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Die
Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung
für eine
oder mehrere LED-Anordnungen. Werden LEDs in der Beleuchtungstechnik
eingesetzt, müssen
meist mehrere LEDs zu einer LED-Anordnung bzw. einem LED-Modul zusammengefasst
werden, damit sich ihre Lichtströme
addieren und eine ausreichende Beleuchtungshelligkeit erreicht wird. Die
derart zusammengefassten LEDs sind dabei meist in Reihe geschaltet.
Mehrere solcher Reihenschaltungen können parallel oder antiparallel
zusammengeschaltet sein.
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Unter
dem Begriff „LED” wird eine
zumindest einen oder auch mehrere Halbleiterchips aufweisende Anordnung
verstanden, die bei Stromdurchfluss an einer oder mehreren Stellen
Licht emittiert. Eine einzelne „LED” kann mehrere Licht emittierende Chips
aufweisen und in einem gesonderten Gehäuse aufgebaut oder Teil einer
größeren Anordnung
sein.
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Obwohl
LEDs im Vergleich zu anderen Lichtquellen ausgesprochen zuverlässige Bauelemente sind,
kann durch einen Ausfall einer einzelnen LED in einer LED-Anordnung,
insbesondere in einer elektrischen Reihenschaltung, zu einer Stromunterbrechung
in der gesamten durch die Reihenschaltung gebildeten Kette führen, was
bei Beleuchtungsanwendungen unerwünscht sein kann. Bei einem
anderen Fehlermechanismus können
einzelne LEDs einen elektrischen Kurzschluss bilden und somit einzeln
ausfallen, was zumindest zu einer Schwächung der Lichtabgabe der LED-Anordnung
führt.
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LED-Beleuchtungen
bilden den grundlegenden Vorzug der weitgehenden Wartungsfreiheit.
Anders als bei herkömmlichen
schneller verschleißenden
Leuchtmitteln sind ein regelmäßiger oder
gar turnusmäßiger Austausch
oder eine regelmäßige Wartung
nicht erforderlich. Umso mehr ergibt sich das Erfordernis, die seltenen
Totalausfälle
oder allmählichen
Degradationen einzelner LED-Anordnungen zu erfassen, um Gegenmaßnahmen
treffen zu können.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Überwachungseinrichtung
für mindestens
eine LED-Anordnung zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird mit der Überwachungseinrichtung
nach Anspruch 1 gelöst:
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Die
erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung
enthält
eine Fehlererfassungseinheit, die an die zu der LED-Anordnung führende Leitung
angeschlossen ist und zumindest eine an der Leitung erfassbare elektrische
Größe erfasst.
Die „Leitung” enthält mindestens
einen, alternativ aber zwei oder mehrere elektrische Leiter. Ist
die Fehlererfassungseinheit nur an einen einzelnen Leiter angeschlossen, kann
sie z. B. als elektrische Größe den elektrischen Strom
erfassen, der den Leiter durchfließt. Ist die Fehlererfassungseinheit
an zumindest zwei Leiter der Leitungen angeschlossen, kann die Fehlererfassungseinheit
ergänzend
oder alternativ die zwischen den Leitern vorhandene elektrische
Spannung erfassen. Alle sich hieraus ergebenden drei Möglichkeiten der
Erfassung einer elektrischen Größe sind
gangbare Wege zur Erkennung eines LED-Fehlers. Es wird erkannt,
dass zumindest eine LED ausgefallen ist, wobei keine Unterscheidung
erfolgt, welche der LED ausgefallen ist.
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Die
Fehlererfassungseinheit überwacht
z. B. den Zeitverlauf des erfassten Stroms und/oder der erfassten
Spannung, um daraus auf Leuchtdiodenfehler zu schließen. Bei
Vorliegen eines Leuchtdiodenfehlers wird ein Fehlersignal erzeugt.
Dieses kann beispielsweise in einem Speicher abrufbar bereitgehalten
werden. Es kann alternativ oder ergänzend auf einen geeigneten Übertragungsweg
drahtlos oder leitungsgebunden an eine Zentrale übermittelt werden, um das Vorliegen
eines Leuchtdiodenfehlers zu signalisieren.
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Die Überwachung
des Zeitverlaufs kann z. B. so gestaltet sein, dass der über einen
längeren
Zeitraum (z. B. mehrere Minuten, Stunden, Tage oder Wochen) gebildete
Durchschnittswert der überwachten
elektrischen Größe mit dem
aktuellen Wert der elektrischen Größe verglichen wird. Weicht
der aktuelle Wert um mehr als eine zulässige Differenz von dem Durchschnittwert
ab, kann ein Fehlersignal erzeugt werden.
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Es
ist auch möglich,
anhand des gebildeten Durchschnittwerts eine Trendanalyse durchzuführen. Zeigt
der Trend eine zunehmende Degradation der LED-Anordnung an, kann
auf einen bevorstehenden Ausfall geschlossen und ein Fehlersignal
erzeugt werden.
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Die
Fehlererfassungseinheit kann optional so ausgebildet sein, dass
sie außer
der elektrischen Größe wenigstens
eine weitere physikalische Größe der LED-Anordnung
erfasst und auswertet. Diese physikalische Größe kann beispielsweise die
Temperatur der LED-Anordnung sein. Alternativ oder zusätzlich kann
auch ein von der LED-Anordnung erzeugter Lichtstrom erfasst und
von der Fehlererfassungseinheit ausgewertet werden. Der „Lichtstrom” ist dabei
nur ein Teilstrom des von der LED-Anordnung insgesamt abgegebenen
Lichtstroms.
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Im
einfachsten Fall kann die Fehlererfassungseinheit zur Fehlererfassung
z. B. prüfen,
ob die erfasste elektrische Größe und/oder
die erfasste physikalische Größe innerhalb
vorgegebener Grenzen liegen. Bei einer verfeinerten Ausführungsform
kann auch vorgesehen sein, dass die Fehlererfassungseinheit Relationen
zwischen den erfassten elektrischen und/oder physikalischen Größen prüft. Beispielsweise
kann die Fehlererfassungseinheit prüfen, ob der erfasste Lichtstrom
und der erfasste zur Speisung der LED-Anordnung dienende elektrische Strom
in Bezug aufeinander in einem zulässigen Bereich liegen. Auch
kann die Fehlererfassungseinheit so ausgebildet sein, dass sie fortwährend oder
von Zeit zu Zeit prüft,
ob eine erfasste an der LED-Anordnung anliegende Spannung und der
erfasste die LED-Anordnung durchfließende Strom zueinander passen.
Alternativ kann sie z. B. das Verhältnis aus der erfassten elektrischen
Größe und dem
Lichtstrom bilden. Nimmt dieser im Verhältnis zu der elektrischen Größe ab, kann
auf einen oder mehrere LED-Ausfälle
oder eine fortgeschrittene LED-Alterung
geschlossen und ein Fehlersignal erzeugt werden.
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Eine
verfeinerte Fehlerüberwachung
wird möglich,
wenn als physikalische Größe die Temperatur
der LED-Anordnung
dient. Diese kann beispielsweise dazu dienen, den erfassten Spannungswert auf
eine Normtemperatur, z. B. 20°C
umzurechnen. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass höhere Spannungen
der bspw. stromgespeisten LED-Anordnung bei sehr niedrigen Außentemperaturen
(z. B. –20°C) oder niedrigere
Spannungen der LED-Anordnung bei hohen Außentemperaturen und nach längerem Betrieb
der LED-Anordnung (z. B. 60°C)
einen LED-Fehler vortäuschen.
Die anhand der erfassten Temperatur auf Normtemperatur umgerechnete Spannung
kann in diesem Fall auf ein relativ enges Toleranzband festgelegt
werden. Diese Maßnahme gestattet
die Erkennung einzelner LED-Fehler auch an LED-Anordnungen mit sehr
vie len LED und entsprechend hohen Spannungen (z. B. bis zu 400 V) und
entsprechend großen
Spannungsschwankungen durch Temperatureinflüsse. Entsprechend können auch
erfasste Stromwerte einer spannungsgespeisten LED-Anordnung auf
Normwerte umgerechnet werden.
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Es
ist weiter möglich
die Fehlererfassungseinheit auf die Überwachung der langfristigen Änderungen
der elektrischen und/oder der physikalischen Größe einzurichten. Hierdurch
kann wie oben erwähnt
eine Trendanalyse vorgenommen werden, durch die die Alterung der
LED-Anordnung bzw. ihrer LEDs erkennbar ist. Zum Beispiel kann das
bauartbedingte Ansteigen oder Absinken der an der LED-Anordnung
anstehenden Spannung erfasst und von durch LED-Ausfall verursachten
Fehlern unterschieden werden. Dies kann durch Diskriminierung kurzfristiger Änderungen
und langfristiger Änderungen geschehen.
Während
Alterungseinflüsse
langfristigen Charakter haben, treten Einzelausfälle von LED kurzfristig als
sprungartige Spannungsänderungen auf,
die so von Alterungseinflüssen
unterschieden werden können.
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Es
ist auch möglich,
die Betriebsdauer zu erfassen und die erfasste Spannung oder den
erfassten Strom mittels der Betriebsdauer zu normieren, um alterungsbedingte Änderungen
der elektrischen Größe von fehlerbedingten Änderungen
zu unterscheiden.
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Weiter
ist es möglich,
bei Auftreten eines Fehlersignals eine kurzfristige Betriebsunterbrechung
der LED-Anordnung zu initiieren. Eine dazu vorgesehene Einrichtung
kann beispielsweise ein in der Fehlererfassungseinheit vorgesehener
Schalter zur Versorgungsstromunterbrechung sein. Alternativ kann
die Einrichtung zur Betriebsunterbrechung ein Signalpfad sein, über den
ein der Stromversorgung der LED-Anordnung dienendes Betriebsgerät oder eine
ent sprechende andere Baugruppe kurzzeitig stillgesetzt wird. Auf
diese Weise können
beispielsweise Kurzschlussschalter rückgesetzt werden, die einzelnen
LEDs parallel geschaltet sein mögen
und die dazu dienen, die LED zu überbrücken, wenn
sie ausfällt
und hochohmig wird.
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Weitere
Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen
der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, der Beschreibung oder
aus Ansprüchen. Die
Beschreibung beschränkt
sich auf wesentliche Aspekte der Erfindung und sonstiger Gegebenheiten. Die
Zeichnungen offenbaren ergänzend
weitere Details.
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Es
zeigen:
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1 eine
LED-Anordnung mit Betriebsgerät
und Überwachungseinrichtung
in schematisierter Darstellung.
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2 eine
LED-Anordnung mit mehreren LEDs in schematisierter Darstellung.
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3 eine
Beleuchtungseinrichtung mit mehreren LED-Anordnungen und einer Überwachungseinrichtung
in schematisierter Blockdarstellung und
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4 ein
LED-Modul der Anordnung nach 3 als ausschnittsweises
Schaltbild.
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In 1 ist
eine Beleuchtungsanordnung 1 veranschaulicht, die zumindest
eine LED-Anordnung 2, ein Vorschaltgerät 3 und eine Überwachungseinrichtung 4 umfasst.
Das Vorschaltgerät 3 versorgt
die LED-Anordnung 2 mit elektrischer Energie z. B. aus einem
Versorgungsnetz. Sie wird der LED-Anordnung 2 über eine
Leitung 5 zugeführt,
die zumindest zwei Leiter 6, 7 umfasst. Mindestens
einer der beiden Leiter 6, 7, im vorliegenden
Ausführungsbeispiel
beide Leiter 6, 7, sind an die Überwachungseinrichtung 4 angeschlossen.
Dabei kann der Strompfad eines der beiden Leiter 6, 7 über einen
Stromsensor 8 führen.
Zusätzlich
oder alternativ kann ein Spannungssensor 9 die zwischen
beiden Leitern 6, 7 vorhandene Spannung erfassen.
Die von dem Stromsensor 8 und/oder die von dem Stromsensor 9 gelieferten
Signale werden einer Fehlererfassungseinheit 10 zum Beispiel
in Gestalt eines Mikrorechners zugeführt.
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Bedarfsweise
kann die Überwachungseinrichtung 4 mit
einem oder mehreren weiteren Sensoren zum Beispiel einen mit der
LED-Anordnung 2 verbundenen Temperatursensor 11 und/oder
einem Fotosensor 12 verbunden sein, der einen geringen
Teil des von der LED-Anordnung 2 abgestrahlten Lichts erfasst.
Der Stromsensor und der Spannungssensor erfassen jeweils eine elektrische
Größe, nämlich den Betriebsstrom
oder die Betriebsspannung der LED-Anordnung 2. Der Temperatursensor
und der Fotosensor erfassen jeweils eine physikalische Größe, nämlich die
Temperatur der LED-Anordnung 2 und
deren Lichtstrom. Die Fehlererfassungseinheit 10 kann aufgrund
dieser Größen auf
einzelne oder mehrere LED-Fehler von zu der LED-Anordnung 2 gehörigen LEDs 13, 14, 15 schließen. Sie
kann Totalausfälle
oder auch eine Alterung oder einen schleichenden Wirkungsgradverlust
erfassen.
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Bei
allen hier beschriebenen Ausführungsformen
erfasst die Fehlererfassungseinrichtung einen Fehler unspezifisch,
d. h. ohne zu ermitteln, welche der LEDs 13, 14, 15 der
Reihenschaltung ausgefallen ist. Die Reihenschaltung umfasst vorzugsweise alle
LEDs der LED-Anordnung. Sie erkennt lediglich, dass zumindest eine
der LEDs defekt ist. Ist dies der Fall, erzeugt sie an einem Ausgang 16 ein
Fehlersignal, das beispielsweise über eine Mobilfunkstrecke oder über einen
Leitungskanal an eine Zentrale gesendet werden kann. Als Leitungskanal
können
sowohl die als Energieversorgungsnetz dienenden Leiter 17, 18 als
auch eine gesonderte Leitung dienen.
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Es
ist auch möglich,
das Fehlersignal in einem nicht weiter veranschaulichten Speicher
der Überwachungseinrichtung 4 zum
Abruf bereitzuhalten oder eine optische Anzeige beispielsweise in Form
einer Kontrolllampe zu aktivieren.
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2 veranschaulicht
eine LED-Anordnung 2 in einer möglichen Ausführungsform
schematisch. Die LEDs 13, 14, 15 sind
miteinander in Reihe geschaltet. Die Reihenschaltung kann weitere
solcher LEDs umfassen. Die LED 13, 14, 15 weisen
typischerweise eine sehr steile Kennlinie (mit sehr geringem dynamischen
Widerstand) auf, so dass sie relativ unabhängig vom Betriebsstrom jeweils
eine in engen Grenzen fixierte Brennspannung haben. Fällt die LED 13, 14 oder 15 aus,
indem sie hochohmig wird, übernimmt
beispielsweise eine parallel geschaltete Z-Diode 19, 20, 21 oder
eine geeignete andere elektronische Einrichtung, beispielsweise
eine Vierschichtdiode (Diac), ein Transistor oder dergleichen den
Diodenstrom, wodurch der Stromfluss durch die Reihenschaltung der
LEDs 13, 14, 15 (unter Umgehung der defekten
LED) aufrechterhalten wird.
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Hat
eine der LEDs einen Kurzschluss, bleibt der Stromfluss durch die
Reihenschaltung ebenfalls aufrechterhalten.
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In
beiden Fällen ändert sich
jedoch zumindest bei Versorgung der LED-Anorndnung 2 mit
einem konstanten Betriebsstrom die zwischen den Leitern 6 und 7,
z. B. durch den Spannungssensor 9 erfasste und an die Fehlererfassungseinheit 10 gemeldete
Spannung.
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Bei
Ausführungsformen,
bei denen das Vorschaltgerät 3 hingegen
die Spannung an der LED-Anordnung 2 weitgehend konstant
hält, ändert sich
in einem solchen Fall der in den Leiter 7 fließende und
von dem Stromsensor 8 erfasste Strom drastisch.
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In
beiden Fällen
erkennt die Fehlererfassungseinheit 10 die plötzliche Änderung
der elektrischen Größe, d. h.
der erfassten Spannung und/oder des erfassten Stroms, und gibt daraufhin
an dem Ausgang 16 ein Fehlersignal aus, das beispielsweise an
eine Zentrale geleitet wird.
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Wie
ersichtlich, gelingt die Überwachung
von LED-Anordnungen auf Ausfall einzelner LEDs, indem z. B. lediglich
der Strom überwacht
wird, der der LED-Anordnung 2 zugeführt wird. Alternativ wird lediglich
die Spannung überwacht,
die an den Speiseanschlüssen
der LED-Anordnung 2 über
der gesamten Reihenschaltung der LEDs 13, 14, 15 (und
weitere) abfällt.
Es erübrigt
sich somit die Überwachung einzelner
LEDs 13, 14, 15 auf Funktion. Punktuelle Fehler
können
durch globale Überwachung
des Moduls erfasst werden. Dies gilt insbesondere, wenn den einzelnen
LEDs 13, 14, 15 Stromkommutierungsbauelemente
beispielsweise in Gestalt der Z-Dioden 19, 20, 21 oder
anderer elektronischer Bauelemente parallel geschaltet sind, die
den Weiterbetrieb der LED- Anordnung 2 bei
Ausfall einzelner LEDs sicherstellen. Obwohl somit z. B. bei Ausfall
einer einzelnen LED und dem Hochohmigwerden derselben keine Stromunterbrechung
mehr auftritt und der Betrieb fortgesetzt wird, kann der Fehler
durch die Überwachungseinrichtung
leicht erfasst werden.
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3 veranschaulicht
eine Beleuchtungsanordnung 1a, die mehrere LED-Module 22, 23, 24, 25 umfasst.
Jedes dieser Module 22 bis 25 enthält zumindest
eine LED-Anordnung
oder auch mehrere. 4 veranschaulicht das Modul 22 mit
zwei LED-Anordnungen 2a, 2b. Diese sind untereinander gleich
ausgebildet, wobei sie von dem LED-Modul 2 nach 2 abweichen.
Die LED-Anordnungen 2a, 2b umfassen jeweils mehrere
vorzugsweise eng beieinander angeordnete Chips 26, 27, 28, 29,
die zum Beispiel auf einen gemeinsamen Träger gebondet und durch Bonddrähte elektrisch
miteinander verbunden sind. Diese Zusammenschaltung von vier Chips 26 bis 29 wird
wegen der Anordnung auf einem gemeinsamen Chip umgangssprachlich
insgesamt gerne als „LED” bezeichnet.
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Zu
dem LED-Modul 2a gehört
außerdem eine
Schutzschaltung 30, die im Fehlerfall anspricht. Die Schutzschaltung 30 ist
dazu eingerichtet, die aus den mehreren Chips 26 bis 29 gebildete
Reihenschaltung bei Leitungsunterbrechung der Reihenschaltung kurzzuschließen. Dazu
kann ein elektronischer Schalter 31 beispielsweise ein
Trick, ein Thyristor, ein Diac, ein Transistor oder dergleichen
dienen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist als Schalter 31 ein Thyristor vorgesehen, dessen Zündelektrode über eine
Z-Diode 32, die über
der Reihenschaltung der Chips 26 bis 29 abfallende
Spannung abgreift. Im Fall einer Unterbrechung des über die Chips 26 bis 29 führenden
Strompfads erhält
die Zündelektrode
des Thyristors Zündspannung,
worauf diese die Reihenschaltung kurzschließt. Dies sichert den Fortbetrieb
der anderen LED-Anordnung 2b. Allerdings verringert sich
die zwischen den Leitungen 6, 7 abfallende Spannung
sprungartig, was von der Überwachungseinrichtung 4 erkannt
wird, worauf sie ein Fehlersignal erzeugt.
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Ein
solches Fehlersignal kann die Überwachungseinrichtung 4 auch
erzeugen, wenn eine oder mehrere der durch die Chips 26 bis 29 gebildeten Lichtquellen
einen Durchbruch erleidet, also kurzschließt. Auch in diesem Fall ändert sich
die Spannung zwischen den Leitern 6, 7 um ein
geringes Maß (z.
B. 3,7 Volt) sprungartig.
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Die Überwachungseinrichtung 4 kann,
wie 3 zeigt, an alle Leitungen 5a, 5c, 5d angeschlossen
sein, über
die die LED-Module 22 bis 25 von entsprechenden
Vorschaltgeräten 3a, 3b, 3c, 3d mit Leistung
versorgt werden. Die Leitungen 5a bis 5d sind
in 3 schematisch dargestellt. Sie kennen jeweils
zwei Leiter umfassen. Die Vorschaltgeräte 3a bis 3d sind
vorzugsweise aus einem gemeinsamen Netz 33 gespeist. Die Überwachungseinrichtung 4 kann
jeweils mit einer der Leitungen 5a bis 5d oder auch
jeweils wie in 1 veranschaulicht mit beiden Leitern
verbunden sein. Alle LED-Module 22 bis 25 können von
der gemeinsamen Überwachungseinrichtung 4 überwacht
werden. Diese kann ihr eigenes Stromversorgungsgerät 3e aufweisen.
Die Überwachungseinrichtung 4 kann
wiederum über
einen Temperatursensor 11 zur Erfassung der Temperatur
eines oder mehrerer der Module 22 bis 25 aufweisen.
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Bei
der Fehlererfassungseinheit 10 wurde vorstehend davon ausgegangen,
dass sie den erfassten Strom und/oder die erfasste Spannung lediglich
mit vorgegebenen Grenzwerten vergleicht. Gleiches kann die Fehlererfassungseinheit 10 auch
mit den über
den Sensor 11 erfassten Temperaturwerten und/oder mit den über den
Sensor 12 erfassten Lichtwerten vornehmen.
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Bei
einer verfeinerten Ausführungsform nimmt
die Fehlererfassungseinheit 10 eine weitergehende Signalauswertung
vor. Zum Beispiel kann die Fehlererfassungseinheit 10 die
Temperaturabhängigkeit
des Spannungsabfalls an einer ordnungsgemäß arbeitenden LED berücksichtigen.
Beispielsweise vermindert sich die Brennspannung, d. h. der Spannungsabfall
an einer LED mit zunehmender Temperatur. Dieser Zusammenhang kann
als funktionaler Zusammenhang moduliert und von dem Mikrorechner
der Fehlererfassungseinheit 10 verarbeitet werden. Er kann
alternativ auch als Tabelle vorliegen und in einem Speicher abgespeichert
sein, auf den der Mikrorechner der Fehlererfassungseinheit 10 Zugriff hat.
Ist die LED-Anordnung 2 oder das LED-Modul 22 bis 25 beispielsweise
stromgespeist und umfasst es eine große Anzahl von einzelnen LEDs,
kann die Brennspannung hohe Werte von mehreren hundert Volt, beispielsweise
100 Volt (oder mehr) annehmen. Die Änderungen der Brennspannung
aller LEDs um wenige Prozent übersteigt
in diesem Fall bereits 4 Volt, also die Brennspannung einer einzelnen
LED. Deshalb könnten
hier schon geringe Temperaturänderungen
zur fehlerhaften Signalisierung des Ausfalls einer LED führen, wenn
die Ansprechschwellen der Fehlererfassungseinheit sehr eng gesetzt
werden. Unter „eng” wird dabei
ein Toleranzband begriffen, das geringer ist als eine einzelne LED-Spannung.
Wird das Toleranzband aber größer gemacht, führt der
Ausfall einer einzelnen LED, beispielsweise durch Kurzschluss, nicht
zur Erfassung des Fehlers.
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Bei
dem hier vorgeschlagenen Konzept können jedoch einzelne LED-Ausfälle erfasst
werden, indem die Schaltschwellen für das Erkennen eines LED-Fehlers
temperaturabhängig
festgelegt werden. Wenn beispielsweise bei 20°C eine Brennspannung von 100
Volt zu erwarten ist, können
Er fassungsschwellen von 99 Volt und 101 Volt festgelegt werden.
Sobald die zwischen den Leitern 6, 7, erfasste Spannung
den Wert von 99 Volt unterschreitet oder von 100 Volt überschreitet
wird ein Fehlersignal gegeben. Erhöht sich nun die von dem Sensor 11 erfasste
Temperatur ist es möglich,
die Schwellen entsprechend anzupassen, beispielsweise auf niedrige Werte,
wie beispielsweise 95 bzw. 97 Volt. Die Anpassung der Schaltschwellen
kann in Abhängigkeit von
der Temperatur kontinuierlich, stufenlos oder bei entsprechend feiner
Rasterung auch in Stufen erfolgen. Letzteres ermöglicht die Anpassung der Schaltschwellen
mittels einer Look-UP-Tabelle,
die beispielsweise experimentell und modulspezifisch festgelegt
sein kann.
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Die
vorstehende Ausführungsform
gestattet die Erfassung von LED-Kurzschlüssen an LED-Modulen und Anordnungen,
wie beispielsweise der LED-Anordnung 2a und/oder 2b nach 4.
Sie ermöglicht
auch die Erfassung von Leitungsunterbrechungen an eben diesen Anordnungen.
Wird beispielsweise der Chip 27 hochohmig, zündet der
Thyristor 31 und schließt alle vier Chips 26 bis 29 kurz. Entsprechend
vermindert sich die Spannung zwischen den Leitern 6, 7 sprungartig
um etwa 10 Volt oder etwas mehr, was die Fehlererfassungseinheit 10 ohne
weiteres erkennt.
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Das
Ansprechen der Schutzschaltung 30 kann unter Umständen zufällig auch
von einem externen Einfluss herrühren
und nicht auf einen LED-Fehler zurückgehen. Deshalb nimmt die
Beleuchtungsanordnung 1 nach dem Abschalten und Wiedereinschalten
der Netzspannung ihren Normalbetrieb wieder auf. Das Fehlersignal
an dem Ausgang 16 verschwindet dann.
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Weiter
ist es möglich,
dass die Fehlererfassungseinheit 10 die erfasste elektrische
Größe mit dem über den
Sensor 12 erfassten Lichtstrom vergleicht. nimmt der Lichtstrom
im Verhältnis
zu der elektrischen Größe zu stark
ab, kann ein Fehlersignal erzeugt werden, das eine fortgeschrittene
Alterung der LEDs anzeigt.
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In
einer weiteren Ausführungsform
ist es möglich,
das Auftreten des Fehlersignals an dem Ausgang 16 bei der
Anordnung nach 1 oder 3 dazu zu
nutzen, die Stromversorgung kurzzeitig, beispielsweise um Sekundenbruchteile,
zu unterbrechen. Dies kann beispielsweise durch einen. Schalter
in einem der Leiter 6, 7 oder dadurch geschehen,
dass das Fehlersignal zu einem in den Figuren nicht weiter veranschaulichten
Steuereingang der entsprechenden Vorschaltgeräte 3, 3a bis 3d geleitet
wird. Verschwindet das Fehlersignal nach dem kurzzeitigen Abschalten
der Strom- oder Spannungsversorgung der LED-Anordnungen, setzt die
Beleuchtungsanordnung ihren Betrieb ungestört fort. Persistiert das Fehlersignal,
kann es über
einen nicht weiter veranschaulichten geeigneten Kommunikationskanal
an eine Zentrale gesendet werden.
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Bei
einer Beleuchtungsanordnung 1, die mehrere, vorzugsweise
viele LEDs enthält,
ist eine Überwachungseinrichtung 4 vorgesehen,
die an die Leitung 5 angeschlossen ist, über die
die LED-Anordnung 2 von einem Vorschaltgerät 3 mit
Betriebsleistung versorgt wird. Die Überwachungseinrichtung 4 überwacht
zumindest eine an der Leitung 5 erfassbare elektrische
Größe, beispielsweise
die an dem LED-Modul 2 anstehende Spannung. Durch Überwachung
des Spannungsverlaufs und insbesondere plötzlicher Spannungsänderungen
kann ein LED-Fehler erfasst und bei Bedarf signalisiert werden.
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- 1,
1a
- Beleuchtungsanordnung
- 2,
2a, 2b
- LED-Anordnung
- 3,
3a–3d
- Vorschaltgerät
- 3e
- Stromversorgungsgerät
- 4
- Überwachungseinrichtung
- 5
- Leitung
- 6,
7
- Leiter
- 8
- Stromsensor
- 9
- Spannungssensor
- 10
- Fehlererfassungseinheit
- 11
- Temperatursensor
- 12
- Photosensor
- 13,
14, 15
- LED
- 16
- Ausgang
- 17,
18
- Leiter
- 19,
20, 21
- Z-Diode
- 22–25
- LED-Modul
- 26–29
- Chips
- 30
- Schutzschaltung
- 31
- Schalter
- 32
- Z-Diode
- 33
- Netz