一種針對(duì)led電源不同故障特點(diǎn)的三級(jí)保護(hù)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種針對(duì)LED電源不同故障特點(diǎn)的三級(jí)保護(hù)方法，檢測(cè)電源運(yùn)行狀態(tài)的，當(dāng)電源狀態(tài)發(fā)生突變，通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)關(guān)機(jī)，當(dāng)出現(xiàn)漸變性質(zhì)的故障，則進(jìn)行應(yīng)力調(diào)整二級(jí)保護(hù)，即通過(guò)單位時(shí)間內(nèi)脈沖寬度下調(diào)速率，使得電源功率下調(diào)，如果通過(guò)應(yīng)力調(diào)整，電源故障傾向未得到消除，則啟動(dòng)第三級(jí)保護(hù)“軟關(guān)機(jī)”，下調(diào)PWM脈寬，直至PWM脈沖的寬度減小為0，電源輸出功率為0斷電關(guān)機(jī)。本發(fā)明主要對(duì)電源實(shí)施“三級(jí)保護(hù)”，采用了不同方法處理緊急故障和漸變型故障，并通過(guò)應(yīng)力調(diào)整實(shí)現(xiàn)故障規(guī)避，可以提高電源的可靠性，降低故障率，以便消除或降低電源在電子系統(tǒng)中造成的“瓶頸效應(yīng)”。
【專利說(shuō)明】—種針對(duì)LED電源不同故障特點(diǎn)的三級(jí)保護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種LED電源，尤其是針對(duì)LED電源故障保護(hù)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]LED電源主要分為開關(guān)電源、線性電源等兩種。根據(jù)以往針對(duì)電子設(shè)備故障的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，其故障超過(guò)半數(shù)以上是由于其內(nèi)部電源的故障造成的；特別是LED路燈，其故障的80%來(lái)自于電源，致使其推廣使用受到影響；故電源的可靠性應(yīng)該受到高度的關(guān)注。
[0003]目前，對(duì)于不同種類電源的保護(hù)可以分為兩大類，敘述如下。
[0004](1)硬件保護(hù)方法。該方法主要利用電路內(nèi)部設(shè)定的檢測(cè)、比較等硬件電路，對(duì)過(guò)欠壓、過(guò)欠流、過(guò)熱、瞬態(tài)沖擊等故障實(shí)施關(guān)機(jī)保護(hù)，以避免故障損失的擴(kuò)大。這類保護(hù)方法的優(yōu)點(diǎn)是保護(hù)速度快、簡(jiǎn)單可行，但缺點(diǎn)是:①電源無(wú)故障工作時(shí)間較短快速關(guān)機(jī)會(huì)造成額外損失或損傷。
[0005](2)基于軟、硬件結(jié)合的保護(hù)方法，稱為“軟關(guān)斷”的方法。該方法將故障分為兩種，一種是緊急故障，仍采用第一類保護(hù)方法。另一種是緩變故障，保護(hù)過(guò)程是:先用軟件控制輸出電壓，使其逐步趨于零，再用硬件斷開輸入電源。這種方法可以降低開關(guān)過(guò)程造成的損傷，但依然無(wú)法避免因關(guān)機(jī)造成的損失，且對(duì)其可靠性提升不明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明是在目前常用的兩類保護(hù)方法的基礎(chǔ)上，提出一種“電源三級(jí)保護(hù)”技術(shù)，它除了具有上述兩類保護(hù)措施外，還增加了第三類的“故障規(guī)避”環(huán)節(jié)。當(dāng)電源的故障檢測(cè)模塊測(cè)得故障征兆時(shí)，先啟動(dòng)故障規(guī)避模塊，通過(guò)調(diào)整電源的運(yùn)行參數(shù)降低元件所承受的應(yīng)力，使得電源運(yùn)行狀態(tài)趨于正常，擬消除故障隱患。當(dāng)規(guī)避無(wú)效時(shí)，啟動(dòng)另外兩類保護(hù)方法中的一種。因此本發(fā)明具有針對(duì)故障性質(zhì)自適應(yīng)的選擇保護(hù)方法的特點(diǎn)，可有效提高電源的可靠性。
[0007]該方法的第一級(jí)保護(hù)用以處理緊急故障，以阻止破壞性的擴(kuò)大；第二級(jí)保護(hù)是應(yīng)力調(diào)整消除故障的隱患，以避免故障發(fā)生；第三級(jí)保護(hù)是通過(guò)軟件關(guān)斷的方法處理漸變性故障。
[0008]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的實(shí)現(xiàn)“三級(jí)保護(hù)”的技術(shù)方案是:
[0009]步驟1:建立檢測(cè)電源運(yùn)行狀態(tài)的傳感器組合，測(cè)量如下參數(shù):輸入電壓V(k)、輸出電流I (k)、機(jī)箱溫度T (k)，其中k是計(jì)數(shù)值；
[0010]設(shè)定輸入電壓、輸出電流、機(jī)箱溫度參考值，見表1:
[0011]表1
[0012]
[SMlp3
輸入電壓額定電壓 Ve V1 = VeX 110% V2 = VeX 125% Vmax = VeX 130%輸出電流 I額定電流 Ie Ii1 = IeX 130% Ii2 = iex 140% Iimax = iex 150%
機(jī)箱溫度 Τ。= 65°C T1 = 75 °C T2 = 85。。 Tmax = 95。。
[0013]步驟2:第一級(jí)保護(hù)
[0014]將步驟I測(cè)量的參數(shù)與表1的參考值進(jìn)行比較，當(dāng)出現(xiàn)下列任一情況:
[0015]V (k)≥ Vfflax, I (k)≥ Ifflax, T (k)≥ Tfflax
[0016]則認(rèn)為電源狀態(tài)發(fā)生突變，是緊急故障，轉(zhuǎn)入硬件保護(hù)，即一級(jí)保護(hù)，即通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)關(guān)機(jī)，否則進(jìn)入步驟3 ；
[0017]步驟3:第二級(jí)保護(hù)
[0018](I)根據(jù)步驟I測(cè)定的電源各項(xiàng)參數(shù)，當(dāng)下述判定條件有任何一條成立，可認(rèn)為出現(xiàn)漸變性質(zhì)的故障:
[0019]①若連續(xù)3次檢測(cè)到溫度T (k) > T (k-Ι)，而且溫度上升速率δ T(k)超過(guò)設(shè)定值δτ，其中 δτ—般設(shè)定為 2°C / 分鐘，5T(k) = [T(k)-T(k-l)][t(k)-t(k-l)]；
[0020]②若電源電壓、電流或溫度有一項(xiàng)值達(dá)到且超過(guò)表1設(shè)定的超I的值，但是尚未達(dá)到超3的值，即出現(xiàn)如下任一情況:
[0021 ] V1 ≤ V (k) < V-、I(k) < Imax、T1 ≤ T (k) < Tmax
[0022]③若電源電壓、電流、溫度工作正常，但是預(yù)測(cè)的下一檢測(cè)時(shí)刻的電源參數(shù)超過(guò)超I的設(shè)定值，即出現(xiàn)如下任一情況:
[0023]V{k +1) ^ Vy I(/v +1) ^ /j T{k +1) ^
[0024]其中，印+ 1)、細(xì)+ 1)、加+ 1)分別為預(yù)測(cè)的下一檢測(cè)時(shí)刻的輸入電壓、輸出電流和機(jī)箱溫度:
[0025]f{k +1) = 2,(/'') — T(k — I)
[0026]V{k + 1) = 2V(k) - V(k -1)
[0027]/(A: + 1) = 2/(/0- Kk — I)
[0028]⑵若步驟(I)中出現(xiàn)漸變性質(zhì)的故障傾向，則進(jìn)行應(yīng)力調(diào)整二級(jí)保護(hù):
[0029]即通過(guò)確定在單位時(shí)間內(nèi)脈沖寬度下調(diào)速率APWM / T，，并依據(jù)此速率自動(dòng)下調(diào)脈沖寬度PWM，使得電源功率下調(diào):
[0030]計(jì)算下調(diào)脈沖寬度Λ (PWM)
[0031 ] Δ (PWM) = K [0.85 X (最大脈寬)5]
[0032]其中，Λ (PWM)為下調(diào)脈沖寬度，最大脈寬為100%脈寬減去防止功率器件直通而設(shè)計(jì)的“死區(qū)”寬度，K的取值為1，2，3，4，5，分別表示五檔不同的脈寬控制速度；
[0033]K的取值依據(jù)如下原則:
[0034]滿足下列條件中任意一條時(shí)，K = 5:
[0035]V ( k )≥ V2、I(k)≥ I2、T(k)≥ T2、V{k + \)≥Vmn、 /(/f+ l)>/m≥Imax、f(k + \)≥TmK、T(k)-T(k-1) ≥ 1.2 δτ
[0036]未滿足K = 5的條件,但是滿足下列條件中任意兩個(gè)及以上時(shí)，K = 4:
【權(quán)利要求】
1.一種針對(duì)LED電源不同故障特點(diǎn)的三級(jí)保護(hù)方法，其特征在于包含如下步驟: 步驟1:建立檢測(cè)電源運(yùn)行狀態(tài)的傳感器組合，測(cè)量如下參數(shù):輸入電壓V(k)、輸出電流I (k)、機(jī)箱溫度T (k)，其中k是計(jì)數(shù)值； 設(shè)定輸入電壓、輸出電流、機(jī)箱溫度參考值，見表1: 表1
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK103475203SQ201310391075
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月31日
【發(fā)明者】羊彥, 景占榮, 高田, 孟超普, 吳曉光 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)