CN105491766B - Led链中的单个led故障检测设备和方法 - Google Patents

Led链中的单个led故障检测设备和方法 Download PDF

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Abstract

描述了方法和电路以用于LED链中的单个LED故障检测，其中SLS驱动电路包括SLS驱动电流源，SLS驱动电流源可以被布置为提供SLS电流给串联SLS节点处的串联SLS链。串联SLS链可以包括串联连接的多个SLS。SLS驱动电路还包括诊断电流源，诊断电流源被布置为提供诊断电流给诊断电阻器节点处的诊断电阻器。串联SLS链还包括比较电路，比较电路可以被布置为将串联SLS节点处的串联SLS电压与诊断电阻器节点处的诊断电压进行比较，并且基于比较结果输出状态信号，使得状态信号至少部分基于在串联SLS链中是否存在故障状况。

Description

LED链中的单个LED故障检测设备和方法
技术领域
本公开涉及电子电路，并且更具体地涉及发光二极管(LED)或类似类型的负载链中的故障检测。
背景技术
其包括发光二极管(LED)作为发光部件的照明设备(例如灯) 通常不能简单地连接到电压供应，而是必须由专门的驱动电路(或控制电路)驱动，该驱动电路提供限定的负载电流给LED，以便提供期望的辐射功率(辐射通量)。由于相比于常用的电源电压(例如，汽车应用中的12V、24V和42V)，单个的LED仅表现出小的正向电压(范围从红外GaAs LED的约1.5伏直到紫色和紫外InGaN LED的 4伏)，所以几个LED串联连接以形成所谓的LED链。
在许多应用中，期望具有包括在驱动电路(或控制电路)中的故障检测，其允许检测连接到驱动电路的LED链中有缺陷的LED。LED 可以视为二端子网络。有缺陷的LED可以表现为两个端子之间的开路或者短路。如果LED链中的一个LED故障为开路，这是相对容易检测的，因为该缺陷LED中断了整个LED链的电流。然而，如果LED 链中的一个LED故障为短路，只有该缺陷LED停止辐射，这可能更难以检测。
发明内容
在一些示例中，本公开涉及方法和电路，其中半导体光源(SLS) 驱动电路包括SLS驱动电流源。SLS驱动电流源被布置为提供SLS 电流给串联SLS节点处的串联SLS链。串联SLS链包括串联连接的多个SLS。SLS驱动电路还包括诊断电流源。诊断电流源被布置为提供诊断电流给诊断电阻器节点处的诊断电阻器。SLS驱动电路还包括比较电路，比较电路被布置为执行比较，以比较串联SLS节点处的串联SLS电压与诊断电阻器节点处的诊断电压，并基于比较结果输出状态信号，使得状态信号至少部分基于在串联SLS链中是否存在故障状况。
在一些示例中，设备包括SLS驱动电路。SLS驱动电路包括SLS 驱动电流源，SLS驱动电流源被布置为提供SLS电流给串联SLS节点处的串联SLS链。串联SLS链包括串联连接的多个SLS。SLS驱动电路进一步包括诊断电流源，诊断电流源被布置为提供诊断电流给诊断电阻器节点处的诊断电阻器。SLS驱动电路还包括比较电路，比较电路被布置为执行比较，以比较串联SLS节点处的串联SLS电压与诊断电阻器节点处的诊断电压，并基于比较结果输出状态信号，使得状态信号至少部分基于在串联SLS链中是否存在故障状况。
在一些示例中，方法包括提供SLS电流给串联SLS节点处的串联SLS链，其中该串联SLS链包括串联连接的多个SLS。方法还可以包括提供诊断电流给诊断电阻器节点处的诊断电阻器；执行比较，以比较串联SLS节点处的SLS电压与诊断电阻器节点的诊断电压，并基于比较结果输出状态信号，使得状态信号至少部分基于在串联 SLS链中是否存在故障状况。
在一些示例中，设备包括用于提供SLS电流给串联SLS节点处的串联SLS链的装置。串联SLS链包括串联连接的多个SLS。设备还包括用于提供诊断电流给诊断电阻器节点处的诊断电阻器的装置；用于执行比较的装置，以比较串联SLS节点处的串联SLS电压与诊断电阻器节点处的诊断电压；和用于基于比较结果输出状态信号的装置，使得状态信号至少部分基于在串联SLS链中是否存在故障状况。
本公开的一个或多个示例的细节在附图和以下描述中进行阐述。本公开的其他特征、目的和优点从描述和附图以及权利要求书中将是显而易见的。
附图说明
本发明的非限制性和非穷举性示例参考以下附图进行描述。
图1是示出用于串联SLS链的故障检测的电路的示例的框图。
图2是示出用于串联SLS链的故障检测的过程的示例的流程图。
图3是示出图1的电路的示例的框图。
图4是示出由图3的电路示例执行的图2的方法的示例的时序图。
图5是示出图1的电路的另一示例的框图。
图6是示出图3的电路的示例的框图。
图7是示出依照本公开的方面的图3的电路的另一示例的框图。
具体实施方式
本公开的各种示例将参考附图进行详细描述，其中贯穿几个视图，同样的附图标记表示同样的部分和组件。各种示例的参考并不限制本公开的范围，本公开的范围仅由所附权利要求的范围来限制。此外，本说明书中阐述的任何示例并非旨在限制，而是仅仅阐述本公开的许多可能示例中的一些示例。
贯穿说明书和权利要求书，以下术语至少采取与本文明确相关联的含义，除非上下文另外指示。下面标识的含义不一定限制术语，而是仅提供术语的说明性示例。“一”、“一个”和“该”的含义包括复数引用，且“在(in)”的含义包括“在……中(in)”和“在……上(on)”。如本文所用的短语“在一个实施例中”或“在一个示例中”不一定指代相同的实施例或示例，尽管这种情况是可能的。类似地，如本文所用的短语“在一些实施例中”或“在一些示例中”在多次使用时不一定指代相同的实施例或示例，虽然是可能的。如本文所用的，术语“或”是包括性“或”操作符，并且等效于术语“和/或”，除非上下文另外明确指示。术语“部分基于”、“至少部分基于”或“基于”不是排他性的，且允许基于未描述的附加因素，除非上下文另外明确指示。当合适时，术语“栅极”旨在是通用术语，涵盖“栅极”和“基极”两者；术语“源极”旨在是通用术语，涵盖“源极”和“发射极”两者；并且术语“漏极”旨在是通用术语，涵盖“漏极”和“集电极”两者。术语“耦合”至少意指连接的项之间的直接电连接或通过一个或多个无源或有源中间装置的间接连接。术语“信号”意指至少一个电流、电压、电荷、温度、数据或其他信号。
图1是示出用于串联半导体光源(SLS)链110的故障检测的电路100和诊断电阻器120的示例的框图。电路100包括SLS驱动电流源130、诊断电流源140、和比较电路150。串联SLS链110包括两个或多个串联耦合的SLS。在一些示例中，SLS链110中的SLS包括发光二极管(LED)，尽管本公开并不如此限制，并且除LED外的半导体光源可以在一些示例中被采用。在图1示出的特定示例中，串联SLS链110包括三个SLS，LD1到LD3。然而，在本公开的范围和精神内的其它示例中，SLS链110可具有串联耦合的除三个SLS之外的某个数目的SLS，诸如两个串联耦合的SLS、或四个或更多串联耦合的SLS。
SLS驱动电流源130被布置为提供SLS电流ISLS给位于节点N1 的串联SLS链110。诊断电流源140被布置为提供诊断电流Idiag给位于节点N2的诊断电阻器120。
比较电路150被布置为执行比较以比较位于节点N1的串联SLS 电压VSLS与位于节点N2的诊断电压VDiag，并基于比较结果在节点 N3处输出信号Status(状态)，使得信号Status至少部分基于在串联 SLS链110中是否存在故障状况。
诊断电阻器120可以是具有任何合适的电阻的欧姆电阻或串联和/或并联耦合的用于提供等效电阻的欧姆电阻集，以便提供位于节点 N2的电压VDiag，作为接收节点N2处的诊断电流Idiag的结果。
在一些示例中，电压VDiag可以借助于提供不同于但类似和/或等效于外部电阻器的外部电压来提供和限定。由外部电压源提供的电压还可以因本文中陈述的类似原因是可调整的。
图2是示出用于串联SLS链的故障检测的过程260的示例的流程图。以下是如由图1的电路100执行的过程260的一个示例。然而，本公开并不如此限制，且在本公开的范围和精神内的其它示例中，其它合适的设备和/或电路可以实现图2的过程。
在开始块后，SLS驱动电流源130提供SLS电流ISLS给节点N1 处的串联SLS链110(261)。诊断电流源140提供诊断电流Idiag给节点N2处的诊断电阻器120(262)。(在一些示例中，如以上所讨论的，电压VDiag可以借助于提供不同于但类似和/或等效于外部电阻器的外部电压来提供和限定。)比较电路150执行比较以比较节点 N1处的串联SLS电压VSLS与节点N2处的诊断电压VDiag(263)。比较电路150基于比较结果在节点N3处输出信号Status，使得信号 Status至少部分基于在串联SLS链110中是否存在故障状况。
图3是示出电路300的示例的框图，其可以被采用作为图1的电路100的示例。在图3示出的特定示例中，SLS是LED。
在一些示例中，电阻器320是外部低功率电阻器。在一些示例中， LED驱动电流源330是线性电流源。在其他示例中，LED驱动电流源330被布置为提供调节电流给串联LED链310。例如，在一些示例中，LED驱动电流源330包括DC/DC电压调节器。在一些示例中，诊断电流源340是内部电流源，例如基于带隙电压基准，其提供相对精确的、不依赖温度的电流。
在一些示例中，比较电路350包括比较器351、比较器352、逻辑块357、电压偏移块358、和电压偏移块359。在一些示例中，电压偏移块358被布置为提供第一偏移电压(在一个示例中为-.5V)，并且电压偏移块359被布置为提供第二偏移电压(在一个示例中为 +.5V)。在一些示例中，逻辑块357被布置为基于比较器351和比较器352的输出来输出信号Status。在一些示例中，逻辑快357仅由或 (OR)门构成。在其他示例中，逻辑块357可包括其他合适的逻辑，以替代和/或附加于或门。
在一些示例中，比较器351被布置为：如果VLED高于 VDiag+.5V，则提供具有一个逻辑电平的输出，并且如果VLED低于 VDiag+.5V，则提供具有另一逻辑电平的输出；且比较器352被布置为：如果VLED高于VDiag-.5V，则提供具有第一逻辑电平的输出，并且如果VLED低于VDiag-.5V，则提供具有另一逻辑电平的输出。在一些示例中，比较器351、比较器352、逻辑块357、电压偏移块 358和逻辑偏移块359一起操作作为窗口比较器，使得如果VLED在VDiag的.5V内则信号Status具有第一逻辑电平。在一些示例中，电路300具有位于节点N1的输出引脚(OUT)、位于节点N2的诊断引脚(DIAG)、位于节点N3的状态引脚(STATUS)、和位于节点 N4的用于电源的电源引脚。
电路300被布置为比较总LED正向电压VLED与基准电压。这一基准电压由电阻器320限定，在一些示例中，电阻器320可以根据 LED LD1到LD3的LED正向电压分类(binningclass)进行选择。根据VLED与基准电压的比较，LED驱动电路300可以辨别VLED 是在标称范围内还是在标称范围外。在一些示例中，基准电压是 VDiag，并通过提供电流IDiag给电阻器320来生成。
在一些示例中，电压VDiag表示整个LED链的典型LED正向电压。电压VDiag可以通过Idiag*RDiagThres给出，其中RDiagThres 是电阻器320的电阻或等效电阻。在一些示例中，适当的电阻器320 可基于串联LED链310进行选择，例如根据串联LED链310中使用的LED的分类、链中LED的颜色、链中LED的数量等，使用不同的电阻器320。在一些示例中，电阻器320可以通过根据串联LED链 310计算电阻器320的期望电阻进行选择。
作为示例，特定分类的红色LED的典型LED正向电压可以在 2.2V左右。据此，在这一示例中，这一分类的三个LED LD1-LD3的 VLED的预期电压为VLED(expected)＝VDiag＝2.2V*3＝6.6V。
如果IDiag(ref)＝100μA，电阻器可以据此计算为RDiagThres＝ VDiag/IDiag(ref)＝6.6V/100μA＝66kΩ。
据此，在一些示例中，电阻器值RDiagThres被限定为与串联LED 链310的预期电压成比例。
当然，在各种示例中，RDiagThres可单独基于若干不同的因素进行设置，诸如串联LED链310中的LED的数量、LED链310中的 LED达到的预期正向电压、诊断电流源340提供的电流值、以及采用偏移电压的方法(通过例如偏移电压块358和359)。
在操作期间，在一些示例中，两个比较器(351和352)使用上下边限来比较VLED与VDiag。在图3示出的特定示例中，边限是±0.5V。这一边限用于包括例如生产扩散和温度依赖性。
在一些示例中，如果测量的电压VLED在允许电压范围(VDiag- 0.5V)<VLED<(VDiag+0.5V)之外，则LED驱动电路300经由 STATUS引脚提供诊断输出作为信号Status，使得信号Status提供关于在串联LED链310中是否存在故障状况的诊断。在一些示例中，信号Status不是只基于一个串联LED链提供诊断，而是基于串联LED 链310以及由LED驱动电路300驱动的一个或多个附加串联LED链 (未在图3示出)。信号Status可用于进一步的处理。
以这种方式，当故障状况(例如短路或开路状况)存在于LED LD1 至LD3中的任一个上时信号Status确立，否则信号Status不确立。电路300可以能够检测开路负载状况和短路状况，包括检测单个短路 (即，检测串联LED链310中的仅LED之一的短路)。
比较电路350可被采用用于确定电压VLED是否在允许电压范围 (VDiag-0.5V)<VLED<(VDiag+0.5V)内或外。比较电路350的一个示例在图3中示出，其采用窗口比较器，该窗口比较器具有正偏移和用于确定VLED是否高于VDiag加上电压偏移的比较器、以及负偏移和用于确定VLED是否低于VDiag减去负偏移的比较器，其中 VDiag被设置为与VLED的预期值相等。
然而，在其他示例中，只有一个偏移可能需要采用。例如，VDiag 可设置为基本等于VLED预期值-.5V，其中不包括偏移块358，且偏移块359设置为+1.0V。在其他示例中，VDiag可设置为基本等于 VLED预期值+.5V，其中不包括偏移块358，且偏移块359被设置为-1.0V。这些示例和其它示例在本公开的范围和精神内。
在电路300的一些示例中，如以上所讨论的，采用.5V的上电压阈值，并且采用.5V的下阈值。也就是说，在一些示例中，比较电路 350被布置为确定VLED是否在由窗口上端处的VLEDexp+ Vthreshupper限定的、并且由窗口下端处的VLEDexp-Vthreshlower限定的窗口内。在上述讨论的特定示例中，Vthreshupper为.5V并且 Vthreshlower为.5V。当应用到以上方程式(VLEDexp+Vthreshupper和 VLEDexp-Vthreshlower)时，这些阈值限定允许范围。在这个示例中，允许范围跨度1.0V。允许范围提供对LED正向电压的容差，该容差可以由于本文中提到的若干因素(例如生产扩散、温度等)而改变。然而，Vthreshupper和Vthreshlower的其它适合值可在其他示例中采用，并且在各种示例中，Vthreshupper和Vthreshlower可彼此相等(例如两者都等于.5V，如以上示例中给出的)或彼此不同。据此，允许范围并不被限制为1.0V，并且可以是某个其它值。在比较电路350的一些示例中，Vthreshupper可由偏移电路359设置，并且Vthreshlower可由偏移电路358设置。
LED的正向电压取决于LED的类型和LED的分类。除非花相对大的费用，否则通常不可能买到属于单个分类的LED。对于驱动LED 的每个部分，所有的LED应来自同样的分类；相同部分类型的不同部分可以与其可以属于各种不同分类中的任何分类的LED一起使用。
通过使用适合的电阻器320，电路300可以针对不同颜色和不同分类的LED进行调整，依照以上讨论的电阻计算，电阻器320对应于具有对应于使用的LED颜色和分类的电阻值RDiagThres的电阻器 320。以这种方式，对于每个分类，有对应的电阻器来使用。在一些示例中，例如，每个分类可以被分配对应类别的电阻器，诸如对于分类3A，应使用电阻器S，诸如此类。
在一些示例中，如以上所讨论的，电压VDiag可以借助于提供不同于但类似和/或等效于外部电阻器的外部电压来提供和限定。由外部电压源提供的电压还可以因本文中陈述的类似原因是可调整的。
电阻器320(其在电路300外部)的使用使得能够使用可调整的电压阈值，而不是固定的诊断电压阈值。考虑到电源电压范围、LED 正向电压生产扩散、和LED正向电压的温度特性，固定的、不可调整的诊断电压阈值的使用可能是不期望的。通过使用电阻器320，实现了可调整的电压阈值。电压阈值可通过将电阻器320替换为具有不同电阻器值的不同电阻器进行调整。
用于窗口比较的偏移可基于LED正向电压的最坏情况(包括最坏情况温度)下的值进行设置。除了考虑最坏情况温度，诊断阈值还可包括诸如尤其是老化效应、接地漂移效应、和包括电阻器320的电阻器值中的部分变化之类的因素。
电路300示出其中串联LED链310被耦合在输出引脚(OUT) 和接地之间的示例。然而，本公开并不如此限制，且串联LED链310 可以在不同示例中以不同的方式来连接。在一些示例中，串联LED 链310替代地耦合到电源电压，且串联LED电压VLED以电源电压为基准，而不是以接地为基准。
电路300可以被用在许多不同的应用中，包括在一些示例中的汽车应用。在一些示例中，小汽车可使用若干串联LED链用于大灯，其中每个串联LED链具有串联耦合的三个LED。电路300还有除汽车应用外的众多其它应用，包括LED的消费性应用和LED的工业应用。该技术还可以与以链实现的其他电路元件一起使用，包括串联布置的其他类型的SLS。
在很多应用中，可能期望具有包括在LED驱动电路中的缺陷检测，其允许检测连接到LED驱动电路的LED链中的缺陷LED。缺陷 LED可变得表现为在缺陷LED的两个端子之间的开路或短路。如果 LED链中的一个LED故障为开路，则缺陷LED中断了整个LED链的电流，这是相对容易检测的，例如通过监控LED链的负载电流。如果LED链中的一个LED故障为短路，只有缺陷LED停止辐射，并且LED链两端的总体电压降减小一个LED的正向电压。
短路检测比开路检测更加困难，且短路检测的各种手段可能具有与他们相关的各种缺点。此外，在不附随各种缺点的情况下，单个 LED短路状况的检测可能尤其困难。然而，LED电路300能够检测故障，包括单个短路的检测，而没有用于串联LED链的短路检测的其它手段可能存在的某些缺点。
图4是示出用于串联LED链的故障检测的过程460的示例的流程图。在一些示例中，图4的过程可以由图3的电路300的示例来执行。
在开始块之后，LED驱动电流源330提供LED电流ILED给位于节点N1的串联LED链310以驱动串联LED链310(461)。诊断电流源340提供诊断电流Idiag给位于节点N2的诊断电阻器320(462)。在一些示例中，比较电路350做出关于电压VLED是否在允许电压范围(VDiag-0.5V)<VLED<(VDiag+0.5V)内的确定(465)。如果是这样，在这些示例中，比较电路350输出作为第一(即确立)逻辑电平的信号Status(466)。然后，该过程前进到返回块，在这里重新开始其它处理。
然而，如果在决定块350，比较电路150确定电压VLED不在允许电压范围(VDiag-0.5V)<VLED<(VDiag+0.5V)内，则比较电路 350输出在第二逻辑电平的信号Status(467)。然后，该过程前进到返回块，在这里重新开始其它处理。
电路300为LED驱动电路的示例，其能够检测包括短路状况(通过确定VLED是否低于特定阈值)和开路状况(通过确定VLED是否高于特定阈值)两者的故障状况。然而，在其它示例中，电路300可以仅检测短路状况，且因此仅需要确定VLED是否低于特定阈值，且不需要确定VLED是否高于特定阈值，如在一个示例中关于图5所示的。在其它示例中，电路300可以仅检测开路状况，且因此仅需要确定VLED是否高于特定阈值，且不需要确定VLED是否低于特定阈值。
图5是示出电路500的示例的框图，其可以用作图1的电路100 的示例。在电路500中，比较电路550包括比较器552。
比较电路550被布置为确定VLED是否小于(VLEDexp–Vthresh)，其中VLEDexp为VLED的预期值，且Vthresh是电压阈值以用于考虑诸如最坏情况温度、部分变化、老化效应和/或接地漂移效应之类的因素。在一个示例中，Vthresh为.5V。然而，本公开并不如此限制，并且Vthresh的其它适合示例可以在本公开的范围和精神内被采用。
在一些示例中，电阻器520的电阻基于VLEDexp选择，使得电阻器520的电阻RDiagThres被选择为使得VLEDexp＝Idiag*RDiagThres，且比较电路550包括由Vthresh给出的电压偏移，使得比较器552将 VLED与VLEDexp–Vthresh进行比较。
在其他示例中，电阻器520的电阻被选择为使得VLEDexp– Vthresh＝IDiag*RDiagThres，且比较电路520将VLED与VDiag进行比较。
上述讨论的各种LED驱动电路(包括图3的LED驱动电路300) 示出了驱动串联LED链(例如串联LED链310)的示例。然而，在一些示例中，LED驱动电路(例如300)可驱动多个串联LED链，如依照图6和图7所示的，如在一些示例中示出的。
多个串联LED链可以用在各种不同的应用中。在一个示例中，小汽车的前大灯和后大灯均可以使用许多LED，其可以被包括作为许多串联LED链。在一些示例中，每个串联LED链可以包括串联连接的三个LED。然而，本公开并不如此限制，并且在本公开的范围和精神内的各种示例中，LED可以以其它方式来组织。本公开的示例能够检测LED中的任何LED的故障状况，包括检测单个LED故障，包括检测由单个LED驱动电路驱动的若干LED链的任何LED中发生的单个短路状况。
图6是示出电路600的示例的框图，其可被用作图3的电路300 的示例。电路600通过多个输出引脚OUT1至OUTn驱动多个串联 LED链，其中每个串联LED链使用相同颜色和相同分类的LED。电路600包括n个LED电流驱动电流源631至63n，其均提供调节电流给在对应的输出引脚OUT1至OUTn处的对应串联LED链。电路600 进一步包括二极管D1至Dn，一个二极管用于每个输出引脚OUT1 至OUTn。
由于每个串联LED链使用相同颜色和相同分类的LED，电阻器620足以进行与串联LED链中的每个串联LED链相关的比较。
每个二极管D1至Dn的负极被耦合到比较器651的非反相输入，并且每个二极管D1至Dn的正极被耦合到对应输出引脚OUT1至 OUTn。二极管D1至Dn操作为从串联LED电压D1至Dn中的每个提供最大LED串联电压(小于二极管D1至Dn之一两端的正向电压降)。电压偏移块659被布置成提供为+.5V-Vdrop的电压降，以考虑如下事实，到比较器651的非反相输入的输出比串联LED电压之中的最大电压小二极管D1至Dn之一的一个正向电压降。因此，如果任何串联LED电压超过VDiag+.5V，则确立比较器651的输出。
存在用于每个输出引脚OUT1至OUTn的对应比较器652、 653、…。每个比较器的非反相输入耦合到电压偏移块658，电压偏移块658提供-.5V的电压偏移，其中电压偏移块658被耦合在DIAG引脚和每个比较器652、653、...的每个非反相输入之间。每个比较器652、653、...的非反相输入被耦合到对应输出引脚OUT1至OUTn。以这种方式，当对应引脚OUT1至OUTn处的电压小于VDiag-.5V时，每个比较器652、653、...的每个输出被确立。
因此，当任何串联LED链中的任何LED中存在故障状况(短路状况或开路负载状况)时，比较电路650确立信号Status，否则不确立。
图7是示出电路700的示例的框图，其可以用作图3的电路300 的另一示例。电路700进一步包括多路复用器770并且包括许多输出串联LED链，其中对于每个串联LED链，在LED电路700中存在对应的输出引脚OUT1至OUTn。
多路复用器770被布置为多路复用诊断。在各种示例中，多路复用器770可经由数字引脚或诸如SPI和/或类似物之类的通信接口进行配置。多路复用器770被用来时分多路复用所执行的比较，使得对于每个串联LED链，可作出关于串联LED链中是否存在故障的确定。
例如，多路复用器770可以被布置为时分多路复用连接到每个对应输出引脚OUT1至OUTn的每个串联LED链，以使得多路复用器770提供当前串联LED电压给比较电路750，使得当前串联LED电压随时间变化。比较电路750被布置为执行比较以比较当前串联LED 电压与VDiag，以确定在当前串联LED链中是否存在故障状况。
在一些示例中，关于每个串联LED链的信息可被存储在逻辑块 753中，且逻辑块753可基于存储的信息输出信号Status。在一些示例中，逻辑块753输出信号Status使得：如果在任何串联LED链上未检测到故障状况，则信号Status以第一逻辑电平输出，并且如果在任何串联LED链上检测到故障状况，则信号Status以第二逻辑电平输出。
各种示例已进行了描述。例如，描述了用于检测串联布置或以链布置的负载集的故障的电路。该技术可以用在许多不同的应用中，包括在一些示例中的汽车应用。如上所述，例如，小汽车可以使用若干串联LED链以用于大灯，其中每个串联LED链具有三个串联耦合的 LED。本公开的电路和技术还有除汽车应用外的众多其他应用，包括 LED的消费性应用和LED的工业应用。此外，本公开用于短路状况或开路负载状况的故障检测的技术还可以与以链实现的其他电路元件一起使用，包括其他类型的SLS。
这些和其它示例在所附权利要求的范围之内。上述说明书、示例和数据提供了对制造和使用本公开的组成部分的描述。由于可以做出本公开的许多示例而不脱离本公开的范围和精神，本公开还存在于所附的权利要求中。

Claims (20)

1.一种用于故障检测的设备，包括：
半导体光源(SLS)驱动电路，包括：
SLS驱动电流源，被布置为向串联SLS节点处的串联SLS链提供SLS电流，其中所述串联SLS链包括串联连接的多个SLS，所述多个SLS中的每个SLS与分类相关联；
诊断电流源，被布置为向诊断电阻器节点处的诊断电阻器提供诊断电流，所述诊断电阻器在所述SLS驱动电路外部并且限定与对应于所述分类的正向电压成比例的电阻，其中通过所述诊断电阻器的所述诊断电流在所述诊断电阻器节点处生成诊断电压，所述诊断电压限定所述串联SLS链的预期正向电压；和
比较电路，被布置为执行比较以将所述串联SLS节点处的串联SLS电压与所述串联SLS链的所述预期正向电压进行比较，并且基于至少所述比较的结果输出状态信号，使得所述状态信号至少部分基于在所述串联SLS链中是否存在故障状况。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述SLS驱动电路是发光二极管(LED)驱动电路，并且其中所述串联SLS链是串联LED链。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述SLS驱动电流源包括DC/DC电压调节器。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述串联SLS链是多个串联SLS链中的第一串联SLS链，所述SLS驱动电流源是多个SLS驱动电流源中的第一SLS驱动电流源，所述多个SLS驱动电流源中的每个驱动电流源被布置为向所述多个串联SLS链中的对应串联SLS链提供对应SLS电流，并且其中所述比较电路被布置为执行多个比较，以将多个串联SLS电压中的每个串联SLS电压与所述串联SLS链的所述预期正向电压进行比较，并且基于所述比较的结果输出所述状态信号，使得当所述多个串联SLS电压中的所述串联SLS电压中的任一个存在故障状况时，所述状态信号是第一逻辑电平，并且否则使得所述状态信号是第二逻辑电平。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述串联SLS链是多个串联SLS链中的第一串联SLS链，所述SLS驱动电路进一步包括多路复用器，所述多路复用器被布置为时分多路复用所述多个串联SLS链中的所述串联SLS链中的每个串联SLS链，使得所述多路复用器向所述比较电路提供当前串联SLS电压，从而使所述当前串联SLS电压随时间变化，并且其中所述比较电路被布置为执行所述比较，以将所述当前串联SLS电压与所述串联SLS链的所述预期正向电压进行比较，以确定在所述当前串联SLS链中是否存在故障状况。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述诊断电流源包括带隙电压基准，并且其中所述诊断电流源被布置为提供所述诊断电流使得所述诊断电流是恒定、与温度无关的电流。
7.根据权利要求1所述的设备，
其中所述比较电路包括窗口比较器，所述窗口比较器被布置为确定所述串联SLS电压是否在电压窗口内；并且其中所述电压窗口的上端为所述串联SLS链的所述预期正向电压加上上电压阈值，并且所述电压窗口的下端为所述串联SLS链的所述预期正向电压减去下电压阈值。
8.根据权利要求1所述的设备，
其中所述比较电路包括比较器，所述比较器被布置为确定所述串联SLS电压是否低于所述串联SLS链的所述预期正向电压减去电压阈值。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述比较电路被布置为在状态节点处输出所述状态信号，并且其中所述比较电路包括：
第一比较器，具有耦合到所述SLS节点的第一输入、第二输入和输出；
第二比较器，具有耦合到所述SLS节点的第一输入、第二输入和输出；和
逻辑块，具有耦合到所述第一比较器的所述输出的第一输入、耦合到所述第二比较器的所述输出的第二输入、和耦合到所述状态节点的输出。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述逻辑块包括或门，所述或门具有耦合到所述第一比较器的所述输出的第一输入和耦合到所述第二比较器的所述输出的第二输入。
11.根据权利要求9所述的设备，其中所述比较电路进一步包括：
第一电压偏移电路，被耦合在所述第一比较器的所述第二输入和所述诊断电阻器节点之间；和
第二电压偏移电路，被耦合在所述第二比较器的所述第二输入和所述诊断电阻器节点之间。
12.一种用于故障检测的方法，包括：
向串联半导体光源(SLS)节点处的串联SLS链提供SLS电流，其中所述串联SLS链包括串联连接的多个SLS，所述多个SLS中的每个SLS与分类相关联；
向诊断电阻器节点处的诊断电阻器提供诊断电流，所述诊断电阻器限定与对应于所述分类的正向电压成比例的电阻，其中通过所述诊断电阻器的所述诊断电流在所述诊断电阻器节点处生成诊断电压，所述诊断电压限定所述串联SLS链的预期正向电压；
执行比较，以将所述串联SLS节点处的串联SLS电压与所述串联SLS链的所述预期正向电压进行比较；和
基于所述比较的结果输出状态信号，使得所述状态信号至少部分基于所述串联SLS链中是否存在故障状况。
13.根据权利要求12所述的方法，其中SLS电流是发光二极管(LED)电流，所述串联SLS链是LED链，所述串联SLS节点是串联LED节点，并且所述多个SLS包括串联连接的多个LED。
14.根据权利要求12所述的方法，其中串联SLS链是多个串联SLS链中的第一串联SLS链，所述方法进一步包括向所述多个串联SLS链中的每个串联SLS链提供电流，其中执行所述比较包括执行多个比较以将多个串联SLS电压中的每个串联SLS电压与所述串联SLS链的所述预期正向电压进行比较，并且其中完成输出所述状态信号，使得如果在所述多个串联SLS电压的所述串联SLS电压中的任何串联SLS电压中存在故障状况，则确立所述状态信号。
15.根据权利要求12所述的方法，其中串联SLS链是多个串联SLS链中的第一串联SLS链，所述方法进一步包括时分多路复用所述多个串联SLS链中的所述串联SLS链中的每个串联SLS链，使得当前串联SLS电压被提供用于比较，使得所述当前串联SLS电压随时间变化，其中执行所述比较包括将所述当前串联SLS电压与所述串联SLS链的所述预期正向电压进行比较，以确定在当前串联SLS链中是否存在故障状况。
16.根据权利要求12所述的方法，
其中执行所述比较包括确定串联SLS电压是否在电压窗口内，使得所述电压窗口的上端是所述串联SLS链的所述预期正向电压加上上电压阈值，并且所述电压窗口的下端是所述串联SLS链的所述预期正向电压减去下电压阈值。
17.根据权利要求16所述的方法，其中输出所述状态信号包括当所述串联SLS电压在所述电压窗口内时，以第一逻辑电平输出所述信号状态，并且当所述串联SLS电压在所述电压窗口外时，以第二逻辑电平输出所述信号状态。
18.根据权利要求12所述的方法，
其中执行所述比较包括确定串联SLS电压是否低于所述串联SLS链的所述预期正向电压减去电压阈值。
19.根据权利要求18所述的方法，
其中输出所述状态信号包括当所述串联SLS电压高于所述串联SLS链的所述预期正向电压减去所述电压阈值时，以第一逻辑电平输出所述信号状态，并且当所述串联SLS电压低于所述串联SLS链的所述预期正向电压减去所述电压阈值时，以第二逻辑电平输出所述状态信号。
20.一种用于故障检测的设备，包括：
用于向串联半导体光源(SLS)节点处的串联SLS链提供SLS电流的装置，其中所述串联SLS链包括串联连接的多个SLS，所述多个SLS中的每个SLS与分类相关联；
用于向诊断电阻器节点处的诊断电阻器提供诊断电流的装置，所述诊断电阻器限定与对应于所述分类的正向电压成比例的电阻，其中通过所述诊断电阻器的所述诊断电流在所述诊断电阻器节点处生成诊断电压，所述诊断电压限定所述串联SLS链的预期正向电压；
用于执行比较的装置，以将所述串联SLS节点处的串联SLS电压与所述串联SLS链的所述预期正向电压进行比较；和
用于基于所述比较的结果输出状态信号的装置，使得所述状态信号至少部分基于所述串联SLS链中是否存在故障状况。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3051095B1 (fr) * 2016-05-04 2020-11-13 Valeo Iluminacion Sa Detection de defaillance partielle et/ou totale d'un groupe de sources lumineuses d'un vehicule
EP3415367A1 (en) * 2017-06-16 2018-12-19 Valeo Iluminacion Device and method for controlling light sources in motor vehicles
CN108575016A (zh) * 2017-08-21 2018-09-25 常州星宇车灯股份有限公司 矩阵式led前照灯中led电路的故障诊断系统及方法
US11495120B2 (en) * 2018-04-10 2022-11-08 Advancetrex Sensor Technologies Corp. Universal programmable optic/acoustic signaling device with self-diagnosis
JP7266195B2 (ja) * 2019-08-29 2023-04-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 照明システム及び照明システムの制御方法
JP7266194B2 (ja) * 2019-08-29 2023-04-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 照明システム及び照明システムの制御方法
US11467202B2 (en) * 2019-09-19 2022-10-11 Innolux Corporation Diagnosis method of light-emitting device and electronic device
CN115871548B (zh) * 2022-12-24 2023-08-18 广州汗马电子科技有限公司 一种转向灯故障自适应的方法和装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7781983B1 (en) * 2007-07-20 2010-08-24 Vimicro Corporation Closed-loop feedback circuit for controlling LEDs
CN103348775A (zh) * 2011-02-09 2013-10-09 德克萨斯仪器股份有限公司 识别led串中的故障的方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4999221A (zh) * 1973-01-25 1974-09-19
JP2003249383A (ja) * 2002-02-25 2003-09-05 Patoraito:Kk Ｌｅｄ表示灯の故障診断回路
US7528555B2 (en) 2007-08-01 2009-05-05 Micrel, Inc. LED controller IC using only one pin to dim and set a maximum LED current
JP5550849B2 (ja) * 2009-04-20 2014-07-16 ルネサスエレクトロニクス株式会社 抵抗ばらつき検出回路、半導体装置、及び抵抗ばらつき検出方法
DE102011015282B4 (de) * 2011-03-28 2022-03-10 Austriamicrosystems Ag Gesteuerte Versorgungsschaltung
US8878461B2 (en) * 2011-06-30 2014-11-04 Applied Materials, Inc. Lamp failure detector
TWI477788B (zh) * 2012-04-10 2015-03-21 Realtek Semiconductor Corp 偵測發光二極體短路的方法及其裝置
CN103575964B (zh) * 2012-07-19 2016-03-23 快捷半导体(苏州)有限公司 一种功率开关管的过流检测电路和方法
DE102013202282A1 (de) 2013-02-13 2014-08-14 Continental Automotive Gmbh Lichtquelle und Verfahren zur Herstellung der Lichtquelle

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7781983B1 (en) * 2007-07-20 2010-08-24 Vimicro Corporation Closed-loop feedback circuit for controlling LEDs
CN103348775A (zh) * 2011-02-09 2013-10-09 德克萨斯仪器股份有限公司 识别led串中的故障的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LED Diagnosis in Automotive Applications;Norbert Haefner, Andreas Stich;《Application Note》;20110531;说明书第5页第2栏第2段-第8页第2栏第2段，图13-21

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Publication number Publication date
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CN105491766A (zh) 2016-04-13

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