[发明专利]用于发光二极管的浪涌保护

说明书

本申请描述了一种用于保护照明器免于高浪涌电压的浪涌保护装置。该浪涌保护装置包括并联阻抗元件(510、520)，并联阻抗元件(510、520)位于驱动器(120)与发光二极管模块(130)之间的连接(150、155)中以将由差模浪涌和/或共模浪涌产生的电流引导至接地，以免损坏发光二极管模块(130)中的发光二极管元件(170)。还可以在驱动器(120)与并联阻抗元件(510、520)之间设置串联阻抗元件(710、720)。

技术领域

本发明涉及对发光二极管的浪涌保护，更具体地涉及在照明器中实施对这种二极管的浪涌保护。

背景技术

发光二极管(LED)照明器经常承受来自不同来源的高浪涌电压。这些浪涌电压可以通过雷击、通过在将连接于与LED照明器相同的网络上的电感负载进行接通/切断的期间的瞬变现象、或通过重型工业机器产生。

此外，在一些情况下，浪涌电压可以通过静电电荷产生，该静电电荷积蓄在照明器体上并且能够设法经由照明器壳内的LEDs和LED驱动器放电到干线连接线。LED对高压浪涌特别敏感并且即使在LED驱动器没有明显损坏的情况下也可能被损坏。其结果是，由于LED的管芯被高压破坏，一组LED内即便不是全部也会有一些LED短路。

这种高浪涌电压可以为差模或共模中的任一种，在差模情况下，高压出现在干线电源上，即在干线电源的相线与中性线之间；在共模情况下，干线电源的相线和中性线两者经历相对于地线的高压瞬变。差模和共模浪涌的组合也是可能的。

为了保护照明器免于高浪涌电压，保护部件经常被设置在照明器的输入路径中，即设置在干线电源与驱动器之间，该驱动器被用于所连接的发光二极管模块，并且保护部件经常包括金属氧化物变阻器(metal oxide varistor，MOV) 或气体放电管(gasdischarge tube，GDT)或两者的组合。由于这些保护部件被连接在相线与中性线之间并吸收电流高达几kA的浪涌的能量，因此这些保护部件相对高效地克服了差模浪涌。由于驱动器最易受到差模浪涌的影响，因而这种保护部件用于对驱动器提供良好的保护。

然而，对于共模浪涌而言问题是不同的。根据设计照明器所依据的IEC保护等级的不同而存在两种情况。在I级照明器的情况下，保护接地(protective earth，PE)连接的存在使得保护部件能够被连接在相线与PE之间或被连接在中性线与PE之间。这些保护部件用于提供针对共模浪涌的良好保护。此外，当保护部件短路时，插入在输入端与保护部件之间的串联保险丝会切断电路。

在II级照明器的情况下，不存在PE连接，并且出于电气安全原因，在干线电源的相线和中性线与照明器外壳之间不允许任何连接。这意味着，对于II 级照明器，只能使用不同的保护部件。尽管如此，这并不意味浪涌不能找到回到接地的可靠回路，这是由于回路无意间可以通过照明器的安装于与接地直接接触的金属杆上的金属框架或壳体提供。

在WO-A-2014/029772中，能够将雷击的电平维持在从照明器框架到接地的电气路径内的绝缘构件被提供用于将LED照明器与接地隔离。在没有返回电流的情况下，不会对照明器造成损坏。这在照明框架被安装于玻璃纤维或水泥杆上时是可能的，但是在照明框架安装于金属杆上时是难以实现的。

此外，考虑因静电高压对LED的潜在危险也是重要的，静电高压的建立可以是因为在雷雨期间高度带电云的存在导致照明器框架带电。在该情况下，也有利于避免LED与照明器框架之间的任何高压差。

发明内容

因此，本发明的目的是对作为对高浪涌电压最敏感的部件的LED提供浪涌保护。

本发明的另一个目的是提供一种低成本易执行的手段以针对共模浪涌和差模浪涌改进对照明器LED的保护。