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开关电源因其具有损耗小,响应速度快,体积小重量轻等优点被广泛应用于通信、医疗、交通、工业和军事等各个领域。电解电容是开关电源的关键元件,但存在寿命短、易失效的缺点,制约了开关电源的使用。电解电容的失效会严重影响开关电源的安全工作,甚至造成巨大经济损失、人员伤亡。因此实时监测电解电容的状态变化情况,预测其剩余寿命对于提高开关电源可靠性具有重要意义。本文以Buck变换器输出端电解电容为研究对象,研究了其工作在两种工作模式:连续工作模式(Continuous Conduction Mode,CCM)和断续导通模式(Discontinuous Conduction Mode,DCM)下的参数监测方法,并进行了剩余寿命预测。首先,介绍了铝电解电容的结构、等效电路等基本原理,重点分析了电解电容两个重要参数等效串联电阻ESR(Equivalent series resistance)和电容容量C的温度及频率特性;研究了铝电解电容的主要失效模式及失效机理,并阐述了引起电解电容退化失效的主要原因;建立Buck电路连续工作模式的小信号模型,从传递函数的角度分析了铝电解电容参数退化对Buck变换器输出的影响。其次,通过分析Buck变换器工作在不同工作模式下的工作特点,根据输出电容的纹波电压,结合电容电流的表达式分别推导了CCM和DCM Buck变换器输出电解电容ESR和C的在线计算模型。在仿真软件中搭建了Buck变换器闭环仿真模型,仿真计算结果表明该计算方法误差较小,效果良好。以实际产品为例,较为准确的在线提取出电解电容参数,证明了该方法的正确性和有效性。最后,根据ESR的变化趋势确定了电解电容的寿命预测模型,采用基于支持向量机(Support Vector Machine,SVM)及最小二乘支持向量机(Least Square Support Vector Machine,LS-SVM)的预测方法对电解电容的剩余寿命进行短期预测,仿真结果表明基于SVM和LS-SVM的方法均可对电解电容的剩余寿命进行有效的预测,且基于LS-SVM的方法预测结果更加准确。