[发明专利]电涌保护装置

说明书

技术领域

本发明描述了一种电涌保护装置，一种电子设备，一种电子设 备的驱动器；以及一种提供免于电涌电流的保护的方法。

背景技术

基于节能发光二极管(LED)的照明解决方案变得更为普遍。然 而已经观察到使用在一些LED照明解决方案中的LED面板(布置在 散热器之上的LED串)的相对高的故障率。电流电涌被认为是很多 故障的原因。已知的是共模的电流电涌为特定类型的LED驱动器所 促成，在后者中跨越驱动器变压器的初级绕组和次级绕组布置有“Y- 电容器”。这种变压器被要求用来提供用于LED的必需的DC操作 电压和电流，并且Y-电容器用来降低电磁干扰(EMI)。在驱动器 中的电流电涌的出现不能可靠地防止，并且因此电流电涌可以穿过 Y-电容器并且进入LED面板中。通常的LED面板设计进一步促发了 电涌电流损害，因为这大致上在LED的热焊盘和接地或地连接之间 包括不可避免的寄生电容。在电流电涌期间，这些电容器开始充电， 并且由于因为热焊盘电气连接到LED因此LED实际上存在于电涌电 流路径中，峰值电流同样穿过LED并且可能对其造成毁坏。

已知的是在驱动器的初级侧和次级侧之间的通常的Y-电容器提 供了用于从初级侧到次级侧的电涌电流的路径。一种避免LED损坏 的方法是从驱动器的初级侧和次级侧之间拆分或者实际上去除Y-电 容器。然而，Y-电容器是驱动器EMI阻尼系统的部分，并且拆分或 者甚至去除这个电容器引入对驱动器的EMI性能的严重恶化。利用 拆分的Y-电容器的解决方案可能导致EMI的严重增长，例如达到10 倍。

另一种解决方案在于通过电容器来旁路通过每个个体的LED， 因此电涌电流将采用通过旁路电容器而不是通过LED的路径。然而， 向LED面板添加这个旁路电容器需要定制LED面板设计，其可能过 分昂贵或者商业上不切实际。

已知两个解决方案提供了良好水平的电涌保护，但是与对灯具 的其它性能标准或者实现成本造成负面影响的代价相关联。

因此，本发明的目的在于提供一种避免了上述问题的LED发光 电路。

发明内容

本发明的目的通过根据权利要求1的电涌-保护装置、通过根据 权利要求9的电子设备、通过根据权利要求14的驱动器以及通过根 据权利要求15的提供保护免于共模电涌电流的方法来实现。

根据本发明，用于电子设备的电涌保护装置包括热消散负载， 其热连接到该热消散负载的散热器，该电涌保护装置包括与负载串 联连接的至少一个高阻抗装置；与负载并联连接的至少一个低阻抗 装置；以及布置为电气连接散热器和低阻抗装置的接地连接；其中 高阻抗装置实现为阻止共模的电涌电流进入负载，并且低阻抗装置 实现为激励共模的电涌电流旁路负载进入接地连接。

根据本发明的电涌保护装置的优势在于以相对简单且直接的方 式，提供了可靠的电涌保护而没有减损设备设计的其他方面。例如， 如果负载是LED照明单元，就可以使用廉价并且轻易获得的LED面 板，因为不需要为面板中的每个LED包括旁路电容器。根据本发明 的电涌保护装置的另一个优势在于其不涉及对驱动器的EMI阻尼系 统的任何改变，因此使用了这种电涌保护装置的设备的EMI发射水 平与基于在初级驱动器侧和次级驱动器侧之间的Y-电容器的已知类 型的设备可相媲美，故而根据本发明的电涌保护装置为“EMI-中性 的”。根据本发明的电涌保护装置可以并入用于负载的驱动器中； 其可以并入负载中；或者其可以实现为分离模块。

通过将其添加到驱动器的输出，创新的电涌保护装置或者电涌 保护电路有效地将电涌电流从LED板或面板重新导向到接地，并且 利用了在散热器和接地之间的电气连接。这种接地连接一般被称为 “功能地”(FE)。根据本发明的电涌保护装置通过有效地改变由 共模电涌电流“所见”的负载板的阻抗而进行工作：其有效地增加 了负载的串联阻抗(阻止了电涌电流进入负载)并且降低了负载的 并联阻抗(为电涌电流提供了到接地的更容易的路径)。

根据本发明，电子设备包括具有多个安装在电路板之上并且热 连接到负载的散热器的热消散组件；实现用于驱动负载的驱动器； 以及这种电涌保护装置。

根据本发明的电子设备的优势在于负载的组件始终被保护免于 电涌电流，因此根据本发明的电子设备可以确保相当高水平的设备 可靠性，如果产品与高的消费者满意度相关联时，其是非常重要的 考量。