具有漏电保护功能的LED电子驱动器制造技术

本发明专利技术提供一种用于驱动LED负载并具有漏电保护的电子驱动器以防止触电。在电子驱动器中，电流传感器和固态开关的串联级联连接到转换器电路和单极电压源。单极电压源由外部电压源通过两个电触点连接到电子驱动器。电流传感器测量从转换器电路回馈到单极电压源的返回电流。当确定外部电压源未连接到两个电触点时，固态开关将单极性电压源与转换器电路隔离以实现电击防护。为了进行该确定，固态开关接通测试时段以驱动转换器电路进行操作。测试时段被选择为不大于预定的最大测试时段，以避免人不小心接触到电触点时从外部电压源吸收大于预定义的可容许的电击能量。根据返回电流的测量值来确定外部电压源是否连接到两个电触点。

【技术实现步骤摘要】
具有漏电保护功能的LED电子驱动器
本专利技术通常涉及一种用于驱动发光二极管(LED)负载的电子驱动器。更具体地，本专利技术涉及具有漏电保护从而降低使用者触电风险的电子驱动器。
技术介绍
在LED照明领域中，电子驱动器或LED驱动器将来自交流电源的交流(AC)输入转换为用于驱动LED负载(例如LED替代灯管)的直流(DC)输出。这种转换通过首先将交流电压整流为直流电压，然后使用直流/直流变换器产生适于LED负载的直流输出电流来实现。在电子驱动器中，有时出于节省成本的目的，没有在AC输入和变换器的输出端口之间安装隔离变压器。在这种没有安装隔离变压器的情况下，可能存在使用户受到电击的风险。特别是随着替换常规荧光管的LED替代灯管的引入，用户受到电击的风险可能更大。为了示例这种风险，图1描绘了这样一种典型的情况，其中用户80将LED替代灯管10插入到从AC电源30接收电力的灯座20。通常，LED灯管10集成有LED负载和电子驱动器，因而不再需要外部驱动器(或镇流器)。由此，AC电源30可以直接连接到灯座20的两端。在用户80将LED灯管10插入灯座20的过程中，LED灯管10的一端11插入灯座20，而此时用户80可能仍抓持LED灯管10的另一端12。传统的荧光管的两端由气体分开，该气体在尚未发生电离时通常形成绝缘体，以使得荧光管两端不通电。但与传统的荧光管不同，LED灯管10中包含电子元件，因而在两端11、12之间可能存在电通路，这使用户80在LED灯管10的一端11插入灯座20而仍抓持LED灯管10的另一端12时面临触电的危险。在现有技术中，为实现电子驱动器的漏电保护的大部分研发均集中于过电流保护方面，而不是直接防止人员触电。因此，本领域中需要这样一种电子驱动器，其既能驱动LED负载，同时又可以在用户将集成有电子驱动器和LED负载的LED灯接入交流电源时为用户提供防电击保护。
技术实现思路
本专利技术的一个方面是提供一种用于驱动LED负载并提供漏电防护以防止用户受到电击的电子驱动器。在一个方面，本专利技术公开了一种用于驱动发光二极管负载的电子驱动器，包括：用于将由单极电压源提供的电力转换为用于驱动LED负载的输出电流的转换器电路，所述转换器电路包括本地接地节点，所述本地接地节点用于收集所述输出电流和由所述转换器电路汲取的工作电流以形成返回电流，所述返回电流回馈到所述单极电压源，所述单极电压源具有用于接收至少所述返回电流的源侧接地节点；两个电触头，其共同地用于电连接到外部电压源并从其接收电力，所接收的电力用于为所述单极电压源供电；电流传感器和固态开关的串联级联，所述串联级联连接所述源侧接地节点和所述本地接地节点，使得所述电流传感器用于测量所述返回电流；以及电子控制器，其被配置为执行用于控制所述固态开关的接通和断开的控制过程，所述控制过程包括用于测试外部电压源是否电连接到所述两个电触点的测试子过程，所述测试子过程包括步骤：在测试期间打开所述固态开关并持续测试时段，以驱动所述转换器电路在所述测试时段期间工作，其中所述测试时段被选择为不大于最大测试时段，所述最大测试时段被确定为以便在所述外部电压源仅电连接到所述两个电触点中的一个电触点，以及用户意外地接触到所述两个电触点中的另一个电触点的情况下，避免该用户从所述外部电压源吸收大于预定义的人可容许的电击能量；从所述电流传感器获得在所述测试时段期间观察到的所述返回电流的测量值；以及根据所测得的返回电流值确定所述外部电压源是否与所述两个电触点电连接，所述控制过程还包括步骤：当确定所述外部电压源电连接到所述两个电触点时，接通所述固态开关以驱动所述发光二极管负载；以及当确定所述外部电压源未与所述两个电触点电连接时，切断所述固态开并持续空闲时段，以便将所述转换器电路与所述单极电压源隔离，并且随后重复所述测试子过程，其中选择所述空闲时段以使得所述转换器电路在测试期间所吸收的能量能够在所述空闲时段内基本消散。在另一方面，确定所述外部电压源是否电连接到两个电触点包括步骤：当测得的返回电流值具有大于预定电流值的幅值时，确定所述外部电压源电连接到所述两个电触点；以及当测得的返回电流值小于预定电流值的幅值时，确定所述外部电压源未电连接到所述两个电触头。在另一方面，所述固态开关包括MOSFET。在另一方面，所述电流传感器包括电阻器，由此在所述电阻器两端产生的电压与所述电子控制器获得的测得的返回电流值成比例。在另一方面，所述最大测试时段为50μs。在另一方面，所述空闲时段不小于10ms。在另一方面，所述电子驱动器还包括：用于整流由所述外部电压源提供的交流电压以产生所述单极电压源的整流器。在另一方面，所述电子驱动器还包括：用于测量交流电压频率的频率测量电路，其连接到所述整流器的多个输入端，其中所述控制过程还包括步骤：从所述频率测量电路获得测得的频率值；当所述测得的频率值大于预定频率值时，打开所述固态开关以驱动所述发光二极管负载，而不需要执行所述测试子过程；以及当所述测得的频率值不大于所述预定频率值时，启动所述测试子过程。在另一方面，所述预定频率值为120Hz。在一个方面，本专利技术公开了一种发光二极管灯装置，包括：发光二极管负载；和用于驱动所述发光二极管负载的根据前述另一方面的电子驱动器，其中所述预定电流值被确定为以使当所述发光二极管灯装置根据UL1993进行触电可能性危险测试时，所述发光二极管灯装置产生的由UL935定义的仪表读数不大于5仪表指示单位(MIU)。本专利技术的其它方面如下文实施例所示。附图说明图1示出了当用户将LED替代灯管插入灯座时存在触电的潜在风险的示例情况。图2示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的电子驱动器的框图示意图。图3示出了控制电子驱动器的固态开关的控制过程的示例性流程图，其中固态开关控制用于驱动LED负载的转换器电路是否工作，以及转换器电路是否与单极电压源隔离，以防止电击。图4示出了基于图2的示意图的电子驱动器的一种电路实施方式。具体实施方式本专利技术提供了一种用于驱动LED负载的电子驱动器。LED负载的示例包括但不限于一个或多个LED灯串，LED替代灯管，室外LED灯路标和用于街道照明的LED灯阵列。本专利技术借助于图2至图4示出。图2描述了本公开的电子驱动器的示例性框图示意图。图4描述了图2所示的电子驱动器的一个电路实施方式。参见图2，电子驱动器100通过两个电触点105、106与外部电压源190电连接，并从外部电压源190接收电力。电触点105、106通常是金属触点，或者它们共同形成电子驱动器100的插座或入口的至少部分。对于LED替代灯管，电触点105、106通常线连接到从LED替代灯管突出的金属引脚，并用于连接外部电压源190。通常，外部电压源190具有交流电源的形式，该交流电源的均方根(rms)电压取决于电子驱动器100所用的国家，以及使用单相还是三相电源。该均方根电压的通常范围在120V至400V之间，其足以造成触电事故。由外部电压源190提供的交流电压由整流器150整流以跨其输出端子152、115提供直流电压。优选地，整流器150是如图4所示的全波整流器。该直流电压跨输出端子152、115产生了一个单极电压源110。本专利技术的电子驱动器100意图基于单极电压源110进行操本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于驱动发光二极管负载的电子驱动器，包括：用于将由单极电压源提供的电力转换为用于驱动LED负载的输出电流的转换器电路，所述转换器电路包括本地接地节点，所述本地接地节点用于收集所述输出电流和由所述转换器电路汲取的工作电流以形成返回电流，所述返回电流回馈到所述单极电压源，所述单极电压源具有用于接收至少所述返回电流的源侧接地节点；两个电触头，其共同地用于电连接到外部电压源并从其接收电力，所接收的电力用于为所述单极电压源供电；电流传感器和固态开关的串联级联，所述串联级联连接所述源侧接地节点和所述本地接地节点，使得所述电流传感器用于测量所述返回电流；以及电子控制器，其被配置为执行用于控制所述固态开关的接通和断开的控制过程，所述控制过程包括用于测试外部电压源是否电连接到所述两个电触点的测试子过程，所述测试子过程包括步骤：在测试期间打开所述固态开关并持续测试时段，以驱动所述转换器电路在所述测试时段期间工作，其中所述测试时段被选择为不大于最大测试时段，所述最大测试时段被确定为以便在所述外部电压源仅电连接到所述两个电触点中的一个电触点，以及用户意外地接触到所述两个电触点中的另一个电触点的情况下，避免该用户从所述外部电压源吸收大于预定义的人可容许的电击能量；从所述电流传感器获得在所述测试时段期间观察到的所述返回电流的测量值；以及根据所测得的返回电流值确定所述外部电压源是否与所述两个电触点电连接，所述控制过程还包括步骤：当确定所述外部电压源电连接到所述两个电触点时，接通所述固态开关以驱动所述发光二极管负载；以及当确定所述外部电压源未与所述两个电触点电连接时，切断所述固态开并持续空闲时段，以便将所述转换器电路与所述单极电压源隔离，并且随后重复所述测试子过程，其中选择所述空闲时段以使得所述转换器电路在测试期间所吸收的能量能够在所述空闲时段内基本消散。...

【技术特征摘要】
1.一种用于驱动发光二极管负载的电子驱动器，包括：用于将由单极电压源提供的电力转换为用于驱动LED负载的输出电流的转换器电路，所述转换器电路包括本地接地节点，所述本地接地节点用于收集所述输出电流和由所述转换器电路汲取的工作电流以形成返回电流，所述返回电流回馈到所述单极电压源，所述单极电压源具有用于接收至少所述返回电流的源侧接地节点；两个电触头，其共同地用于电连接到外部电压源并从其接收电力，所接收的电力用于为所述单极电压源供电；电流传感器和固态开关的串联级联，所述串联级联连接所述源侧接地节点和所述本地接地节点，使得所述电流传感器用于测量所述返回电流；以及电子控制器，其被配置为执行用于控制所述固态开关的接通和断开的控制过程，所述控制过程包括用于测试外部电压源是否电连接到所述两个电触点的测试子过程，所述测试子过程包括步骤：在测试期间打开所述固态开关并持续测试时段，以驱动所述转换器电路在所述测试时段期间工作，其中所述测试时段被选择为不大于最大测试时段，所述最大测试时段被确定为以便在所述外部电压源仅电连接到所述两个电触点中的一个电触点，以及用户意外地接触到所述两个电触点中的另一个电触点的情况下，避免该用户从所述外部电压源吸收大于预定义的人可容许的电击能量；从所述电流传感器获得在所述测试时段期间观察到的所述返回电流的测量值；以及根据所测得的返回电流值确定所述外部电压源是否与所述两个电触点电连接，所述控制过程还包括步骤：当确定所述外部电压源电连接到所述两个电触点时，接通所述固态开关以驱动所述发光二极管负载；以及当确定所述外部电压源未与所述两个电触点电连接时，切断所述固态开并持续空闲时段，以便将所述转换器电路与所述单极电压源隔离，并且随后重复所述测试子过程，其中选择所述空闲时段以使得所述转换器电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢振东，
申请(专利权)人：安高制品有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港,81