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申请/专利权人：青岛星鸿智源科技有限公司

摘要：本发明属于砖式封装电源模块故障预测及健康管理技术领域，公开了一种参数自适应的电源模块状态异常诊断方法及系统。本发明方法基于PHM理论基础，充分挖掘利用电源模块内部如电压、电流、温度等监控参数与功率损耗之间关联关系，将功率损耗参数用于状态异常诊断，可实现在渐进式劣化过程中的状态异常监测，实现故障保护停机前的故障预测，诊断到状态异常后进行状态异常预警，在故障停机前预警提示进行提前的检查、预防性维修更换等，避免因故障后立即停机导致的损失。本发明实现了在电源模块发生故障停机前的状态异常诊断预测，且该方法诊断条件可基于实际运行工况的进行自适应调整，准确可靠，适用性强，降低了误报及漏报几率，提高了可用性。

主权项：1.一种参数自适应的电源模块状态异常诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：通过实时检测功耗与实时运行工况下的理论功耗进行差值计算对比，若二者偏差值的绝对值大小满足异常诊断条件，则可认为电源模块存在异常；其中，异常诊断条件为：|Pd-Pd_TH|＞λPd_TH；λ为功耗异常诊断阈值系数；Pd为当前运行工况的实时功耗值，实时功耗Pd利用电源模块实时检测的输入电压Vin、输入电流Iin、输出电压Vo、输出电流Io计算得出；Pd_TH为当前运行工况的实时计算理论功耗值，实时运行工况下的理论功耗Pd_TH通过自适应于当前运行状态的功耗拟合函数计算出得出，该功耗拟合函数为与输入电压Vin、输出电流Io以及温度TB三个变量相关的三元函数；根据电压、电流及温度对功耗影响的关系，提出如下功耗拟合函数： 其中，k、a、b、c、α、β、γ均为未知系数；所述功耗拟合函数中各个未知系数的确定过程如下：为了方便数学过程描述，令x＝Vin，y＝TB，z＝Io；则功耗拟合函数改写为：fx，y，z＝k+axα+byβ+czγ1定义在电源模块出厂测试或实际运行前期采集的n组数据为：x＝x1，…，xn，y＝y1，…，yn，z＝z1，…，zn，fx，y，z＝f1，…，fn；则功耗拟合函数确定的过程即利用n组数据求解未知系数的问题，求解过程如下：为方便分析，先对功耗拟合函数进行对数转换，使其线性化，对功耗拟合函数两边同时取自然对数，得到：lnfx，y，z-k＝lna+αlnx+lnb+βlny+lnc+γlnz2为了线性化，给出如下定义：Y′＝lnfx，y，z-k，A＝lnα，B＝lnb，C＝lnc；那么，等式2改写为：Y′＝A+αlnx+B+βlny+C+γlnz3步骤1.构建矩阵方程；为了使用最小二乘法，需要将公式3转化为矩阵形式，公式3写成矩阵乘法：Y′＝X*Θ4其中，Y′是一个n×1向量，每个元素是y′i＝lnfix，y，z-k，i＝1，…，n，即： k在该步骤1的计算中为预设值；X是一个n×6的矩阵，每一行包含对应于一个数据点的[1，lnxi，1，lnyi，1，nzi]，其中，″1″对应于常数项A、B和C的系数；即： Θ是一个6ⅹ1的矩阵，包含待求解的功耗拟合函数的未知系数α、β、γ，及a、b、c的对数A＝lna，B＝lnb，C＝lnc，即： 步骤2.在线性回归中，通过最小二乘法求解Θ；通过最小二乘法求解参数矩阵Θ，使得||Y′-X*Θ||2最小，则Θ的解析解表达式为：Θ＝XT*X-1*XT*Y′5步骤3.确定功耗拟合函数未知系数a、b、c、α、β、γ；将步骤1中构建的Y′、X两个矩阵及k代入式5计算求得Θ，由Θ直接得到α、β、γ，a、b、c则通过以下计算得出：a＝eA，b＝eB，c＝eC；步骤4.计算准确的k值。

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