DE202021003878U1

DE202021003878U1 - Schaltkreisschutzvorrichtung und Snubber-Schaltung

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Publication number: DE202021003878U1
Application number: DE202021003878.7U
Authority: DE
Original assignee: Hergy Lnternational Corp
Current assignee: Hergy Lnternational Corp
Priority date: 2021-12-29
Filing date: 2021-12-29
Publication date: 2022-04-06
Anticipated expiration: 2031-12-30

Abstract

Eine Schaltkreisschutzvorrichtung (100), die konfiguriert ist, um eine LED-Treiberschaltung (200) zu schützen, wobei die Schaltkreisschutzvorrichtung (100) Folgendes umfasst:
eine erste Schaltereinheit (1), die zwischen einer Eingangsklemme (100A) und der LED-Treiberschaltung (200) gekoppelt und so konfiguriert ist, dass sie einen elektrischen Anschluss zwischen der Eingangsklemme (100A) und der LED-Treiberschaltung (200) entsprechend der Normalität eines Eingangsstroms (Iin), der durch die Eingangsklemme (100A) fließt, herstellt; und
eine Snubber-Schaltung (3), die mit der ersten Schaltereinheit (1) und der LED-Treiberschaltung (200) gekoppelt ist und eine erste Verzögerungszeit (Td1) entsprechend einer Eingangsleistung Vin liefert;
wobei die Snubber-Schaltung (3) so konfiguriert ist, dass sie ein Startsignal (Ss) entsprechend dem Ende der ersten Verzögerungszeit (Td1) zur LED-Treiberschaltung (200) liefert und einen ersten Massepunkt (G1) der Snubber-Schaltung (3), der mit einem zweiten Massepunkt (G2) der LED-Treiberschaltung (200) zu koppeln ist, steuert.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenlegung bezieht sich auf eine Schaltkreisschutzvorrichtung und eine Snubber-Schaltung, insbesondere eine Schaltkreisschutzvorrichtung und eine Snubber-Schaltung, die für den Schutz einer LED-Treiberschaltung konfiguriert ist.
Beschreibung des Standes der Technik
Die Aussagen in diesem Abschnitt bietet nur Hintergrundinformationen zur vorliegenden Offenlegung, stellen aber nicht zwangsläufig den Stand der Technik dar.
Dank der Fortschritte der Technologie, die sich mit der Zeit ergeben, verwenden immer mehr Lichtquellen LED-Lampen (Leuchten) um die herkömmlichen Glühbirnen zu ersetzen. Da die LED-Lampen zudem einen hohen Wirkungsgrad, eine geringe Größe und eine hohe Regelstabilität aufweisen, ersetzen immer mehr Lichtquellen für LED-Lampen auf dem Markt die herkömmlichen Glühbirnen Schritt für Schritt. Um die LED-Lampen mit Strom zu versorgen und zu steuern, muss eine LED-Treiberschaltung verwendet werden, der sich normalerweise in der Frontstufe der LED-Leuchten befindet, um die LED-Lampen mit Strom zu versorgen, und eine zusätzliche Schutzschaltung wird installiert, um die LED-Treiberschaltung zu schützen.
Außerdem wird die Schutzschaltung der LED-Treiberschaltung üblicherweise hauptsächlich dazu verwendet, die LED-Treiberschaltung gegen den Anstieg des Eingangsstoß zu schützen, um ein Versagen oder eine Beschädigung der LED-Treiberschaltung infolge des von der LED-Treiberschaltung verursachten Stromstoßes zu vermeiden. Das Hauptschutzverfahren der Schutzschaltung besteht normalerweise darin, elektronische Komponente wie etwa Widerstände zu verwenden, um Eingangsstöße zu vermeiden. Obwohl der Höchstwert des Eingangsstoßes durch ein solche Verfahren unterdrückt werden kann, ist der Betrag des Eingangsstoß-Spitzenwerts zu dem Zeitpunkt, an dem die LED-Treiberschaltung mit Eingangsspannung versorgt wird, nicht vorhersagbar. Wenn daher ein hoher Eingangsstoß-Spitzenwert auftritt, selbst wenn eine Schutzschaltung verwendet wird, um den Anstieg des Eingangsstoßes zu unterdrücken, ist es dennoch möglich, dass ein Versagen oder eine Beschädigung des LED-Schaltkreises infolge des hohen Eingangsstoß-Spitzenwerts auftritt.
ZUSAMMENFASSUNG
Um die oben genannten Probleme zu überwinden, stellt die vorliegende Offenlegung eine Schaltkreisschutzvorrichtung bereit, die die Probleme der bestehenden Technologie lösen kann. Die Schaltkreisschutzschaltung wird bereitgestellt, um eine LED-Treiberschaltung zu schützen. Die Schaltkreisschutzschaltung umfasst eine erste Schaltereinheit und eine Snubber-Schaltung. Die erste Schaltereinheit ist zwischen einer Eingangsklemme und der LED-Treiberschaltung gekoppelt und stellt eine elektrische Verbindung zwischen der Eingangsklemme und der LED-Treiberschaltung dar, entsprechend der Normalität eines Eingangsstroms, der durch die Eingangsklemme fließt. Die Snubber-Schaltung ist mit der ersten Schaltereinheit und der LED-Treiberschaltung gekoppelt und liefert eine erste Verzögerungszeit entsprechend einer Eingangsleistung. Die Snubber-Schaltung liefert ein Startsignal zur LED-Treiberschaltung entsprechend dem Ende der ersten Verzögerungszeit und steuert einen ersten Massepunkt der Snubber-Schaltung, der mit einem zweiten Massepunkt der LED-Treiberschaltung zu koppeln ist.
Um die oben genannten Probleme zu überwinden, stellt die vorliegende Offenlegung eine Snubber-Schaltung bereit, die die Probleme der bestehenden Technologie lösen kann. Die Snubber-Schaltung ist mit einer LED-Treiberschaltung gekoppelt und verzögert den Start der LED-Treiberschaltung entsprechend einer Eingangsleistung. Die Snubber-Schaltung umfasst eine Steuereinheit und eine zweite Schaltereinheit. Die Steuereinheit ist mit der LED-Treiberschaltung gekoppelt, und sie. stellt eine erste Verzögerungszeit ein und zählt diese. Die zweite Schaltereinheit ist mit der Steuereinheit, einem ersten Massepunkt der Snubber-Schaltung und einem zweiten Massepunkt der LED-Treiberschaltung gekoppelt. Die Steuereinheit verzögert die erste Verzögerungszeit entsprechend der Eingangsleistung, liefert ein Startsignal zur LED-Treiberschaltung, entsprechend dem Ende der ersten Verzögerungszeit, und liefert ein Steuersignal, um die zweite Schaltereinheit entsprechend dem Ende der ersten Verzögerungszeit einzuschalten, um den ersten Massepunkt, der mit dem zweiten Massepunkt zu koppeln ist, zu steuern.
Um die oben genannten Probleme zu überwinden, stellt die vorliegende Offenlegung ein Verfahren zum Betreiben einer Schaltkreisschutzvorrichtung bereit, die die Probleme der bestehenden Technologie lösen kann. Das Verfahren zum Betreiben einer Schaltkreisschutzvorrichtung schützt eine LED-Treiberschaltung. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Erfassen und Bestimmen, ob der Eingangsstrom normal ist, sowie Einschalten der ersten Schaltereinheit entsprechend der Normalität des Eingangsstroms; Empfangen einer Eingangsleistung durch Drehen an der ersten Schaltereinheit sowie Verzögern einer ersten Verzögerungszeit entsprechend der Eingangsleistung; Bereitstellen eines Startsignals zur LED-Treiberschaltung entsprechend dem Ende der ersten Verzögerungszeit; und Steuern eines ersten Massepunkts der Schaltkreisschutzvorrichtung, der mit einem zweiten Massepunkt der LED-Treiberschaltung zu koppeln ist.
Der Hauptzweck und die Hauptwirkung der vorliegenden Offenlegung bestehen darin, eine Schaltkreisschutzvorrichtung zu verwenden, um eine zweistufige Snubber-Schutzvorrichtung bereitzustellen. Der erste Schritt besteht darin, ein Steuergerät in der LED-Treiberschaltung nach einer Verzögerungszeit anzutreiben, und der zweite Schritt besteht darin, dafür zu sorgen, dass der Massepunkt des Steuergeräts der LED-Treiberschaltung und die Schaltkreisschutzvorrichtung zusammen geerdet werden (gemeinsame Erdung), um zu verhindern, dass der Eingangsstoß zu einer Beschädigung oder einem Versagen der LED-Treiberschaltung führt, und um einen doppelten Schutz der LED-Treiberschaltung zu erzielen und die Lebensdauer der LED-Treiberschaltung so weit wie möglich zu verlängern.
Es versteht sich, dass die obige allgemeine Beschreibung und die folgende ausführliche Beschreibung als beispielhaft anzusehen sind, wobei ihr Zweck darin liegt, eine ausführlichere Erläuterung der vorliegenden beanspruchten Offenlegung anzubieten. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Offenlegung werden aus der folgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen ersichtlich werden.
Figurenliste
Die vorliegende Offenlegung kann anhand der ausführlichen Beschreibung der Ausführungen, in denen auf die begleitenden Zeichnungen hingewiesen wird, besser verstanden werden.

1 ist ein Blockschaltbild der Schaltkreisschutzvorrichtung nach der vorliegenden Offenlegung, die verwendet wird, um eine LED-Treiberschaltung zu schützen.
2 ist ein detailliertes Teilblockschaltbild einer Snubber-Schaltung nach der vorliegenden Offenlegung.
3 ist ein detailliertes Teilblockschaltbild der LED-Treiberschaltung nach der vorliegenden Offenlegung.
4 ist ein detailliertes Teilblockschaltbild einer Stromüberwachungsschaltung und einer ersten Schaltereinheit nach der vorliegenden Offenlegung.
5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben der Schaltkreisschutzvorrichtung nach der vorliegenden Offenlegung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die nachfolgenden Erläuterungen erfolgen mit Bezug auf die Zeichnungen, um die vorliegende Offenlegung detailliert zu beschreiben. Es versteht sich von selbst, dass die Zeichnungen und die beispielhaften Ausführungen der vorliegenden Offenlegung keine Beschränkung der Offenlegung darstellen.
1 zeigt ein Blockschaltbild der Schaltkreisschutzvorrichtung nach der vorliegenden Offenlegung, die verwendet wird, um eine LED-Treiberschaltung zu schützen. Die Schaltkreisschutzvorrichtung 100 ist mit der LED-Treiberschaltung 200 gekoppelt, und die Schaltkreisschutzvorrichtung 100 wird verwendet, um eine Eingangsleistung Vin zu erfassen und zu steuern, um die LED-Treiberschaltung 200 zu schützen, um auf diese Weise eine Versagen oder eine Beschädigung der LED-Treiberschaltung 200, die durch eine Anomalie der Eingangsleistung Vin hervorgerufen wird, zu verhindern. Die Schaltkreisschutzvorrichtung 100 umfasst eine erste Schaltereinheit 1, eine Stromüberwachungsschaltung 2 und eine Snubber-Schaltung 3. Die Snubber-Schaltung 3 umfasst eine Steuereinheit 32 und eine zweite Schaltereinheit 34. Die Schaltkreisschutzvorrichtung 100 umfasst ferner eine Eingangsklemme 100A und eine Ausgangsklemme 100B. Die Eingangsklemme 100A empfängt die Eingangsleistung Vin, und die Ausgangsklemme 100B ist mit der LED-Treiberschaltung 200 gekoppelt. Die erste Schaltereinheit 1 ist zwischen der Eingangsklemme 100A und der Ausgangsklemme 100B gekoppelt und wird verwendet, um einen Stromversorgungspfad Lp der Versorgungsleistung zur LED-Treiberschaltung 200 zu liefern, wenn die erste Schaltereinheit 1 eingeschaltet wird, weil der Eingangsstrom Iin, der durch die Eingangsklemme 100A fließt, normal ist, ssodass die Eingangsklemme 100A und die LED-Treiberschaltung 200 elektrisch verbunden sind. Insbesondere kann die erste Schaltereinheit eine Halbleiter-Schaltkomponente sein, aber sie kann auch eine Komponente sein, die die Funktion zur Abtrennung des Leistungspfads sein, etwa ein Relais.
Die Stromüberwachungsschaltung 2 ist mit der Eingangsklemme 100A und der ersten Schaltereinheit 1 gekoppelt und wird verwendet, um festzustellen und zu bestimmen, ob der Eingangsstrom Iin normal ist oder nicht, um die erste Schaltereinheit ein- oder auszuschalten. Wenn die Stromüberwachungseinheit 2 erfasst und bestimmt, dass der Eingangsstrom Iin abnormal ist, wird ein erstes Steuersignal Sei, das von der Stromüberwachungsschaltung 2 bereitgestellt wird, verwendet, um die erste Schaltereinheit 1 auszuschalten, sodass der Stromversorgungspfad Lp zwischen der Eingangsklemme 100A und der Ausgangsklemme 100B abgetrennt wird. Wenn die Stromüberwachungsschaltung 2 feststellt und bestimmt, dass der Eingangsstrom Iin abnormal ist, wird ein erstes Steuersignal verwendet, um die erste Schaltereinheit 1 auszuschalten, sodass der Stromversorgungspfad Lp zwischen der Eingangsklemme 100A und der Ausgangsklemme 100B abgetrennt wird. Insbesondere kann es vorkommen, dass die Schaltkreis Schutzvorrichtung 100, entsprechend den tatsächlichen Schaltkreisbedingungen, die Stromüberwachungsschaltung 2 nicht enthält, und die erste Schaltereinheit 1 wird vom ersten Steuersignal Sei, das von einer externen Vorrichtung bereitgestellt wird, gesteuert. Beispielsweise, doch nicht beschränkt auf dieses Beispiel, ist die Eingangsklemme 100A mit einer Frontstufen-Umwandlungsschaltung (nicht gezeigt) gekoppelt, und die Frontstufen-Umwandlungsschaltung stellt ein erstes Steuersignal Sc1 zur Steuerung der ersten Schaltereinheit 1 bereit. In einer Ausführung bedeutet die Anomalie des Eingangsstroms Iin, dass beispielsweise, doch nicht beschränkt auf dieses Beispiel, der Eingangsstrom Iin zu klein oder zu groß ist (das heißt, den vorherbestimmten Bereich übersteigt) oder dass überhaupt kein Eingangsstrom Iin vorhanden ist (das heißt, dass es keine Eingangsleistung Vin gibt).
Die Snubber-Schaltung 3 ist zwischen der ersten Schaltereinheit 1 und der Ausgangsklemme 100B gekoppelt, und die Snubber-Schaltung 3 wird nach einer Verzögerungszeit (also der ersten Verzögerungszeit) entsprechend der (empfangenen) Eingangsleistung Vin betrieben. Nach der ersten Verzögerungszeit startet die Snubber-Schaltung 3 die LED-Treiberschaltung 200, sodass die Eingangsleistung Vin eine normale und stabile Leistung ist, wenn sich die LED-Treiberschaltung 200 in tatsächlichen Betriebsvorgängen befindet. Daher liegt das Ziel darin, die LED-Treiberschaltung 200 daran zu hindern, unter abnormalen Bedingungen betrieben zu werden, wenn die Eingangsleistung Vin einen Leistungsstoß aufweist, was zu einem Versagen oder einer Beschädigung der LED-Treiberschaltung 200 führen könnte. Wenn die Stromüberwachungsschaltung 2 außerdem feststellt und bestimmt, dass der Eingangsstrom Iin abnormal ist, wird die erste Schaltereinheit 1 ausgeschaltet, um den Stromversorgungspfad Lp abzutrennen, und die LED-Treiberschaltung 200 sowie die Snubber-Schaltung 3 können keine Eingangsleistung Vin empfangen.
Wenn die Stromüberwachungsschaltung 2 feststellt und bestimmt, dass der Eingangsstrom Iin normal ist (wenn also der Wert des Eingangsstroms Iin von außerhalb eines vorbestimmten Bereichs in den vorbestimmten Bereich übergeht), wird die erste Schaltereinheit 1 eingeschaltet, um den Stromversorgungspfad Lp zu verbinden. In diesem Zustand empfängt die LED-Treiberschaltung 200 die Eingangsleistung Vin, doch kein ein internes Steuergerät (nicht gezeigt) nicht betrieben werden, da es nicht aktiviert wurde. Außerdem empfängt auch die Snubber-Schaltung 3 die Eingangsleistung und nimmt nach der ersten Verzögerungszeit Td1 entsprechend der (empfangenen) Eingangsleistung Vin den Betrieb auf. Nach dem Ende der ersten Verzögerungszeit Td1 liefert die Snubber-Schaltung 3 das Startsignal Ss an das interne Steuergerät der LED-Treiberschaltung 200, um das interne Steuergerät zu aktivieren. Außerdem steuert die Snubber-Schaltung 3 auch einen ersten Massepunkt G1 der Snubber-Schaltung 3, damit er mit einem zweiten Massepunkt G2 der LED-Treibereinheit 200 gekoppelt wird, sodass der erste Massepunkt G1 und der zweite Massepunkt G2 zusammen geerdet werden (gemeinsame Erdung). Nachdem die beiden Schritte abgeschlossen sind, wird das interne Steuergerät der LED-Treiberschaltung 200 aktiviert, und dann wird die LED-Treiberschaltung 200 angetrieben. Insbesondere kann der zweite Massepunkt G2 der Massepunkt einiger/aller Komponenten (wie Ausgangskondensatoren, Stromschalter usw.) des Konverters (nicht gezeigt) in der LED-Treiberschaltung 200 sein. Ohne den Massepunkt dieser Komponenten kann der Konverter der LED-Treiberschaltung 200 nicht normal funktionieren.
Namentlich wird in dem Moment, in dem die erste Schaltereinheit eingeschaltet wird, ein erster Kondensator (nicht gezeigt) innerhalb der LED-Treiberschaltung 200 nicht mit Strom versorgt und ist beinahe kurzgeschlossen. Daher wird die Eingangsleistung Vin in dem Augenblick, in dem sie mit der LED-Treiberschaltung 200 verbunden wird, einen Eingangsstoß verursachen. Daher besteht die Funktion der Snubber-Schaltung 3 darin, sicherzustellen, dass die Eingangsleistung Vin auf einen stabilen Zustand zurückkehrt, ohne nach der Verzögerungszeit einen Stromstoß zu erzeugen, und dann wird die LED-Treiberschaltung gestartet (aktiviert), um die LED-Treiberschaltung 200 zu schützen. Die (Start-)Aktivierungsaktion ist in zwei Teile geteilt, wobei diese beiden Teile von einander unabhängig sind, und beide Teile sollten abgeschlossen sein, bevor die LED-Treiberschaltung 200 erfolgreich gestartet werden kann. Der erste Teil besteht darin, das Steuergerät in der LED-Treiberschaltung 200 zu starten, damit das interne Steuergerät den Betrieb aufnehmen kann. Der zweite Teil besteht darin, einen unabhängigen und gleitenden Massepunkt mit dem Massepunkt der Snubber-Schaltung 3 zu verbinden, sodass die LED-Treiberschaltung 200 ein vollständiges gemeinsam verbundenes Bodennetzwerk aufweist. Daher kann das Steuergerät der LED-Treiberschaltung 200 den Konverter in der LED-Treiberschaltung 200 steuern (beispielsweise, aber nicht beschränkt darauf, ein Abwärtswandler oder ein Aufwärtswandler, wobei der Konverter isoliert oder nicht isoliert sein kann), sodass die LED-Treiberschaltung 200 das Beleuchtungsverhalten einer internen LED-Leuchte (nicht gezeigt) steuert.
Zudem ist die Steuereinheit 32 mit der ersten Schaltereinheit 1 und der LED-Treiberschaltung 200 gekoppelt, stellt die erste Verzögerungszeit Td1 ein und zählt diese. Die erste Verzögerungszeit Td1 kann beispielsweise, aber nicht beschränkt darauf, 1 bis 4 Sekunden betragen, wobei 2,8 bis 3,2 Sekunden eine bevorzugte Ausführung ist, um sicherzustellen, dass sich die Eingangsleistung Vin sich in einem stabilen Zustand befindet und keinen Stromstoß erzeugt. Die zweite Schaltereinheit 34 ist mit der Steuereinheit 32, dem ersten Massepunkt G1 und dem zweiten Massepunkt G2 gekoppelt. Wenn die zweite Schaltereinheit 34 ausgeschaltet wird, sind der erste Massepunkt G1 und der zweite Massepunkt G2 nicht miteinander verbunden, sodass der zweite Massepunkt einen unabhängigen und gleitenden Massepunkt darstellt. Die gegenteilige Situation besteht darin, dass der erste Massepunkt G1 und der zweite Massepunkt G2 miteinander verbunden sind, sodass die LED-Treiberschaltung 200 ein vollständiges gemeinsam verbundenes Bodennetzwerk aufweist. Nachdem die Steuereinheit 32 die Eingangsleistung Vin empfängt, startet die Steuereinheit 32 mit der Zählung entsprechend der vorherbestimmten ersten Verzögerungszeit Td1.Wenn die Zählung der ersten Verzögerungszeit Td1 abgeschlossen ist, liefert die Steuereinheit 32 das Startsignal Ss zum Steuergerät in der LED-Treiberschaltung 200, sodass das Steuergerät den Betrieb aufnehmen kann. Andererseits liefert die Steuereinheit 32 auch das zweite Steuersignal Sc2 zur zweiten Schaltereinheit 34, um die zweite Schaltereinheit 34 einzuschalten, um den ersten Massenpunkt G1 mit dem zweiten Massepunkt G2 verbinden. Im Einzelfall können das Startsignal Ss und das zweite Steuersignal Sc2 getrennte Signale sein, wie in 3 gezeigt (die Verzögerung wird später erklärt werden), oder sie können integrierte Signale sein (das heißt, das Startsignal Ss ist gleichzeitig auch das zweite Steuersignal Sc2), sodass die Anzahl der Stifte der Steuereinheit 32 reduziert werden kann, wobei aber auch die Stabilität des (synchronen) Signalsystems besser ist.
In einer Ausführung kann die zweite Schaltereinheit 34 außerhalb der Steuereinheit 32 angeordnet sein, und die zweite Schaltereinheit 34 wird vom zweiten Steuersignal Sc2, das von der Steuereinheit 32 geliefert wird, gesteuert, um sich ein- oder auszuschalten, doch ist der Vorgang nicht auf diese Situation beschränkt. Mit anderen Worten, die zweite Schaltereinheit 34 kann sich auch in der Steuereinheit 32 befinden, sodass nur die Steuereinheit 32 die zweiteilige (Start-)Aktivierungsaktion durchführt.
2 zeigt ein detailliertes Teilblockschaltbild einer Snubber-Schaltung nach der vorliegenden Offenlegung, doch wird auch Bezug auf 1 genommen. Außer der Steuereinheit 32 und der zweiten Schaltereinheit 34 umfasst die Snubber-Schaltung 3 ferner eine Umwandlungsschaltung 36 und eine Zeitverzögerungsschaltung 38. Die Umwandlungsschaltung 36 ist mit der ersten Schaltereinheit 1, der Ausgangsklemme 100B und der Steuereinheit 32 verbunden, und die Umwandlungsschaltung 36 wird verwendet, um die Eingangsleistung Vin in die Arbeitsleistung Vcc umzuwandeln, um die Steuereinheit 32 mit Strom zu versorgen. Namentlich weist die Spannung, die die Steuereinheit 32 normalerweise empfängt, einen Wert von 12 Volt oder weniger auf. Wenn der Wert der Eingangsleistung Vin zu hoch ist (beispielsweise 48 V, aber nicht beschränkt darauf), hat die Umwandlungsschaltung 36 die Aufgabe, die Eingangsleistung Vin in eine Spannung umzuwandeln, die zum Antreiben der Steuereinheit 32 erforderlich ist. Wenn die Eingangsleistung Vin die Steuereinheit 32 direkt versorgen und antreiben kann, kann diese Schaltung entfallen. In einer Ausführung kann die Umwandlungsschaltung 36 bevorzugterweise ein Abwärtswandler sein, und ein Linearregler (LDO) eignet sich aus Kostengründen am besten dazu.
Die Steuereinheit 32 kann ein Steuergerät sein, und das Steuergerät kann eine kombinatorische Logiksteuerung oder eine Mikroprogrammsteuerung sein. Die Steuereinheit 32 liefert das Startsignal Ss und das zweite Steuersignal Sc2 zum Steuergerät 200A (in 3 gezeigt) der LED-Treiberschaltung 200 und zur zweiten Schaltereinheit 34. Namentlich umfasst die zweite Schaltereinheit 34 einen ersten Schalter Q1 und einen zweiten Schalter Q2. Ein Steuerende des ersten Schalters Q1 ist mit der Steuereinheit 32 gekoppelt, und ein erstes Ende des ersten Schalters Q1 empfängt die Arbeitsspannung Vcc, und ein zweites Ende des ersten Schalter Q1 ist der erste Massepunkt G1. Ein erstes Ende des zweiten Schalters Q2 ist der zweite Massepunkt G2, und ein zweites Ende des zweiten Schalters Q2 ist mit dem ersten Massepunkt G1 gekoppelt, während ein Steuerende des zweiten Schalters Q2 mit dem ersten Ende des ersten Schalters Q1 verbunden ist. In Abwesenheit der Zeitverzögerungsschaltung 38, wenn die Steuereinheit 32 das zweite Steuersignal Sc2 zur zweiten Steuereinheit 34 liefert, wird der erste Schalter Q1 eingeschaltet. Da der erste Schalter Q1 eingeschaltet wird, wird auch der zweite Schalter Q2 eingeschaltet, sodass der erste Massepunkt G1 mit dem zweiten Massepunkt G2 verbunden wird.
Die Zeitverzögerungsschaltung 38 ist mit der zweiten Schaltereinheit 34 gekoppelt, um eine zweite Verzögerungszeit Td2 (beispielsweise 0,1 Sekunden, doch nicht beschränkt auf diesen Wert) entsprechend dem zweiten Steuersignal Sc2 zu liefern, damit sich das Einschalten des zweiten Schalters Q2 der zweiten Schaltereinheit 34 verzögert. In dieser Situation stellt die Steuereinheit 32 ferner eine dritte Verzögerungszeit Td3 (beispielsweise 1 bis 3 Sekunden, doch nicht beschränkt auf diesen Wert) ein. Die Steuereinheit 32 liefert das zweite Steuersignal Sc2 zum ersten Schalter Q1 der zweiten Schaltereinheit 34 entsprechend dem Ende der dritten Verzögerungszeit Td3, und der zweite Schalter Q2 der zweiten Schaltereinheit 34 wird nach Beendigung der zweiten Verzögerungszeit Td2, die von der Zeitverzögerungsschaltung 38 geliefert wird, eingeschaltet. Namentlich ist die Zeitverzögerungsschaltung 38 parallel mit dem ersten Schalter Q1 angeschlossen, und die Zeitverzögerungsschaltung 38 umfasst einen Kondensator C und einen Spannungsregler ZD. Wenn die dritte Verzögerungszeit Td3 beendet ist, liefert die Steuereinheit 32 das zweite Steuersignal Sc2 zum ersten Schalter Q1 der zweiten Schaltereinheit 34, und daher wird der erste Schalter Q1 eingeschaltet, sodass der Ladevorgang des Kondensators C mit der Arbeitsspannung Vcc beginnt. Wenn der Kondensator auf eine bestimmte Spannung (d.h., die zweite Verzögerungszeit Td2) geladen ist, wird der zweite Schalter Q2 eingeschaltet, sodass der erste Massepunkt G1 mit dem zweiten Massepunkt G2 verbunden wird. Es wird angenommen, dass der Kondensator C in 0,1 Sekunden voll geladen ist und die zweite Verzögerungszeit Td2 den Spannungsregler ZD nicht überschreitet, um die Spannungsregelungsfunktion zu starten (aktivieren). Nachdem die zweite Verzögerungszeit Td2 beendet ist, liefert die Steuereinheit 32 das Startsignal, um das Steuergerät 200A zu starten.
Daher ist die erste Verzögerungszeit Td1 (beispielsweise 3,1 Sekunden, aber nicht beschränkt auf diesen Wert) gleich der Summe der zweiten Verzögerungszeit Td2 (beispielsweise 0,1 Sekunden, aber nicht beschränkt auf diesen Wert) und der dritten Verzögerungszeit (beispielsweise 3 Sekunden, aber nicht beschränkt auf diesen Wert). Anders gesagt, die Steuereinheit 32 liefert das zweite Steuersignal Sc2 nach einer Verzögerung von 3 Sekunden, und sie liefert das Startsignal Ss nach einer Verzögerung von 3,1 Sekunden. Entsprechend kann der jeweilig unabhängige Schutz für die LED-Treiberschaltung 200 angeboten werden, um einen doppelten Schutz zu bilden und die Lebensdauer der LED-Treiberschaltung so weit wie möglich zu erhöhen. Obwohl die zweite Verzögerungszeit Td2 auf die Kapazitanz der Zeitverzögerungsschaltung 38 anspricht (also die Kapazitanz des Kondensators C) in dieser Ausführung anspricht, ist sie nicht darauf beschränkt. Mit anderen Worten, die zweite Verzögerungszeit Td2 kann auch durch eine Schaltung mit einer Verzögerungsfunktion, etwa einen Zähler, ersetzt werden. Außerdem ist die erste Verzögerungszeit Td1 die Gesamtzeit (Summe) der zweiten Verzögerungszeit Td2 und der dritten Verzögerungszeit Td3, und die Gesamtzeit ist vorzugsweise 2,5 bis 3,5 Sekunden. Der Grund dafür ist, dass so die Situation vermieden werden kann, dass der Benutzer irrigerweise annimmt, dass die LED-Treiberschaltung 200 wegen der übermäßig lange Verzögerung ausgefallen oder beschädigt ist.
Wenn die LED-Treiberschaltung 200 andererseits einen isolierten Konverter (also einen interner Wandler, der die primärseitigen Schaltungen und die sekundärseitigen Schaltungen isoliert) für die Leistungsumwandlung verwendet, umfasst die LED-Treiberschaltung 200 einen primärseitigen Massepunkt Gp und einen sekundärseitigen Massepunkt Gs. Der primärseitige Massepunkt Gp ist mit dem ersten Massepunkt G1 gekoppelt, und der sekundärseitige Massepunkt Gs ist der unabhängige und gleitende zweite Massepunkt G2. Wenn der zweite Schalter Q2 eingeschaltet wird, wird der primärseitige Massepunt Gp mit dem sekundärseitigen Massepunkt Gs verbunden. Das heißt, der primärseitige Massepunkt Gp und der sekundärseitige Massepunkt Gs sind zusammen geerdet (gemeinsame Erdung), sodass der Konverter in der LED-Treiberschaltung 200 normal funktionieren kann.
Wie in 3 gezeigt, umfasst die LED-Treiberschaltung 200 ein Steuergerät 100A, einen Stromschalter Q des Konverters und eine LED-Leuchte 200B). Das Steuergerät 200A ist durch einen Stift mit der Steuereinheit 32 gekoppelt und empfängt das Startsignal Ss. Nachdem das Steuergerät 200A das Startsignal Ss empfängt, nimmt das Steuergerät 200A den Betrieb entsprechend der Eingangsleistung Vin auf, um das dritte Steuersignal Sc3 zu liefern und das Schalter des Stromschalters Q zu steuern. Die LED-Leuchte 200B ist mit dem Stromschalter Q gekoppelt und gibt durch das Schalten des Stromschalters Q ein Licht aus.
In einer Ausführung zeigen 2 und 3 einige detaillierte Schaltung der Snubber-Schaltung 3 und der LED-Treiberschaltung 200 nach dem Geist der vorliegenden Erfindung, und die nicht erwähnten Schaltung sind keine Merkmale der vorliegenden Offenlegung. In einer Ausführung ist die Snubber-Schaltung 3 nicht darauf beschränkt, mit der Schaltungsstruktur von 2 realisiert zu werden; anders gesagt, jede Schaltungsstruktur und Steuermethode, die den zweistufigen Verzögerungsschutz erzielen, sollten im Umfang dieser Ausführung enthalten sein. Andererseits ist die LED-Treiberschaltung 200 nicht darauf beschränkt, nur mit der Schaltungsstruktur von 3 realisiert zu werden, und es kann auch andere Schaltungsstrukturen entsprechend der Art des Steuergeräts 200A geben.
4 zeigt ein detailliertes Teilblockschaltbild einer Stromüberwachungsschaltung und einer ersten Schaltereinheit nach der vorliegenden Offenlegung, doch ist auch Bezug auf 1 bis 3 zu nehmen. Die Stromüberwachungsschaltung 2 weist die Funktionen der Überwachung und Steuerung des Eingangsstroms Iin auf und umfasst eine Stromerkennungseinheit 22 und eine Strombestimmungseinheit 24. Die Stromerkennungseinheit 22 kann ein Erkennungswiderstand Rs sein, und die Strombestimmungseinheit 24 kann ein Steuergerät sein. Die Stromerkennungseinheit 22 ist mit der Eingangsklemme 100A und der ersten Schaltereinheit 1 gekoppelt. Die Strombestimmungseinheit 24 ist mit der Stromerkennungseinheit 22 und mit dem ersten Schalter 1 gekoppelt. Die Stromerkennungseinheit 22 wird verwendet, um eine Querspannung Vc entsprechend des Größe des Eingangsstroms Iin, der durch den Erkennungswiderstand Rs fließt, zu erzeugen, sodass die Strombestimmungseinheit 24, bestimmt ob der Eingangsstrom Iin entsprechend der Querspannung Vc normal ist oder nicht. Wenn die Strombestimmungseinheit 24 bestimmt, dass die Querspannung Vc normal ist, liefert die Strombestimmungseinheit 24 ein erstes Steuersignal Sei, um die erste Schaltereinheit 1 einzuschalten, sodass die Eingangsleistung Vin durch die erste Schaltereinheit 1 zur LED-Treiberschaltung 200 geliefert wird. Hingegen wird die erste Schaltereinheit 1 ausgeschaltet, um die LED-Treiberschaltung 200 zu schützen. Nachdem die Strombestimmungseinheit 24 die erste Schaltereinheit 1 ausschalten und bestimmt, dass der Eingangsstrom Iin auf den vorherbestimmten Bereich entsprechend der Querspannung Vc zurückkehrt, schaltet die Strombestimmungseinheit 24 den ersten Schalter 1 erneut ein, sodass die Eingangsleistung Vin durch den ersten Schalter 1 zur LED-Treiberschaltung 200 geliefert werden kann.
In einer Ausführung zeigt 4 eine detaillierte Schaltung der Stromüberwachungsschaltung 2 und der ersten Schaltereinheit 1 nach dem Geiste der vorliegenden Offenlegung. Jedoch sind die Stromüberwachungsschaltung 2 und die ersten Schaltereinheit 1 nicht darauf beschränkt, nur in der Schaltungsstruktur von 4 realisiert zu werden. Jede elektronische Schaltung, jedes Steuergerät und jede Logikschaltung, die den Eingangsstrom Iin erkennen und bestimmen können, fallen in den Umfang dieser Ausführung.
5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben der Schaltkreisschutzvorrichtung nach der vorliegenden Offenlegung, doch ist auch Bezug auf 1 bis 4 zu nehmen. Das Verfahren zum Betreiben der Schaltkreisvorrichtung 100 wird verwendet, um eine LED-Treiberschaltung 200 zu schützen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Erfassen und Bestimmen, ob ein Eingangsstrom normal ist, und Einschalten einer ersten Schaltereinheit entsprechend der Normalität des Eingangsstroms (S 100). Eine bevorzugte Ausführung besteht darin, durch die Stromüberwachungsschaltung 2 zu erfassen und zu bestimmen, ob der Eingangsstrom Iin normal ist. Wenn der Eingangsstrom Iin abnormal ist (beispielsweise, doch nicht beschränkt auf diese Situation, wenn der Eingangsstrom Iin zu klein oder zu groß ist, oder wenn es überhaupt keinen Eingangsstrom Iin gibt), liefert die Stromüberwachungsschaltung 2 das erste Steuersignal Sei, um die erste Schaltereinheit auszuschalten. Wenn der Eingangsstrom Iin normal ist (wenn also der Eingangsstrom Iin innerhalb des vorherbestimmten Bereichs liegt), liefert die Stromüberwachungsschaltung 2 das erste Steuersignal Sei, um die erste Schaltereinheit 1 einzuschalten, sodass die Eingangsleistung Vin durch die erste Schaltereinheit 1 zur LED-Treiberschaltung 200 geliefert wird. Obwohl die LED-Treiberschaltung 200 die Eingangsleistung Vin empfangen hat, wurde sie in diesem Fall noch nicht gestartet.
Nachdem die Eingangsleistung durch Einschalten der ersten Schaltereinheit empfangen wurde, wird eine erste Verzögerungszeit entsprechend der Eingangsleistung (S200) eingestellt. Eine bevorzugte Ausführung besteht darin, dass die Snubber-Schaltung 3 die Eingangsleistung Vin durch das Einschalten der ersten Schaltereinheit 1 empfängt (dadurch, dass die erste Schaltereinheit 1 eingeschaltet wurde), und die Umwandlungsschaltung 36 wandelt die Eingangsleistung Vin in die Arbeitleistung Vcc um, beispielsweise von 48 Volt auf 3,3 Volt, doch nicht beschränkt auf diese Werte. Die Steuereinheit 32 nimmt den Betrieb auf, nachdem sie die Arbeitsspannung Vcc empfangen hat und beginnt mit dem Zählen der vorherbestimmten ersten Verzögerungszeit Td1, beispielsweise 1 bis 4 Sekunden, aber nicht beschränkt auf diese Werte.
Schließlich wird ein Startsignal entsprechend dem Ende der ersten Verzögerungszeit zur LED-Treiberschaltung geliefert, und ein erster Massepunkt der Schaltkreisschutzvorrichtung, der mit einem zweiten Massepunkt der LED-Treiberschaltung (S300) zu koppeln ist, wird gesteuert. Eine bevorzugte Ausführung besteht darin, dass, wenn die erste Verzögerungszeit Td1 zu Ende ist, die Snubber-Schaltung 3 das Startsignal Ss durch die Steuereinheit 32 zum Steuergerät in der LED-Treiberschaltung 200 liefert, sodass das Steuergerät den Betrieb aufnehmen kann. Andererseits liefert die Steuereinheit 32 auch das zweite Steuersignal Sc2 zum ersten Schalter Q1 der zweiten Schaltereinheit 34, um den ersten Schalter Q1 einzuschalten. Wenn der erste Schalten Q1 eingeschaltet wird, wird auch der zweite Schalter Q2 eingeschaltet, und somit werden der erste Massepunkt G1 und der zweite Massepunkt G2 miteinander verbunden, sodass die LED-Treiberschaltung 200 ein vollständiges gemeinsam verbundenes Bodennetzwerk aufweist.
Der zusätzliche Schritt umfasst die Verzögerung der zweiten Verzögerungszeit entsprechend dem Ende der dritten Verzögerungszeit, um den ersten Massepunkt, der mit dem zweiten Massepunkt zu koppeln ist, zu steuern und um das Startsignal entsprechend der zweiten Verzögerungszeit (S250) zu liefern. Eine bevorzugte Ausführung besteht darin, dass eine Zeitverzögerungsschaltung 38 verwendet wird, wobei die Steuereinheit 32 ferner die dritte Verzögerungszeit Td3 einstellt (beispielsweise 1 bis 3 Sekunden, doch nicht beschränkt auf diese Werte). Die Steuereinheit 32 liefert das zweite Steuersignal Sc2 zur zweiten Schaltereinheit 34 entsprechend dem Ende der dritten Verzögerungszeit Td3, und die zweite Schaltereinheit 34 wird nach Beendigung der zweiten Verzögerungszeit Td2, die von der Zeitverzögerungsschaltung 38 geliefert wird, eingeschaltet, sodass der erste Massepunkt G1 mit dem zweiten Massepunkt G2 verbunden wird. Wenn also die zweite Verzögerungszeit Td2 endet, liefert die Steuereinheit 32 das Startsignal Ss zum Steuergerät 200A. In einer Ausführung kann die ausführlichere Betriebsmethode der Schaltkreisschutzvorrichtung 100 mit Bezug auf 2 bis 4 besser verstanden werden, doch um der Kürze willen wurde diese ausführliche Beschreibung hier weggelassen.

Claims

Eine Schaltkreisschutzvorrichtung (100), die konfiguriert ist, um eine LED-Treiberschaltung (200) zu schützen, wobei die Schaltkreisschutzvorrichtung (100) Folgendes umfasst: eine erste Schaltereinheit (1), die zwischen einer Eingangsklemme (100A) und der LED-Treiberschaltung (200) gekoppelt und so konfiguriert ist, dass sie einen elektrischen Anschluss zwischen der Eingangsklemme (100A) und der LED-Treiberschaltung (200) entsprechend der Normalität eines Eingangsstroms (Iin), der durch die Eingangsklemme (100A) fließt, herstellt; und eine Snubber-Schaltung (3), die mit der ersten Schaltereinheit (1) und der LED-Treiberschaltung (200) gekoppelt ist und eine erste Verzögerungszeit (Td1) entsprechend einer Eingangsleistung Vin liefert; wobei die Snubber-Schaltung (3) so konfiguriert ist, dass sie ein Startsignal (Ss) entsprechend dem Ende der ersten Verzögerungszeit (Td1) zur LED-Treiberschaltung (200) liefert und einen ersten Massepunkt (G1) der Snubber-Schaltung (3), der mit einem zweiten Massepunkt (G2) der LED-Treiberschaltung (200) zu koppeln ist, steuert.
Die Schaltkreisschutzvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die Snubber-Schaltung (3) Folgendes umfasst: eine Snubber-Schaltung (32), die mit der ersten Schaltereinheit (1) und der LED-Treiberschaltung (200) gekoppelt und so konfiguriert ist, dass sie die erste Verzögerungszeit (Td1) einstellt und zählt; und eine zweite Schaltereinheit (34), die mit der Steuereinheit (32), dem ersten Massepunkt (G1) und dem zweiten Massepunkt (G2) gekoppelt ist; wobei die Steuereinheit (32) so konfiguriert ist, dass sie das Startsignal (Ss) entsprechend dem Ende der ersten Verzögerungszeit (Td1) und ein Steuersignal Sc2) liefert, um die zweite Schaltereinheit (34) einzuschalten.
Die Schaltkreisschutzvorrichtung (100) nach Anspruch 2, wobei die Snubber-Schaltung (3) ferner Folgendes umfasst: eine Zeitverzögerungsschaltung (38), die mit der zweiten Schaltereinheit (34) gekoppelt und so konfiguriert ist, dass sie die zweite Schaltereinheit (34) nach der zweiten Verzögerungszeit (Td2) entsprechend dem Steuersignal (Sc2) einschaltet; wobei die Steuereinheit (32) ferner so konfiguriert ist, dass sie eine dritte Verzögerungszeit (Td3) einstellt und das Steuersignal (Sc2) entsprechend dem Ende der dritten Verzögerungszeit (Td3) liefert; dabei ist die erste Verzögerungszeit (Td1) die Summe der zweiten Verzögerungszeit (Td2) und der dritten Verzögerungszeit (Td3).
Die Schaltkreisschutzvorrichtung (100) nach Anspruch 3, wobei die Steuereinheit (32) so konfiguriert ist, dass sie eine dritte Verzögerungszeit zwischen 1 und 3 Sekunden einstellt, wobei die zweite Verzögerungszeit (Td2) auf eine Kapazitanz der Zeitverzögerungsschaltung (38) anspricht.
Die Schaltkreisschutzvorrichtung (100) nach Anspruch 2, wobei die Snubber-Schaltung (3) ferner Folgendes umfasst: eine Umwandlungsschaltung (36), die mit der ersten Schaltereinheit (1), der LED-Treiberschaltung (200) und der Steuereinheit (32) gekoppelt und so konfiguriert ist, dass sie die Eingangsleistung (Vin) in eine Arbeitsleistung (Vcc) umwandelt, um die Steuereinheit (32) mit Strom zu versorgen.
Die Schaltkreisschutzvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die LED-Treiberschaltung (200) ferner einen primärseitigen Massepunkt (Gp) und einen sekundärseitigen Massepunkt (Gs) umfasst, wobei der primärseitige Massepunkt (Gp) mit dem ersten Massepunkt (G1) und der sekundärseitige Massepunkt (Gs) mit dem zweiten Massepunkt (G2) gekoppelt ist; wobei die Snubber-Schaltung (3) so konfiguriert ist, dass sie den primärseitigen Massepunkt (Gp), der entsprechend dem Ende der ersten Verzögerungszeit (Td1) mit dem sekundärseitigen Massepunkte (Gs) zu verbinden ist, steuert.
Die Schaltkreisschutzvorrichtung (100) nach Anspruch 1, die ferner Folgendes umfasst: eine Stromüberwachungsschaltung (2), die mit der Eingangsklemme (100A) und der ersten Schaltereinheit (1) gekoppelt und so konfiguriert ist, dass sie festzustellt und bestimmt, ob der Eingangsstrom (Iin) normal ist oder nicht, um die erste Schaltereinheit (1) ein- oder auszuschalten.
Die Snubber-Schaltung (3) ist mit einer LED-Treiberschaltung (200) gekoppelt und so konfiguriert, dass sie den Start der LED-Treiberschaltung (200)entsprechend einer Eingangsleistung (Vin) konfiguriert, wobei die Snubber-Schaltung (3) Folgendes umfasst: eine Steuereinheit (32), die mit der LED-Treiberschaltung (200) gekoppelt und so konfiguriert ist, dass sie eine erste Verzögerungszeit (Td1) einstellt; und eine zweite Schaltereinheit (34), die mit der Steuereinheit (32), dem ersten Massepunkt (G1) der Snubber-Einheit (3) und dem zweiten Massepunkt (G2) der LED-Treibereinheit (200) gekoppelt ist; wobei die Steuereinheit (32) so konfiguriert ist, dass sie die erste Verzögerungszeit (Td1) entsprechend der Eingangsleistung (Vin) verzögert, ein Startsignal (Ss) entsprechend dem Ende der ersten Verzögerungszeit (Td1) zur LED-Treiberschaltung (200) liefert, und auch ein Steuersignal (Sc2) liefert, um die zweite Schaltereinheit (34) entsprechend dem Ende der ersten Verzögerungszeit (Td1) liefert, um den ersten Massepunkt (G1), der mit dem zweiten Massepunkt (G2) zu koppeln ist, zu steuern.
Die Snubber-Schaltung (3) nach Anspruch 8, die ferner Folgendes umfasst: eine Zeitverzögerungsschaltung (38), die mit der zweiten Schaltereinheit (34) gekoppelt und so konfiguriert ist, dass sie die zweite Schaltereinheit (34) nach der zweiten Verzögerungszeit (Td2) entsprechend dem Steuersignal (Sc2) einschaltet; wobei die Steuereinheit (32) ferner so konfiguriert ist, dass sie eine dritte Verzögerungszeit (Td3) einstellt und das Steuersignal (Sc2) entsprechend dem Ende der dritten Verzögerungszeit (Td3) liefert; dabei ist die erste Verzögerungszeit (Td1) die Summer der zweiten Verzögerungszeit (Td2) und der dritten Verzögerungszeit (Td3).
Die Schaltkreisschutzvorrichtung (3) nach Anspruch 9, wobei die Steuereinheit (32) so konfiguriert ist, dass sie eine dritte Verzögerungszeit (Td3) zwischen 1 und 3 Sekunden einstellt, wobei die zweite Verzögerungszeit (Td2) auf eine Kapazitanz der Zeitverzögerungsschaltung (38) anspricht.
Die Snubber-Schaltung (3) nach Anspruch 8, die ferner Folgendes umfasst: eine Umwandlungsschaltung (36), die mit der LED-Treiberschaltung (200) und der Steuereinheit (32) gekoppelt und so konfiguriert ist, dass sie die Eingangsleistung (Vin) in eine Arbeitsleistung (Vcc) umwandelt, um die Steuereinheit (32) mit Strom zu versorgen.
Die Schaltkreisschutzvorrichtung (3) nach Anspruch 8, wobei die LED-Treiberschaltung (200) ferner einen primärseitigen Massepunkt (Gp) und einen sekundärseitigen Massepunkt (Gs) umfasst, wobei der primärseitige Massepunkt (Gp) mit dem ersten Massepunkt (G1) und der sekundärseitige Massepunkt (Gs) mit dem zweiten Massepunkt (G2) gekoppelt ist; wobei die Snubber-Schaltung (32) so konfiguriert ist, dass sie den primärseitigen Massepunkt (Gp), der entsprechend dem Ende der ersten Verzögerungszeit (Td1) mit dem sekundärseitigen Massepunkte (Gs) zu verbinden ist, steuert.