Buck变换器参数在线辨识与故障诊断

"本文详细探讨了Buck变换器的参数辨识方法，该方法适用于不同工作模式下的Buck电路，能够实现在线辨识，为故障诊断提供支持。文章介绍了Buck变换器的基本结构，建立了考虑电容ESR的等效电路模型，并通过最小二乘算法进行参数辨识，通过实验验证了方法的准确性和有效性。" Buck变换器是一种常见的DC/DC降压转换器，广泛应用于各种电力电子系统中。随着其应用范围的扩大，对于变换器的可靠性和可维护性的需求也随之增加。其中，参数辨识是确保变换器高效稳定运行的关键环节，因为它能够检测和预测潜在的元器件故障，如电容、电感、开关器件等的特性劣化。 本文首先介绍了Buck变换器的基本电路结构，强调了电容的等效串联电阻(ESR)在建模中的重要性，因为它直接影响输出电压的质量。在构建模型时，忽略了电感的ESR，因为其影响相对较小。Buck变换器在连续传导模式（CCM）和断续传导模式（DCM）下有不同的工作状态，这需要在建模时考虑不同的微分方程组。 为了实现参数辨识，文章提出了基于最小二乘算法的方法。这种方法能够在两种工作模式下有效地识别变换器的参数，包括滤波电感、滤波电容的值以及它们的ESR。最小二乘算法是一种优化技术，用于拟合数据并找出最佳参数估计，使得实际观测值与模型预测值之间的残差平方和最小。 实验部分展示了通过该方法进行参数辨识的过程，验证了方法的准确性和实用性。实验结果证明，该方法能够有效识别Buck变换器的关键参数，有助于实时监控变换器状态，预测和诊断参数性故障，从而实现预知维护，提高系统的稳定性和可靠性。 该文提供的Buck变换器参数辨识方法对于电力电子系统的故障预防和健康管理具有重要意义。通过在线参数辨识，可以提前发现潜在的设备问题，减少因元器件故障导致的系统停机和经济损失。这种方法可以被整合到电力电子监控及故障诊断系统中，进一步提升系统的智能化水平。