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，涉及一种LED电源，尤其是针对LED电源故障保护方法，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

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：$\hat{V}(k+1)\ge V_1,\hat{I}(k+1)\ge I_1,\hat{T}(k+1)\ge T_1$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：$\hat{T}(k+1)=2T\left(k\right)-T(k-1)$$\hat{V}(k+1)=2V\left(k\right)-V(k-1)$$\hat{I}(k+1)=2I\left(k\right)-I(k-1)$⑵若步骤(1)中出现渐变性质的故障倾向，则进行应力调整二级保护，即通过确定在单位时间内脉冲宽度下调速率并依据此速率自动下调脉冲宽度PWM，使得电源功率下调，计算下调脉冲宽度的ΔPWM：ΔPWM＝K[0.85×(最大脉宽)/5]其中，ΔPWM为下调脉冲宽度，最大脉宽为100％脉宽减去防止功率器件直通而设计的“死区”宽度，K的取值为1，2，3，4，5，分别表示五档不同的脉宽控制速度；K的取值依据如下原则：满足下列条件中任意一条时，K＝5：V(k)≥V₂、I(k)≥I₂、T(k)≥T₂、$\hat{V}(k+1)\ge V_{\max },\hat{I}(k+1)\ge I_{\max },\hat{T}(k+1)\ge T_{max},$T(k)‑T(k‑1)≥1.2δ_T未满足K＝5的条件，但是满足下列条件中任意两个及以上时，K＝4：V(k)≥V₁、I(k)≥I₁、T(k)≥T₁、$\hat{V}(k+1)\ge V_2,\hat{I}(k+1)\ge I_2,\hat{T}(k+1)\ge T_2,$T(k)‑T(k‑1)≥1.1δ_T未满足K＝5的条件，但是满足下列条件中任意一个条件时，K＝3：V(k)≥V₁、I(k)≥I₁、T(k)≥T₁、$\hat{V}(k+1)\ge V_2,\hat{I}(k+1)\ge I_2,\hat{T}(k+1)\ge T_2,$T(k)‑T(k‑1)≥1.1δ_T未满足K＝3、K＝4、K＝5的条件，但是满足下列条件中任意两个时，K＝2：$\hat{V}(k+1)\ge V_1,\hat{I}(k+1)\ge I_1,\hat{T}(k+1)\ge T_1,$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。