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Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsanordnung mit einer Schaltungsanordnung zur Kurzschlusserkennung bei Dioden und ein Verfahren zum Erkennen eines Kurzschlusses bei Dioden.
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Dioden werden in Form von Leuchtdioden, LED, üblicherweise als Hintergrundbeleuchtung von Flüssigkristallanzeigen, LCD, beispielsweise in Fernsehern oder Monitoren eingesetzt. Ein durch derartige LEDs fließender Strom wird von einer Stromsenke gesteuert. Im Wesentlichen wird diese Stromsenke durch einen Transistor dargestellt, welcher in Bipolar- oder MOS-Technologie oder als so genannter Bipolar-Junction-Transistor implementiert ist. Im Fall eines Kurzschlusses einer LED steigt der Spannungsabfall über diesen Stromsenkentransistor an und erhöht die abgegebene Verlustleistung. Infolgedessen besteht die Gefahr der Überhitzung dieses Transistors, welche schließlich zur totalen Zerstörung desselben führen kann. Um dies zu verhindern, ist es notwendig, den Kurzschluss einer LED zu erkennen.
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Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Schaltung, bei der ein Kathodenanschluss einer auf Kurzschluss zu überwachenden LED über eine Zenerdiode mit einem Anschluss zur Kurzschlusserkennung verbunden ist. Sobald die Durchbruchspannung der Zenerdiode überschritten ist, fließt ein Strom über diesen Anschluss und zeigt den Kurzschluss an. Die Höhe der Spannung, bei der ein Kurzschluss erkannt wird, hängt dabei direkt von der Durchbruchspannung der Zenerdiode ab. Um diese Höhe zu verändern, beispielsweise für eine andere Anwendung, ist es deshalb notwendig, eine andere Zenerdiode in die Schaltung einzulöten. Dies erfordert zusätzlichen Aufwand und ist im laufenden Betrieb der Schaltung unmöglich.
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Dokument
CH 607 045 A5 beschreibt ein Verfahren zum Prüfen von Dioden und ein Diodenprüfgerät zur Ausführung des Verfahrens.
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Dokument
US 2010/0 049 454 A1 betrifft eine Fehlerüberwachung bei LEDs.
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Eine Aufgabe ist es daher, die Erkennung eines Kurzschlusses bei Dioden weiter zu verbessern.
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Die Aufgabe wird gelöst mit den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche. Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstände der abhängigen Ansprüche.
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In einer Ausführungsform weist eine Beleuchtungsanordnung eine Schaltungsanordnung zur Kurzschlusserkennung bei Dioden auf, sowie eine Spannungsquelle, eine erste Stromsenke, einen ersten Diodenstrang und einen Widerstand. Die Schaltungsanordnung zur Kurzschlusserkennung bei Dioden weist einen ersten Anschluss, einen zweiten Anschluss, einen dritten Anschluss, eine einstellbare Referenzstromsenke zum Erzeugen eines Referenzstroms und eine Vergleichseinheit auf. Der Widerstand ist mit dem dritten Anschluss und mit der Kathodenseite des ersten Diodenstrangs gekoppelt. Ein Potentialsignal ist in Abhängigkeit einer ersten Kurzschlussspannung am ersten Diodenstrang und in Abhängigkeit des Referenzstroms dem dritten Anschluss zugeführt. Die einstellbare Referenzstromsenke ist mit dem dritten Anschluss gekoppelt. Die Vergleichseinheit ist eingangsseitig mit dem dritten Anschluss gekoppelt und zum Bereitstellen eines Kurzschlusserkennungssignals in Abhängigkeit einer Differenz zwischen Potentialsignal und einer einstellbaren Referenzspannung eingerichtet. Die Spannungsquelle ist mit dem ersten Anschluss der Schaltungsanordnung verbunden. Die erste Stromsenke ist mit dem zweiten Anschluss der Schaltungsanordnung verbunden. Der erste Diodenstrang ist anodenseitig mit der Spannungsquelle und kathodenseitig mit der ersten Stromsenke gekoppelt.
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Die erste Referenzstromsenke generiert an dem Widerstand einen definierten Spannungsabfall. Bei Auftreten eines Kurzschlusses im ersten Diodenstrang ist die am ersten Diodenstrang abfallende Kurzschlussspannung, welche sich im Potentialsignal widerspiegelt, höher als der Spannungsabfall am Widerstand plus der einstellbaren Referenzspannung. Die Vergleichseinheit generiert folglich das Kurzschlusserkennungssignal.
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Aufgrund der Verwendung der einstellbaren Referenzstromsenke in Verbindung mit der einstellbaren Referenzspannung und dem Widerstand ist es vorteilhafterweise möglich, die Höhe der Spannung, bei der ein Kurzschluss erkannt wird, zu variieren, ohne ein Bauteil auszutauschen. Die Implementierung eines breiten Spannungsbereiches, in dem ein Kurzschluss erkannt wird, ist möglich. Zusätzlich ist die Verwendung des Widerstands kostengünstiger als der Einsatz einer Zenerdiode der beschriebenen herkömmlichen Schaltung.
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Der erste Diodenstrang ist so verschaltet, dass der Anodenanschluss der ersten Diode des Strangs mit der Spannungsquelle verbunden ist, und dass der Kathodenanschluss der letzten Diode des Strangs mit der ersten Stromsenke gekoppelt ist.
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Eine Stromsenke kann auch als Stromquelle bezeichnet oder implementiert werden und wird hier unter besonderer Berücksichtigung der Richtung des Stroms als Stromsenke bezeichnet.
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Ein Diodenstrang umfasst eine Reihenschaltung von Dioden. Die Dioden sind demnach so verschaltet, dass ein Kathodenanschluss einer Diode mit dem Anodenanschluss der nächsten Diode in der Reihenschaltung verbunden ist. Die Dioden sind beispielsweise Leuchtdioden.
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Die Referenzstromsenke ist dazu eingerichtet, bei Auftreten eines Kurzschlusses im ersten Diodenstrang in Abhängigkeit der Kurzschlussspannung den Referenzstrom zu erzeugen, welcher an dem Widerstand zu einem einstellbaren Spannungsabfall führt.
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Sobald die Kurzschlussspannung am ersten Diodenstrang eine Summe umfassend den einstellbaren Spannungsabfall am Widerstand und den Wert der Referenzspannung übersteigt, wird das Kurzschlusserkennungssignal von der Vergleichseinheit bereitgestellt.
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Der Spannungsabfall am Widerstand ist mittels des Referenzstroms einstellbar. Wenn erforderlich kann dieser Spannungsabfall entsprechend der Anwendung variiert werden.
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Ein Kurzschluss im Diodenstrang tritt auf, wenn mindestens eine der Dioden des Diodenstrangs einen Kurzschluss aufweist. Die in diesem Fall an dem Diodenstrang abfallende Spannung ist die Kurzschlussspannung.
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Bei der vorliegenden Schaltungsanordnung lässt sich mit Hilfe der Referenzstromsenke und der einstellbaren Referenzspannung auf einfache Art und Weise feststellen, ob lediglich eine Diode des Diodenstrangs einen Kurzschluss hat, oder ob dies bei mehreren Dioden der Fall ist.
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In einer Weiterbildung weist die Beleuchtungseinrichtung einen zweiten Diodenstrang, eine zweite Stromsenke, eine erste und eine zweite Koppeldiode auf. Der zweite Diodenstrang ist anodenseitig mit der Spannungsquelle verbunden. Die zweite Stromsenke ist mit der Schaltungsanordnung und mit der Kathodenseite des zweiten Diodenstrangs gekoppelt. Die erste Koppeldiode ist anodenseitig mit der Kathodenseite des ersten Diodenstrangs und kathodenseitig mit dem Widerstand verbunden. Die zweite Koppeldiode ist anodenseitig mit der Kathodenseite des zweiten Diodenstrangs und kathodenseitig mit dem Widerstand verbunden. Das Potentialsignal ist dem dritten Anschluss der Schaltungsanordnung zusätzlich in Abhängigkeit einer zweiten Kurzschlussspannung am zweiten Diodenstrang zugeführt. Die Referenzstromsenke ist zusätzlich dazu eingerichtet, bei Auftreten eines Kurzschlusses im ersten und/oder zweiten Diodenstrang den Referenzstrom zu erzeugen, welcher an den Widerstand zu dem einstellbaren Spannungsabfall führt.
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Ein Kurzschluss im ersten und/oder zweiten Diodenstrang führt zu einer ersten und/oder zweiten Kurzschlussspannung im betroffenen Diodenstrang. Durch die Verbindung der Diodenstränge über die erste und zweite Koppeldiode, welche einer logischen ODER-Verknüpfung entspricht, wird der Spannungsabfall am gemeinsamen Widerstand erzeugt, welcher sich im Potentialsignal widerspiegelt. Durch Vergleich des Potentialsignals mit der einstellbaren Referenzspannung erzeugt die Vergleichseinheit das Kurzschlusserkennungssignal.
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Auf diese Art und Weise können beliebig viele Diodenstränge über eine jeweilige Koppeldiode in Parallelschaltung mit Hilfe des Widerstands gekoppelt und einer Kurzschlusserkennung unterzogen werden. Die Anzahl der parallel geschalteten Diodenstränge hängt von der gewünschten Genauigkeit der Kurzschlusserkennung ab. Wird genau ein Diodenstrang über den Widerstand mit der Vergleichseinheit verbunden, lässt sich ein Kurzschluss mit Hilfe des Kurzschlusserkennungssignals genau lokalisieren. Der betroffene Diodenstrang kann anschließend abgeschaltet werden.
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Die Spannungsquelle wird beispielsweise als geschaltete Spannungsquelle oder als DC/DC-Wandler implementiert.
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In einer weiteren Ausführungsform ist ein Kaskodentransistor vorgesehen, der zwischen den Widerstand und den dritten Anschluss der Schaltungsanordnung geschaltet ist und der dazu eingerichtet ist, eine Spannung am dritten Anschluss zu begrenzen.
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Der Kaskodentransistor, welcher von den angeschlossenen Diodensträngen gemeinsam genützt wird, wird so ausgesteuert, beispielsweise über eine bestimmte Höhe seiner Gatespannung, dass die Spannung am dritten Anschluss der Schaltungsanordnung einen bestimmten gewünschten Wert auch im Kurzschlussfall nicht übersteigt.
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Damit wird der dritte Anschluss der Schaltungsanordnung mit Vorteil vor einer Überspannung geschützt.
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In einer Weiterbildung ist die Vergleichseinheit in Abhängigkeit einer Ansteuerung aller angeschlossenen Diodenstränge einschaltbar.
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Die Vergleichseinheit ist zur Ermittlung des Kurzschlusserkennungssignals nur dann eingeschaltet, wenn alle mit ihr gekoppelten Diodenstränge ebenfalls eingeschaltet sind.
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Die Vergleichseinheit umfasst wenigstens einen Komparator.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Vergleichseinheit mit einer festgelegten zeitlichen Verzögerung einschaltbar.
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Somit wird die Vergleichseinheit vorzugsweise erst nach Einschalten der mit ihr gekoppelten Diodenstränge eingeschaltet. Damit wird ein fälschliches Erkennen eines Kurzschlusses aufgrund von Spannungsspitzen beim Einschalten der Diodenstränge verhindert.
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In einer Weiterbildung weist die Beleuchtungsanordnung für jeden Diodenstrang je eine Präzisionsstromsenke und je einen Signalgenerator auf. Jede Präzisionsstromsenke ist jeweils einer Stromsenke eines Diodenstrangs zugeordnet und mit dieser gekoppelt. Jeder Signalgenerator ist mit jeweils einer Präzisionsstromsenke zu deren zeitlicher Ansteuerung gekoppelt.
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Für jeden Diodenstrang der Beleuchtungsanordnung sind also jeweils eine Präzisionsstromsenke sowie ein Signalgenerator vorgesehen. Jede Präzisionsstromsenke steuert mit Hilfe des Signalgenerators die Stromsenke des Diodenstrangs.
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Der Signalgenerator stellt beispielsweise pulsweitenmodulierte Signale, PWM-Signale, bereit.
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Als Stromsenke werden MOS- oder Bipolartransistoren eingesetzt.
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In einer Ausführungsform weist ein Verfahren zum Erkennen eines Kurzschlusses bei Dioden folgende Schritte auf:
- – Zuführen einer Versorgungsspannung und eines Steuerstroms zu einem ersten Diodenstrang,
- – Zuführen eines einstellbaren Referenzstroms,
- – Erzeugen eines Potentialsignals in Abhängigkeit einer Kurzschlussspannung des ersten Diodenstrangs und in Abhängigkeit des Referenzstroms, wobei der erste Diodenstrang mit der Versorgungsspannung und dem Steuerstrom betrieben wird, und
- – Bereitstellen eines Kurzschlusserkennungssignals in Abhängigkeit einer Differenz zwischen Potentialsignal und einer einstellbaren Referenzspannung.
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Dadurch, dass das Kurzschlusserkennungssignal in Abhängigkeit des Potentialsignals bereitgestellt wird, welches in Abhängigkeit einer auftretenden Kurzschlussspannung und als Funktion des einstellbaren Referenzstroms erzeugt wird, ist es auf einfache Art und Weise möglich, die Spannungshöhe einzustellen, bei der ein Kurzschluss erkannt werden soll. Die Anpassung dieser Spannungshöhe erfolgt durch Einstellen der Höhe des Referenzstroms.
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Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Figur näher erläutert. Funktions- beziehungsweise wirkungsgleiche Bauelemente und Schaltungsteile tragen gleiche Bezugszeichen.
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Es zeigt:
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1 eine beispielhafte Ausführungsform einer Beleuchtungsanordnung nach dem vorgeschlagenen Prinzip.
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1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Beleuchtungsanordnung nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Die Beleuchtungsanordnung ist hier beispielhaft mit zwölf Diodensträngen ausgeführt. Die Beleuchtungsanordnung umfasst eine Schaltungsanordnung KSE nach dem vorgeschlagenen Prinzip sowie eine Spannungsquelle PS, zwölf Diodensträngen CH1 bis CH12, zwölf Koppeldioden D1 bis D12, zwölf Stromsenken CS1 bis CS12, einen Widerstand Rm, einen weiteren Widerstand Rm', einen Kaskodentransistor T1 und einen weiteren Kaskodentransistor T2.
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Ein jeder Diodenstrang CH1 bis CH12 umfasst jeweils eine Reihenschaltung von mehreren gleichgerichtet geschaltenen Leuchtdioden. Die Spannungsquelle PS ist mit einem ersten Anschluss 1a, 1b der Schaltungsanordnung KSE verbunden. Zusätzlich ist die Spannungsquelle PS mit einer jeweiligen Anodenseite jedes Diodenstrangs CH1 bis CH12 zum zuführen einer Versorgungsspannung VLED zu dem jeweiligen Diodenstrang CH1 bis CH12 verbunden. Ein jeder Diodenstrang CH1 bis CH12 ist mit seiner Kathodenseite mit jeweils einer diesem Diodenstrang zugeordneten Stromsenke CS1 bis CS12 gekoppelt. Eine jede Stromsenke CS1 bis CS12 ist jeweils mit einem zugeordneten zweiten Anschluss 2aX, 2bX der Schaltungsordnung KSE verknüpft. X repräsentiert hier eine Zahl zwischen 1 und 12. Jeder zweite Anschluss 2aX, 2bX der Schaltungsanordnung KSE ist jeweils zweiteilig ausgeführt. Für jede angeschlossene Stromsenke CSX ist bei der Schaltungsanordnung KSE folglich ein zweiter Anschluss 2aX, 2bX vorgesehen. Jede Stromsenke CSX ist beispielhaft, wie aus der Figur zu ersehen, als Transistor ausgeführt. Der Gateanschluss und der Sourceanschluss des Stromsenkentransistors sind folglich jeweils über den zweiten Anschluss 2aX, 2bX mit der Schaltungsanordnung KSE verbunden. Des Weiteren ist die Stromsenke CSX über einen zugeordneten Stromsenkenwiderstand RX mit einem Bezugspotentialanschluss 10 verbunden.
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Somit werden die Diodenstränge CH1 bis CH12 in Parallelschaltung mit einer jeweils eigenen Stromsenke CSX mit Hilfe der Spannungsquelle PS von der Schaltungsanordnung KSE betrieben.
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Jeweils sechs Diodenstränge bilden eine Gruppe und werden über eine jeweils zugeordnete Koppeldiode DX, den Widerstand beziehungsweise den weiteren Widerstand Rm, Rm' und den Kaskodentransistor T1 beziehungsweise den weiteren Kaskodentransistor T2 zur Erkennung eines Kurzschlusses mit dem dritten beziehungsweise vierten Anschluss 3, 4 der Schaltungsanordnung KSE verbunden. Die Diodenstränge CH1 bis CH6 bilden die erste Gruppe, welche über den dritten Anschluss 3 mit der Schaltungsanordnung KSE verbunden ist. Die Diodenstränge CH7 bis CH12 bilden die zweite Gruppe, welche über den vierten Anschluss 4 mit der Schaltungsanordnung KSE verbunden ist.
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Eine jede Koppeldiode DX ist mit dem Kathodenanschluss der letzten Diode des zugeordneten Diodensträngs CHX verbunden. Die Kathodenanschlüsse der Koppeldioden D1 bis D6 der ersten Gruppe sind gemeinsam mit dem Widerstand Rm verbunden. Die Kathodenanschlüsse der Koppeldioden D7 bis D12 der zweiten Gruppe sind gemeinsam mit dem weiteren Widerstand Rm' verbunden. Eine Parallelschaltung der Koppeldioden D1 bis D6 sowie eine Parallelschaltung der Koppeldioden D7 bis D12 wird auch jeweils als Diodenarray bezeichnet.
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Ein jeder Diodenstrang CHX wird mit der Versorgungsspannung VLED und einem von der zugeordneten Stromsenke CSX generierten Steuerstrom ISX betrieben. An jedem betroffenen Diodenstrang CHX fällt im Fall eines Kurzschlusses einer oder mehrerer seiner Dioden eine Kurzschlussspannung VSX ab. Durch die Einteilung der Diodenstränge CHX in zwei Gruppen, wie in der beispielhaften Ausführungsform der Figur gezeigt, wird in der ersten Gruppe der Diodenstränge CH1 bis CH6 ein Potential S1 erzeugt und dem dritten Anschluss 3 der Schaltungsanordnung KSE zugeführt. In der zweiten Gruppe, welche die Diodenstränge CH7 bis CH12 umfasst, wird ein weiteres Potentialsignal S2 erzeugt und dem vierten Anschluss 4 der Schaltungsanordnung KSE zugeführt.
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Die Schaltungsanordnung KSE umfasst eine Vergleichseinheit Cmp, eine weitere Vergleichseinheit Cmp', eine Referenzstromsenke CSref, eine weitere Referenzstromsenke CSref', zwölf Präzisionsstromsenken PCS1 bis PCS12, zwölf Signalgeneratoren PWM1 bis PWM12, eine Steuerung Ctl und eine Fehlerlogik LOG. Eine jede Präzisionsstromsenke PCSX ist über den jeweiligen zweiten Anschluss 2aX, 2bX der Schaltungsanordnung KSE mit einer jeweiligen Stromsenke CSX des zugeordneten Diodenstrangs CHX gekoppelt. Ein jeder Signalgenerator PWMX ist mit einer zugeordneten Präzisionsstromsenke PCSX zu deren zeitlicher Ansteuerung gekoppelt. Zusätzlich ist ein jeder Signalgenerator PWMX mit der Steuerung Ctl verbunden.
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Die Vergleichseinheit Cmp ist über einen Hilfstransistor Th mit dem dritten Anschluss 3 der Schaltungsanordnung KSE verbunden. Zusätzlich ist ein Eingang der Vergleichseinheit Cmp mit der Referenzstromsenke CSref verbunden. Die Referenzstromsenke CSref ist mit ihrem anderen Anschluss mit dem Bezugspotentialanschluss 10 verbunden und stellt einen einstellbaren Referenzstrom Iref bereit. Die weitere Vergleichseinheit Cmp' ist über einen weiteren Hilfstransistor Th' mit dem vierten Anschluss 4 der Schaltungsanordnung KSE verbunden. Zusätzlich ist ein Eingang der weiteren Vergleichseinheit Cmp' mit der weiteren Referenzstromsenke CSref' verbunden. Diese ist mit ihrem anderen Anschluss auf dem Bezugspotentialanschluss 10 bezogen und stellt einen weiteren einstellbaren Referenzstrom Iref' bereit. Einer jeden Vergleichseinheit Cmp, Cmp' ist zusätzlich eine einstellbare Referenzspannung Vref zugeführt. Am Ausgang der Vergleichseinheit Cmp ist ein Kurzschlusserkennungssignal KS1 bereitgestellt, welches der Fehlerlogik LOG zugeführt ist. An einem Ausgang der weiteren Vergleichseinheit Cmp' ist ein weiteres Kurzschlusserkennungssignal KS2 bereitgestellt, welches ebenfalls der Fehlerlogik LOG zugeführt ist.
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Die Fehlerlogik LOG erzeugt durch Verknüpfung, beispielsweise durch logische ODER-Verknüpfung, der zugeführten Kurzschlusserkennungssignale KS1, KS2 ein Fehlersignal FS, welches an einem fünften Anschluss 5 der Schaltungsanordnung KSE bereitgestellt wird.
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Für jeden Diodenstrang CHX erzeugt der zugehörige Signalgenerator PWMX ein Ansteuersignal welches die zugehörige Präzisionsstromsenke PCSX steuert. Diese wiederum betreibt den Transistor der zugehörigen Stromsenke CSX.
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Die Steuerung Ctl stellt zusätzliche Signale zur Ansteuerung der Vergleichseinheiten Cmp, Cmp' bereit. Diese sind pwm_all1, pwm_all2, mask1 und mask2. Das Signal pwm_all1 erzeugt die Steuerung Ctl aus den Signalen, welche von den Signalgeneratoren PWM1 bis PWM12 bereitgestellt werden. So werden beispielsweise die zur Ansteuerung der Diodenstränge CH1 bis CH6 in der ersten Gruppe verwendeten Ansteuersignale zum Signal pwm_all1 zusammengefasst. Die Ansteuersignale der zweiten Gruppe umfassend die Diodenstränge CH7 bis CH12 werden beispielhaft zum Signal pwm_all2 zusammengefasst. Das Signal mask1 implementiert eine zeitliche Verzögerung zum Signal pwm_all1. Das Signal mask2 implementiert eine zeitliche Verzögerung zum Signal pwm_all2. Damit wird erreicht, dass die Vergleichseinheiten Cmp und Cmp', welche beispielsweise jeweils als Komparator implementiert sind, nur dann ein Kurzschlusserkennungssignal KS1, KS2 bereitstellen, wenn die diesen Vergleichseinheiten jeweils zugeordneten Diodenstränge auch tatsächlich eingeschaltet sind.
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Bei Auftreten eines Kurzschlusses in einem Diodenstrang CHX der ersten oder zweiten Gruppe steigt eine Spannung an dem betroffenen Diodenstrang CHX auf die Kurzschlussspannung VSX an. Durch die Kurzschlussspannung VSX wird ein durch den Referenzstrom Iref beziehungsweise den weiteren Referenzstrom Iref' hervorgerufener einstellbarer Spannungsabfall VR beziehungsweise VR' am jeweiligen Widerstand Rm beziehungsweise Rm' der betroffenen Gruppe erzeugt. Dies spiegelt sich im jeweils zugeordneten Potentialsignal S1 oder S2 wider. Sobald das Potentialsignal S1 oder S2 den Wert der Referenzspannung Vref übersteigt, schaltet der Ausgang des zugehörigen Komparators der Vergleichseinheit Cmp beziehungsweise Cmp' um und erzeugt so das Kurzschlusserkennungssignal KS1 und/oder KS2. Das Fehlersignal FS am Ausgang 5 zeigt einen Kurzschluss an. Die Gruppe mit dem Kurzschluss kann anschließend abgeschaltet werden. Ein Überhitzen des Transistors der Stromsenke CSX in dem betroffenen Diodenstrang CHX wird verhindert.
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In einem Beispiel wird die Referenzspannung auf 1,3 V eingestellt, der Wert des Referenzstroms Iref und der Wert des weiteren Referenzstroms Iref' beträgt jeweils 100 μA. Der Wert des Widerstands und der Wert des weiteren Widerstands beträgt jeweils 100 Kiloohm. In einem beispielhaften Kurzschlussfall im ersten Diodenstrang CH1 steigt die erste Kurzschlussspannung VS1 beispielhaft auf 12,1 V. Am Widerstand Rm wird durch den Referenzstrom Iref ein Spannungsabfall VR von 10 V generiert. Unter Berücksichtigung eines Spannungsabfalls von 0,7 V an der Koppeldiode D1 hat das Potentialsignal S1 folglich einen Spannungswert von in etwa 1,4 V. Da dieser Wert höher ist als derjenige der Referenzspannung Vref, schaltet der Ausgang der Vergleichseinheit Cmp um und zeigt mit diesem Impuls im Kurzschlusserkennungssignal KS1 einen Kurzschluss an.
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Mit Vorteil lässt sich die Höhe der Spannung, bei der ein Kurzschluss erkannt wird, mit Hilfe der Höhe des Referenzstroms Iref beziehungsweise des weiteren Referenzstroms Iref' und der Referenzspannung Vref einstellen. Es ist nicht erforderlich, ein Bauteil auszutauschen, zusätzlich wird durch Verwendung des Widerstands Rm, Rm' eine kostengünstigere Lösung im Vergleich zur eingangs beschriebenen Schaltung mit Zenerdiode erreicht.
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Besonders vorteilhaft ist der Einsatz der beschriebenen Schaltungsanordnung KSE und der Beleuchtungsanordnung bei der Verwendung von Stromsenken CSX, die wie aus der Figur ersichtlich jeweils mittels eines Transistors implementiert sind, dessen Drain- oder Kollektoranschluss keine direkte Verbindung zur Schaltungsanordnung KSE hat. Diese Art der Implementierung kommt mit weniger Anschlüssen der Schaltungsanordnung KSE aus. Aus diesem Grund werden die auf Kurzschluss zu überwachenden Drain- oder Kollektoranschlüsse der Transistoren der Stromsenken CSX über das jeweilige Diodenarray, umfassend die Koppeldioden D1 bis D6 beziehungsweise D7 bis D12, verbunden. Die jeweils anliegende Kurzschlussspannung VSX wird mittels des Widerstands Rm beziehungsweise des weiteren Widerstands Rm' und den jeweiligen Kaskodentransistor T1 oder T2 an den dritten oder vierten Anschluss 3, 4 der Schaltungsanordnung KSE übertragen.
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Bezugszeichenliste
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- 1a, 1b, 2a1, 2b1
- Anschluss
- 3, 4, 5, 10
- Anschluss
- Cmp, Cmp'
- Vergleichseinheit
- KSE
- Schaltungsanordnung
- Ctl
- Steuerung
- Log
- Fehlerlogik
- KS1, KS2, S1, S2, FS
- Signal
- CSref, CSref', CS1, ..., CS12
- Stromsenke
- PCS1, ..., PCS12
- Präzisionsstromsenke
- PWM1, ..., PWM12
- Signalgenerator
- Th, Th'
- Hilfstransistor
- Iref, Iref', IS1, ..., IS12
- Strom
- VS1, ..., VS12
- Kurzschlussspannung
- R1, ..., R12, Rm, Rm'
- Widerstand
- CH1, ..., CH12
- Diodenstrang
- D1, ..., D12
- Koppeldiode
- VR, VR'
- Spannung
- PS
- Spannungsquelle
- T1, T2
- Kaskodentransistor
- mask1, mask2
- Signal
- pwm_all1, pwm_all2
- Signal
