[發明專利]電力負載串的故障檢測

無效

• 申請號: 201210316818.5
• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN102970806A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 喬瓦尼·卡波迪瓦卡;法布里齊奧·科爾蒂賈尼;安德烈亞斯·埃德;安德烈亞·洛古迪茨
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H05B37/03
• 分類號: H05B37/03
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

相關申請的交叉參考

本申請要求于2011年8月30日提交的序列號為13/221,562的美國申請的優先權，其內容通過引用結合于此。

技術領域

本發明涉及檢測諸如電力負載短路或斷路故障的故障檢測領域，尤其涉及檢測串聯連接的一串LED內發光二極管（LED）的故障。

背景技術

包括發光二極管（LED）作為發光元件的照明設備（例如，燈）通常不能簡單地連接至電源電壓，而是必須由向LED提供規定負載電流以便形成期望輻射功率（輻射通量）的特定驅動電路（或控制電路）驅動。與常用電源電壓（例如，自動應用中的12V、24V和42V）相比，由于單個LED僅展示小的正向電壓（范圍大約從紅外線GaAs?LED的1.5V至紫光和紫外線InGaN?LED的4V），所以幾個LED被串聯連接以形成所謂的LED串。

在眾多應用中，期望具有包含在驅動電路（或控制電路）內允許檢測連接至驅動電路的LED串內故障LED的故障檢測。LED可以被看作二端網絡。在斷路或短路狀態下二端之間的故障LED明顯可見。如果LED串的一個LED因為斷路出現故障，這很容易檢測，因為故障LED中斷了整個LED串的電流。如果LED串的一個LED因為短路出現故障，只有故障LED停止發光，這在一些應用中可能不是問題。然而，其他應用要求輻射功率保持在窄范圍內。

因此，一般要求電路布置能夠可靠地檢測LED串內包括短路故障的故障。

發明內容

公開了一種用于檢測包括多個串聯連接的多個發光二極管的照明設備內故障的電路。該電路包括用于連接照明設備的第一、第二以及第三電路節點以使供給至多個發光二極管的電壓施加到第一和第二電路節點之間，并且電源電壓的第一部分供應在第三和第二電路節點之間。該電路還包括耦合至第一、第二以及第三電路節點并被配置為估算呈現在第三電路節點的電壓是否在關于標稱值的預定義公差范圍內的評估單元。該標稱值被定義為呈現在第一和第二電路節點之間的電源電壓的第二部分。另外，第二部分被預設為使得當照明設備只包括一個無故障LED時標稱值基本上等于呈現在第三電路節點的電壓。

根據本發明的另外一方面，還提供了一種用于檢測包括多個發光二極管的照明設備內故障的方法，所述方法包括：感測供給多個發光二極管的電壓；在發光二極管串聯電路的中間分接點感測電源電壓的第一部分；以及估算感測的第一部分是否在關于標稱值的預定義公差范圍內，該標稱值被定義為感測電壓降的第二部分，其中，第二部分被預設為使得當照明設備只包括無故障發光二極管時使標稱值基本上等于呈現在第三電路節點的電壓。

附圖說明

參考以下附圖和說明能更好地理解本發明。附圖中的元件不一定成比例，而是重點被放在說明本發明的原理上。此外，在附圖中，相同的參考號指示相應的部件。其中：

圖1示出了包括用來提供標稱值的分壓器的本發明第一實例；

圖2示出了包括具有多個中間分接點的分壓器以及用于選取合適的中間分接點以提供標稱值的多路復用器的本發明第二實例；以及

圖3示出了包括模數轉換裝置以及用于估算照明設備的算術邏輯單元的本發明第三實例。

具體實施方式

下文將詳細討論目前優選實施方式的制造與應用。然而，應認識到，本發明提供了可以在各種各樣的具體環境中體現的很多可應用發明思想。所討論的具體實施方式只是示出制造和應用本發明的具體方式，不限制本發明的范圍。

在很多應用中，期望具有包含在驅動電路（或控制電路）內允許檢測連接至驅動電路的LED串內的故障LED的故障檢測。故障LED在故障LED兩端子之間的斷路或短路的情況下顯而易見。如果LED串中的一個LED因為斷路出現故障，故障LED中斷整個LED串的電流，例如，通過監測LED串的負載電流就容易檢測到該故障。如果LED串中的一個LED因為短路出現故障，只有故障LED停止發光，并且LED串兩端的總電壓降降低各個LED的正向電壓。因此，通過監測LED串兩端的總電壓降可以檢測到短路故障。如果總電壓降降至低于恒定閾值電壓，則檢測到故障LED（由于短路發生故障）。

這種短路故障檢測理論的內在問題在于LED串兩端的電壓降不止因為一個LED的短路故障而降低，也會因為溫度變化和老化作用而發生變化。因此，盡管所有LED燈全是好的也有可能檢測到故障，或檢測不出故障LED。這可能是特別是在寬溫度范圍應用中的情況，例如，在白熾燈日益被基于LED的照明設備代替的自動應用中。