通过调整元件承受热应力实现LED电源故障规避的方法

摘要

本发明提供了一种通过调整元件承受热应力实现LED电源故障规避的方法，涉及LED电源领域，通过温度传感器组获得电源工作温度，若电源工作温度超过电源工作极限温度值，则直接执行关机保护；若电源出现故障趋势，则启动故障规避流程，如故障规避仍无法消除当前出现的故障，则直接执行关机保护，等待进一步的检查和维修。本发明在电源工作温度接近临界值，即进入故障高发区的最低值时，通过调整运行参数，使得电源自身发热量下降，工作温度回归正常，从而避免故障的发生，通过电源系统的热应力调整实现故障规避的新型保护方法，可以提高LED电源的可靠性，降低故障率，该方法已经在“大功率LED集中供电电源”等产品中应用，效果显著。

主权项

一种通过调整元件承受热应力实现LED电源故障规避的方法，其特征在于包含如下步骤：步骤1：通过温度传感器组获得t(k)时刻电源工作温度T(k)，对电源工作温度进行在线监测,k是计数值；步骤2：对电源状态进行计算:计算温度上升速率δT(k)、元件热应力系数δR(k)、下一检测时刻的预测电源工作温度其中温度上升速率为：δT(k)＝[T(k)‑T(k‑1)]/[t(k)‑t(k‑1)]其中T(k)表示在t(k)时刻的电源工作温度，T(k‑1)表示在t(k‑1)时刻的电源工作温度；元件热应力系数为：δR(k)＝[T(k)‑T(l)]/T(l)其中T(l)为电源工作临界温度值，根据电源正常工作范围,将该值设定为65℃，当δR(k)＜0表明系统工作在安全运行状态；下一检测时刻的预测电源工作温度为：$\hat{T}(k+1)=2T\left(k\right)-T(k-1)$步骤3：判断电源状态的未来走势，并对可能发生的故障紧迫性进行认定：若当前电源工作温度T(k)超过电源工作极限温度值T(H)，T(H)设定为95℃，则认为系统出现严重故障，直接执行关机保护；若电源出现故障趋势，则进入步骤4，启动故障规避流程；出现故障趋势的判断条件为步骤2中计算得到的电源状态满足如下三个条件之一即可：①若连续3次检测到T(k)＞T(k‑1)，且温度上升速率δT(k)超过设定值δ_T，设定值δ_T为2℃/分钟，即系统有持续升高趋势；②若元件热应力系数δR(k)≥0，即电源工作温度达到或超过电源工作临界温度值T(l)；③若下一检测时刻的预测电源工作温度即预测电源工作温度将超过电源工作临界温度值；步骤4：启动故障规避流程：(1)在故障规避流程中，利用已获得的电源工作温度T(k)、温度上升速率δT(k)、元件热应力系数δR(k)，确定电源系统的功率向下调整的速率，即计算下调脉冲宽度Δ(PWM)：Δ(PWM)＝K[0.85×(最大脉宽)/5]其中，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或5，分别表示五档不同的脉宽控制速度，根据电源工作温度T(k)、预测电源工作温度温度上升速率δT(k)和元件热应力系数δR(k)共同作用生成，在实际使用时可通过查表的方式调用K值，详见表1、表2和表3：表1：当T(k)＜T(l)，且时的K值表表2：当T(k)＜T(l)，但时的K值表表3：当T(k)≥T(l)，且时的K值表(2)计算单位时间内脉冲宽度下调速率其中：T为设定的功率调整限时，取T＝10～20；(3)按单位时间内脉冲宽度下调速率下调PWM输出值，即下调电源输出功率；(4)在功率调整限时T内，随着电源输出功率的下调，不断检测电源工作温度T(k)，若同时满足如下三个条件：①温度上升速率δT(k)＜δ_T，②元件热应力系数δR(k)＜0，③则本次故障被消除，系统退出故障规避流程，继续正常工作；若不能同时满足如上三个条件，即无法消除当前出现的故障，则直接执行关机保护，等待进一步的检查和维修。