CN102771186B

CN102771186B - 防止led过热和过高通过电流的保护方法、电路组件和led灯

Info

Publication number: CN102771186B
Application number: CN201180010571.8A
Authority: CN
Inventors: 马库斯·孔斯里
Original assignee: Tridonic AG
Current assignee: Tridonic AG
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2011-02-23
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2031-02-23
Also published as: EP2540140A1; DE102010002227A1; WO2011104262A1; CN102771186A; DE112011100646A5

Abstract

为了保护LED(2)或LED组(5)防止过热和引起过热的过电流，提出一种电路组件，其特征在于，LED保护器(4)与LED(2)或LED组(5)并联，其包含温度传感器(9)、逻辑电路部分(6)和旁路元件(7)，其中，逻辑电路部分(6)评估由温度传感器(9)测得的温度，并且当测得的温度超过预定的切断阈值时，促使旁路元件(7)跨接LED(2)或LED组(5)或者减小其通过电流。

Description

防止LED过热和过高通过电流的保护方法、电路组件和LED灯

技术领域

本发明涉及一种用于防止LED或LED组过热和过高通过电流(Durchgangsstrom)的保护的方法以及一种用于执行这种方法的电路组件。本发明还涉及一种带有这种类型的电路的LED灯。

背景技术

此外，LED灯可为有机和/或无机LED。

LED大多由于其低的运行电压(3-5伏特)且由于其相对小的光效率而通过串联和并联结合成组。如果在串联电路中LED由于中断性故障失效，则必然波及整个组的功能。为了消除这种不期望的效应，从文件EP2009960A2中已知一种保护电路，其在相关联的LED的中断性故障时承担其电流。为此，保护电路设有用于LED的跨接电路部分，由以齐纳二极管的形式的触发电路部分控制该跨接电路部分。

发明内容

本发明研究其它在LED或LED组中出现的问题，即，由过热凸显的、例如由过流对LED的损害等。

本发明的目的为，消除所提及的影响因素的出现。

该目的通过独立权利要求的特征实现。从属权利要求的特征涉及本发明的适宜的设计方案。

根据一个方面，本发明提出用于特别防止LED或LED组过热和过高的通过电流的保护的方法。在此，间接地或直接获取LED或LED组的温度。如果所获取的温度超过预定的切断阈值，则在电气上跨接LED或LED组和/或减小其通过电流。

在此，在最简单的实施方式中，当所获取的、例如测得的温度再次低于接通阈值时，可再次取消保护模式(跨接或减小通过电流)。接通阈值可与切断阈值不同，在此其等于或优选地小于切断阈值。优选地，用于取消该保护模式的标准更复杂，从而使得再次低于切断阈值不必一定是充分的。例如，为此可需要，温度达到运行额定值或在运行额定值和切断阈值之间的限定值。因此，用于取消保护模式的温度阈值可低于用于接通保护模式的值(滞后控制)。

否则，若再次测得稍微低于切断阈值的温度，则取消跨接，并且在短时间之后温度再次升高超过切断阈值，并且再次切断系统，因为出现多次超过。因此，可通过滞后调节保护模式的取消。

可将跨接或减小通过电流保持一定的最短时间。

跨接时间或减小通过电流的时间可设定成比用于冷却LED或LED组所需的时间更长。

当测得的温度尤其地在给出的时间窗口之内反复地超过切断阈值时，可持续地保持跨接或减小通过电流。

当过热情况的出现满足预定的切断标准时，可持续地保持跨接或减小通过电流。

例如，所提及的切断标准可为：

-出现的频率，即在一定的单位时间内出现的数量。若没有过热情况或在该单位时间之内过热情况没有达到预定的数量，则在该单位时间结束之后，可由此将计数器再次设定成零(“重置”)，

-出现的绝对数量。在此，可在一定的事件(重新接通等)时重设过热事件计数器(“重置”)。

可以例如以听觉的或视觉的故障信号的形式显示跨接或减小通过电流。也可通过总线通知到控制中心。

可通过激活在跨接路径中或电流减小路径中的LED、优选地红色LED实现光学的显示。

当LED或LED组为由多个LED或LED组组成的总电路的一部分时，可将保护模式限制到由多个组成的LED或LED组的一部分上。

可借助于温度传感器进行温度测量。

可通过闸流管进行跨接。

本发明也涉及一种用于保护LED或LED组的电路组件，其具有：与LED或LED组并联的LED保护器，其包含温度传感器、逻辑电路部分和旁路元件，其中，逻辑电路部分评估由温度传感器(由此通常：用于直接或间接获取温度的元件)测得的温度，并且当该测得的温度超过预定的切断阈值时，促使旁路元件跨接LED或LED组或者减小其通过电流。

在此，旁路元件可为闸流管。

可如此为逻辑电路部分编程，即，当测得的温度再次低于接通阈值时，逻辑电路部分使旁路元件切换到不导电的状态中并且由此取消跨接或减小通过电流，其中，接通阈值可不同于切断阈值，也就是说，尤其地可选择为更低。

可如此为逻辑电路部分编程，即，其将LED或LED组的跨接或减小其通过电流保持一定的最短时间。

可如此为逻辑电路部分编程，即，跨接或减小通过电流的时间设定成比LED或LED组的冷却所需的时间更长。

可如此为逻辑电路部分编程，即，当测得的温度反复超过切断阈值时，持续地保持跨接或减小通过电流。

可如此为逻辑电路部分编程，即，当过热情况的出现满足预定的切断标准时，持续地保持跨接或减小通过电流。

例如，所提及的切断标准可为：

可设置用于产生故障信号的器件，其在跨接时起作用。

用于产生故障信号的器件可具有布置在跨接路径或电流减小路径中的(优选地红色的)LED或其它照明器件。

当LED或LED组为由多个LED或LED组组成的总电路的一部分时，可仅仅在多个LED或LED组的一部分LED或LED组中设置该保护电路组件。

本发明也涉及一种LED灯，其具有以上提及的类型的保护电路和至少一个LED照明器件、优选地至少一个白色LED。

例如，LED灯可为改型LED灯、LED模块、LED广告灯箱(LED-Spot)等。

总地来说，解决方案在于，当直接地或间接地、但优选地通过真实的温度测量确定LED或LED组的运行温度提高到预定的切断阈值以上时，减小通过待保护的LED或LED组的通过电流，或通过跨接完全使通过电流变为零。其结果为强制冷却LED或LED组。

优选地，应保持跨接或减小通过电流一个最短时间，从而可靠地实现冷却到接通阈值以下。接通阈值可选择成小于或等于切断阈值。

如果在切断减小或跨接之后确定反复的过热，则可进行新的且从现在起持续的切断或跨接。

为了确定过热，应测量LED或LED组的温度，并且使用测量结果以用于控制切断或跨接时间。

为了从外部获知待克服的效应，优选地与减小或跨接同时产生故障信号，例如，可通过总线将其报告到控制中心处。但是也可能的是，局部地限制故障信号并且产生故障信号作为光学的或声学的信号。

如果在此考虑的LED或LED组为带有多个LED或LED组(其中这些LED串联)的总电路的一部分，以上描述的方式仅仅保护一部分LED或LED组则是足够的。之所以如此是因为，减小一部分LED或LED组的通过电流的结果也必然减小总电路的通过电流。

在此描述的本发明想法的在电路方面的实现方案可带有与待保护的LED或LED组并联的电流保护器、温度传感器、逻辑电路部分和旁路元件，其中，逻辑电路部分评估由温度传感器测得的温度，并且当该测得的温度超过预定的切断阈值时，促使旁路元件跨接LED或LED组或者减小其通过电流。

例如，闸流管适合作为旁路元件，其可在导电的和不导电的状态之间切换。当由逻辑电路部分控制闸流管进入导电的状态中时，实现跨接或减小电流。如果借助于PWM驱动(“PWM”表示脉宽调制)使待保护的LED或LED组运行以用于调光，则利用闸流管取消跨接或减小电流也是可能的。

温度传感器应与待保护的LED或LED组处于物理上尽可能紧密的接触中，以使得保证良好的热传递。

另一方面LED适合用于显示故障，其如此被引入跨接路径中，即，在激活旁路元件时以足够高的驱动电压为其供电。

附图说明

下面根据附图描述本发明的实施方式。

其中：

图1显示了单个LED的串联电路，其中一个LED与示意性地示出的保护电路相连接；

图2显示了LED组，其与详细地示出的保护电路相连接。

具体实施方式

在图1中显示的串联电路由三个LED1，2和3组成，其中，应仅仅对中间的LED2进行防止过热或过热引起的过流的保护。这些LED(或同样OLED)可为白色LED和/或单色的LED。

LED保护器4与LED2并联。在确定LED2过热时，LED保护器4引起跨接LED2，从而流过LED串联电路的通过电流流过LED保护器4，因为其在激活的状态中电阻非常低并且实际上短接待保护的LED2。至少如此长地保持该跨接状态，直至LED2安全地再次冷却。在冷却到温度获取的接通阈值以下时可自动地再次接通，但是也可有目的地延迟预定的或适应性的(例如取决于之前的过程)最短持续时间。

之后，如果对LED2的运行温度的监控得出该LED2已近再次冷却到正常状态，则LED保护器4再次切换回其未激活的状态中。

在确定过热之后，可将LED保护器4在其激活的低电阻的状态中保持预定的最短时间，如此设定该最短时间，即，保证可靠的冷却。

对于这样的情况，即，过热情况的出现满足一定的标准，则可如此为LED保护器4编程，即，不重新切换到未激活的高电阻的状态中。

例如，所提及的标准(切断标准)可为：

-出现的频率、即在一定的单位时间中出现的数量。若没有过热情况或在该单位时间之内没有达到过热情况的预定的数量，则在该单位时间结束之后，可由此将计数器再次设定成零(“重置”)，

-出现的绝对数量。在此，可在一定的事件时重设过热事件计数器(“重置”)。

同样可能的是，如此设计LED保护器4，即，其不仅可在两个极限状态(高电阻和低电阻)之间切换，而且其可引起通过待保护的LED2的通过电流的取决于过热程度的减小。

在图2中显示的更具体地实施的LED保护器4在此与LED的组5并联，LED的组5布置在共同的基质上。LED保护器4包含逻辑电路部分6、温度传感器9、闸流管7和故障显示LED8。

温度传感器9与载有LED的组5的基质处于紧密导热的接触中。

将由温度传感器9产生的测量信号输送到逻辑电路部分6处，并且由其评估该测量信号以用于控制闸流管7。如果载有LED的基质的由温度传感器9测得的温度超过预定的阈值，则逻辑电路部分6控制之前不导电的闸流管7进入导电的状态。闸流管7位于LED的组5的跨接路径中，并且实际上由此形成旁路元件。

如果首先在不带故障显示LED8的情况下(将其视为完全导电的)考虑在图2中示出的电路布置的功能，则之前流过LED的组5且使其加热的电流现在随着闸流管7的激活在带有闸流管7的跨接路径上流动。可通过对逻辑电路部分6的相应的编程实现以上结合图1描述的涉及激活时间的功能。

在图2中显示的故障显示LED8与闸流管7串联。如果闸流管7导电，则在跨接路径中仅仅还有故障显示LED8的电阻起作用。现在，在故障显示LED8上有足够高的电压降，由此故障显示LED8发光且由此光学地表示故障情况。由其产生的光穿过窗部10，并且在LED保护器4之外可见。

通过在跨接路径中存在故障显示LED8，仅仅减小通过LED的组5的电流，但不是完全改变电流的路线。这足够实现LED的组5的冷却。在闸流管7的激活的状态中，组5中的LED不再发光。

由于在跨接路径中存在故障LED8而不完全短接LED的组5，逻辑电路部分可以所示的方式从跨接路径中获得其运行电压。

Claims

1.一种用于防止LED(2)或LED组(5)的过热和过高的通过电流的保护的方法，

其中，间接地或直接获取所述LED(2)或所述LED组(5)的温度，

并且其中，如果所获取的温度超过预定的切断阈值，则电气上跨接所述LED(2)或所述LED组(5)和/或减小其通过电流，

其中，将所述跨接或减小通过电流保持一定的最短时间，

当过热情况的出现满足预定的切断标准时，持续地保持所述跨接或减小通过电流，其中，所述切断标准包括出现的频率、出现的绝对数量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述获取的温度再次低于接通阈值时，再次取消所述跨接或减小通过电流，所述接通阈值小于或等于所述切断阈值。

3.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，所述跨接时间或减小通过电流的时间设定成比用于冷却所述LED(2)或所述LED组(5)所需的时间更长。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，以故障信号的形式显示所述跨接或减小通过电流。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，当所述LED(2)或所述LED组(5)为由多个LED或LED组组成的总电路的一部分时，所述方法仅仅用于所述多个LED或LED组的一部分。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，借助于温度传感器(9)进行温度测量。

7.根据权利要求2所述的方法，其中，所述获取的温度为测得的温度。

8.一种用于保护LED(2)或LED组(5)的电路组件，其具有：

与所述LED(2)或LED组(5)并联的LED保护器(4)，其包含温度传感器(9)、逻辑电路部分(6)和旁路元件(7)，

其中，所述逻辑电路部分(6)评估由所述温度传感器(9)测得的温度，并且当所述测得的温度超过预定的切断阈值时，促使所述旁路元件(7)跨接所述LED(2)或所述LED组(5)或者减小其通过电流，

其中，如此为所述逻辑电路部分(6)编程，即，其将所述LED(2)或所述LED组(5)的跨接或减小其通过电流保持一定的最短时间，以及

9.根据权利要求8所述的电路组件，其特征在于，如此为所述逻辑电路部分(6)编程，即，当所述测得的温度再次低于接通阈值时，所述旁路元件(7)切换到不导电的状态中并且由此取消所述跨接或减小通过电流，接通阈值等于或小于所述切断阈值。

10.根据权利要求8或9所述的电路组件，其特征在于，如此为所述逻辑电路部分(6)编程，即，所述跨接或减小通过电流的时间设定成比所述LED(2)或所述LED组(5)的冷却所需的时间更长。

11.根据权利要求8或9所述的电路组件，其特征在于，用于产生故障信号的器件(8)随着所述跨接而被激活。

12.根据权利要求8或9所述的电路组件，其特征在于，当所述LED(2)或所述LED组(5)为由多个LED或LED组组成的总电路的一部分时，仅仅在所述多个LED或LED组的一部分中设置所述电路组件。

13.一种LED灯，其具有根据权利要求8至12中任一项所述的电路组件以及至少一个LED照明器件。