DE10121380A1 - Monitoring of LED type displays to ensure they are operating correctly, e.g. for signal displays used with railway switching and control, by monitoring the current drawn by individual display units and the whole unit - Google Patents
Monitoring of LED type displays to ensure they are operating correctly, e.g. for signal displays used with railway switching and control, by monitoring the current drawn by individual display units and the whole unitInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Elektronisch abgesicherte Schaltungsgruppen-Stromversorgung nach dem Anspruch 1 und eine Anzeigevorrichtung für eine sich ändernde Information nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12, insbesondere zur Verwendung in einer Anlage zur Ver kehrs-Regelung, -Steuerung, oder -Überwachung für Fahrzeuge, beispielsweise in einer Ver kehrsampel.The invention relates to an electronically protected circuit group power supply according to claim 1 and a display device for changing information according to the preamble of claim 12, in particular for use in a system for ver Traffic regulation, control, or monitoring for vehicles, for example in a ver traffic traffic light.
Bei Anzeigevorrichtungen die in sicherheitsrelevanten und -kritischen Anwendungen zum Einsatz kommen, ist deren gesicherter Betrieb und definierter Ausfall von großer Bedeutung. Eine solche sicherheitskritische Anwendung ist beispielsweise bei Leuchtmitteln in Signal anlagen im Verkehr - hier seien Ampeln im Straßenverkehr und Signale im Schienenverkehr genannt - oder auch bei Anlagenüberwachungseinrichtungen (Kontrollleuchten) gegeben. Hierbei kommen immer mehr anstelle von Glüh- oder Gasentladungslampen parallel oder in Serie geschaltete Leuchtdioden (LEDs) zum Einsatz. Die noch gegenüber Glühlampen gerin gere Leuchtkraft wird durch den Betrieb mehrerer LEDs ausgeglichen. Die LEDs haben hier bei neben einer geringeren Verlustleistung auch den Vorteil, dass sie eine wesentlich höhere Ausfallsicherheit und Lebensdauer aufweisen.For display devices that are used in safety-relevant and critical applications Secure operation and defined failure are of great importance. Such a safety-critical application is, for example, in the case of lamps in the signal traffic systems - here are traffic lights in traffic and signals in rail traffic called - or given with system monitoring equipment (indicator lights). Here, more and more come in parallel or in place of incandescent or gas discharge lamps Series connected light emitting diodes (LEDs) are used. The still curling towards incandescent lamps Lower luminosity is compensated for by the operation of several LEDs. The LEDs have here in addition to a lower power loss, it also has the advantage of being significantly higher Reliability and durability.
Eine derart ausgebildete Anzeigevorrichtung, die für eine höchstmögliche Lebensdauer aus gelegt und geprüft ist, unterliegt jedoch wie alle andere Leuchtvorrichtungen Ausfällen, die zur Beeinträchtigung der Nutzung der Anzeigevorrichtung führen können. Gerade in den hier besonders relevanten Fällen, bei denen die Anzeigevorrichtung zur Abwendung von Schäden an Personen oder Fahrzeugen bzw. Gegenständen, also als Sicherheitssignal eingesetzt wird, muss eine der Anzeigevorrichtung zugeordnete Überwachungseinrichtung vorhanden sein, welche einen Defekt der Anzeigevorrichtung erkennen und entsprechende unverzügliche Maßnahmen aktivieren soll.Such a display device designed for the longest possible service life placed and tested, however, like all other lighting devices, is subject to failures that can lead to impairment of the use of the display device. Especially here particularly relevant cases in which the display device to prevent damage on people or vehicles or objects, i.e. used as a safety signal, there must be a monitoring device assigned to the display device, which recognize a defect in the display device and corresponding immediate Measures should activate.
Eine Fehlfunktion der LEDs und damit der Anzeigevorrichtung muss von einem (für Glüh lampen) standardisierten Steuergerät oder Funktions-Überwachungsgerät sicher erkannt wer den können. Diese Steuergeräte sind so ausgelegt, dass sie ein Durchbrennen einer Glühlampe sicher erkennen können. A malfunction of the LEDs and thus the display device must be caused by a (for glow lamps) standardized control device or function monitoring device that can. These control units are designed so that they burn out an incandescent lamp can recognize with certainty.
Die Überwachung von Glühlampenanordnungen ist schaltungstechnisch einfach und deshalb auch zumeist einfach gehalten: bei Glühlampen gibt es nur die beiden Betriebszustände intakt (Glühfaden in Ordnung) und defekt (Glühfaden durchgebrannt), jedoch keinerlei Zwischenzu stände in der Charakteristik einer auf Glühlampen basierenden Anzeigevorrichtung. Daher sind deren Überwachungseinrichtungen (Steuergeräte) schaltungstechnisch äußerst einfach und beschränken sich im Wesentlichen auf das Feststellen eines binären Ja-Nein-Zustandes. Beispielsweise bei Verkehrsampeln mit Glühlampensignalen bislang weit verbreitet verwen dete, konstruktiv und schaltungstechnisch äußerst einfach aufgebaute Überwachungseinrich tungen sind jedoch bei solchen Anzeigevorrichtungen, bei denen die Leuchtelemente durch Halbleiterbauelemente ausgebildet sind, bislang nicht verwendbar.The monitoring of incandescent lamp arrangements is simple in terms of circuitry and therefore also mostly kept simple: incandescent lamps only have the two operating states intact (Filament in order) and defective (filament burned out), but no intermediary would be in the characteristics of a display device based on incandescent lamps. Therefore their monitoring devices (control units) are extremely simple in terms of circuitry and are essentially limited to determining a binary yes-no state. For example, widely used in traffic lights with incandescent lamp signals dete, structurally and circuit-wise extremely simple monitoring device lines are, however, in such display devices in which the lighting elements through Semiconductor components are formed, so far not usable.
Eine Fehlfunktion einer LED unterscheidet sich von der einer Glühlampe u. a. dadurch, dass anstelle eines unterbrochenen Stromflusses durch die LED auch ein erhöhter Stromfluss auf treten kann. Bei stark gealterten LEDs nimmt zudem die Lichtausbeute mit steigender Be triebsstundenzahl ab. Somit kann bei einer aus vielen einzelnen LEDs aufgebauten Anzeige vorrichtung der Ausfall mehrerer LEDs unentdeckt bleiben. Das sichere Erkennen der Fehl funktion durch die standardisierten Steuergeräte ist somit nicht mehr gewährleistet.A malfunction of an LED differs from that of an incandescent lamp. a. as a result of that instead of an interrupted current flow through the LED, there is also an increased current flow can kick. In the case of strongly aged LEDs, the light yield also increases with increasing Be number of operating hours. Thus, with a display made up of many individual LEDs device failure of several LEDs remain undetected. The reliable detection of mistakes function is no longer guaranteed by the standardized control units.
Bekanntlich hat ein aus Halbleiterbauelementen gegenüber solchen aus Glühlampen ausgebil deten Leuchtfeldern neben einer über die gesamte Fläche homogenere und damit auch aus weiter Entfernung deutlichere Erkennbarkeit vor allem den Vorteil, dass erst sehr viele de fekte Leuchtdioden zu einem erkennbaren Informationsverlust führen. Durch eine geeignete Beschaltung der Leuchtdioden und Ausbildung der diese steuernden Schaltung kann selbst bei mehrerer Defekten der Leuchtdioden eine Abnahme der gesamten Lichtstärke verhindert wer den. Durch die dezentrale Anordnung der gruppenweise geschalteten Leuchtdioden-Reihen kann weiterhin vermieden werden, dass Teilflächen des Leuchtfeldes dunkel werden. Es kann beispielsweise jede einzelne Leuchtdioden-Reihe einzeln auf Ausfall überwacht werden, und bei Überschreiten eines bestimmten Grenzwertes, beispielsweise bei mehr als 20% defekten Leuchtdioden die Anzeigevorrichtung über eine Abschaltautomatik vollständig abgeschalten werden.As is well known, one has trained in semiconductor components compared to those in incandescent lamps expanded light fields in addition to a more homogeneous one over the entire surface and thus also farther away clearer recognition above all the advantage that very many de perfect LEDs lead to a noticeable loss of information. By a suitable one Wiring of the light emitting diodes and formation of the circuit controlling this can even Several defects in the light emitting diodes prevent a decrease in the overall light intensity the. Thanks to the decentralized arrangement of the rows of LEDs connected in groups it can also be avoided that partial areas of the illuminated field become dark. It can For example, each individual row of LEDs is individually monitored for failure, and if a certain limit is exceeded, for example if more than 20% are defective LEDs completely switch off the display device via an automatic shutdown become.
Daher ist bei einer gattungsgemäßen Anzeigevorrichtung mit mehreren Leuchtelementen, wobei die Leuchtelemente durch Halbleiterbauelemente und insbesondere durch Leuchtdio den ausgebildet sind, zusätzlicher konstruktiver und schaltungstechnischer Aufwand für eine Überwachungseinrichtung notwendig. Therefore, in a generic display device with multiple lighting elements, the lighting elements by semiconductor components and in particular by light diodes who are trained, additional design and circuitry for one Monitoring device necessary.
Die Ausfallcharakteristik bislang bekannter Anzeigevorrichtungen mit Halbleiterbauelemen ten als Leuchtelementen ist wesentlich komplexer gegenüber einer einfachen Ausfallcharakte ristik von Glühlampenanordnungen. Mit den bekannten, vor Ort vorhandenen und einfach gehaltenen Überwachungsmöglichkeiten kann ohne einen besonderen, erheblichen Schal tungsaufwand, nicht eindeutig auf den Leuchtzustand einer der Leuchtdioden geschlossen werden. Denn die für die Funktion von Leuchtdioden erforderliche Ansteuerung, die Leucht schaltung an sich sowie etwaige andere Baugruppen oder Bausteine der Überwachungsein richtung haben zwangsläufig auch eine Eigenstromaufnahme, die bei einem Defekt undefi niert ist und einen Stromfluss erzeugen kann, der als (ordnungsgemäßes) Leuchten interpre tiert werden kann, obwohl bereits eine oder mehrere Leuchtdioden ausgefallen sind. Bei be stimmten Anwendungen, wie insbesondere bei Verkehrsampeln ist es zusätzlich notwendig, sicherzustellen, dass eine Mindeststrahlungsintensität und eine Mindestgleichmäßigkeit des Leuchtfeldes aufrechterhalten bleiben. Die Stromflussänderungen sind jedoch in der Regel relativ klein, sodass die Restleuchtintensität und die Gleichmäßigkeit des Leuchtfeldes unter Umständen nicht genau bestimmt und damit gegebenenfalls eine Sicherheitsabschaltung nicht zuverlässig durchgeführt werden kann.The failure characteristics of previously known display devices with semiconductor components ten as lighting elements is much more complex than a simple failure character ristics of incandescent lamp arrangements. With the well-known, existing on-site and simple Monitoring options can be held without a special, substantial scarf effort, not conclusively concluded on the lighting status of one of the LEDs become. Because the control required for the function of LEDs, the light circuit itself as well as any other modules or modules of the monitoring direction inevitably also have their own power consumption, which is undefi in the event of a defect is niert and can generate a current flow that interpre as (proper) glow can be tiert, although one or more LEDs have already failed. At be certain applications, such as traffic lights in particular, it is also necessary ensure that a minimum radiation intensity and a minimum uniformity of the Illuminated field are maintained. However, the current flow changes are usually relatively small, so that the residual light intensity and the uniformity of the illuminated field below Not exactly determined under certain circumstances and thus possibly not a safety shutdown can be carried out reliably.
Die bekannten auf Halbleiterbauelementen basierenden Anzeigevorrichtungen berücksichti gen in der Regel nur sogenannte hochohmige Ausfälle, bei denen das defekte Halbleiterbau element hochohmig wird, d. h. der durch das defekte Halbleiterbauelement fließende Strom wird Null. Niederohmige Ausfälle, bei denen der Widerstandswert des defekten Halbleiter bauelementes Null wird, werden mit bekannten Anzeigevorrichtungen in der Regel vernach lässigt, da diese im Verhältnis zu hochohmigen Ausfällen weniger häufig vorkommen. Gleichwohl ist es wünschenswert, auch die seltener vorkommenden niederohmigen Ausfälle von Halbleiterbauelementen ebenfalls berücksichtigen zu können, um die Sicherheit der An zeigevorrichtung weiterhin zu verbessern.The known display devices based on semiconductor components are taken into account usually only so-called high-resistance failures, in which the defective semiconductor construction element becomes high-resistance, d. H. the current flowing through the defective semiconductor component becomes zero. Low-resistance failures in which the resistance value of the defective semiconductor component becomes zero, are usually compared with known display devices relaxed, since these are less common in relation to high-resistance failures. Nevertheless, it is desirable, also the less common low-resistance failures of semiconductor devices can also be considered to ensure the safety of the An pointing device continues to improve.
Aus der DE-OS 29 25 692 ist eine Lichtemissionsdioden-Anzeigevorrichtung bekannt gewor den, bei der ein Lichtemissionsdioden-Feld mit einer Stromstabilisierschaltung versorgt wird, welches Diodenfeld in einer Parallelschaltung von einzelnen Serienschaltungen von Lichtemissionsdioden, welche Serienschaltungen jeweils eine Strombegrenzungskomponente in Form eines Ohmschen Widerstands enthalten, angeordnet ist.From DE-OS 29 25 692 a light emission diode display device has become known the one in which a light emission diode field is supplied with a current stabilizing circuit, which diode array in a parallel connection of individual series connections from Light emission diodes, which series circuits each have a current limiting component included in the form of an ohmic resistor.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Elektronisch abgesicherte Schaltungsgruppen-Strom versorgung und eine Anzeigevorrichtung für eine sich ändernde Information zur Verfügung zu stellen, die eine sichere Detektion von Teil- oder Gesamtausfällen der Schaltungsgruppen- Stromversorgung und insbesondere der in Schaltungsgruppen zusammengefassten LEDs ge währleistet, welche insbesondere in einer Anlage zur Verkehrs-Regelung, -Steuerung, oder - Überwachung für Fahrzeuge, beispielsweise einer Verkehrsampel in Verbindung mit den dortigen, herkömmlichen, konstruktiv einfacheren Überwachungseinrichtungen zur Erfassung eines Gesamtausfalles der Anzeigevorrichtung verwendet werden kann, d. h. die Anzeigevor richtung nach der Erfindung soll eine Ausfallcharakteristik besitzen, die weitgehend der Aus fallcharakteristik von Glühlampenanordnungen entspricht.The object of the invention is an electronically protected circuit group current Supply and a display device for changing information available to provide reliable detection of partial or total failures of the circuit group Power supply and especially the LEDs grouped in circuit groups ensures, which in particular in a plant for traffic regulation, control, or - Monitoring for vehicles, for example a traffic light in connection with the there, conventional, structurally simpler monitoring devices for detection a total failure of the display device can be used, d. H. the display Direction according to the invention should have a failure characteristic that largely the off case characteristics of incandescent lamp arrangements.
Die Lösung der Aufgabe gelingt mit den Merkmalen des Anspruches 1 und den kennzeich nenden Merkmalen des Anspruches 12.The problem is solved with the features of claim 1 and the character nenden features of claim 12.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass einer elektronisch abgesicherte Schaltungsgruppen- Stromversorgung wenigstens zwei parallel geschaltete Schaltungsgruppen zugeordnet sind, deren sich aus den Einzelströmen IR im Betrieb zusammengesetzten Gesamtstrom N.IR in einem Punkt V zusammengeführt ist (N entspricht Anzahl Schaltungsgruppen), mit jeweils einer Schaltungsgruppe zugeordneten Reihen-Komparatoren die bei über- oder unterschreiten des Stromes IRmax durch die Schaltungsgruppe bzw. der an der Schaltungsgruppe anliegenden Spannung bezüglich eines voreingestellten Wertes jeweils einen von einem Normalwert ver schiedenen Ergebniswert ER liefern, mit einem Gesamt-Komparator der bei über- oder unter schreiten des zusammengesetzten Gesamtstroms N.IR im Punkt V bezüglich eines voreinge stellten Wertes N.IRnom einen von einem Normalwert verschiedenen Ergebniswert EG liefert, mit einer Ergebnisüberwachungseinrichtung, die die Ergebnisse ER und EG überwacht, wobei bei vorliegen eines vom Normalwert verschiedenen Ergebniswerts EG, ER die die Schaltungs gruppen mit Strom versorgende Strom- oder Spannungsquelle ab- oder eingeschaltet wird.According to the invention it is provided that an electronically protected circuit group power supply is assigned at least two circuit groups connected in parallel, the total current NI R of which is composed of the individual currents I R during operation, is combined at a point V (N corresponds to the number of circuit groups), each assigned to a circuit group Series comparators which, when the current I Rmax through the circuit group or the voltage across the circuit group exceed or fall below, deliver a result value E R with respect to a preset value, with a total comparator which exceeds or falls below a normal value below the composite total current NI R at point V with respect to a preset value NI Rnom delivers a result value E G which is different from a normal value, with a result monitoring device which monitors the results E R and E G , whereby at a result value E G , E R which is different from the normal value and which switches the circuit groups with current or voltage source supplying current on or off.
Durch die Reihen-Komparatoren ist insbesondere sichergestellt, dass ein niederohmiger Feh lerfall in einer Schaltungsgruppe (beispielsweise im Falle einer Reihenschaltung von Leucht dioden als Schaltungsgruppe oder auch im Falle von Heizelementen als Schaltungsgruppe, die einzeln für sich nicht über einen bestimmte Temperatur heizen - vermittels des durch sie flie ßenden Stromes - dürfen) sicher erkannt wird, hierdurch wird eine unter Umständen für die Schaltungsgruppen schädliche Überbelastung - und damit verbundenen Gefahren wie Über hitzung oder Zerstörung der Schaltungsgruppen - verhindert.The series comparators in particular ensure that a low-resistance fault lfall in a circuit group (for example in the case of a series connection of lights diodes as a circuit group or in the case of heating elements as a circuit group, the not individually over a certain temperature - by means of the flowing through them owing current - may) be reliably recognized, this may result in a Circuit groups harmful overload - and associated risks such as over heating or destruction of the circuit groups - prevented.
Von besonderem Vorteil ist die Strom- oder Spannungsquelle mit einen Energiespeicher ver bunden, wobei diese den Energiespeicher mit einem Ladestrom IL speist. Hierdurch wird ein Zwischenspeichern von Energie für die Versorgung der Schaltungsgruppen ermöglicht. The current or voltage source is particularly connected to an energy store, which feeds the energy store with a charging current I L. This enables energy to be temporarily stored to supply the circuit groups.
Der Energiespeicher ist nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung durch einen Kondensator gebildet.According to a further advantageous embodiment of the invention, the energy store is made of formed a capacitor.
Bevorzugterweise sind die Schaltungsgruppen mit dem Energiespeicher permanent verbun den, wodurch diese von dem Energiespeicher mit Strom versorgt werden. Von Vorteil ist hierbei, dass die Schaltungsgruppen auch bei abgeschalteter Strom- oder Spannungsquelle von dem Energiespeicher mit Strom versorgt werden.The circuit groups are preferably permanently connected to the energy store the, whereby these are supplied with electricity by the energy store. Is an advantage this means that the circuit groups even when the current or voltage source is switched off are supplied with electricity from the energy store.
Besonders vorteilhaft ist der Ladestrom IL so groß gewählt, dass nach erfolgtem Laden des Energiespeichers und dem darauf folgenden Ansteigen des Stromes IR in den mit dem Ener giespeichers verbundenen Schaltungsgruppen der Gesamt-Komparator durch Überschreiten des voreingestellten zusammengesetzten Gesamtstroms N.IRnom die Strom- oder Spannungs quelle durch Liefern eines vom Normalwert verschiedenen Ergebniswerts EG vermittels der Ergebnisüberwachungseinrichtung abschaltet. Hierdurch wird sichergestellt, dass zunächst der Energiespeicher entladen wird und der Strom nicht über ein schädliches Maß hinaus an steigt. Nach dem Entladen des Energiespeichers fällt der in die Schaltungsgruppen abfließen de Strom IR wieder ab, wodurch die einzelnen Ströme unter den Wert IRnom - und der zusam mengesetzte Gesamtstrom damit unter den Wert N.IRnom - fallen, was zur Folge hat, dass der Ergebniswerte EG seinen Normalwert annimmt und die Stromquelle wieder zum Laden des Energiespeichers angeschaltet wird. Ein weiterer sehr großer Vorteil in dieser Anordnung liegt darin, dass ein Fehler in den Reihen-Komparatoren, dem Gesamt-Komparator und der Ergebnisüberwachungseinrichtung sicher erkannt werden kann, da ständig wechselnde Zu stände angenommen werden. Ein statisches Verhalten einer Baugruppe würde dazu führen, dass die Stromquelle permanent angeschaltet oder abgeschaltet bleibt, was eine sichere Feh lerdetektion ermöglicht.The charging current I L is particularly advantageously chosen so large that after the energy store has been charged and the current I R has subsequently risen in the circuit groups connected to the energy store, the overall comparator by exceeding the preset combined total current NI Rnom is the current or Turns off the voltage source by supplying a result value E G that differs from the normal value by means of the result monitoring device. This ensures that the energy storage device is first discharged and that the current does not rise above a harmful level. After the energy store is discharged, the current I R flowing out into the circuit groups drops again, as a result of which the individual currents fall below the value I Rnom - and the total current thus falls below the value NI Rnom -, which has the consequence that the result values E G assumes its normal value and the power source is switched on again to charge the energy store. Another very great advantage in this arrangement is that an error in the series comparators, the overall comparator and the result monitoring device can be reliably detected, since constantly changing states are assumed. A static behavior of a module would result in the power source being permanently switched on or off, which enables reliable error detection.
Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die einer Schaltungs gruppe zugeordneten Reihen-Komparatoren so eingestellt, dass diese bei Überschreiten des maximalen Stromes IRmax in einer Schaltungsgruppe die Strom- oder Spannungsquelle durch Liefern eines vom Normalwert verschiedenen Ergebniswerts ER vermittels der Ergebnisüber wachungseinrichtung eingeschaltet halten. Hierdurch wird der Strom IR durch die Schaltungs gruppen nicht mehr abgesenkt. Der Vorteil hierbei liegt darin, dass ein mitunter gefährlicher (Brandgefahr) oder schwer zu erkennender niederohmiger Fehlerfall sicher erkannt werden kann, da ein sonst durch den Gesamt-Komparator fortgesetztes intervallartiges An- und Ab schalten nicht beendet werde würde, da der Gesamtkomparator nur den Summenstrom aller Schaltungsgruppen erkennt. Eine sichere Fehlerdetektion eines niederohmigen Fehlerfalls in einer Schaltungsgruppe ist somit ermöglicht. According to a particularly preferred embodiment of the invention, the series comparators assigned to a circuit group are set such that when the maximum current I Rmax in a circuit group is exceeded, the current or voltage source is switched on by supplying a result value E R that differs from the normal value by means of the result monitoring device hold. As a result, the current I R is no longer reduced by the circuit groups. The advantage here is that an occasionally dangerous (fire hazard) or difficult to detect low-resistance fault can be reliably detected, since an interval-like switching on and off, which would otherwise be continued by the overall comparator, would not be ended, since the overall comparator only the total current recognizes all circuit groups. This enables reliable fault detection of a low-resistance fault in a circuit group.
Von Vorteil ist der Ladestrom IL größer als der über den voreingestellten Wert definierte Ge samtstrom N.IR.The charging current I L is advantageously greater than the total current NI R defined via the preset value.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein träge an sprechendes Sicherungselement vorgesehen ist, dass alle Schaltungsgruppen und/ oder die Strom- oder Spannungsquelle von der Stromversorgung trennt, falls ein maximal zulässiger Stromwert ISmax durch die Strom- oder Spannungsquelle erreicht ist. Der Vorteil hierbei liegt insbesondere darin, dass bei Fehlern in den Reihen-Komparatoren, dem Gesamt-Komparator und der Ergebnisüberwachungseinrichtung, das wie gesagt ein statisches Verhalten zur folge hätte, welche die Stromquelle permanent angeschaltet ließen die gesamte Anordnung strom frei schaltet durch abschalten der Strom- oder Spannungsquelle durch das Sicherungselement. Beim Fehlerfall "permanent angeschaltete Stromversorgung" würde demnach der Strom ebenso Null werden wie im Fehlerfall "permanent angeschaltete Stromversorgung". D. h. in rascher Folge erfolgt die Deaktivierung aller Schaltungsgruppen. Auch der neiderohmige Fehlerfall, der zum starken Ansteigen eines Einzelstromes IR und damit zum Angeschaltetlas sen der Strom- oder Spannungsquelle durch den zugeordneten Reihen-Komparator führt, kann so von außen sicher erkannt werden. Auf diese Weise besitzt die erfindungsgemäße Schal tungsgruppen-Stromversorgung eine Ausfallcharakteristik, die mit einer bei Glühlampenan ordnung bekannten Ausfallcharakteristik vergleichbar ist. Von besonderem Vorteil ist die erfindungsgemäße Schaltungsgruppen-Stromversorgung mit dieser zugeordneten Schaltungs gruppen daher in einer Umgebung einsetzbar, in der Ja-Nein-Überwachung - im Sinne von schadhaft/nicht schadhaft - der Betriebsfähigkeit als alleiniges Überwachungsmittel möglich, oder vorgesehen ist, also einfache ohne weitere konstruktive bzw. schaltungstechnische Maß nahmen und Aufwendungen verwendende Überwachungseinrichtungen vorliegen. Dem fol gend kann das Sicherungselement durch eine einfache Schmelzsicherung mit vorbestimmten Durchbruchsstromwert ausgebildet sein.A further particularly preferred embodiment of the invention provides that a slow- moving fuse element is provided that disconnects all circuit groups and / or the current or voltage source from the power supply if a maximum permissible current value I Smax has been reached by the current or voltage source , The advantage here is in particular that in the event of errors in the series comparators, the overall comparator and the result monitoring device, which, as said, would result in a static behavior, which would have the power source permanently switched on, the entire arrangement is switched off by switching off the current - Or voltage source through the fuse element. In the event of a "permanently connected power supply" fault, the current would therefore become zero, as in the "permanently switched on power supply" fault case. I.e. all circuit groups are deactivated in quick succession. Even the low-resistance fault, which leads to the sharp rise in a single current I R and thus to the switched-on supply of the current or voltage source through the associated series comparator, can thus be reliably recognized from the outside. In this way, the circuit group power supply according to the invention has a failure characteristic that is comparable to a failure characteristic known in the case of incandescent lamps. Of particular advantage, the circuit group power supply according to the invention with this assigned circuit groups can therefore be used in an environment in which yes-no monitoring - in the sense of defective / not defective - the operability as the sole monitoring means is possible or provided, that is to say simple without there are other constructive or circuit-technical measures and monitoring devices that use expenditure. Accordingly, the fuse element can be formed by a simple fuse with a predetermined breakdown current value.
Von Vorteil ist die Ergebnisüberwachungseinrichtung eine die Ergebniswerte EG, ER mitein ander verknüpfende Verknüpfungseinrichtung, wobei weiterhin von Vorteil die Ergebnis werte digital sind und die Verknüpfungseinrichtung ein OR-Gatter ist.The result monitoring device is advantageously a linking device which links the result values E G , E R to one another, the result values also being digital and the linking device being an OR gate.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Schaltungsgrup pen LED-Reihen sind, deren einzelne LEDs in Serie geschaltet sind. A particularly preferred embodiment of the invention provides that the circuit group are LED rows, the individual LEDs of which are connected in series.
Vorteilhafterweise bilden die Schaltungsgruppen ein Lichtemissionselement, das in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ein Anzeigelement ist, insbesondere ein Signalanzeigeelement.Advantageously, the circuit groups form a light emission element, which in a a further advantageous embodiment of the invention is a display element, in particular a Signal indicator.
Die Reihen-Komparatoren, der Gesamt-Komparator, die Schaltungsgruppen, die Ergebnis überwachungseinrichtung, der Energiespeicher und die Strom- oder Spannungsquelle baulich eine Einheit bilden vorteilhafterweise baulich eine Einheit. Hierdurch wird ermöglicht, dass die Lichtemissionseinheit bzw. die Schaltungsgruppen zusammen mit der Schaltungsgruppen- Stromversorgung als eine Einheit beispielsweise in Form einer eine Glühbirne ersetzende Baueinheit ausgetauscht werden kann.The series comparators, the overall comparator, the circuit groups, the result monitoring device, the energy store and the current or voltage source structurally a unit advantageously form a unit structurally. This enables the light emission unit or the circuit groups together with the circuit group Power supply as a unit, for example in the form of a light bulb replacing one Unit can be replaced.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung für eine sich ändernde Information, wobei die Information durch Auswahl oder Kombination von einzelnen, auf ei nem Träger angeordneten Leuchtelementen dargestellt wird, wobei die Leuchtelemente durch Halbleiterbauelemente ausgebildet sind, insbesondere aus Leuchtdioden oder anderen integ rierten Halbleiterschaltungen mit Komponenten zur Lichtemission, und die Halbleiterbauele mente in mehreren Schaltungsgruppen geschaltet sind, und jede Schaltungsgruppe strommä ßig einen Nebenzweig eines Hauptzweiges bildet. Hierbei ist eine den Schaltungsgruppen zugeordnete Steuerschaltungseinrichtung vorgesehen ist, die bei Über- oder Unterschreitung eines in einem Nebenzweig fließenden Teilstromes IR, insbesondere um einen vorbestimmten Stromschwellwert, in unmittelbar zeitlicher Folge eine Sperrung bzw. Deaktivierung des Hauptzweiges und damit aller Schaltungsgruppen steuert, und dass die Steuerschaltungsein richtung bei Über- oder Unterschreitung des im Hauptzweig fließenden Stromes N.IR, insbe sondere um einen vorbestimmten Stromschwellwert, in unmittelbar zeitlicher Folge eine Sperrung bzw. Deaktivierung des Hauptzweiges und damit aller Schaltungsgruppen und/oder bei Unterschreitung des im Hauptzweig fließenden Stromes, insbesondere um einen vorbe stimmten Stromschwellwert, in unmittelbar zeitlicher Folge die Aktivierung des Hauptzwei ges und damit aller Schaltungsgruppen steuert.Another aspect of the invention relates to a display device for changing information, the information being represented by the selection or combination of individual light-emitting elements arranged on a carrier, the light-emitting elements being formed by semiconductor components, in particular comprising light-emitting diodes or other integrated semiconductor circuits Components for light emission, and the semiconductor devices are connected in several circuit groups, and each circuit group forms a secondary branch of a main branch. In this case, a control circuit device assigned to the circuit groups is provided which, when a partial current I R flowing in a secondary branch is exceeded or undershot, in particular by a predetermined current threshold value, controls blocking or deactivation of the main branch and thus all circuit groups in immediate succession, and that the control circuit device when the current flowing in the main branch NI R is exceeded or undershot, in particular in particular by a predetermined current threshold value, in immediate succession a blocking or deactivation of the main branch and thus all circuit groups and / or if the current flowing in the main branch is undershot, in particular by a predetermined current threshold, controls the activation of the main branch and thus all circuit groups in immediate succession.
Von Vorteil sind die Schaltungsgruppen durch wenigstens ein Leuchtelement ausgebildet.The circuit groups are advantageously formed by at least one lighting element.
Vorteilhafterweise sind die Leuchtelemente durch Halbleiterbauelemente, insbesondere aus Leuchtdioden, oder anderen integrierten Halbleiterschaltungen mit Komponenten zur Lichtemission ausgebildet.The light-emitting elements are advantageously made of semiconductor components, in particular LEDs, or other integrated semiconductor circuits with components for Light emission trained.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Steuerschaltungs einrichtung jeweils einer Schaltungsgruppe zugeordnete Reihen-Komparatoren aufweist, die bei über- oder unterschreiten des Stromes IR durch die Schaltungsgruppe bezüglich des vor eingestellten Wertes IRmax jeweils einen von einem Normalwert verschiedenen Ergebniswert ER liefern.A particularly preferred embodiment of the invention provides that the control circuit device each has a series comparator assigned to a circuit group, which in each case has a result value E different from a normal value when the current I R through the circuit group exceeds or falls below the preset value I Rmax R deliver.
Eine nicht weniger vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Steuerschaltungseinrichtung einen Gesamt-Komparator aufweist, der bei über- oder unterschreiten des zusammengesetzten Gesamtstroms N.IR im Punkt V bezüglich eines voreingestellten Wertes IRnom einen von ei nem Normalwert verschiedenen Ergebniswert EG liefert.A no less advantageous embodiment provides that the control circuit device has an overall comparator which, when the combined total current NI R exceeds or falls below the point V at point V with respect to a preset value I Rnom, supplies a result value E G which is different from a normal value.
Die Steuerschaltungseinrichtung weist nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung eine Ergebnisüberwachungseinrichtung auf, die die Ergebnisse ER und EG überwacht, wobei bei vorliegen eines vom Normalwert verschiedenen Ergebniswerts EG, ER eine Sperrung bzw. Deaktivierung des Hauptzweiges durch Abschalten einer die Schaltungsgruppen mit Strom versorgenden Strom- oder Spannungsquelle erfolgt.According to an advantageous embodiment of the invention, the control circuit device has a result monitoring device which monitors the results E R and E G , wherein if there is a result value E G , E R different from the normal value, the main branch is blocked or deactivated by switching off the circuit groups with current supplying current or voltage source.
Vorteilhafterweise ist eine Stromquelle vorgesehen, die einen Energiespeicher mit einem La destrom IL speist.A current source is advantageously provided which feeds an energy store with a charge current I L.
Die Schaltungsgruppen sind von Vorteil mit dem Energiespeicher permanent verbunden und dieser ist parallel zu der die Schaltungsgruppen versorgenden Stromquelle geschaltet.The circuit groups are advantageously permanently connected to the energy store and this is connected in parallel to the current source supplying the circuit groups.
Der Ladestrom IL ist nach einer besonders bevorzugten und vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung so groß gewählt, dass nach erfolgtem Laden des Energiespeichers und dem darauf folgenden Ansteigen des Stromes in den mit dem Energiespeichers verbundenen Schaltungs gruppen wenigstens ein einer Schaltungsgruppe zugeordneter Reihen-Komparator durch Überschreiten des maximalen Stromes IRmax und/oder der Gesamt-Komparator durch Über schreiten des voreingestellten zusammengesetzten Gesamtstroms N.IRnom die Strom- oder Spannungsquelle durch Liefern eines vom Normalwert verschiedenen Ergebniswerts EG, ER vermittels der Ergebnisüberwachungseinrichtung abschaltet.The charging current I L is chosen so large according to a particularly preferred and advantageous embodiment of the invention that after charging the energy storage device and the subsequent increase in the current in the circuit groups connected to the energy storage device, at least one series comparator assigned to a circuit group by exceeding the maximum current I Rmax and / or the total comparator by exceeding the preset combined total current NI Rnom switches off the current or voltage source by supplying a result value E G , E R different from the normal value by means of the result monitoring device .
Vorteilhafterweise sind die einer Schaltungsgruppe zugeordneten Reihen-Komparatoren so eingestellt, dass diese bei Überschreiten des maximalen Stromes IRmax in einer Schaltungs gruppe die Strom- oder Spannungsquelle durch Liefern eines vom Normalwert verschiedenen Ergebniswerts ER vermittels der Ergebnisüberwachungseinrichtung eingeschaltet halten. Die ermöglicht wieder die sichere Detektion eines niederohmigen Fehlerfalls in einer Schaltungs gruppe. Advantageously, the series comparators assigned to a circuit group are set such that they keep the current or voltage source switched on by supplying a result value E R different from the normal value by means of the result monitoring device in a circuit group when the maximum current I Rmax is exceeded. This again enables the reliable detection of a low-resistance fault in a circuit group.
Bevorzugterweise ist ein träge ansprechendes Sicherungselement vorgesehen, dass alle Schaltungsgruppen und/oder die Spannungs- oder Stromquelle von der eben dieser versor genden Stromversorgung trennt, falls ein maximal zulässiger Stromwert ISmax durch die Span nungs- oder Stromquelle erreicht ist.Preferably, a slow-acting fuse element is provided that separates all circuit groups and / or the voltage or current source from the same supplying power supply if a maximum permissible current value I Smax is reached by the voltage or current source.
Von Vorteil wird die Anzeigevorrichtung in einer Anlage zur Verkehrs-Regelung, -Steuerung, oder -Überwachung für Straßenfahrzeuge, insbesondere in einer Verkehrsampel verwendet.The display device in an installation for traffic regulation, control, or monitoring used for road vehicles, especially in a traffic light.
Ebenso von Vorteil weist die Anlage zur Verkehrs-Regelung, -Steuerung, oder -Überwachung eine der Anzeigevorrichtung nachgeschaltete Überwachungseinrichtung auf, welche einen Gesamtausfall der Anzeigevorrichtung erfasst.The system for traffic regulation, control or monitoring also has an advantage a monitoring device downstream of the display device, which a Total failure of the display device detected.
Vorteilhafterweise liefert die Anzeigevorrichtung ausgangsseitig ein Überwachungssignal für die Überwachungseinrichtung (2), welches zwei unterschiedliche elektrische Zustände besitzt, wobei der eine Zustand, Betriebszustand, einem ordnungsgemäßen Betrieb der Anzeigevor richtung und der andere Zustand, Störungszustand, einem Gesamtausfall der Anzeigevor richtung entspricht.Advantageously, the display device provides on the output side a monitoring signal for the monitoring device ( 2 ) which has two different electrical states, the one state, operating state, correct operation of the display device and the other state, fault state, corresponding to a total failure of the display device.
Von Vorteil ist ein die durch Spannungs- und Stromversorgung überwachender Komparator vorgesehen, der die von der Spannungs- und Stromversorgung gelieferte Spannung mit einem Mindestwert vergleicht, und bei Überschreiten des Mindestwerts ein Spannungsdetekt-Signal ES liefert.A comparator which is monitored by the voltage and power supply is advantageously provided, which compares the voltage supplied by the voltage and power supply with a minimum value and, when the minimum value is exceeded, supplies a voltage detection signal E S.
Der Komparator weist nach einer vorteilhaften Ausgestaltung einen Oszillator auf, der erst bei einer über dem Mindestwert liegenden Spannung zu Schwingen beginnt, und das Schwin gungssignal an seinem Ausgang zur Verfügung stellt.According to an advantageous embodiment, the comparator has an oscillator that is only at a voltage above the minimum value begins to oscillate, and the oscillation Provides signal at its output.
Der Komparator weist nach einer ebenso vorteilhaften Ausgestaltung einen Hochpass auf, der das Schwingungssignal des Oszillators filtert und danach zu dem Spannungsdetekt-Signal ES gleichgerichtet.According to an equally advantageous embodiment, the comparator has a high pass filtering the oscillation signal of the oscillator and then rectifying it to the voltage detection signal E S.
Von Vorteil ist eine Ergebnisaddiereinrichtung vorgesehen, die der Ergebnisüberwachungs einrichtung und der Strom- oder Spannungsquelle zwischengeschaltet ist und die Strom- oder Spannungsquelle nur bei Vorliegen des Einschalt-/Ausschalt-Signal EE und des Spannungs detekt-Signals ES einschaltet. Hierdurch werden nicht fehlerfreie Betriebszustände bei nicht ausreichender Spannungsversorgung vermieden. A result adding device is advantageously provided, which is connected between the result monitoring device and the current or voltage source and only switches on the current or voltage source when the switch-on / switch-off signal E E and the voltage detect signal E S are present . In this way, operating states that are not fault-free are avoided if the voltage supply is insufficient.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine Aufnahmeleistungsvermin derungseinrichtung vorgesehen ist, die bei vorliegen eines externen Absenkungs-Signals SA eine Verminderung der Leistungsaufnahme der Schaltungsgruppen und damit der ganzen An zeigevorrichtung durch zeitweiliges Ausschalten der Strom- oder Spannungsquelle, unabhän gig vom Einschalt-/Ausschalt-Signal EE steuert.An advantageous embodiment of the invention provides that a recording power reduction device is provided which, in the presence of an external reduction signal S A , reduces the power consumption of the circuit groups and thus the entire display device by temporarily switching off the current or voltage source, regardless of the switch-on - On / off signal E E controls.
Bevorzugterweise weist die Aufnahmeleistungsverminderungseinrichtung einen Oszillator aufweist, der bei vorliegen des Absenkungs-Signals SA ein Rechtecksignal liefert, welches mit dem Einschalt-/Ausschalt-Signal EE derart verknüpft wird, dass die Strom- oder Spannungs quelle nur bei vorliegen eines positiven Pulses des Rechtecksignals und dem Einschalt- /Ausschalt-Signal EE eingeschaltet wird. Hierdurch werden in den Puls-Pausen die Schal tungsgruppen nicht mit Strom beaufschlagt, was eine Reduzierung der Leistungsaufnahme zur Folge hat.The input power reduction device preferably has an oscillator which, when the lowering signal S A is present, supplies a square-wave signal which is linked to the switch-on / switch-off signal E E in such a way that the current or voltage source is only present when a positive pulse is present Rectangular signal and the on / off signal E E is turned on. As a result, the circuit groups are not supplied with current during the pulse breaks, which results in a reduction in the power consumption.
Mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung der Anzeigevorrichtung gelingt es zum Einen, dass im Betrieb durch den Ausfall einzelner Leuchtelemente keine unerkannte sicher heitstechnisch bedenkliche Leuchtkraftschwächung auftritt. Fallen auf der anderen Seite im Laufe der Zeit einzelne Leuchtelemente durch hochohmige Unterbrechung aus, so wird die gesamte Leuchtkraft der Anzeigevorrichtung kaum geschwächt, denn es werden die noch in Betrieb befindlichen Nebenzweige (Schaltungsgruppen) von Leuchtelementen mit einem grö ßeren Teilstrom beaufschlagt, wodurch eine Kompensation des Leuchtkraftverlustes erreicht wird. Selbst der Ausfall einer oder mehrerer Nebenzweige (Schaltungsgruppen) führt noch nicht zu einem Totalausfall der Anzeigevorrichtung, da die Teilströme in den verbleibenden, noch intakten Nebenzweigen (Schaltungsgruppen) selbsttätig so weit angehoben werden, dass die von den noch intakten Leuchtelementen abgestrahlte Lichtintensität erhöht wird und die aufgrund des Ausfalls einer oder mehrerer Nebenzweige (Schaltungsgruppen) einhergehenden Leuchtkraftschwächung kompensiert wird. Erst nach Ausfall mehrerer Nebenzweige (Schal tungsgruppen) und einer damit einhergehenden erheblichen Erhöhung des sich auf die verbleibenden Zweige verteilenden Gesamtstroms werden aufgrund des nun in einem der verbleibenden Zweige übermäßigen Teilstromes die gesamte Anzeigevorrichtung durch an sprechen der Reihen-Komparatoren abgeschaltet. Dann liefert die Anzeigevorrichtung ein Ausfallsignal, welches von einer Überwachungseinrichtung erfasst werden kann. Auf diese Weise besitzt die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung eine Ausfallcharakteristik, die mit einer bei Glühlampenanordnung bekannten Ausfallcharakteristik vergleichbar ist. Von beson derem Vorteil ist die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung daher unmittelbar und ohne weitere konstruktive bzw. schaltungstechnische Maßnahmen und Aufwendungen mit einer bisher bei Anlagen zur Verkehrs-Regelung, -Steuerung, oder -Überwachung verwendeten Überwachungseinrichtung koppelbar, welche einen Gesamtausfall der Anzeigevorrichtung über eine einfachste Stromauswertung wie bei einem "Glühfadenbruch" erfasst.With the circuit arrangement of the display device according to the invention it is possible to One that is safe in operation due to the failure of individual lighting elements loss of luminosity, which is questionable in terms of technical equipment. Traps on the other side in the Individual lighting elements over time due to high-resistance interruption, so the total luminosity of the display device is hardly weakened, because it is still in Operation branch branches (circuit groups) of lighting elements with a large ßer partial flow, whereby compensation for the loss of luminosity is achieved becomes. Even the failure of one or more secondary branches (circuit groups) still leads not to a total failure of the display device, since the partial flows in the remaining, still intact secondary branches (circuit groups) are automatically raised so far that the light intensity emitted by the still intact lighting elements is increased and the due to the failure of one or more secondary branches (circuit groups) Luminosity weakening is compensated. Only after several branch branches have failed (scarf groups) and a concomitant considerable increase in the remaining branches distributing total current are now in one of the remaining branches of excessive partial flow through the entire display device speak of the series comparators switched off. Then the display device delivers Failure signal, which can be detected by a monitoring device. To this The display device according to the invention has a failure characteristic which is associated with a failure characteristic known in the case of an incandescent lamp arrangement is comparable. By beson therefore, the display device according to the invention is immediate and without further design or circuitry measures and expenses with a previously used in systems for traffic regulation, control or monitoring Monitoring device can be coupled, which a total failure of the display device via a simple current evaluation like a "filament break".
Durch die Erfindung erübrigt sich eine regelmäßige Kontrolle des gegenwärtigen Leuchtzu standes des Anzeigevorrichtung durch Messen von Stromflussänderungen. Mit der erfin dungsgemäßen Anzeigevorrichtung wird eine sichere und eindeutige Situation geschaffen, bei der nur zwei Zustände festgestellt werden müssen, nämlich ob Strom im Hauptzweig fließt und damit ein in Helligkeit und Leuchtdichte gleichmäßig definiertes sicheres Gesamtleucht signal besteht, oder im Hauptzweig kein Strom fließt bzw. dass die Anzeigevorrichtung nicht mehr leuchtet. Schwer messbare kleine Stromänderungen müssen somit nicht überwacht wer den, wie es beim Stand der Technik der Fall ist.The invention eliminates the need for regular checks of the current lighting state of the display device by measuring current flow changes. With the invent The display device according to the invention creates a safe and unambiguous situation when of which only two conditions have to be determined, namely whether current flows in the main branch and thus a safe overall lighting defined uniformly in brightness and luminance signal exists, or no current flows in the main branch or that the display device is not more shines. Small current changes that are difficult to measure do not have to be monitored as is the case with the prior art.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Anzeigevorrichtung nach der Erfindung flexibel gehandhabt werden kann, indem über die Auslegung der Steuerschaltungseinrichtung und der einzelnen maximalen Teilströme in jeder Schaltungsgruppe sowie der einzelnen Schaltzeiten der Komparatoren genau bestimmbar ist, bei welchem Leuchtfeldzerfall die Anzeigevorrich tung automatisch ausschalten soll.Another advantage is that the display device according to the invention is flexible can be handled by the design of the control circuit device and the individual maximum partial currents in each circuit group and the individual switching times of the comparators can be determined exactly at which light field decay the display device device should switch off automatically.
Durch die Überwachung des Stromes in den einzelnen Schaltungsgruppen der aus den Halb leiterbauelementen gebildeten Schaltung wird erreicht, dass nach Ausfall eines vorbestimmten Prozentsatzes der Schaltungsgruppen durch Strom-Überlastung die Reihen-Komparatoren der noch funktionierenden Strompfade (durch die verbleibenden Schaltungsgruppen) die gesamte Anzeigevorrichtung automatisch ausschalteten und damit die Situation in einen sicheren Zu stand gebracht wird. Damit kann über eine bekannte Überwachungseinrichtung der Ausfall in üblicher Weise signalisiert werden, um das Auswechseln der Anzeigevorrichtung veranlassen zu können.By monitoring the current in the individual circuit groups from the half Circuit components formed circuit is achieved that after failure of a predetermined Percentage of circuit groups due to current overloading the series comparators current paths still functioning (through the remaining circuit groups) the entire Display device automatically switched off and thus the situation in a safe closed is brought up. The failure in be signaled in the usual way to cause the display device to be replaced to be able to.
Mit der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung können nicht lediglich hochohmige Ausfälle von Halbleiterbauelementen, sondern nunmehr auch niederohmige Ausfälle berücksichtigt werden, wodurch die Sicherheit der Anzeigevorrichtung weiterhin erhöht wird. Ein hochoh miger Ausfall eines Leuchtelementes bewirkt, dass der elektrische Gesamtwiderstand des be troffenen Nebenzweiges unendlich und entsprechend der darin fließende Teilstrom Null wird. Entsprechend steigen die Teilströme in den verbleibenden Nebenzweigen an, einhergehend mit der Erhöhung der Lichtintensität usw. wie vorstehend geschildert. Bei einem nieder ohmigen Ausfall hingegen bleibt der betreffende Nebenzweig insgesamt intakt; es fließt ein Teilstrom, der nur geringfügig geringer ist als vor dem niederohmigen Ausfall. Erst bei meh reren niederohmigen Ausfällen wird der Teilstrom im betreffenden Nebenzweig so groß, dass die Anzeigevorrichtung vollständig. deaktiviert.With the display device according to the invention, not only high-resistance failures can occur of semiconductor components, but now also takes into account low-resistance failures be, whereby the security of the display device is further increased. A blast failure of a light element causes the total electrical resistance of the be affected branch becomes infinite and correspondingly the partial current flowing therein becomes zero. The partial flows in the remaining secondary branches rise accordingly, accompanying this with the increase in light intensity, etc. as described above. With one down ohmic failure, however, the branch in question remains intact overall; it flows in Partial current that is only slightly lower than before the low-resistance failure. Only with meh In the case of other low-resistance failures, the partial current in the relevant branch is so large that the display device completely. disabled.
Dem Prinzip der Erfindung folgend eignen sich beliebige Gleich- oder Wechselspannungen die einen dem Betrag nach ausreichenden Strom durch die Schaltungsgruppen bewirken für den Betrieb der Anzeigevorrichtung. Durch schnelles Schalten der Strom- oder Spannungs quelle wird immer gewährleistet, dass der dem Betrag nach richtige Strom durch die Schal tungsgruppen fließt. So ist die Anzeigevorrichtung beispielsweise im 220 V-Netz und im 110 V-Netz ohne Anpassungen oder Änderungen betreibbar.Any direct or alternating voltages are suitable in accordance with the principle of the invention which cause a sufficient current through the circuit groups for the operation of the display device. By quickly switching the current or voltage source is always ensured that the correct amount of current through the scarf tion groups flows. For example, the display device is in the 220 V network and 110 V network can be operated without adjustments or changes.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus deren Unterkombinationen.Advantageous developments of the invention result from the further subclaims and from their sub-combinations.
Weitere Merkmale, Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung anhand der Zeichnung. Es zeigt:Further features, advantages and expediencies of the invention result from the following description of an embodiment of the invention with reference to the drawing. It shows:
Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer Anzeigevorrichtung und einer darin realisierten elektronisch abgesicherte Schaltungsgruppen-Stromver sorgung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 1 is a schematic diagram of a display device and an electronically secured circuit group power supply realized therein according to a preferred embodiment of the invention;
Fig. 2 ein schematisches Schaltbild einer Anzeigevorrichtung und einer darin realisierten elektronisch abgesicherte Schaltungsgruppen-Stromver sorgung aus Fig. 1 bei der zusätzlich eine die Eingangspannung über wachende Schaltung realisiert ist, Fig. 2 realized a schematic diagram of a display device and a secured therein electronic circuit group Stromver supply of FIG. 1 in addition, a the input voltage is realized in the monitoring circuit,
Fig. 3 ein schematisches Schaltbild einer Anzeigevorrichtung und einer darin realisierten elektronisch abgesicherte Schaltungsgruppen-Stromver sorgung aus Fig. 1 bei der zusätzlich eine erfindungsgemäße Aufnah meleistungsverminderungseinrichtung realisiert ist, Fig. 3 is a schematic diagram of a display device and a secured therein realized electronically circuit group Stromver supply of FIG. 1 in which in addition a Recordin meleistungsverminderungseinrichtung invention is implemented,
Fig. 4 und 5 eine schematische Darstellung der Ausfallcharakteristik einer Anzeige vorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel, und FIGS. 4 and 5 is a schematic representation of the loss characteristic of a display device according to the embodiment, and
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anzeigevor richtung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel. Fig. 6 is a schematic representation of a display device according to the invention according to a preferred embodiment.
In den Figuren des Ausführungsbeispiels mit gleichen Bezugszeichen versehene Elemente sind gleiche oder gleich wirkende Elemente.Elements provided with the same reference symbols in the figures of the exemplary embodiment are the same or have the same effect.
Das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine erfindungsgemäßen Anzeige vorrichtung 1 für eine sich ändernde Information mit einer elektronisch abgesicherte Schal tungsgruppen-Stromversorgung 31 bis 35, 4, 5, 6, 7, wobei die Information durch Auswahl oder Kombination von einzelnen, auf einem Träger T angeordneten Leuchtelementen L dar gestellt wird, und die Leuchtelemente L durch Halbleiterbauelemente ausgebildet sind, insbe sondere aus Leuchtdioden 2a oder anderen integrierten Leuchtmitteln.The embodiment shown in the figures shows an inventive display device 1 for changing information with an electronically secured circuit group power supply 31 to 35 , 4 , 5 , 6 , 7 , the information by selection or combination of individual, on a carrier T arranged lighting elements L is provided, and the lighting elements L are formed by semiconductor components, in particular from light emitting diodes 2 a or other integrated light sources.
In Fig. 1 ist ein schematisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen elektronisch abgesicher ten Schaltungsgruppen-Stromversorgung 31 bis 35, 4, 5, 6, 7 integriert in einem LED-Modul als Anzeigevorrichtung 1 abgebildet, bei dem die Schaltungsgruppen 21 bis 25 durch Serien schaltungen von LEDs 2a gebildet werden.In Fig. 1 is a schematic diagram of an electronically secured th circuit group power supply 31 to 35 , 4 , 5 , 6 , 7 integrated into an LED module as a display device 1 , in which the circuit groups 21 to 25 by series circuits of LEDs 2 a are formed.
Die Anzeigevorrichtung 1 ist an eine Gleichspannungs-Stromversorgung 9 angeschlossen. Diese Gleichspannung muss nicht stabilisiert sein und kann in ihrem Betrag in weiten Gren zen frei gewählt werden. Die Gleichspannung kann direkt durch Gleichrichtung aus der Netzwechselspannung gewonnen werden. Insbesondere kann es auch eine Wechselspan nungs-Stromversorgung sein, hierbei müssten jedoch die Komparatoren 31 bis 35 und 4 sowie die Ergebnisüberwachungseinrichtung 5 und gegebenenfalls die Strom- oder Spannungsquelle 6 mit einer aus der Wechselspannung in üblicher Weise gewonnenen Gleichspannung ver sorgt werden. Das (hier nicht abgebildete) Steuergerät überwacht wie bei einer Glühlampe den an von der gesamten Anzeigevorrichtung 1 aufgenommenen Strom.The display device 1 is connected to a DC voltage power supply 9 . This DC voltage does not have to be stabilized and its amount can be freely selected within wide limits. The DC voltage can be obtained directly from the mains AC voltage by rectification. In particular, it can also be an AC voltage power supply, but here the comparators 31 to 35 and 4 as well as the result monitoring device 5 and possibly the current or voltage source 6 would have to be supplied with a DC voltage obtained in a conventional manner from the AC voltage. The control unit (not shown here) monitors the current consumed by the entire display device 1 like an incandescent lamp.
Die Anzeigevorrichtung 1 besteht aus beliebig vielen parallel geschalteten Schaltungsgruppen 21 bis 25 in Form von LEDs 2a in Reihenschaltung, die jeweils aus beliebig vielen LEDs be stehen. Der Strom IR durch die Schaltungsgruppen 21 bis 25 wird jeweils von einem Reihen- Komparator 31 bis 35 mit einem einstellbaren Schwellwert IRmax verglichen. Im Normalbe trieb liefern alle Reihen-Komparatoren an ihrem Ausgang einen digitalen Low-Pegel (Nor malwert). Wenn der Strom durch eine Reihe den auslösenden Schwellwert überschreitet, lie fert der entsprechende Komparator an seinem Ausgang einen digitalen H-Pegel (Ergebniswert ER).The display device 1 consists of any number of circuit groups 21 to 25 connected in parallel in the form of LEDs 2 a in series, each of which consists of any number of LEDs. The current I R through the circuit groups 21 to 25 is compared in each case by a series comparator 31 to 35 with an adjustable threshold value I Rmax . In normal operation, all series comparators supply a digital low level (normal value) at their output. If the current through a series exceeds the triggering threshold value, the corresponding comparator delivers a digital H level at its output (result value E R ).
Der Strom durch alle LED-Reihen wird im Knoten V zusammengeführt und der sich aus den Einzelströmen IR zusammensetzende Gesamtstrom N.IR wird von einem Gesamt-Komparator 4 mit seinem Sollwert N.IRnom verglichen. N ist dabei die Anzahl der Schaltungsgruppen und IR ist der Strom durch eine Reihe. Wenn der Gesamtstrom N.IR den Sollwert N.IRnom unter schreitet, liefert der Gesamt-Komparator an seinem Ausgang einen digitalen High-Pegel (Er gebniswert EG), wenn der Sollwert überschritten wird, einen digitalen Low-Pegel.The current through all LED rows is brought together in node V and the total current NI R , which is composed of the individual currents I R , is compared by a total comparator 4 with its nominal value NI Rnom . N is the number of circuit groups and I R is the current through a series. If the total current NI R falls below the setpoint NI Rnom , the overall comparator delivers a digital high level at its output (result value E G ), if the setpoint is exceeded, a digital low level.
Die Ausgangssignale ER, ER der Reihen-Komparatoren 31 bis 35 und des Gesamt-Kompa rators 4 werden durch eine als OR-Gatter 5a ausgebildete Ergebnisüberwachungseinrichtung 5 verknüpft, dessen Ausgang das Einschalt-/Ausschalt-Signal EE für eine gesteuerte Strom quelle 6 liefert. Die gesteuerte Stromquelle 6 speist einen Energiespeicher 7, der durch einen Kondensator 7a gebildet ist, mit einem Ladestrom IL, wenn das Einschalt-/Ausschalt-Signal EE auf High-Pegel liegt. Der Ladestrom IL ist so bemessen, dass er größer ist als der ge wünschte zusammengesetzte Strom N.IRnom durch alle Schaltungsgruppen. Dadurch steigt die Spannung am Energiespeicher 7 und der Summenstrom N.IR nimmt zu. Wenn der Summen strom den gewünschten Strom N.IRnom erreicht bzw. übersteigt, liefert der Gesamt- Komparators 4 als Ergebniswert EG logisch Low. Im fehlerfreien Betrieb hat der Strom durch jede Schaltungsgruppe 21 bis 25 in diesem Moment den gewünschten Strom IR = IRnom, so dass der auslösende Schwellstrom IR = IRmax der Reihen-Komparatoren noch nicht erreicht ist und alle Reihen-Komparatoren Low-Pegel liefern. Dadurch geht das Einschalt-/Ausschalt- Signal EE auf Low und die Stromquelle schaltet ab. Die Schaltungsgruppen werden nun vom Energiespeicher 7 gespeist, dessen Spannung dabei abnimmt. Dadurch sinkt auch der Sum menstrom N.IR und der Gesamt-Komparator schaltet die Stromquelle bei Sinken des Gesamt- Stromes unter den Wert N.IRnom wieder ein.The output signals E R, E R the row comparators 31 to 35 and the total Compa rators 4 are a trained result monitoring device 5 connected by a as OR gate 5, the output of the turn-on / off signal E E for a controlled current source 6 provides. The controlled current source 6 feeds an energy store 7 , which is formed by a capacitor 7 a, with a charging current I L when the switch-on / switch-off signal E E is at a high level. The charging current I L is such that it is greater than the desired combined current NI Rnom through all circuit groups. As a result, the voltage at the energy store 7 increases and the total current NI R increases. If the total current reaches or exceeds the desired current NI Rnom , the overall comparator 4 delivers logic low as the result value E G. In fault-free operation, the current through each circuit group 21 to 25 has the desired current I R = I Rnom at this moment, so that the triggering threshold current I R = I Rmax of the series comparators has not yet been reached and all series comparators have a low level deliver. As a result, the switch-on / switch-off signal E E goes low and the power source switches off. The circuit groups are now fed by the energy store 7 , the voltage of which decreases in the process. As a result, the total current NI R also drops and the overall comparator switches the current source back on when the total current falls below the value NI Rnom .
Dieser Vorgang wiederholt sich periodisch, so dass der Summenstrom N.IR auf seinem ge wünschten Wert N.IRnom (um diesen pegelnd) gehalten wird. Die Schaltfrequenz wird ohne weitere Maßnahmen von den Verzögerungszeiten der beteiligten Bauteile (Komparatoren, Ergebnisüberwachungseinrichtung, Stromquelle) bestimmt. Durch Einbau einer Hysterese in die Kennlinie des Gesamt-Komparators 4 kann die Schaltfrequenz auf einen kleineren Wert als diesen Maximalwert eingestellt werden.This process is repeated periodically, so that the total current NI R is kept at its desired value NI Rnom (leveling it). The switching frequency is determined without further measures by the delay times of the components involved (comparators, result monitoring device, current source). By installing a hysteresis in the characteristic curve of the overall comparator 4 , the switching frequency can be set to a smaller value than this maximum value.
Diese dynamische Steuerung des Summenstromes ist gleichzeitig eine Sicherung gegen Feh ler in den Komparatoren, der Ergebnisüberwachungseinrichtung und der Stromquelle. Wenn eines dieser Bauteile ausfällt, liefert es einen beliebigen, aber konstanten Pegel am Ausgang. Dadurch wird der Energiespeicher 7 entweder nicht mehr geladen oder immer geladen. Da ein andauerndes Laden des Energiespeichers zu einem so hohen Summenstrom führt, dass die Sicherung 8 durchbrennt, wird in beiden Fällen kein Strom mehr durch die Anzeigevorrich tung 1 aufgenommen. This dynamic control of the total current is at the same time a safeguard against errors in the comparators, the result monitoring device and the current source. If one of these components fails, it provides an arbitrary but constant level at the output. As a result, the energy store 7 is either no longer charged or always charged. Since continuous charging of the energy store leads to such a high total current that the fuse 8 blows, in both cases no current is taken up by the display device 1 .
Wenn eine oder mehrere Schaltungsgruppen 21 bis 25 ausfallen und keinen Strom mehr füh ren (üblicher Ausfallmechanismus einer LED) steigt der Strom durch die verbleibenden in takten Schaltungsgruppen an, weil der Summenstrom N.IR durch den Summen-Komparator konstant (auf N.IRnom) gehalten wird. Wenn eine bestimmte Anzahl von Schaltungsgruppen ausgefallen ist, wird dadurch der auslösende Schwellstrom IRmax der Reihen-Komparatoren in den verbleibenden Schaltungsgruppen überschritten. Durch den High-Pegel des Ergebnis werts ER am Ausgang dieser Komparatoren wird das Einschalt-/Ausschalt-Signal EE dauerhaft auf High gelegt, so dass die Stromquelle 6 nicht mehr ausschaltet und die Sicherung 8 durch brennt. Ausfälle der Reihen-Komparatoren 31 bis 35 werden dadurch abgesichert, dass ein fehlerhaft High-Signal führender Reihen-Komparator genügt, um das Einschalt-/Ausschalt- Signal EE auf High-Pegel zu legen, was wider zum Durchbrennen der Sicherung 8 führt. Es müssten also alle Reihen-Komparatoren 31 bis 35 der noch intakten Schaltungsgruppen irr tümlich Low-Pegel liefern, damit ein Fehler unerkannt bleibt. Dies kann bei einer genügend großen Anzahl von Schaltungsgruppen und damit Reihen-Komparatoren ausgeschlossen wer den. Durch die Schwelle IRmax der Reihen-Komparatoren kann festgelegt werden, wie viele Reihen ausfallen dürfen, bevor das Modul abschaltet.If one or more circuit groups 21 to 25 fail and no longer carry current (customary failure mechanism of an LED), the current through the remaining intact circuit groups increases because the total current NI R is kept constant (to NI Rnom ) by the sum comparator , If a certain number of circuit groups has failed, the triggering threshold current I Rmax of the series comparators in the remaining circuit groups is exceeded. Due to the high level of the result value E R at the output of these comparators, the switch-on / switch-off signal E E is permanently set to high, so that the current source 6 no longer switches off and the fuse 8 blows. Failures of the series comparators 31 to 35 are safeguarded in that a faulty high signal leading series comparator is sufficient to set the switch-on / switch-off signal E E to a high level, which in turn leads to the fuse 8 blowing. So all series comparators 31 to 35 of the still intact circuit groups would have to deliver erroneously low levels so that an error remains undetected. This can be ruled out with a sufficiently large number of circuit groups and thus series comparators. The threshold I Rmax of the row comparators can determine how many rows may fail before the module switches off.
In den Fig. 4 und 5 ist eine Situation über der Zeit t simuliert, in der bei der Simulationszeit t1 die Schaltungsgruppe 21 ausfällt (hochohmiger Ausfall). In Fig. 5 ist der Strom IR = IR21 + IR22 durch die Schaltungsgruppe 21 und 22 dargestellt. Bei Ausfall der Schaltungsgruppe 21 nimmt der Strom IR22 durch Schaltungsgruppe 22 um 25% zu. Dadurch wird die Schwelle IRmax, die ebenfalls eingezeichnet ist, überschritten und das Einschalt-/Ausschalt-Signal EE nimmt dauerhaft High-Pegel an (Fig. 4). Wie zu erkennen ist, nimmt der Strom durch die intakten Schaltungsgruppen sehr schnell zu, was die Sicherung 8 zum Durchbrennen bringt (im Stromverlauf nicht dargestellt).A situation over time t is simulated in FIGS. 4 and 5, in which circuit group 21 fails at simulation time t1 (high-resistance failure). In FIG. 5, the current I R is represented by the circuit group 21 and 22 I I R21 + R22. If circuit group 21 fails, current I R22 through circuit group 22 increases by 25%. As a result, the threshold I Rmax , which is also shown, is exceeded and the switch-on / switch-off signal E E assumes a permanently high level ( FIG. 4). As can be seen, the current through the intact circuit groups increases very quickly, which causes the fuse 8 to blow (not shown in the current profile).
Häufig wird bei Signaleinrichtungen auch gefordert, dass die Anzeigevorrichtung erst bei einer bestimmten Mindestspannung der Spannungs- und Stromversorgung 9 zu arbeiten - und damit zu leuchten - beginnt, um zu verhindern, dass das Informationssignal der Anzeige vorrichtung nur schlecht sichtbar ist. Dies kann durch eine Erweiterung der Schaltung erreicht werden wie sie in Fig. 2 dargestellt ist.Often, signal devices also require that the display device only work at a certain minimum voltage of the voltage and power supply 9 - and thus light up - to prevent the information signal of the display device from being barely visible. This can be achieved by expanding the circuit as shown in FIG. 2.
Die an der Anzeigevorrichtung 1 durch Spannungs- und Stromversorgung 9 anliegende Span nung wird durch einen Komparator 10 mit einem Mindestwert (beispielsweise bei einer Ver sorgungsspannung von ca. 115 V) verglichen. Durch das Überschreiten dieses Mindestwert, wird ein Oszillator 11 schwingfähig, der ein Rechtecksignal 13 mit einstellbarer Frequenz liefert. Das Rechtecksignal 13 wird durch einen Hochpass 12 gefiltert und danach zu dem Spannungsdetekt-Signal ES gleichgerichtet. Das Spannungsdetekt-Signal ES wird mit dem Einschalt-/Ausschalt-Signal EE durch eine als AND-Gatter ausgebildete Ergebnisaddierein richtung 14 verknüpft. Nur bei vorliegen beider Signale EE und ES wird die Strom- oder Spannungsquelle 6 angeschaltet. Dadurch kann die Strom- oder Spannungsquelle 6 erst ein schalten, wenn die Mindestspannung durch die Spannungs- und Stromversorgung 9 erreicht ist. Bei Fehlern im Komparator 10 und insbesondere im Oszillator 11 bricht die Schwingung zusammen und am Ausgang des Oszillators 11 liegt eine beliebige Gleichspannung. Wegen des Hochpasses 12 nimmt das Spannungsdetekt-Signal ES dadurch Low-Pegel an und schaltet die Strom- oder Spannungsquelle 6 und damit die ganze Anzeigevorrichtung ab, was wieder eine Detektion der Fehlfunktion ermöglicht.The voltage applied to the display device 1 by means of voltage and power supply 9 is compared by a comparator 10 with a minimum value (for example at a supply voltage of approximately 115 V). If this minimum value is exceeded, an oscillator 11 becomes oscillatable, which supplies a square-wave signal 13 with an adjustable frequency. The square-wave signal 13 is filtered by a high-pass filter 12 and then rectified to the voltage detection signal E S. The voltage detection signal E S is linked to the switch-on / switch-off signal E E by a result adding device 14 designed as an AND gate. The current or voltage source 6 is only switched on when both signals E E and E S are present. As a result, the current or voltage source 6 can only switch on when the minimum voltage is reached by the voltage and power supply 9 . If there are errors in the comparator 10 and in particular in the oscillator 11 , the oscillation breaks down and any DC voltage is present at the output of the oscillator 11 . Because of the high-pass filter 12 , the voltage detection signal E S thereby assumes a low level and switches off the current or voltage source 6 and thus the entire display device, which in turn enables detection of the malfunction.
Nach einem ähnlichen Prinzip ist auch eine Intensitätsabsenkung realisiert, die durch das in der Signalanlage befindliche Steuergerät (nicht gezeigt) ausgelöst werden kann; beispielswei se für eine Nachtabsenkung in der nur eine reduzierte Leistungsaufnahme gewünscht ist.A reduction in intensity is also realized according to a similar principle the control unit (not shown) located in the signaling system can be triggered; beispielswei se for a night reduction in which only a reduced power consumption is desired.
In Fig. 3 ist eine Realisierung einer Aufnahmeleistungsverminderungseinrichtung 15 ge zeigt, hierbei wird ein in der Aufnahmeleistungsverminderungseinrichtung befindlicher Os zillator direkt durch das Steuergerät durch ein Absenkungs-Signal SA eingeschaltet. Die dar aufhin vom Oszillator gelieferte Rechteckspannung wird als Taktsignal für einen ladbaren Rückwärtszähler verwendet. Das Überlaufsignal des Zählers ist eine Pulsspannung mit einem Tastverhältnis, das durch das Ladewort des Zählers eingestellt werden kann. Die Pulsspan nung wird direkt als Anschalt-Signal EA an ein der Strom- oder Spannungsquelle 6 und das Anschalt-Signal mit dem Einschalt-/Ausschalt-Signal EE verknüpfenden AND-Gatter 16 aus gewertet. Nur bei vorliegen beider Signale wird die Strom- oder Spannungsquelle 6 einge schaltet. Die Periode der Pulsspannung wird bei dieser Anwendung im Millisekundenbereich gewählt, so dass das LED-Modul während des Pulses normal arbeitet und während der Puls pause abgeschaltet ist. Wegen der Trägheit des Auges wird eine mittlere Intensität wahrge nommen, die der durch den Gesamt-Komparator eingestellten Intensität entspricht, jedoch multipliziert mit dem Tastverhältnis der Pulsspannung. Bei Fehlern im Oszillator/Zähler wird das Modul entweder abgeschaltet oder mit maximaler Intensität betrieben, entsprechend dem Tastverhältnis.In Fig. 3, a realization of a power reduction device 15 ge is shown, in this case a Os in the power reduction device Os zillator is turned on directly by the control unit by a lowering signal S A. The square wave voltage then supplied by the oscillator is used as a clock signal for a loadable down counter. The counter's overflow signal is a pulse voltage with a pulse duty factor that can be set by the meter's load word. The pulse voltage is evaluated directly as a switch-on signal E A to one of the current or voltage source 6 and the switch-on signal with the switch-on / switch-off signal E E linking AND gate 16 . The current or voltage source 6 is switched on only when both signals are present. The period of the pulse voltage is selected in the millisecond range in this application, so that the LED module works normally during the pulse and is switched off during the pulse pause. Because of the inertia of the eye, an average intensity is perceived which corresponds to the intensity set by the overall comparator, but multiplied by the pulse pulse duty factor. In the event of errors in the oscillator / counter, the module is either switched off or operated at maximum intensity, depending on the duty cycle.
Das in Fig. 6 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine erfindungsgemäßen Anzeigevor richtung 1 für eine sich ändernde Information, wobei die Information durch Auswahl oder Kombination von einzelnen, auf einem Träger T angeordneten Leuchtelementen L dargestellt wird, und die Leuchtelemente L durch Halbleiterbauelemente ausgebildet sind, insbesondere aus Leuchtdioden 2a oder anderen integrierten Halbleiterschaltungen mit Komponenten zur Lichtemission. Die Halbleiterbauelemente sind in mehreren Schaltungsgruppen, geschaltet.The embodiment shown in FIG. 6 shows a display device 1 according to the invention for changing information, the information being represented by selection or combination of individual lighting elements L arranged on a carrier T, and the lighting elements L being formed by semiconductor components, in particular from Light-emitting diodes 2 a or other integrated semiconductor circuits with components for light emission. The semiconductor components are connected in several circuit groups.
Über Anschlussleitungen 23 ist die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung 1 mit dem Potenti al einer Netz-Versorgungsspannung Ne und mit einer bisher bei Anlagen zur Verkehrs- Regelung, -Steuerung oder -Überwachung verwendeten Überwachungseinrichtung 22 ver bunden, die Überwachungseinrichtung 22 ist mit der erfindungsgemäßen Schaltung gekop pelt. Die Besonderheit der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 1 liegt somit gerade darin, dass sie mit einer bislang bei Ampeln überlicherweise zum Einsatz gelangenden Überwa chungsschaltung 22 koppelbar ist, welche einen Gesamtausfall der Anzeigevorrichtung 1 über eine einfachste Stromauswertung, quasi wie bei einem "Glühfadenbruch" erfasst.Via connecting lines 23 , the display device 1 according to the invention is connected to the potential of a mains supply voltage Ne and to a monitoring device 22 previously used in systems for traffic regulation, control or monitoring, the monitoring device 22 is coupled with the circuit according to the invention. The peculiarity of the display device 1 according to the invention is precisely that it can be coupled to a monitoring circuit 22 which has hitherto been used in traffic lights and which detects a total failure of the display device 1 via a simple current evaluation, as in a "filament breakage".
Mittels einer in der Technik üblichen Überwachungseinrichtung 22 kann dieser Zustand re gistriert und einer Zentrale gemeldet werden. Das Personal ist dann aufgefordert, die betref fende Anzeigevorrichtung auszutauschen.This state can be registered and reported to a control center by means of a monitoring device 22 customary in the art. The staff is then requested to replace the relevant display device.
Die Vorteile einer LED kommen dabei voll zum Tragen, hohe Lebensdauer, wenig Verlusts leistung, mechanische Stabilität, Temperatur-Unempfindlichkeit und schließlich Einsparung von sonst üblichen Transformatoren in der Anzeigevorrichtung. The advantages of an LED are fully apparent, long service life, little loss performance, mechanical stability, temperature insensitivity and finally saving of otherwise usual transformers in the display device.
11
Anzeigeelement
display element
2121
bis to
2525
Schaltungsgruppen
circuit groups
22
a LEDs
a LEDs
33
Steuerschaltungseinrichtung
Control circuit means
3131
bis to
3535
Reihen-Komparatoren
Rows comparators
44
Gesamt-Komparator
Total comparator
55
Ergebnisüberwachungseinrichtung
Result monitoring device
55
a OR-Gatter
a OR gate
66
Strom- oder Spannungsquelle
Current or voltage source
77
Energiespeicher
energy storage
77
a Kondensator
a capacitor
88th
Sicherungselement
fuse element
99
Stromversorgung
power supply
1010
Komparator
comparator
1111
Oszillator
oscillator
1212
Hochpass
highpass
1313
Rechtecksignal
square wave
1414
Ergebnisaddiereinrichtung, AND-Gatter
Result adding device, AND gate
1515
Aufnahmeleistungsverminderungseinrichtung
Power consumption reducing means
1616
AND-Gatter
AND gate
2222
Überwachungseinrichtung
monitoring device
2323
Anschlussleitungen
Ne Netz-Versorgungsspannung
IR connecting cables
Ne mains supply voltage
I R
, IRnom , I Rnom
, IRmax , I Rmax
Einzelströme, gewünscht, maximal
N.IR Individual flows, desired, maximum
NI R
zusammengesetzter Gesamtstrom
V gemeinsamer Punkt
IL composite total current
V common point
I L
Ladestrom
ISmax charging current
I smax
maximal zulässiger Stromwert
EG maximum permissible current value
E G
, ER , E R
Ergebniswerte
EE result values
E E
Einschalt-/Ausschalt-Signal
ES On / switch-off signal
E S
Spannungsdetekt-Signal
EA Spannungsdetekt signal
E A
Anschalt-Signal
SA On-signal
S A
Absenkungs-Signal
L Leuchtelemente
T Träger
Drawdown signal
L light elements
T carrier
Claims (37)
mit jeweils einer Schaltungsgruppe (21 bis 25) zugeordneten Reihen-Komparatoren (31 bis 35) die bei über- oder unterschreiten des Stromes IRmax durch die Schaltungsgruppe bzw. der an der Schaltungsgruppe anliegenden Spannung bezüglich eines voreingestellten Wertes je weils einen von einem Normalwert verschiedenen Ergebniswert ER liefern,
mit einem Gesamt-Komparator (4), der bei über- oder unterschreiten des zusammengesetzten Gesamtstroms N.IR im Punkt V bezüglich eines voreingestellten Wertes N.IRnom einen von einem Normalwert verschiedenen Ergebniswert EG liefert,
mit einer Ergebnisüberwachungseinrichtung (5), die die Ergebnisse ER und EG überwacht, wobei bei vorliegen eines vom Normalwert verschiedenen Ergebniswerts EG, ER die die Schaltungsgruppen mit Strom versorgende Strom- oder Spannungsquelle (6) ab- oder einge schaltet wird.1. Electronically protected circuit group power supply ( 31 to 35 , 4 , 5 , 6 , 7 ), of which at least two circuit groups ( 21 to 25 ) are connected in parallel, the total current NI R of which is composed of the individual currents I R during operation in one Point V is merged (N corresponds to the number of circuit groups),
each with a circuit group ( 21 to 25 ) assigned series comparators ( 31 to 35 ) which, when the current I Rmax through the circuit group or the voltage across the circuit group exceeds or falls below, with respect to a preset value, each one different from a normal value Deliver the result value E R ,
with a total comparator ( 4 ) which, when the combined total current NI R exceeds or falls below the point V with respect to a preset value NI Rnom, supplies a result value E G which is different from a normal value,
with a result monitoring device ( 5 ), which monitors the results E R and E G , wherein if there is a result value E G , E R which is different from the normal value, the current or voltage source ( 6 ) which supplies the circuit groups with power is switched off or on.
wobei die Information durch Auswahl oder Kombination von einzelnen, auf einem Träger (T) angeordneten Leuchtelementen (L) dargestellt wird,
wobei die Leuchtelemente durch Halbleiterbauelemente ausgebildet sind, insbesondere aus Leuchtdioden (2a) oder anderen integrierten Halbleiterschaltungen mit Komponenten zur Lichtemission,
und die Halbleiterbauelemente in mehreren Schaltungsgruppen (21 bis 25) geschaltet sind, und jede Schaltungsgruppe strommäßig einen Nebenzweig (Ni) eines Hauptzweiges bildet,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine den Schaltungsgruppen zugeordnete Steuerschaltungseinrichtung (3) vorgesehen ist, die bei Über- oder Unterschreitung eines in einem Nebenzweig (Ni) fließenden Teilstromes IR, insbesondere um einen vorbestimmten Stromschwellwert, in unmittelbar zeitlicher Folge eine Sperrung bzw. Deaktivierung des Hauptzweiges (H) und damit aller Schaltungsgruppen (21 bis 25) steuert, und dass die Steuerschaltungseinrichtung bei Über- oder Unterschreitung des im Hauptzweig (H) fließenden Stromes N.IR, insbesondere um einen vorbestimmten Stromschwellwert, in unmittelbar zeitlicher Folge eine Sperrung bzw. Deaktivierung des Hauptzweiges (H) und damit aller Schaltungsgruppen und/oder bei Unterschreitung des im Hauptzweig (H) fließenden Stromes, insbesondere um einen vorbestimmten Stromschwell wert, in unmittelbar zeitlicher Folge die Aktivierung des Hauptzweiges (H) und damit aller Schaltungsgruppen steuert.15. display device ( 1 ) for changing information,
the information being represented by the selection or combination of individual lighting elements (L) arranged on a carrier (T),
wherein the luminous elements are formed by semiconductor components, in particular light emitting diodes (2a), or other semiconductor integrated circuits with components for light emission,
and the semiconductor components are connected in a plurality of circuit groups ( 21 to 25 ), and each circuit group in terms of current forms a secondary branch (Ni) of a main branch,
characterized,
that a control circuit device ( 3 ) assigned to the circuit groups is provided which, when a partial current I R flowing in a secondary branch (Ni) is exceeded or undershot, in particular by a predetermined current threshold value, results in a blocking or deactivation of the main branch (H) in immediate succession and thus all circuit groups ( 21 to 25 ), and that the control circuit device blocks or deactivates the main branch (H.) in immediate succession if the current NI R flowing in the main branch (H) is exceeded or undershot, in particular by a predetermined current threshold value ) and thus all circuit groups and / or if the current flowing in the main branch (H) is undershot, in particular by a predetermined current threshold value, controls the activation of the main branch (H) and thus all circuit groups in immediate succession.
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