随着电力电子变换器的应用场景日益关键,人们对其可靠运行的要求越来越高。电容是变换器中最容易失效的器件之一,其特征参数C或ESR的变化反映了电容的健康状况。通过在线检测电容参数,可实时掌握电容的老化情况,及时处理并更换失效电容,对于提高变换器工作可靠性具有重要意义。本文以使用铝电解电容的Boost PFC变换器为研究对象,提出两种在线检测其输出电容C和ESR的方法,主要内容如下:1在现有交流信号注入法的基础上提出一种基于功率平衡和电容频率特性的C和ESR在线检测方法。首先,在Boost PFC变换器的输入端注入谐波电流,使其输出电容两端产生相应频率的谐波分量;然后,利用功率平衡计算电容电流的谐波分量,利用FFT算法提取输出电压的谐波分量,再结合电容的频率特性推导C和ESR的计算模型,并对注入谐波的幅值和频率进行了分析;最后,设计了一套在线检测实现方案,搭建了仿真平台,分别在不同输入电压、不同电阻负载以及电容不同老化程度条件下对所提方法进行了验证,检测误差在10%以内。在此方法中,仅需要检测输出电压信号,且无需增加额外硬件电路。2提出一种基于时-频域分析的ESR在线检测思想。在Boost PFC变换器中,输出电容的ESR引起输出电压开关纹波产生突变,且开关关断时刻的突变更加明显。由于输出电压中包含较大的二倍工频纹波,采用现有时域分析或频域分析法均难以检测到突变量。但信号在突变时刻是奇异的,奇异信息在时-频域中可被轻松检测到。基于此,本文采用小波变换来分析输出电压的突变信息。首先,分析了Boost PFC变换器的工作特性,推导输出电压在开关关断时刻关于ESR的表达式;然后,将输出电压变换到时-频域中,推导ESR基于小波变换的计算模型,并对采样区间的选取进行了讨论;最后,设计了一套在线检测实现方案,搭建了实验平台,分别在不同电感、不同电阻负载、MOSFET不同型号以及电容不同老化程度条件下对所提方法进行了验证,检测误差在10%以内。