A remaining life prediction unit that predicts the remaining life of the input capacitor based on the switching frequency measured by the switching frequency measuring unit is provided.
Remaining life prediction device. - 前記トランスは、前記一次巻線に電磁結合可能な補助巻線を更に有し、
前記スイッチング周波数測定部は、前記補助巻線に生じた誘導起電力に基づいて前記スイッチング周波数を測定する、
請求項４に記載の残寿命予測装置。 The transformer further has an auxiliary winding that can be electromagnetically coupled to the primary winding.
The switching frequency measuring unit measures the switching frequency based on the induced electromotive force generated in the auxiliary winding.
The remaining life prediction device according to claim 4. - 前記残寿命予測部は、初期動作時における前記スイッチング周波数の時間的変化量に対する、現時点における前記スイッチング周波数の時間的変化量の割合が、所定の閾値以上であるときに、前記入力コンデンサの残寿命が少ないと予測する、
請求項４又は５に記載の残寿命予測装置。 The remaining life predicting unit is the remaining life of the input capacitor when the ratio of the time change amount of the switching frequency to the time change amount of the switching frequency at the time of initial operation is equal to or more than a predetermined threshold value. Predict that there will be few
The remaining life prediction device according to claim 4 or 5. - 前記残寿命予測部は、
現時点における前記スイッチング周波数の時間的変化量が所定の閾値以上であるときに、前記入力コンデンサの残寿命が少ないと予測する、
請求項４又は５に記載の残寿命予測装置。 The remaining life prediction unit
When the amount of time change of the switching frequency at the present time is equal to or more than a predetermined threshold value, it is predicted that the remaining life of the input capacitor is short.
The remaining life prediction device according to claim 4 or 5. - ＤＣＤＣコンバータの残寿命を予測する残寿命予測装置であって、
前記ＤＣＤＣコンバータは、
一次巻線と、前記一次巻線に電磁結合可能な二次巻線と、を有するトランスと、
前記一次巻線に接続された一次側回路と、
前記二次巻線に接続された二次側回路と、を備え、
前記一次側回路は、
入力電圧をスイッチングするスイッチング回路と、
前記スイッチング回路と前記一次巻線との間に挿入された共振回路と、を備え、
前記二次側回路は、前記二次巻線から入力された電圧を平滑化する出力コンデンサを備え、
前記残寿命予測装置は、
前記二次巻線に生じた誘導起電力の電圧リプルを測定する電圧リプル測定部と、
前記電圧リプル測定部によって測定された前記電圧リプルに基づいて前記出力コンデンサの残寿命を予測する残寿命予測部と、を備える、
残寿命予測装置。 A remaining life predictor that predicts the remaining life of a DCDC converter.
The DCDC converter is
A transformer having a primary winding and a secondary winding that can be electromagnetically coupled to the primary winding.
The primary circuit connected to the primary winding and
With a secondary circuit connected to the secondary winding,
The primary circuit is
A switching circuit that switches the input voltage,
A resonant circuit inserted between the switching circuit and the primary winding is provided.
The secondary circuit comprises an output capacitor that smoothes the voltage input from the secondary winding.
The remaining life prediction device is
A voltage ripple measuring unit that measures the voltage ripple of the induced electromotive force generated in the secondary winding,
A remaining life prediction unit that predicts the remaining life of the output capacitor based on the voltage ripple measured by the voltage ripple measuring unit is provided.
Remaining life prediction device. - 前記トランスは、前記二次巻線に電磁結合可能な補助巻線を更に有し、
前記電圧リプル測定部は、前記補助巻線に生じた誘導起電力に基づいて前記電圧リプルを測定する、
請求項８に記載の残寿命予測装置。 The transformer further has an auxiliary winding that can be electromagnetically coupled to the secondary winding.
The voltage ripple measuring unit measures the voltage ripple based on the induced electromotive force generated in the auxiliary winding.
The remaining life prediction device according to claim 8. - 前記残寿命予測部は、初期動作時における前記電圧リプルに対する、現時点における前記電圧リプルの割合が、所定の閾値以上であるときに、前記出力コンデンサの残寿命が少ないと予測する、
請求項８又は９に記載の残寿命予測装置。 The remaining life predicting unit predicts that the remaining life of the output capacitor is short when the ratio of the voltage ripple to the voltage ripple at the time of initial operation is equal to or higher than a predetermined threshold value.
The remaining life prediction device according to claim 8 or 9. - 前記残寿命予測部は、現時点における前記電圧リプルが所定の閾値以上であるときに、前記出力コンデンサの残寿命が少ないと予測する、
請求項８又は９に記載の残寿命予測装置。 The remaining life predicting unit predicts that the remaining life of the output capacitor is short when the voltage ripple at the present time is equal to or higher than a predetermined threshold value.
The remaining life prediction device according to claim 8 or 9. - ＤＣＤＣコンバータの残寿命を予測する残寿命予測方法であって、
前記ＤＣＤＣコンバータは、
一次巻線と、前記一次巻線に電磁結合可能な二次巻線と、前記一次巻線及び前記二次巻線に電磁結合可能な補助巻線と、を有するトランスと、
前記一次巻線に接続された一次側回路と、
前記二次巻線に接続された二次側回路と、を備え、
前記一次側回路は、
入力電圧が印加される入力コンデンサと、
前記入力電圧を所定のスイッチング周波数でスイッチングするスイッチング回路と、
前記スイッチング回路と前記一次巻線との間に挿入された共振回路と、を備え、
前記二次側回路は、前記二次巻線から入力された電圧を平滑化する出力コンデンサを備え、
前記残寿命予測方法は、
前記補助巻線に生じた誘導起電力に基づいて前記スイッチング周波数を測定するスイッチング周波数測定ステップと、
前記補助巻線に生じた誘導起電力の電圧リプルを測定する電圧リプル測定ステップと、
前記スイッチング周波数測定ステップにおいて測定された前記スイッチング周波数に基づいて前記入力コンデンサの残寿命を予測し、前記電圧リプル測定ステップにおいて測定された前記電圧リプルに基づいて前記出力コンデンサの残寿命を予測する残寿命予測ステップと、を含む、
残寿命予測方法。 It is a method for predicting the remaining life of a DCDC converter.
The DCDC converter is
A transformer having a primary winding, a secondary winding that can be electromagnetically coupled to the primary winding, and an auxiliary winding that can be electromagnetically coupled to the primary winding and the secondary winding.
The primary circuit connected to the primary winding and
With a secondary circuit connected to the secondary winding,
The primary circuit is
The input capacitor to which the input voltage is applied and
A switching circuit that switches the input voltage at a predetermined switching frequency,
A resonant circuit inserted between the switching circuit and the primary winding is provided.
The secondary circuit comprises an output capacitor that smoothes the voltage input from the secondary winding.
The remaining life prediction method is
A switching frequency measurement step of measuring the switching frequency based on the induced electromotive force generated in the auxiliary winding,
A voltage ripple measurement step for measuring the voltage ripple of the induced electromotive force generated in the auxiliary winding, and
The remaining life of the input capacitor is predicted based on the switching frequency measured in the switching frequency measurement step, and the remaining life of the output capacitor is predicted based on the voltage ripple measured in the voltage ripple measurement step. Life prediction step, including,
Remaining life prediction method.
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