[发明专利]中性连接缺失情况下的照明驱动器保护方法和包括这种保护的照明驱动器

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于照明单元的照明驱动器。更具体地，本文公开的各种发明方法和装置涉及在到照明驱动器的中性线连接缺失的情况下保护照明驱动器的方法和系统。

背景技术

数字照明技术，即基于诸如发光二极管(LED)的半导体光源的照明，提供了对传统荧光、HID和白炽灯的可行的替代性方案。LED的功能优点和益处包括高能量转换和光学效率、耐久性、较低的操作成本等。LED技术的最新进展提供了在许多应用中实现各种照明效果的高效和鲁棒的全光谱照明源。实施这些源的一些照明器材以如下的照明模块以及处理器为特征，该照明模块包括能够产生不同颜色(例如，红色、绿色和蓝色)的一个或多个LED，该控制器用于独立地控制LED的输出，以便生成各种颜色和颜色变化的照明效果，例如，如在通过引用并入本文的美国专利No.6,016,038和No.6,211,626中所详细讨论的。

用于照明单元和相关联的照明驱动器(包括LED照明单元和LED照明驱动器)的一种常见安装采用三相AC市电功率源。在这些安装中，安装者通常试图尽可能平衡所有相的负载，以得到最佳的负载共享。通常，三相线和一个中性线流向连接到一个断路器的器材，并且然后三相中的一个相连同中性一起连接到每个照明驱动器，使得每个照明驱动器接收三相中之一的AC市电电压。特别地，常见的三相AC功率源在每相与中性线路之间具有277V的均方根(RMS)电压，并且在任何两相之间具有480V的均方根电压。

在这种三相系统中，可能使中性线以如下的方式意外断开(在安装期间或安装之后)，使得照明驱动器可能暴露于比正常电压高得多的电压，这可能导致照明驱动器和/或其相关联的照明设备的故障。

发明内容

图1和图2图示了其中中性线断开的情形。图1图示了如下的布置，其中第一和第二照明驱动器100-1和100-2在正常操作中由三相AC功率源的两个不同相供应功率。此处，第一和第二照明驱动器100-1和100-2中的每一个驱动一个或多个照明单元，例如LED照明单元。在这种情况下，第一和第二照明驱动器100-1和100-2可以被称为LED照明驱动器。

特别地，三相AC功率源在三相线中的每一个与中性端子110之间提供三个AC电压V_PH1、V_PH2和V_PH3。在一个示例安装中，V_PH1、V_PH2和V_PH3的RMS电压中的每一个标称为277V(一些功率线路变化是典型的)。V_PH1作为第一照明驱动器100-1的线路电压端子(线路)与中性端子N之间的AC市电电压V1而被供应，并且V_PH2作为第二照明驱动器100-2的线路电压端子(线路)与中性端子N之间的AC市电电压V2而被供应。因此，在该示例安装中，第一和第二照明驱动器100-1和100-2中的每一个接收277V的标称AC市电电压。

如上文所描述，在一些情况下，在三相AC功率源的中性端子110或中性线与第一和第二照明驱动器100-1和100-2中的每一个的中性端子之间的连接中出现断路112。

图2图示了如下的布置，其中在到中性端子110的连接缺失的情形下两个照明驱动器由三相AC功率源供应功率。在这种情况下，三相AC功率源的两相之间的480V的RMS电压呈现在第一和第二照明驱动器100-1和100-2的两个线路电压端子之间。

然而，分别施加在第一和第二照明驱动器100-1和100-2的线路电压端子与中性端子N之间的个体电压V1'和V2'是不确定的，并且理论上，这些个体电压中的一个电压可以在0V与480V之间的任何地方(V1'+V2'＝480V)。

此外，在第一和第二照明驱动器100-1和100-2是LED照明驱动器的特定示例中，则每个照明驱动器具有输出级，输出级作为贯穿照明驱动器的操作输入电压范围来向LED负载供应恒定(或基本上恒定)电流的“恒定电流”源而操作。类似的情形将适用于荧光镇流器或电子镇流的高强度放电(eHID)镇流器代替LED照明驱动器的情况。LED照明驱动器通常包括功率因数调节电路(PFC)，并且因此它的输入经历恒定的(或基本上恒定的)功率负载，如本领域技术人员所理解的。因为供应给负载的功率是恒定的(或基本上恒定的)，所以在供应给这种照明驱动器的输入电压在其操作电压范围内增加时，输入电流减小，以维持恒定(或基本上恒定)的功率。也就是说，这种LED照明驱动器的输入阻抗的斜率在启动之后正常操作期间是负的。