基于信息熵原理的开关电源故障诊断方法

摘要

本发明公开了一种基于信息熵原理的开关电源故障诊断方法，主要解决现有诊断方法所需的测试点多，编程算法复杂，可诊断故障类型少，不能准确定位的缺点。故障诊断时，先获取开关电源板磁性元件的漏磁信号；再提取漏磁信号的谱熵特征Hf、时域熵特征Ht、峰峰值特征Vpp、均值特征a、均方根特征r和方差特征σ；然后将提取的各特征值与诊断前建立的特征值表中的特征值进行比对，判断出开关电源是否故障及故障的类型。本发明所需的测试点少，仅需要电源板磁性元件的漏磁信号即可实现开关电源的故障诊断，尤其适用于无法进行接触式故障诊断的场合，可用于对各种开关电源的系统测试和故障诊断。

主权项

一种基于信息熵原理的开关电源故障诊断方法，包括以下步骤：(1)建立各种实验开关电源板漏磁信号各特征分布区间的特征值表：(1a)分别选取一块无故障的正常实验开关电源板标记为B0和m块有不同故障类型的实验开关电源板，分别标记B1，B2，…，Bm，m≤100，其中故障类型包括：输出整流二极管短路、反馈供电二极管开路、电流采样滤波电路电阻断开、震荡回路电容开路、反馈分压电阻开路和输出端短路；(1b)采用非接触方式获取各种实验开关电源板磁性元件的漏磁信号，分别为s0，s1，…，sm，其中s0为无故障的正常实验开关电源板B0的漏磁信号，s1为第1个有故障的实验开关电源板B1的漏磁信号，依次类推，sm为第m个有故障的实验开关电源板Bm的漏磁信号；(1c)使用信息熵原理提取实验开关电源板磁性元件漏磁信号si时域内的时域熵特征和频域内的谱熵特征，并用统计分析的方法提取漏磁信号si的峰峰值特征、均值特征、均方根特征和方差特征，得到实验开关电源板B0至Bm的漏磁信号的各特征，其中实验开关电源板Bi的漏磁信号的特征包括：谱熵Hfi、时域熵Hti、峰峰值Vppi、均值ai、均方根ri和方差σi，i＝0，1，2，…，m；(1d)改变非接触磁探头的测量位置，重复步骤(1b)‑(1c)g次，10≤g≤20，对步骤(1c)提取的实验开关电源板Bi的漏磁信号的各特征，分别求出g个数据的均值及最大偏差，再求出各特征的分布区间，并将各实验电源板各特征的分布区间写入表中，i＝0，1，2，…，m，建立各实验开关电源板漏磁信号的特征值表；(2)对被测开关电源板是否故障及故障类型进行诊断：(2a)采用非接触方式获取被测开关电源板磁性元件的漏磁信号；(2b)使用信息熵原理提取被测开关电源板磁性元件漏磁信号时域内的时域熵特征Ht和频域内的谱熵特征Hf，并用统计分析的方法提取该开关电源板漏磁信号的峰峰值特征Vpp、均值特征a、均方根特征r和方差特征σ；(2c)读取特征值表中第一种实验开关电源板漏磁信号的特征分布区间，判断被测电源板各特征是否均在该实验开关电源板漏磁信号的相应特征的区间内，若均在相应特征的区间内，则被测电源板的故障为该实验开关电源板对应的故障，否则读取特征值表中下一种实验开关电源板漏磁信号的特征分布区间，依次进行判断，直到确定 被测开关电源板的故障类型，若查找完特征值表仍无法找到与被测开关电源具有相同故障的实验开关电源板，则通过人工方法进行故障确定，并将其故障特征补入特征值表中。