[发明专利]一种针对LED电源不同故障特点的三级保护方法

摘要

本发明提供了一种针对LED电源不同故障特点的三级保护方法，检测电源运行状态的，当电源状态发生突变，通过硬件实现系统关机，当出现渐变性质的故障，则进行应力调整二级保护，即通过单位时间内脉冲宽度下调速率，使得电源功率下调，如果通过应力调整，电源故障倾向未得到消除，则启动第三级保护“软关机”，下调PWM脉宽，直至PWM脉冲的宽度减小为0，电源输出功率为0断电关机。本发明主要对电源实施“三级保护”，采用了不同方法处理紧急故障和渐变型故障，并通过应力调整实现故障规避，可以提高电源的可靠性，降低故障率，以便消除或降低电源在电子系统中造成的“瓶颈效应”。

主权项

1.一种针对LED电源不同故障特点的三级保护方法，其特征在于包含如下步骤：步骤1：建立检测电源运行状态的传感器组合，测量如下参数：输入电压V(k)、输出电流I(k)、机箱温度T(k)，其中k是计数值；设定输入电压、输出电流、机箱温度参考值，见表1：表1 正常超1超2超3输入电压额定电压V_eV₁＝V_e×110%V₂＝V_e×125%V_max＝V_e×130%输出电流额定电流I_eI₁＝I_e×130%I₂＝I_e×140%I_max＝I_e×150%机箱温度T₀＝65℃T₁＝75℃T₂＝85℃T_max＝95℃步骤2：第一级保护将步骤1测量的参数与表1的参考值进行比较，当出现下列任一情况：V(k)≥V_max、I(k)≥I_max、T(k)≥T_max则认为电源状态发生突变，是紧急故障，转入硬件保护，即一级保护，即通过硬件实现系统关机，否则进入步骤3；步骤3：第二级保护（1）根据步骤1测定的电源各项参数，当下述判定条件有任何一条成立，可认为出现渐变性质的故障：①若连续3次检测到温度T(k)＞T(k-1)，而且温度上升速率δT(k)超过设定值δ_T，其中δ_T一般设定为2℃/分钟，δT(k)＝[T(k)-T(k-1)][t(k)-t(k-1)]；②若电源电压、电流或温度有一项值达到且超过表1设定的超1的值，但是尚未达到超3的值，即出现如下任一情况：V₁≤V(k)＜V_max、I₁≤I(k)＜I_max、T₁≤T(k)＜T_max③若电源电压、电流、温度工作正常，但是预测的下一检测时刻的电源参数超过超1的设定值，即出现如下任一情况：V^(k+1)≥V1,I^(k+1)≥I1,T^(k+1)≥T1]]>其中，分别为预测的下一检测时刻的输入电压、输出电流和机箱温度：T^(k+1)=2T(k)-T(k-1)]]>V^(k+1)=2V(k)-V(k-1)]]>I^(k+1)=2I(k)-I(k-1)]]>⑵若步骤（1）中出现渐变性质的故障倾向，则进行应力调整二级保护：即通过确定在单位时间内脉冲宽度下调速率ΔPWM／T，，并依据此速率自动下调脉冲宽度PWM，使得电源功率下调：计算下调脉冲宽度Δ(PWM)Δ(PWM)＝K[0.85×(最大脉宽)5]其中，Δ(PWM)为下调脉冲宽度，最大脉宽为100%脉宽减去防止功率器件直通而设计的“死区”宽度，K的取值为1，2，3，4，5，分别表示五档不同的脉宽控制速度；K的取值依据如下原则：满足下列条件中任意一条时，K＝5：V(k)≥V₂、I(k)≥I₂、T(k)≥T₂、V^(k+1)≥Vmax,I^(k+1)≥Imax,T^(k+1)≥Tmax,]]>T(k)-T(k-1)≥1.2δ_T未满足K＝5的条件，但是满足下列条件中任意两个及以上时，K＝4：V(k)≥V₁、I(k)≥I₁、T(k)≥T₁、V^(k+1)≥V2,I^(k+1)≥I2,T^(k+1)≥T2,]]>T(k)-T(k-1)≥1.1δ_T未满足K＝5的条件，但是满足下列条件中任意一个条件时，K＝3：V(k)≥V₁、I(k)≥I₁、T(k)≥T₁、V^(k+1)≥V2,I^(k+1)≥I2,T^(k+1)≥T2,]]>T(k)-T(k-1)≥1.1δ_T未满足K＝3、K＝4、K＝5的条件，但是满足下列条件中任意两个时，K＝2：V^(k+1)≥V1,I^(k+1)≥I1,T^(k+1)≥T1,]]>T(k)-T(k-1)≥1.1δ_T不满足K＝2、K＝3、K＝4、K＝5的条件时，K＝1；按单位时间内脉冲宽度下调速率下调PWM输出值，T为设定的功率调整限时，T一般可取T＝10～20，即按照下调电源输出功率；步骤4：第三级保护：通过应力调整，在步骤3的设定的功率调整时间T之后，电源故障倾向未得到消除，则启动第三级保护——“软关机”，即依照K＝5时对应的下调PWM脉宽，直至PWM脉冲的宽度减小为0，这时电源输出功率为0，断电关机。