电子设备内部各模块电路能够正常工作的前提是能够有稳定的直流电源（Direct current，DC）供电。电子设备能够获得直流电源的方式是多种多样的，而DC-DC变换器是其中最重要的一种方式。DC-DC变换器的存在就是为了解决这一问题的，它的作用就是在输入电压有波动和输出端负载有变化的情况下为电子设备各模块电路提供稳定、高效的直流电源。

随着人类科技文明的飞速发展，各类电子、电器设备在我们的生活中层出不穷。DC-DC变换器作为电子设备不可或缺的核心组成部分被广泛应用在通信、计算机、汽车、航海、航空航天以及可再生能源等各个工业领域，其可靠性与设备的安全可靠运行紧密相关。DC-DC变换器一旦发生故障会导致设备功能失效,严重时可能会引起系统的瘫痪,甚至会危及人身安全,因此对DC-DC变换器开展故障诊断研究具有十分重要的意义。

在现代的船舶运输行业中，众所周知船舶是一个包含各类电气设备的复杂的集合体，一旦DC-DC变换器出现故障而船员不能及时诊断并解决必然会给船舶相应设备的稳定运行造成影响，可能导致设备无法继续运转，由此引发的连锁反应轻则造成一定的经济损失，重则危及我们的人生安全。所以DC-DC变换器作为船舶电气设备的核心组成部分,其可靠性与设备运行的安全性、可靠性息息相关,一旦DC-DC变换器发生故障,轻则导致设备部分功能失效,重则使整个系统瘫痪,甚至危及人身安全。因此，如何快速地、准确地对船舶DC-DC变换器的故障诊断的研究具有重要意义。

1.1国内外研究现状分析

随着功率半导体制造技术和微电子技术以及其他边沿技术的不断改进和飞速发展，DC-DC 直流变换器技术有了突破性的发展。目前，DC-DC 变换器以其独有的效率高、输出形式多样、稳压范围宽等特点，在通信、医疗、直流电网、新能源发电系统、船舶、航天航空和交通运输等领域中得到了广泛的应用。它们的正常运行对保证整个系统的安全、高效、优质运行意义十分重大。一旦 DC-DC 变换器发生故障，若未及时隔离故障，可能造成整个系统的崩溃。通过在线实时监控DC-DC 变换器，迅速诊断故障并采取合适的解除方法，可以有效提高整个系统的可靠性。因此，针对 DC-DC 变换器故障诊断的研究也越来越受到学者的重视。实践表明，功率开关管是 DC-DC 变换器中最脆弱的一环，绝大数故障表现为功率开关管的故障。一般的，可以将开关故障分为开路故障（OCF）和短路故障（SCF）两类。开路故障会对开关造成过压，同时会产生脉冲电流，短路故障会导致异常的过电流，但这两种故障任何一种发生时，都会对系统造成进一步的损害，甚至使整个系统瘫痪，为了防止由开关故障导致的系统损害，近年来，国内外形成一股研究DC-DC 功率变换器开关器件故障诊断的热潮，因此国内外许多学者针对 DC-DC 变换器中功率开关管的故障诊断开展了研究。文献[4]针对 boost 变换器提出了一种基于电感电流斜率的故障诊断方法。数字控制器每半个开关周期采样一次电感电流值，通过比较相邻 3 个采样值的大小实现开关管开路和短路故障的诊断。该诊断方法可以在不到两个开关周期的时间内实现开关管故障的诊断，但是，该方法容易受到负载扰动的影响。文献[5]对该方法进行了改进，提出了一种基于现场可编程门陈列(field-programmable gate array，FPGA)的实时快速故障诊断方法，通过对比开关管驱动信号的状态和电感电流的斜率实现故障的诊断定位。文献[6]和[7]中介绍了针对零电压开关（ZVS）直流变换器的故障诊断方法，其中文献[6]中通过在变压器中加入辅助线圈测得其网测电压来检测开关短路故障，文献[7]中通过在全桥变换器直流侧加入脉冲变压器来检测开关短路故障和开路故障。针对三电平 DC-DC 变换器，文献[8-9] 也提出了相应故障诊断方法。对于三电平 boost 变换器，可以通过比较用于最大功率点跟踪(maximum power pointtracking，MPPT)控制的输出电容电压的误差实现开关管故障诊断[8]；对于半桥三电平变换器，通过观察飞跃电容电压的大小，可以实现功率开关管的故障检测[9]。该诊断方法不需要引入昂贵的测量元件和数字处理系统，仅依靠简单的硬件电路即可实现。但该诊断方法不能实现故障开关管的定位。

针对DC-DC变换器故障诊断方法虽然很多，但是大体上可以划分为基于解析模型、基于信号处理和基于知识的三种方法：

（1）基于解析模型的方法：根据系统的建立的模型以及输入，能通过逻辑推理推导出系统在正常情况下预期的输出。观测到的系统实际输出与系统预期输出有差异，说明系统存在故障，利用逻辑推理确定引发故障的部件集合。

（2）基于信号处理的方法：通过数字处理器对信号进行处理，实现故障的检测。

（3）基于知识的方法：以知识处理技术为基础，通过在概念和处理方法上的知识化，实现设备故障诊断的智能化。采用的方法有：模糊推理方法、神经元网络方法、定性仿真等。基于知识的故障诊断方法大都是与基于信号处理的方法相结合的。

现阶段，也有很多成熟的故障诊断的方法应用 在具体的科技研究和实际操作之中，如：