本发明涉及一种用于检测led模块的隔离故障状况的方法以及一种led模块。
背景技术:
1、已知的灯具包括安装在金属表面上的led模块。该金属表面通常连接到地(或者在装置中没有接地可用的情况下,连接到中性线)。在正常操作条件下,led输出与该安装表面(流电)隔离。
2、根据灯具的构造和环境条件,例如,由于led模块上的高湿度或凝结水,led输出与安装表面之间的该隔离可能会发生故障。例如,图1中描绘了金属灯具中由于凝结水而发生的此类隔离故障状况。
3、在此类隔离故障状况下,led电流的至少部分流入例如灯具的金属外壳中。因此,led电流路径与灯具的金属外壳之间的隔离存在故障。在这种情况下,需要非常快速地关闭led驱动器的操作。
4、当使用非隔离驱动器时,电流可以流过led驱动器和led模块,回到保护性接地pe(或中性线,这取决于灯具的结构)。
5、在没有接地故障电路的装置中,没有任何元件可以限制或阻止这种故障电流的流动。这可能会导致驱动器或灯具损坏,或者在最坏的情况下导致火灾。
6、现有技术的led驱动器或转换器没有针对此类错误情况的保护,并且无法对此类事件做出反应。
7、因此,本发明的目的是提供一种用于检测由非隔离开关式led转换器供应电力的led模块的隔离故障状况的改进方法。
技术实现思路
1、本发明的目的是通过所附独立权利要求中提供的解决方案来实现的。在从属权利要求中进一步限定本发明的有利具体实施。
2、根据第一方面,本发明涉及一种用于检测由非隔离开关式led转换器供应电力的led模块的隔离故障状况的方法,该开关式led转换器具有用于为至少一个开关发出控制信号的控制电路,并且被供应有来自led的至少一个反馈信号,以实现led模块的反馈控制操作,该方法包括以下步骤:获得并分析指示该开关式转换器的开关的操作频率的信号,以评估所述信号中为转换器供电的电源电压的频率范围内的谐波的贡献;以及在所述谐波的贡献在至少预设时间段或预设周期数期间超过给定阈值的情况下,停止或减少供应给led模块的电力。
3、这具有可以通过简单且有效的方式检测led模块的故障状况的优点。
4、在优选实施方案中,led转换器包括降压转换器,优选地同步降压转换器。led转换器甚至可以包括升压转换器或降压-升压转换器。
5、在优选实施方案中,指示开关式转换器的开关的操作频率的信号是从控制电路到至少一个开关的控制信号。
6、这具有可以精确地监测led模块的优点。
7、在优选实施方案中,控制电路是asic,并且由微控制器分析指示开关式转换器的开关的操作频率的信号。
8、这具有可以使用公知的控制电路的优点。此外,这具有可以有效地分析信号的优点。
9、在优选实施方案中,分析指示开关式转换器的开关的操作频率的信号的步骤包括以下步骤:对所述信号进行带通滤波,对经滤波的信号进行峰值跟踪,以及将经峰值跟踪的信号与预设阈值进行比较。
10、在优选实施方案中,通过关闭led转换器来停止电力。
11、这具有可以避免损坏led模块的优点。
12、在优选实施方案中,阈值由led转换器自适应地设置或经由用户界面设置。
13、这具有可以容易地设置阈值的优点。
14、在优选实施方案中,阈值由led转换器自适应地设置为所述信号的平均值的定义百分比。
15、这具有可以容易地设置阈值的优点。
16、在优选实施方案中,阈值被设置为所述信号的平均值的至少0.5%。
17、在优选实施方案中,以至少高达电源频率的两倍的采样率分析信号。
18、在优选实施方案中,控制电路实现控制算法,以将反馈信号(优选地led电流指示信号)的任何偏差减小到标称值,诸如例如调光信号值。
19、根据第二方面,本发明涉及一种实现根据第一方面的方法的非隔离开关式反馈控制led转换器及其具体实施形式。
20、根据第三方面,本发明涉及一种led照明设备,该led照明设备包括根据第二方面的led转换器和由所述转换器供电的led模块。
21、在优选实施方案中,led模块以流电隔离的方式安装在金属表面上,该金属表面连接到为led转换器供电的电源电压的接地相或中性相。
22、根据第四方面,本发明涉及一种具有根据第三方面的led照明设备的led灯具及其具体实施形式。
1.一种用于检测由非隔离开关式led转换器(801)供应电力的led模块(802)的隔离故障状况的方法(200),所述开关式led转换器(801)具有用于为至少一个开关(hs_fet,ls_fet)发出控制信号的控制电路(701),并且被供应有来自所述led模块(802)的至少一个反馈信号(803),以实现所述led模块(802)的反馈控制操作,
2.根据权利要求1所述的方法(200),其中,所述led转换器(801)包括降压转换器,优选地同步降压转换器。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200),其中,指示所述开关式转换器(801)的所述开关(hs_fet,ls_fet)的所述操作频率的所述信号是从所述控制电路(701)到所述至少一个开关(hs-fet,ls-fet)的所述控制信号。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200),其中,所述控制电路(701)是asic,并且由微控制器(700)分析指示所述开关式转换器(801)的所述开关(hs_fet,ls_fet)的所述操作频率的所述信号(300,400)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200),其中,分析(201)指示所述开关式转换器(801)的所述开关(hs_fet,ls_fet)的所述操作频率的信号(300,400)的步骤包括以下步骤:
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200),其中,通过关闭所述led转换器(801)来停止所述电力。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200),所述阈值由所述led转换器(801)自适应地设置或经由用户界面(601)设置。
8.根据权利要求7所述的方法(200),所述阈值由所述led转换器(801)自适应地设置为所述信号(300,400)的平均值的定义百分比。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200),所述阈值被设置为所述信号(300,400)的所述平均值的至少0.5%。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200),以至少高达电源频率的两倍的采样率分析所述信号(300,400)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200),所述控制电路(701)实现控制算法,以将所述反馈信号(803)的任何偏差减小到标称值,诸如例如调光信号值,所述反馈信号优选地为led电流指示信号。
12.一种非隔离开关式反馈控制led转换器(801),所述非隔离开关式反馈控制led转换器实现根据前述权利要求中任一项所述的方法(200)。
13.一种led照明设备(800),所述led照明设备包括根据权利要求12所述的led转换器(801)和由所述转换器(801)供电的led模块(802)。
14.根据权利要求13所述的led照明设备(800),其中,所述led模块(802)以流电隔离的方式安装在金属表面上,所述金属表面连接到为所述led转换器(801)供电的所述电源电压的接地相或中性相。
15.一种led灯具,所述led灯具具有根据权利要求13或14中任一项所述的led照明设备(800)。