[發明專利]通過調整元件承受熱應力實現LED電源故障規避的方法

有效

• 申請號: 201310391147.3
• 申請日: 2013-08-31
• 公開（公告）號: CN103475204A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 羊彥;景占榮;高田;楊磊;宋職政
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H05B37/02
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

1.一種通過調整元件承受熱應力實現LED電源故障規避的方法，其特征在于包含如下步驟：

步驟1：通過溫度傳感器組獲得t(k)時刻電源工作溫度T(k)，對電源工作溫度進行在線監測,k是計數值；

步驟2：對電源狀態進行計算:計算溫度上升速率δT(k)、元件熱應力系數δR(k)、預測下一檢測時刻的電源工作溫度

其中溫度上升速率為：

δT(k)＝[T(k)-T(k-1)]/[t(k)-t(k-1)]

其中T(k)表示在t(k)時刻的電源工作溫度，T(k-1)表示在t(k-1)時刻的電源工作溫度；

元件熱應力系數為：

δR(k)＝[T(k)-T(l)]/T(l)

其中T(l)為電源工作臨界溫度值，根據一般電源正常工作范圍,將該值設定為65℃，當δR(k)＜0表明系統工作在安全運行狀態；

下一檢測時刻的預測電源工作溫度為：

T^(k+1)=2T(k)-T(k-1)]]>

步驟3：判斷電源狀態的未來走勢，并對可能發生的故障緊迫性進行認定：

若當前電源工作溫度T(k)超過電源工作極限溫度值T(H)，T(H)設定為95℃，則認為系統出現嚴重故障，直接執行關機保護；

若電源出現故障趨勢，則進入步驟4，啟動故障規避流程；

出現故障趨勢的判斷條件為步驟2中計算得到的電源狀態滿足如下三個條件之一即可：

①若連續3次檢測到T(k)＞T(k-1)，且溫度上升速率δT(k)超過設定值δ_T，設定值δ_T為2℃/分鐘，即系統有持續升高趨勢；

②若元件熱應力系數δR(k)≥0，即電源工作溫度達到或超過電源工作臨界溫度值T(l)；

③若下一檢測時刻的電源工作預測溫度即電源工作預測溫度將超過電源工作臨界溫度值；

步驟4：啟動故障規避流程：

（1）在故障規避流程中，利用已獲得的電源工作溫度T(k)、溫度上升速率δT(k)、原件元件熱應力系數δR(k)，確定電源系統的功率向下調整的速率，即計算下調脈沖寬度Δ(PWM)：

Δ(PWM)＝K[0.85×(最大脈寬)/5]

其中，最大脈寬為100%脈寬減去防止功率器件直通而設計的“死區”寬度，K的取值為1、2、3、4或5，分別表示五檔不同的脈寬控制速度，根據電源工作溫度T(k)、電源工作預測溫度溫度上升速率δT(k)和熱應力系數δR(k)共同作用生成，在實際使用時可通過查表的方式調用K值，詳見表1、表2和表3：

表1：當T(k)＜T(l)，且時的K值表

表2：當T(k)＜T(l)，但時的K值表

表3：當T(k)≥T(l)，且時的K值表

（2）計算單位時間內脈沖寬度下調速率其中：T為設定的功率調整限時，一般可取T＝10～20；

（3）按單位時間內脈沖寬度下調速率下調PWM輸出值，即下調電源輸出功率；

（4）在功率調整限時T內，隨著電源輸出功率的下調，不斷檢測電源工作溫度T(k)，若同時滿足如下三個條件：①溫度上升速率δT(k)＜δ_T，②元件熱應力系數δR(k)＜0，③則本次故障被消除，系統退出故障規避流程，繼續正常工作；若不能同時滿足如上三個條件，即無法消除當前出現的故障，則直接執行關機保護，等待進一步的檢查和維修。