DE102015008110B4

DE102015008110B4 - Process for monitoring at least two LED chains of different lengths

Info

Publication number: DE102015008110B4
Application number: DE102015008110.1A
Authority: DE
Inventors: Andre Sudhaus
Original assignee: Elmos Semiconductor SE
Current assignee: Elmos Semiconductor SE
Priority date: 2015-06-17
Filing date: 2015-06-17
Publication date: 2023-03-02
Anticipated expiration: 2035-06-18
Also published as: DE102015008110A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der elektrischen Energieversorgung einer ersten LED-Kette (LED1) mit n LEDs aus einer ersten geregelten Stromquelle (I1) mit einem ersten Nennstrom (I10) und einer zweiten LED-Kette (LED2) mit m LEDs aus einer zweiten Stromquelle (I2) mit einem zweiten Nennstrom (I20), wobei n≠m gilt. Das Verfahren umfasst als einen ersten Schritt das Erzeugen eines ersten Abgriffpotenzials als ersten Fehlererkennungsparameter an einem ersten Abgriff (ERR1) und als zweiten Schritt das Erzeugen eines zweiten Abgriffpotenzials als zweiten Fehlererkennungsparameter an einem zweiten Abgriff (ERR2). Die so erzeigten Abgriffspotenziale werden in einem nächsten Schritt dann mit der Spannungsdifferenz zwischen dem ersten Abgriffpotenzial und dem zweiten Abgriffpotenzial verglichen. Die so ermittelte Spannungsdifferenz wird dann mit einem ersten Schwellwert und einem zweiten Schwellwert, der vom ersten Schwellwert verschieden ist, durch eine Auswerteschaltung (AS) verglichen. Die Auswerteschaltung (AS) signalisiert sodann, ob die Spannungsdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Schwellwert liegt.The invention relates to a method for monitoring the electrical energy supply of a first LED chain (LED1) with n LEDs from a first regulated current source (I1) with a first rated current (I10) and a second LED chain (LED2) with m LEDs from a second current source (I2) with a second rated current (I20), where n≠m applies. As a first step, the method comprises generating a first tap potential as a first error detection parameter at a first tap (ERR1) and as a second step generating a second tap potential as a second error detection parameter at a second tap (ERR2). In a next step, the tap potentials generated in this way are then compared with the voltage difference between the first tap potential and the second tap potential. The voltage difference determined in this way is then compared with a first threshold value and a second threshold value, which is different from the first threshold value, by an evaluation circuit (AS). The evaluation circuit (AS) then signals whether the voltage difference is between the first and the second threshold value.

Description

EinleitungIntroduction

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung mindestens zweier LED-Ketten. Die zugehörige Vorrichtung wird ebenfalls beschrieben. Es stehen bei einer Kette von LEDs, die in der Automobilindustrie verwendet werden sollen, aus Fertigungsgründen meist LED-Träger mit lediglich zwei elektrischen Anschlüssen zur Verfügung. Dadurch sind Teile der Kette in der Regel für eine Zustandsbewertung der LED-Kette nicht erreichbar/messbar. Für eine Sichere Ausfallserkennung ist eine solche Zustandsermittlung jedoch notwendig.
Aus der DE 10 2011 120 781 A1 ist eine Vorrichtung zur Überwachung einer LED-Kette bekannt, die mittels einer Temperaturmessung und einem anschließenden Vergleich mit einem Referenzwert einen fehlerhaften Zustand feststellt.This invention relates to a method of monitoring at least two strings of LEDs. The associated device is also described. In a chain of LEDs that are to be used in the automotive industry, for manufacturing reasons, LED carriers with only two electrical connections are usually available. As a result, parts of the chain are usually not accessible/measurable for a status assessment of the LED chain. However, such a status determination is necessary for reliable failure detection.
From the DE 10 2011 120 781 A1 a device for monitoring an LED chain is known, which determines a faulty state by means of a temperature measurement and a subsequent comparison with a reference value.

Aus dem Stand der Technik ist die US 2006 170 287 A1 bekannt. Dies ist eine der möglichen Lösungen zur Messung des Zustands einer einzelnen LED-Kette. Die Lösung erfordert jedoch je LED-Kette einen weiteren Anschluss. Die US 2006 170 287 A1 offenbart einen Beleuchtungskontrollschaltkreis für eine Kfz-Beleuchtungseinheit, beispielsweise Rückleuchten und Scheinwerfer, der sich dadurch auszeichnet, dass er eine Fehlererkennungsvorrichtung umfasst, die einen relativen Vergleich zwischen einer Spannung, die an allen Halbleiterlichtquellen anliegt und einer Spannung durchführt, die nur an einem Teil der Halbleiterlichtquellen anliegt, um einen Fehler in irgendeiner der Halbleiter-Lichtquellen zu detektieren. Dies ist typischerweise so zu verstehen, dass die
US 2006 170 287 A1 Abgriffe in der jeweiligen LED-Kette, immer bezogen auf nur eine Kette, erfordert. Wie oben bereits erwähnt ist dies aber nicht immer möglich und sinnvoll.From the prior art is the U.S. 2006 170 287 A1 known. This is one of the possible solutions to measure the health of a single LED string. However, the solution requires an additional connection for each LED chain. The U.S. 2006 170 287 A1 discloses a lighting control circuit for a motor vehicle lighting unit, such as taillights and headlights, which is characterized in that it includes a fault detection device that performs a relative comparison between a voltage applied to all semiconductor light sources and a voltage applied only to a part of the semiconductor light sources is applied to detect a fault in any one of the semiconductor light sources. This is typically understood to mean that the
U.S. 2006 170 287 A1 Taps in the respective LED chain, always based on just one chain, are required. As mentioned above, this is not always possible and sensible.

Aus der US 2007 159 750 A1 ist eine Fehlererkennungsvorrichtung für eine Kette von Leuchtdioden bekannt. Dabei umfasst die Kette der Leuchtdioden eine Mehrzahl seriell verbundener LEDSs, also eine einzige Kette. Dabei umfasst diese Fehlererkennungsvorrichtung der US 2007 159 750 A1 eine Spannungsmessvorrichtung, die den Spannungsabfall über mindestens eine LED der LED-Kette erfassen kann. Diese Spannung wird nun mehrfach gemessen und dynamisch über die Zeit bewertet. Es handelt sich also zum einen wieder um eine mögliche Lösung des technischen Problems mit den nicht gewünschten Abgriffen in der LED-Kette für eine einzelne Kette. Zum Zweiten handelt sich um den Versuch, aus transienter Änderungen des Spannungsabfalls über einen Teils der LED-Kette oder der LED-Kette selbst einen Fehlerfall, beispielsweise einen Einzelkurzschluss einer LED, zu erkennen. Die Idee der US 2007 159 750 A1 ist somit, dass die Spannung an der LED-Kette einmalig bei einem Fehler springt. Dieser Spannungssprung kann nach oben - z.B. bei einem „open“ Fehler - oder nach unten - z.B. bei einem partieller Kurzschluss einzelner LEDs der LED-Kette - erfolgen.From the U.S. 2007 159 750 A1 an error detection device for a chain of light-emitting diodes is known. In this case, the chain of light-emitting diodes includes a plurality of serially connected LEDs, ie a single chain. This error detection device includes the U.S. 2007 159 750 A1 a voltage measuring device capable of detecting the voltage drop across at least one LED of the LED chain. This voltage is now measured several times and dynamically evaluated over time. On the one hand, this is again a possible solution to the technical problem with the unwanted taps in the LED chain for a single chain. The second is the attempt to detect a fault, for example a single short circuit in an LED, from transient changes in the voltage drop across a part of the LED chain or the LED chain itself. The idea of U.S. 2007 159 750 A1 is therefore that the voltage at the LED chain jumps once in the event of an error. This jump in voltage can occur upwards - e.g. in the event of an "open" error - or downwards - e.g. in the event of a partial short-circuit of individual LEDs in the LED chain.

Diese Methode hat den Nachteil, dass die Bewertung von solchen Einzelereignissen des Spannungsverlaufs des Spannungsabfalls über einen Teil der LED-Kette in automobilen Anwendungen in Anbetracht der bekannten und typischerweise vorhandenen Störpulse extrem kritisch und unzuverlässig zu bewerten ist. Dieses Verfahren der US 2007 159 750 A1 der transienten Bewertung einer Spannung erhöht schlicht die Unzuverlässigkeit im Hinblick auf elektromagnetische Verträglichkeit (passive EMV) im Hinblick auf parasitäre elektromagnetische Einstrahlungen.This method has the disadvantage that the assessment of such individual events of the voltage curve of the voltage drop across a part of the LED chain in automotive applications is extremely critical and unreliable in view of the known and typically present interference pulses. This procedure of U.S. 2007 159 750 A1 the transient evaluation of a voltage simply increases the unreliability with regard to electromagnetic compatibility (passive EMC) with regard to parasitic electromagnetic radiation.

Die Vermessung mehrerer Parallele LED-Ketten wird sowohl in der US 2006 170 287 A1 als auch in der US 2007 159 750 A1 nicht behandelt. Daher werden die hieraus resultierenden zusätzlichen Möglichkeiten nicht berücksichtigt.The measurement of several parallel LED chains is carried out both in the U.S. 2006 170 287 A1 as well as in the U.S. 2007 159 750 A1 not treated. The resulting additional possibilities are therefore not taken into account.

Auch aus der DE 11 2009 005 227 T5 ist die Überwachung einer einzelnen LED-Kette mittels des Vergleichs mit Spannungsreferenzwerten bekannt.Also from the DE 11 2009 005 227 T5 it is known to monitor a single LED chain by comparing it to voltage reference values.

Aus der EP 0 955 619 A1 ist die Vermessung der an den LEDs zweier LED-Ketten abfallenden Spannungen bekannt, um fehlerhafte LEDs zu detektieren. Dieses Verfahren ist mit mehreren Nachteilen behaftet. Zum einen wird je LED eine Messleitung benötigt. Zum anderen müssen die Vergleichsspannungen präzise vorgegeben werden.From the EP 0 955 619 A1 the measurement of the voltage drop across the LEDs of two LED chains is known in order to detect faulty LEDs. This method suffers from several disadvantages. On the one hand, a measuring line is required for each LED. On the other hand, the equivalent stresses must be specified precisely.

Aus der DE 10 2014 107 947 A1 ist die Vermessung einer einzelnen LED-Kette durch Vergleich des Spannungsabfalls über zwei LED-Kettenabschnitte dieser LED Kette bekannt.From the DE 10 2014 107 947 A1 the measurement of a single LED chain by comparing the voltage drop across two LED chain sections of this LED chain is known.

Aus der US 2008 0 204 029 A1 (deren 3) ist die Überwachung gleichlanger LED-Ketten bekannt, wobe die Anzapfungen für den dort beschriebenen Monitorschaltkreis stets an der gleichen Stelle innerhalb einer LED-Kette zu finden sind.From the U.S. 2008 0 204 029 A1 (whose 3 ) the monitoring of LED chains of the same length is known, whereby the taps for the monitor circuit described there can always be found at the same place within an LED chain.

Aus der US 2012 0 200 296 A1 (deren 2) ist der Vergleich zweier gleich langer LED-Ketten mittels eines Differenzverstärkers bekannt. Gleich lange LED Ketten lassen sich aber in vielen Anwendungen nicht realisieren.From the U.S. 2012 0 200 296 A1 (whose 2 ) the comparison of two LED chains of the same length using a differential amplifier is known. However, LED chains of the same length cannot be realized in many applications.

Aufgabe der Erfindungobject of the invention

Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, das zum einen ohne Abgriffe innerhalb einer LED-Kette und zum anderen mittels einer EMV-robusten statischen Messung eine sichere Erkennung von Kurzschlüssen einzelner LEDs innerhalb von unterschiedlich langen LED-Ketten und/oder von Erniedrigungen des Leitwertes einzelner LEDs innerhalb von mehreren parallelgeschalteten unterschiedlich langen LED-Ketten ermöglicht. Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß dem Anspruch 1 gelöst.It is the object of the invention to provide a device and a method which, on the one hand, without taps within an LED chain and, on the other hand others by means of an EMC-robust static measurement enables a reliable detection of short circuits of individual LEDs within LED chains of different lengths and/or reductions in the conductance of individual LEDs within several LED chains of different lengths connected in parallel. This object is achieved with a method according to claim 1.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zwei unterschiedlich lange LED-Stränge miteinander verglichen werden. Dabei können auch Teile dieser verschiedenen LED-Ketten als Referenzspannungsquellen genutzt werden. Die Erfindung wird zur Überwachung mindestens zweier verschiedener LED-Stränge eingesetzt. Es werden also im Gegensatz zur US 2006 170 287 A1 nicht Teile einer einzelnen LED-Kette miteinander verglichen, sondern verschiedene LED-Ketten. Dies ermöglicht es, LED-Ketten ohne Abgriffe einzusetzen. Es handelt sich somit erfindungsgemäß in einer ersten Ausprägung der Erfindung um eine Vorrichtung zur Überwachung der elektrischen Energieversorgung mindestens einer ersten LED-Kette (LED1) mit n LEDs aus einer ersten geregelten Stromquelle (I1) mit einem ersten Nennstrom (I₁₀) und mindestens einer zweiten LED-Kette (LED2) mit m LEDs aus einer zweiten Stromquelle (I2) mit einem zweiten Nennstrom (I₂₀). Vorzugsweise werden ähnliche LEDs verwendet. Dies ist im Stand der Technik insbesondere deshalb bereits heute üblich, da gleiche Leuchteigenschaften bevorzugt erzielt werden sollen. Daher fällt dann an jeder LED der ersten LED-Kette (LED1), wenn diese durch den ersten Nennstrom (I₁₀) der ersten Stromquelle (I1) durchströmt wird, eine erste Flussspannung (U_LED1) ab. Naturgegeben sind die Flussspannungen der verschiedenen LEDs in der Realität doch leicht verschieden. Als gleich im Sinne dieser Offenbarung sollen daher solche LEDs gelten, die bei Bestromung mit dem gleichen Nennstrom eine Flussspannung aufweisen, die um weniger als 20%, besser weniger als 10%, besser weniger als 5%, besser weniger als 2%, besser weniger als 1% von dem Mittelwert der Flussspannungen der anderen LEDs der ersten und zweiten LED-Kette (LED1, LED2) abweichen. Das gleiche soll für die LEDs der weiteren, zweiten LED-Kette gelten. In Ähnlicher Weise können weitere, über die besagten ersten zwei LED-Ketten hinausgehende LED-Ketten, beispielsweise eine dritte, vierte usw., überwacht werden. Weitere LED-Ketten sind dann vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, von allen anderen LED-Ketten verschieden. Um die LEDs versorgen zu können, sind die erste und die zweite LED-Kette (LED1, LED2) und die erste geregelte Stromquelle (I1) und die zweite geregelte Stromquelle (I2) mit einem gemeinsamen Knoten (GND) verbunden. Sofern sich zwischen diesem gemeinsamen Knoten und dem Anschluss der ersten und/oder zweiten Stromquelle (I1, I2) noch Widerstände oder andere Schaltungsteile befinden sollten, beispielsweise Drosseln und/oder Zuleitungswiderstände, so können diese im Sinne dieser Offenbarung vereinfacht als Teil der ersten bzw. zweiten Stromquelle betrachtet werden. Ggf. muss der Auswerteschaltkreis durch eine gesonderte Bezugspotenzialleitung mit dem gemeinsamen Knoten verbunden werden, um die Potenziale für die Bewertung der LED-Ketten richtig erfassen zu können. Erfindungsgemäß ist nun der ersten LED-Kette (LED) ein erster Spannungsteiler (RS1) mit einem ersten Gesamtwiderstand (R1) und der zweiten LED-Kette ein zweiter Spannungsteiler (RS2) mit einem zweiten Gesamtwiderstand (R2) parallelgeschaltet. Dabei beträgt der erste Gesamtwiderstand (R1) des ersten Spannungsteilers (RS1) das n-fache des durch m geteilten zweiten Gesamtwiderstands (R2). Vorzugsweise werden diese Spannungsteiler (RS1, RS2) relativ hochohmig ausgeführt, um die Stromquellen nicht zu belasten. Der erste Spannungsteiler (RS1) weit dabei einen ersten Abgriff (ERR1) in der Art auf, dass die Spannung (U1) zwischen diesem ersten Abgriff (ERR1) und dem gemeinsamen Knoten (GND) ein k-faches der ersten Flussspannung (U_LED1) beträgt, wenn die erste LED-Kette (LED1) vom ersten Nennstrom (110) durchströmt wird. Der zweite Spannungsteiler (RS2) weist analog einen zweiten Abgriff (ERR2) in der Art auf, dass die Spannung (U2) zwischen diesem zweiten Abgriff (ERR2) und dem gemeinsamen Knoten (GND) ebenfalls ein k-faches der zweiten Flussspannung (U_LED2) beträgt, wenn die zweite LED-Kette (LED2) vom zweiten Nennstrom (I₂₀) durchströmt wird. Der erste Abgriff (ERR1) und der zweite Abgriff (ERR2) sind nun mit einem Auswerteschaltkreis (AS) verbunden. Eine sinnvolle Dimensionierung ist nun beispielsweise so, dass bei der Durchströmung der ersten LED-Kette mit dem ersten Nennstrom der erste Abgriff in etwa, bis auf Fertigungsschwankungen, das gleiche Potenzial hat, wie der zweite Abgriff (ERR2) des zweiten Spannungsteilers (RS2), wenn die zweite LED-Kette (LED2) mit dem zweiten Nennstrom durchströmt wird. Ist diese Differenz kleiner als ein vorgegebenes Toleranzband zwischen zwei Schwellwerten, so sind alle LEDs in Ordnung und nicht defekt. Liegt die Spannungsdifferenz jedoch außerhalb dieses Toleranzbandes, so liegt ein Defekt vor und ein Auswerteschaltkreis kann durch Vergleich mit zwei Schwellwerten dieses erkennen und ein Fehlersignal setzen. Erfindungsgemäß erzeugt daher der Auswerteschaltkreis (AS) in Abhängigkeit von der Spannungsdifferenz zwischen dem ersten Abgriff (ERR1) und zweiten Abgriff (ERR2) ein Fehlersignal (FS). Statt der Ausgabe eines Signals sind natürlich auch andere Signalisierungen denkbar. Beispielsweise ist das Setzen eines Fehler-Flags in einem über einen Datenbus innerhalb des Auswerteschaltkreises möglich.The object according to the invention is achieved in that two LED strands of different lengths are compared with one another. Parts of these different LED chains can also be used as reference voltage sources. The invention is used to monitor at least two different LED strings. So in contrast to U.S. 2006 170 287 A1 not parts of a single LED chain compared with each other, but different LED chains. This makes it possible to use LED chains without taps. According to the invention, a first embodiment of the invention is therefore a device for monitoring the electrical energy supply of at least a first LED chain (LED1) with n LEDs from a first regulated current source (I1) with a first nominal current (I ₁₀ ) and at least one second LED chain (LED2) with m LEDs from a second current source (I2) with a second rated current (I ₂₀ ). Similar LEDs are preferably used. This is already customary in the state of the art, in particular because the aim is to preferably achieve the same luminous properties. A first forward voltage (U LED1 ) therefore drops across each LED of the first LED chain (LED1) when the first rated current (I ₁₀ ) of the first current source (I1) flows through _it . Naturally, the forward voltages of the various LEDs are slightly different in reality. For the purposes of this disclosure, those LEDs should therefore be considered the same which, when supplied with the same nominal current, have a forward voltage that is less than 20%, better less than 10%, better less than 5%, better less than 2%, better less than 1% from the mean value of the forward voltages of the other LEDs of the first and second LED chain (LED1, LED2). The same should apply to the LEDs of the further, second LED chain. Similarly, further LED chains beyond said first two LED chains, e.g. a third, fourth, etc., can be monitored. Further LED chains are then preferably, but not necessarily, different from all other LED chains. In order to be able to supply the LEDs, the first and the second LED chain (LED1, LED2) and the first regulated current source (I1) and the second regulated current source (I2) are connected to a common node (GND). If there are resistors or other circuit parts between this common node and the connection of the first and/or second current source (I1, I2), for example chokes and/or lead resistors, these can be simplified within the meaning of this disclosure as part of the first or second power source are considered. If necessary, the evaluation circuit must be connected to the common node by a separate reference potential line in order to be able to correctly record the potentials for the evaluation of the LED chains. According to the invention, a first voltage divider (RS1) with a first total resistance (R1) is connected in parallel with the first LED chain (LED) and a second voltage divider (RS2) with a second total resistance (R2) is connected in parallel with the second LED chain. The first total resistance (R1) of the first voltage divider (RS1) is n times the second total resistance (R2) divided by m. These voltage dividers (RS1, RS2) are preferably designed with relatively high impedance so as not to load the current sources. The first voltage divider (RS1) has a first tap (ERR1) in such a way that the voltage (U1) between this first tap (ERR1) and the common node (GND) is k times the first flow voltage (U _LED1 ). is when the first LED chain (LED1) is traversed by the first nominal current (110). The second voltage divider (RS2) analogously has a second tap (ERR2) in such a way that the voltage (U2) between this second tap (ERR2) and the common node (GND) is also k times the second forward voltage (U _LED2 ) is when the second LED chain (LED2) is flowed through by the second rated current (I ₂₀ ). The first tap (ERR1) and the second tap (ERR2) are now connected to an evaluation circuit (AS). A sensible dimensioning is now, for example, such that when the first nominal current flows through the first LED chain, the first tap has approximately the same potential, apart from production fluctuations, as the second tap (ERR2) of the second voltage divider (RS2), when the second rated current flows through the second LED chain (LED2). If this difference is smaller than a specified tolerance band between two threshold values, then all LEDs are OK and not defective. However, if the voltage difference lies outside of this tolerance range, then there is a defect and an evaluation circuit can detect this by comparing it with two threshold values and set an error signal. According to the invention, the evaluation circuit (AS) therefore generates an error signal (FS) as a function of the voltage difference between the first tap (ERR1) and the second tap (ERR2). Of course, instead of the output of a signal, other types of signaling are also conceivable. For example, an error flag can be set in a data bus within the evaluation circuit.

Im Übrigen ist dem Fachmann klar, dass ggf. andere Teilerverhältnisse für den Spannungsteiler verwendet werden können, wenn die Flussspannungen der LEDs in den Ketten unterschiedlich sind, was der Fachmann wegen der damit verbundenen Temperaturprobleme typischerweise jedoch vermeiden wird. Somit können je nach Anwendung die Spannungsteiler alle Teilerverhältnisse von 100% bis hinunter zu knapp größer 0% aufweisen. Ganzzahlige Teilerverhältnisse sind aufgrund des Matchings zu bevorzugen.Moreover, it is clear to the person skilled in the art that other divider ratios can be used for the voltage divider if the forward voltages of the LEDs in the chains are different, which the person skilled in the art will typically avoid because of the associated temperature problems. Thus, depending on the application, the voltage dividers can have all divider ratios from 100% down to just over 0%. Integer divider ratios are preferable because of the matching.

In einer Variante der Erfindung fällt an jeder LED der ersten LED-Kette (LED1), wenn diese durch den ersten Nennstrom (110) durchströmt wird, eine erste Flussspannung (U_LED1) ab, die um weniger als 20% und/oder weniger als 10% und/oder weniger als 5% und/oder weniger als 2% und/oder weniger als 1% von dem Mittelwert der Flussspannungen der anderen LEDs der ersten und zweiten LED-Kette (LED1, LED2) abweicht. Dabei fällt an jeder LED der zweiten LED-Kette (LED1), wenn diese durch den zweiten Nennstrom (I₂₀) durchströmt wird, eine zweite Flussspannung (LED2) ab, die um weniger als 20% und/oder weniger als 10% und/oder weniger als 5% und/oder weniger als 2% und/oder weniger als 1% von dem Mittelwert der Flussspannungen der anderen LEDs der ersten und zweiten LED-Kette (LED1, LED2) abweicht. Wieder sind die erste und die zweite LED-Kette (LED1, LED2) und die erste geregelte Stromquelle (I1) und die zweite geregelte Stromquelle (I2) mit einem gemeinsamen Knoten (GND) verbunden. Nun ist jedoch nur der zweiten LED-Kette ein zweiter Spannungsteiler (RS2) mit einem zweiten Gesamtwiderstand (R2) parallelgeschaltet. Die andere LED Kette ist direkt mit der Auswerteschaltung (AS) verbunden. Der besagte zweite Spannungsteiler (RS2) weist wieder einen zweiten Abgriff (ERR2) in der Art auf, dass die Spannung (U₂) zwischen diesem zweiten Abgriff (ERR2) und dem gemeinsamen Knoten (GND) ein n-faches der ersten Flussspannung (U_LED1) beträgt, wenn die zweite LED-Kette (LED2) vom zweiten Nennstrom (I₂₀) durchströmt wird. Der erste Abgriff (ERR1) und der zweite Abgriff (ERR2) sind wieder mit einem Auswerteschaltkreis (AS) verbunden. Wie zuvor erzeugt der Auswerteschaltkreis (AS) in Abhängigkeit von der Spannungsdifferenz zwischen dem ersten Abgriff (ERR1) als erstem Fehlererkennungsparameter und zweiten Abgriff (ERR2) als zweiten Fehlererkennungsparameter ein Fehlersignal (FS) und/oder setzt ein Fehler-Flag und/oder ändert einen Registerinhalt.In one variant of the invention, when the first nominal current (110) flows through each LED of the first LED chain (LED1), a first forward voltage (U _LED1 ) drops by less than 20% and/or less than 10% and/or less than 5% and/or less than 2% and/or less than 1% from the mean value of the forward voltages of the other LEDs in the first and second LED chains (LED1, LED2). A second forward voltage (LED2) drops at each LED of the second LED chain (LED1) when the second rated current (I ₂₀ ) flows through it, which decreases by less than 20% and/or less than 10% and/or or less than 5% and/or less than 2% and/or less than 1% from the mean value of the forward voltages of the other LEDs in the first and second LED chains (LED1, LED2). Again, the first and the second LED chain (LED1, LED2) and the first regulated current source (I1) and the second regulated current source (I2) are connected to a common node (GND). Now, however, only the second LED chain has a second voltage divider (RS2) with a second total resistance (R2) connected in parallel. The other LED chain is connected directly to the evaluation circuit (AS). Said second voltage divider (RS2) again has a second tap (ERR2) in such a way that the voltage (U ₂ ) between this second tap (ERR2) and the common node (GND) is n times the first forward voltage (U _LED1 ) is when the second LED chain (LED2) is traversed by the second rated current (I ₂₀ ). The first tap (ERR1) and the second tap (ERR2) are again connected to an evaluation circuit (AS). As before, the evaluation circuit (AS) generates an error signal (FS) and/or sets an error flag and/or changes one depending on the voltage difference between the first tap (ERR1) as the first error detection parameter and the second tap (ERR2) as the second error detection parameter register content.

In einer weiteren Variante der Erfindung erzeugt der Auswerteschaltkreis (AS) ein Fehlersignal (FS) und/oder ändert den logischen Inhalt eines Fehler-Flags und/oder ändert einen Registerinhalt, wenn die Spannungsdifferenz zwischen dem ersten Abgriff (ERR1) und zweiten Abgriff (ERR2) um mehr als 1% und/oder um mehr als 2% und/oder um mehr als 5% und/oder um mehr als 10% und/oder um mehr als 25% voneinander abweicht.In a further variant of the invention, the evaluation circuit (AS) generates an error signal (FS) and/or changes the logical content of an error flag and/or changes a register content if the voltage difference between the first tap (ERR1) and the second tap (ERR2 ) deviate from each other by more than 1% and/or by more than 2% and/or by more than 5% and/or by more than 10% and/or by more than 25%.

In einer weiteren Ausprägung der Erfindung weist der Auswerteschaltkreis eine erfindungsgemäße zugehörige Teilvorrichtung auf, die diese Erkennung durch Vergleich des Spannungspotenzials des ersten Abgriffs (ERR1) und des Spannungspotenzials des zweiten Abgriffs (ERR2) mit einem ersten und zweiten Schwellwert durchführt. Hierzu weist sie beispielsweise einen ersten Komparator (CMP1) mit einem ersten Eingang und einem dritten Eingang und einem ersten Komparatorausgang auf. Der erste Komparator (CMP1) ist mit dem ersten Eingang mit dem ersten Abgriff (ERR1) verbunden.In a further embodiment of the invention, the evaluation circuit has an associated sub-device according to the invention, which carries out this detection by comparing the voltage potential of the first tap (ERR1) and the voltage potential of the second tap (ERR2) with a first and second threshold value. For this purpose, it has, for example, a first comparator (CMP1) with a first input and a third input and a first comparator output. The first comparator (CMP1) is connected to the first input with the first tap (ERR1).

Des Weiteren weist sie einen zweiten Komparator (CMP2) mit einem zweiten Eingang und einem vierten Eingang und einem zweiten Komparatorausgang auf. Der zweite Komparator (CMP2) ist mit dem zweiten Eingang mit dem zweiten Abgriff (ERR2) verbunden. Um den ersten Schwellwert einzustellen ist beispielsweise eine erste Offsetspannungsquelle (V_ERR1), die Teil der Teilvorrichtung ist, auf der einen Seite mit dem ersten Abgriff (ERR1) und auf der anderen Seite mit dem vierten Eingang des zweiten Komparators (CMP2) verbunden. Andere Konstruktionen, die auf einen festen Spannungsversatz zwischen erstem Abgriff (ERR1) und dem vierten Eingang des zweiten Komparators (CMP2) hinauslaufen, sind denkbar und im Sinne dieser Offenbarung als erste Offsetspannungsquelle (V_ERR1) zu betrachten.Furthermore, it has a second comparator (CMP2) with a second input and a fourth input and a second comparator output. The second comparator (CMP2) is connected to the second input with the second tap (ERR2). To set the first threshold value, for example, a first offset voltage source (V _ERR1 ), which is part of the sub-device, is connected to the first tap (ERR1) on one side and to the fourth input of the second comparator (CMP2) on the other side. Other constructions that result in a fixed voltage offset between the first tap (ERR1) and the fourth input of the second comparator (CMP2) are conceivable and are to be regarded as the first offset voltage source (V _ERR1 ) for the purposes of this disclosure.

Des Weiteren verfügt sie über eine zweite Offsetspannungsquelle (V_ERR2), die auf der einen Seite mit dem zweiten Abgriff (ERR2) und auf der anderen Seite mit dem dritten Eingang verbunden ist. Andere Konstruktionen, die auf einen festen Spannungsversatz zwischen zweiten Abgriff (ERR2) und dem drittem Eingang des ersten Komparators (CMP1) hinauslaufen, sind denkbar und im Sinne dieser Offenbarung als zweite Offsetspannungsquelle (V_ERR2) zu betrachten.It also has a second offset voltage source (V _ERR2 ), which is connected to the second tap (ERR2) on one side and to the third input on the other side. Other constructions that result in a fixed voltage offset between the second tap (ERR2) and the third input of the first comparator (CMP1) are conceivable and are to be regarded as the second offset voltage source (V _ERR2 ) for the purposes of this disclosure.

Um nun das Fehlersignal (FS) zu generieren, wird eine Logikschaltung (LG), vorzugsweise ein ODER-Gatter vorgesehen. Diese Logikschaltung (LG) verknüpft den ersten und zweiten Komparatorausgang der beiden Komparatoren (CMP1, CMP2) verknüpft, um daraus ein Fehlersignal (FS) zu erzeugen und/oder ein Fehler-Flag zusetzen und/oder einen Registerinhalt zu ändern.In order to now generate the error signal (FS), a logic circuit (LG), preferably an OR gate, is provided. This logic circuit (LG) links the first and second comparator output of the two comparators (CMP1, CMP2) in order to generate an error signal (FS) therefrom and/or set an error flag and/or change a register content.

In einer weiteren Ausprägung der Erfindung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Teilvorrichtung mit einem ersten Komparator (CMP1) mit einem ersten Eingang und einem dritten Eingang und einem ersten Komparatorausgang auf, der mit dem ersten Eingang mit dem ersten Abgriff (ERR1) verbunden ist. Des Weiteren weist sie einen zweiten Komparator (CMP2) mit einem zweiten Eingang und einem vierten Eingang und einem zweiten Komparatorausgang auf, der mit dem zweiten Eingang mit dem zweiten Abgriff (ERR2) verbunden ist. Wie zuvor weist sie eine erste Offsetspannungsquelle (V_ERR1) auf, die auf der einen Seite mit dem ersten Abgriff (ERR1) und auf der anderen Seite mit dem vierten Eingang verbunden ist. Diese erste Offsetspannungsquelle (V_ERR1) dient wie zuvor der Darstellung eines ersten Schwellwertes mit dem das Potenzial am ersten Eingang des ersten Komparators durch den ersten Komparator (CMP1) verglichen wird. Hierdurch wird der erste Abgriff (ERR1) mit diesem ersten Schwellwert verglichen. Darüber hinaus weist sie eine zweite Offsetspannungsquelle (V_ERR2) auf, die auf der einen Seite mit dem zweiten Abgriff (ERR2) und auf der anderen Seite mit dem dritten Eingang verbunden ist. Diese zweite Offsetspannungsquelle (V_ERR2) dient wie zuvor der Darstellung eines zweiten Schwellwertes mit dem das Potenzial am zweiten Eingang des zweiten Komparators durch den zweiten Komparator (CMP2) verglichen wird. Hierdurch wird der zweite Abgriff (ERR2) mit diesem zweiten Schwellwert verglichen. Andere Realisierungen sind selbstverständlich möglich. Um das notwendige Ausgangssignal zu erzeugen verknüpft eine Logikschaltung den ersten und zweiten Komparatorausgang, um daraus ein Fehlersignal zu erzeugen und/oder ein Fehler-Flag zusetzen und/oder einen Registerinhalt zu ändern.In a further embodiment of the invention, the device according to the invention has a partial device with a first comparator (CMP1) with a first input and a third input and a first comparator output connected to the first input having the first tap (ERR1). Furthermore, it has a second comparator (CMP2) with a second input and a fourth input and a second comparator output, which is connected to the second input with the second tap (ERR2). As before, it has a first offset voltage source (V _ERR1 ) connected on one side to the first tap (ERR1) and on the other side to the fourth input. As before, this first offset voltage source (V _ERR1 ) serves to represent a first threshold value with which the potential at the first input of the first comparator is compared by the first comparator (CMP1). As a result, the first tap (ERR1) is compared with this first threshold value. In addition, it has a second offset voltage source (V _ERR2 ), which is connected to the second tap (ERR2) on one side and to the third input on the other side. As before, this second offset voltage source (V _ERR2 ) is used to represent a second threshold value with which the potential at the second input of the second comparator is compared by the second comparator (CMP2). As a result, the second tap (ERR2) is compared with this second threshold value. Other implementations are of course possible. In order to generate the necessary output signal, a logic circuit links the first and second comparator output in order to generate an error signal from it and/or to set an error flag and/or to change a register content.

Neben dieser Vorrichtung umfasst daher die Erfindung auch ein Verfahren zur Überwachung der elektrischen Energieversorgung mindestens einer ersten LED-Kette (LED1) mit n LEDs aus einer ersten geregelten Stromquelle (I1) mit einem ersten Nennstrom (I₁₀) und mindestens einer zweiten LED-Kette (LED2) mit m LEDs aus einer zweiten Stromquelle (I2) mit einem zweiten Nennstrom (I₂₀). Das erfindungsgemäße Verfahren beginnt mit dem Erzeugen eines ersten Abgriffpotenzials als ersten Fehlererkennungsparameter an einem ersten Abgriff (ERR1). Vorzugsweise ist das Abgriffpotenzial proportional von dem Spannungsabfall über die erste LED-Kette (LED1) abhängig. Zumindest sollte diese Abhängigkeit jedoch das streng monoton sein. Hierzu dient erfindungsgemäß der bevorzugte erste Spannungsteiler (RS1), wobei der erste Abgriff (ERR1) ggf. auch am Anfang der ersten LED-Kette (LED1) erfolgen kann. Als zweites wird analog dazu ein zweites Abgriffpotenzial als zweiter Fehlererkennungsparameter an einem zweiten Abgriff (ERR2) erzeugt. Auch hier wird wieder Proportionalität bevorzugt. Mindestens jedoch sollte dieses zweite Abgriffpotenzial das streng monoton von dem Spannungsabfall über die zweite LED-Kette (LED2) abhängen. Wierder ist ein Spannungsteiler, hier der zweite Spannungsteilers (RS2) die bevorzugte Realisierung. Auch hier kann der zweite Abgriff (ERR2) ggf. auch am Anfang der zweiten LED-Kette (LED2) erfolgen. In einem dritten Schritt folgt der Vergleich der Spannungsdifferenz zwischen dem ersten Abgriffpotenzial und dem zweiten Abgriffpotenzial, insbesondere durch eine Auswerteschaltung (AS) und insbesondere unter Bildung eines Spannungsdifferenzsignals, In einem vierten Schritt folgt das Vergleichen der so ermittelten Spannungsdifferenz zwischen dem ersten Abgriffpotenzial und dem zweiten Abgriffpotenzial, insbesondere in Form des Spannungsdifferenzsignals, mit einem ersten Schwellwert und einem zweiten Schwellwert. Letzterer sollte, um ein Toleranzfenster bilden zu können, vom ersten Schwellwert verschieden sein. Dieser Vergleich erfolgt bevorzugt wieder durch die Auswerteschaltung (AS), erfolgt. In einem fünften Schritt erfolgt die Nutzbarmachung des Vergleichsergebnisses durch die Auswerteschaltung(AS). Diese signalisiert, ob die Spannungsdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Schwellwert liegt, wobei die Signalisierung insbesondere durch ein Fehlersignal (FS) und/oder das Setzen eines Fehler-Flags und/oder das Ändern eines einen Registerinhalts erfolgen kann.In addition to this device, the invention therefore also includes a method for monitoring the electrical energy supply of at least a first LED chain (LED1) with n LEDs from a first regulated current source (I1) with a first nominal current (I ₁₀ ) and at least one second LED chain (LED2) with m LEDs from a second current source (I2) with a second rated current (I ₂₀ ). The method according to the invention begins with the generation of a first tap potential as a first error detection parameter at a first tap (ERR1). The tapping potential is preferably dependent proportionally on the voltage drop across the first LED chain (LED1). At the very least, however, this dependency should be the strictly monotonic. According to the invention, the preferred first voltage divider (RS1) is used for this purpose, in which case the first tap (ERR1) can optionally also be at the start of the first LED chain (LED1). Secondly, analogously to this, a second tap potential is generated as a second error detection parameter at a second tap (ERR2). Again, proportionality is preferred here. However, this second tap potential should at least depend monotonically on the voltage drop across the second LED chain (LED2). Wierder is a voltage divider, here the second voltage divider (RS2) is the preferred implementation. Here, too, the second tap (ERR2) can also be at the start of the second LED chain (LED2). In a third step, the voltage difference between the first tap potential and the second tap potential is compared, in particular by an evaluation circuit (AS) and in particular with the formation of a voltage difference signal. In a fourth step, the voltage difference thus determined is compared between the first tap potential and the second Tap potential, in particular in the form of the voltage difference signal, with a first threshold and a second threshold. In order to be able to form a tolerance window, the latter should be different from the first threshold value. This comparison is preferably carried out again by the evaluation circuit (AS). In a fifth step, the comparison result is utilized by the evaluation circuit (AS). This signals whether the voltage difference is between the first and the second threshold value, with the signaling being able to take place in particular by means of an error signal (FS) and/or setting an error flag and/or changing a register content.

In einer Variante des Verfahrens weichen der erste Schwellwert und der zweite Schwellwert um nicht mehr als 1% und/oder schlechter um nicht mehr als 2% und/oder schlechter um nicht mehr als 5% und/oder schlechter um nicht mehr als 10% und/oder schlechter um nicht mehr als 25% und/oder schlechter um nicht mehr als 50% voneinander ab. Hierbei hängt die Wahl der Breite des Toleranzfensters von der Fertigungsstreuung der Flussspannungen der LEDs ab.In a variant of the method, the first threshold value and the second threshold value deviate by no more than 1% and/or worse by no more than 2% and/or worse by no more than 5% and/or worse by no more than 10% and /or worse by no more than 25% and/or worse by no more than 50% from each other. In this case, the selection of the width of the tolerance window depends on the manufacturing scatter of the forward voltages of the LEDs.

In einer weiteren Variante des Verfahrens wird mindestens ein weiterer Fehlererkennungsparameterdurch eine Fehlererkennungsparametermessvorrichtung erfasst. Dies ist bevorzugt eine Temperatur (ϑ₁), die durcheine Temperaturmessvorrichtung (TM1) gemessen wird und an den Auswerteschaltkreis (AS) gegeben wird. Dabei wird zumindest ein Schwellwertes in Abhängigkeit von mindestens diesem einem weiteren Fehlererkennungsparameter, insbesondere durch zumindest einen Teil der Auswerteschaltung (AS), geändert.In a further variant of the method, at least one further error detection parameter is recorded by an error detection parameter measuring device. This is preferably a temperature (ϑ ₁ ), which is measured by a temperature measuring device (TM1) and given to the evaluation circuit (AS). At least one threshold value is changed as a function of at least this one further error detection parameter, in particular by at least part of the evaluation circuit (AS).

In einer weiteren Variante des Verfahrens erfolgt eine Bewertung der Fehlererkennungsparameter, insbesondere durch die Auswerteschaltung, in festen zeitlichem Zusammenhang mit einem Ein- oder Ausschaltsignal für die Stromquellen (11,12). Dies hat den Vorteil, dass Probleme mit der Versorgungsstabilität insbesondere in der Einschalt- und Ausschaltphase nicht zu fehlerhaften Fehlererkennungen führen.In a further variant of the method, the error detection parameters are evaluated, in particular by the evaluation circuit, in a fixed time relationship with a switch-on or switch-off signal for the current sources (11, 12). This has the advantage that problems with the supply stability, especially in the switch-on and switch-off phase, do not lead to erroneous error detections.

In einer weiteren Variante des Verfahrens erfolgt ein Erfassen mindestens einer eine Temperatur (ϑ₁, ϑ₂), die in einem thermischen Wirkzusammenhang mit mindestens einer der LED-Ketten (LED1, LED2) steht, mittels einer Temperaturmessvorrichtung (TM1, TM2) als weiteren Fehlererkennungsparameter.In a further variant of the method, at least one temperature (ϑ ₁ , ϑ ₂ ), which is thermally related to at least one of the LED chains (LED1, LED2), is detected by means of a temperature measuring device (TM1, TM2) as a further one error detection parameters.

In einer weiteren Variante des Verfahrens wird mindestens ein abgeleiteter weiterer Fehlererkennungsparameter, insbesondere durch die Auswerteschaltung (AS), aus mindestens einem ersten und/oder zweiten und/oder anderen weiteren Fehlererkennungsparameter abgeleitet. Das Ergebnis dieser Ableitung kann dabei einer der folgenden abgeleiteten weiteren Fehlererkennungsparameter sein kann:

a. eine erste und/oder höhere zeitliche Ableitung eines ersten und/oder zweiten und/oder weiteren Fehlererkennungsparameters und/oder
b. eine erste und/oder höhere zeitliche Integration eines ersten und/oder zweiten und/oder weiteren Fehlererkennungsparameters und/oder
c. eine Differenz und/oder mit reellen Faktoren gewichtete Summe mindestens zweier Fehlererkennungsparameter, insbesondere eine Temperaturdifferenz einer ersten Temperatur (ϑ₁) und einer zweiten Temperatur (ϑ₂).

In a further variant of the method, at least one derived further error detection parameter is derived, in particular by the evaluation circuit (AS), from at least a first and/or second and/or other further error detection parameter. The result of this derivation can be one of the following derived additional error detection parameters:

a. a first and/or higher time derivative of a first and/or second and/or further error detection parameter and/or
b. a first and/or higher time integration of a first and/or second and/or further error detection parameter and/or
c. a difference and/or a sum of at least two error detection parameters weighted with real factors, in particular a temperature difference between a first temperature (ϑ ₁ ) and a second temperature (ϑ ₂ ).

Figurenlistecharacter list

1 shows an example of the basic structure of a device according to the invention with a first LED chain with 4 LEDs and a second LED chain with 6 LEDs.
2 shows an example of the basic structure of a device according to the invention with a first LED chain with 2 LEDs and a second LED chain with 4 LEDs.
3 shows an example of the basic structure of a device according to the invention with a first LED chain with 4 LEDs and a second LED chain with 6 LEDs and a third LED chain with 5 LEDs.
4 shows an example of the basic structure of a device according to the invention with a first LED chain with 2 LEDs and a second LED chain with 4 LEDs, further voltages of the LED chains now also being used as references.
5 show the 1 with additional temperature measuring devices.
6 shows an exemplary comparator circuit according to the invention
7 shows an exemplary comparator circuit according to the invention for the crosswise evaluation of two chains with internal taps.
8th shows 5 with the difference that the first tap (ERR1) does not take place via a voltage divider, but directly at the beginning of the first LED chain (LED1).

Figur 1figure 1

1 zeigt beispielhaft die grundlegende Struktur einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer ersten LED-Kette mit 4 LEDs und einer zweiten LED-Kette mit sechs LEDs. Die erste geregelte Stromquelle (I1) spiest den ersten Nennstrom (I₁₀) in die erste LED-Kette aus hier beispielhaft sechs seriell hintereinander geschalteten LEDs ein. Die zweite geregelte Stromquelle (I2) spiest den zweiten Nennstrom (I₂₀) in die zweite LED-Kette aus hier beispielhaft sechs seriell hintereinander geschalteten LEDs ein. Die einzelnen LEDs einer LED-Kette sollen sich dabei vorzugsweise jeweils gleichen. Sofern dies nicht der Fall ist, muss der Auswerteschaltkreis (AS) diese Ungleichheit durch Messung weiterer Parameter (z.B. der LED-Temperatur mittels einer Temperaturmessvorrichtung) berücksichtigen. Es kann sich bei den in Serie geschalteten LEDs einer einzelnen LED-Kette der erfindungsgemäßen Vorrichtung statt um eine einzelne LED auch um je ein Modul parallelgeschalteter LEDs handeln, die hier wie eine LED in der Kette betrachtet werden. Wichtig ist nur, dass die LEDs in etwa die gleiche Flussspannung beim ersten und zweiten Nennstrom (I₁₀, I₂₀) zeigen. Da der erste und zweite Spannungsteiler (RS1, RS2) jeweils typischerweise möglichst hochohmig gewählt werden, fließt der Strom der ersten Stromquelle (I1) fast komplett durch die erste LED-Kette (LED1) und der Strom der zweiten Stromquelle (I2) fast komplett durch die zweite LED-Kette (LED2). In diesem Beispiel teilt der erste Spannungsteiler (RS1) die Spannung, die über die erste LED-Kette (LED1) abfällt im Verhältnis 1:4 herunter. Demgegenüber teilt der zweite Spannungsteiler (RS2) die Spannung, die über die zweite LED-Kette (LED2) abfällt im Verhältnis 1:6 herunter. Damit entspricht die Spannung am ersten Abgriff (ERR1) des ersten Spannungsteilers (RS1) in etwa der Flussspannung (U_LED1), die über eine LED innerhalb der ersten LED-Kette (LED1) abfällt. Die Spannung am zweiten Abgriff (ERR2) des zweiten Spannungsteilers (RS2) entspricht in diesem Beispiel ebenfalls in etwa der Flussspannung (U_LED2), die über eine LED innerhalb der zweiten LED-Kette (LED2) abfällt. Der Auswerteschaltkreis (AS) vergleicht in dieser beispielhaften Vorrichtung die Potenziale des ersten Abgriffs (ERR1) und des zweiten Abgriffs (ERR2) miteinander und erzeigt hieraus das vorzugsweise digitale Fehlersignal (FS). Wie bereits erwähnt ist es ggf. sinnvoll, wenn der Auswerteschaltkreis (AS) hierbei eine erste Temperatur (ϑ₁) in der Nähe der ersten LED-Kette (LED1) erfasst und/oder eine zweite Temperatur (ϑ₂) in der Nähe der zweiten LED-Kette (LED2) erfasst. Dies zeigt die 5. Typischerweise sollten die Flussspannungen (U_LED1, U_LED2) bei den jeweiligen Nennströmen (I₁₀, I₂₀) der LEDs in den mindestens zwei LED-Ketten (LED1, LED2) in etwa gleich sein. In dem Fall sollten die Potenziale des ersten Abgriffs (ERR1) und des zweiten Abgriffs (ERR2)somit in etwa gleich sein. Der Auswerteschaltkreis (AS) führt somit ein statisches Verfahren durch. Unterschiede in den Potenzialen an den beiden Abgriffen sind dann entweder auf Fertigungsschwankungen und/oder Temperaturunterschiede zurückzuführen. Letztere können durch Korrekturverfahren in dem erfindungsgemäßen Auswerteschaltkreis kompensiert werden. Der Fachmann wird bei der Auslegung der mindestens zwei Schwellwerte innerhalb der Auswerteschaltung (AS) dies durch geeignete Berechnung berücksichtigen, um falsche Fehlermeldungen bzw. eine Nichtauslösung von Fehlermeldungen zu vermeiden. Insbesondere werden die im Auswerteschaltkreis verwendeten Schwellwerte, die für die Entscheidung, das ein Fehlerfall vorliegt, vorzugsweise in Abhängigkeit von einer oder mehreren Temperaturen (ϑ₁, ϑ₂), die in der Nähe der jeweiligen LED-Kette (LED1, LED2) gemessen worden sind, und/oder in Abhängigkeit von deren Temperaturdifferenzen modifiziert / angepasst. Typischerweise geschieht dies durch eine analoge und/oder digitale Polynomapproximation. 1 shows an example of the basic structure of a device according to the invention with a first LED chain with 4 LEDs and a second LED chain with six LEDs. The first regulated current source (I1) feeds the first rated current (I ₁₀ ) into the first LED chain, which consists of six LEDs connected in series here, for example. The second regulated current source (I2) feeds the second rated current (I ₂₀ ) into the second LED chain, which consists of six LEDs connected in series here, for example. The individual LEDs of an LED chain should preferably be the same in each case. If this is not the case, the evaluation circuit (AS) must take this inequality into account by measuring other parameters (eg the LED temperature using a temperature measuring device). Instead of a single LED, the series-connected LEDs of a single LED chain of the device according to the invention can also be a module of parallel-connected LEDs, which are considered here like an LED in the chain. The only important thing is that the LEDs show approximately the same forward voltage at the first and second nominal current (I ₁₀ , I ₂₀ ). Since the first and second voltage dividers (RS1, RS2) are typically selected with the highest possible resistance, the current from the first current source (I1) flows almost completely through the first LED chain (LED1) and the current from the second current source (I2) flows almost completely through it the second LED chain (LED2). In this example, the first voltage divider (RS1) divides the voltage that drops across the first LED chain (LED1) down in a ratio of 1:4. In contrast, the second voltage divider (RS2) divides the voltage that drops across the second LED chain (LED2) down in a ratio of 1:6. The voltage at the first tap (ERR1) of the first voltage divider (RS1) thus corresponds approximately to the forward voltage (U _LED1 ), which drops across an LED within the first LED chain (LED1). In this example, the voltage at the second tap (ERR2) of the second voltage divider (RS2) also roughly corresponds to the forward voltage (U _LED2 ), which drops across an LED within the second LED chain (LED2). In this exemplary device, the evaluation circuit (AS) compares the potentials of the first tap (ERR1) and the second tap (ERR2) with one another and uses this to generate the preferably digital error signal (FS). As already mentioned, it may make sense if the evaluation circuit (AS) has a first temperature (ϑ ₁ ) close to the first LED chain (LED1) detected and / or a second temperature (ϑ ₂ ) in the vicinity of the second LED chain (LED2) detected. This shows the 5 . Typically, the forward voltages (U _LED1 , U _LED2 ) should be approximately the same for the respective rated currents (I ₁₀ , I ₂₀ ) of the LEDs in the at least two LED chains (LED1, LED2). In this case, the potentials of the first tap (ERR1) and the second tap (ERR2) should be approximately the same. The evaluation circuit (AS) thus carries out a static process. Differences in the potentials at the two taps are then either due to manufacturing fluctuations and/or temperature differences. The latter can be compensated by correction methods in the evaluation circuit according to the invention. When designing the at least two threshold values within the evaluation circuit (AS), a person skilled in the art will take this into account by means of suitable calculations in order to avoid incorrect error messages or error messages not being triggered. In particular, the threshold values used in the evaluation circuit, which are used to decide whether there is an error, are preferably dependent on one or more temperatures (ϑ ₁ , ϑ ₂ ) measured in the vicinity of the respective LED chain (LED1, LED2). are, and/or modified/adapted depending on their temperature differences. This is typically done using an analog and/or digital polynomial approximation.

Figur 2figure 2

2 entspricht im Wesentlichen 1 mit dem Unterschied, dass die erste LED-Kette nur zwei LEDs umfasst und der zugehörige erste Spannungsteiler demzufolge nur eine Reduktion der Spannung, die über die erste LED-Kette (LED1) abfällt um den Faktor 1:2 vornimmt. Die zweite LED-Kette (LED2) umfasst vier LEDs. Der zweite Spannungsteiler reduziert entsprechend die Spannung, die über die zweite LED-Kette (LED2) abfällt, um einen Faktor 1:6. 2 corresponds essentially 1 with the difference that the first LED chain comprises only two LEDs and the associated first voltage divider therefore only reduces the voltage that drops across the first LED chain (LED1) by a factor of 1:2. The second LED chain (LED2) includes four LEDs. The second voltage divider accordingly reduces the voltage drop across the second LED chain (LED2) by a factor of 1:6.

Figur 3figure 3

3 zeigt eine beispielhafte Vorrichtung mit drei LED-Ketten. Während die erste und die zweite LED-Kette der 1 entsprechen, wird die dritte LED-Kette (LED3) durch eine geregelte dritte Stromquelle (I3) mit einem dritten Nennstrom (I₃₀) versorgt. Ein dritter Spannungsteiler reduziert die Spannung, die über die dritte LED-Kette (LED3) abfällt um den Faktor 1:5. Damit sollte das Potenzial des dritten Abgriffs (ERR3) dem des ersten Abgriffs (ERR1) und des zweiten Abgriffs (ERR2) entsprechen. Der Auswerteschaltkreis vergleicht diese drei Potenziale der drei Abgriffe (ERR1, ERR2, ERR3) mit mindestens zwei Schwellwerten und signalisiert über das Fehlersignal (FS) nach außen, wenn mindestens eine der drei Potenzialdifferenzen zwischen diesen drei Potenzialen der drei Abgriffe (ERR1, ERR2, ERR3) außerhalb des durch die beiden Schwellwerte vorgegebenen Toleranzbereiches liegt. 3 shows an example device with three LED strings. While the first and the second LED chain of the 1 correspond, the third LED chain (LED3) is supplied with a third nominal current (I ₃₀ ) by a regulated third current source (I3). A third voltage divider reduces the voltage drop across the third LED chain (LED3) by a factor of 1:5. The potential of the third tap (ERR3) should therefore correspond to that of the first tap (ERR1) and the second tap (ERR2). The evaluation circuit compares these three potentials of the three taps (ERR1, ERR2, ERR3) with at least two threshold values and signals externally via the error signal (FS) if at least one of the three potential differences between these three potentials of the three taps (ERR1, ERR2, ERR3 ) lies outside the tolerance range specified by the two threshold values.

Figur 4figure 4

4 entspricht 2 mit dem Unterschied, dass ein dritter Abgriff (ERR3) eines dritten Potenzials direkt in der ersten LED-Kette (LED1) erfolgt und dass ein vierter Abgriff (ERR4) eines vierten Potenzials direkt in der zweiten LED-Kette (LED1) erfolgt. Der Auswerteschaltkreis vergleicht diese vier Potenziale der vier Abgriffe (ERR1, ERR2, ERR3, ERR4) mit mindestens zwei Schwellwerten und signalisiert über das Fehlersignal (FS) nach außen, wenn mindestens eine der vier Potenzialdifferenzen zwischen diesen vier Potenzialen der vier Abgriffe (ERR1, ERR2, ERR3, ERR4) außerhalb des durch die beiden Schwellwerte vorgegebenen Toleranzbereiches liegt. 4 is equivalent to 2 with the difference that a third tap (ERR3) of a third potential takes place directly in the first LED chain (LED1) and that a fourth tap (ERR4) of a fourth potential takes place directly in the second LED chain (LED1). The evaluation circuit compares these four potentials of the four taps (ERR1, ERR2, ERR3, ERR4) with at least two threshold values and signals externally via the error signal (FS) if at least one of the four potential differences between these four potentials of the four taps (ERR1, ERR2 , ERR3, ERR4) is outside the tolerance range specified by the two threshold values.

Figur 5figure 5

5 entspricht der 1 mit dem Unterschied, dass sie eine erste und deine zweite Temperaturmessvorrichtung (TM1, TM2) aufweist. Diese erfassen hier beispielhaft als weitere Fehlererkennungsparameter eine erste Temperatur (ϑ₁) der ersten LED-Kette (LED1) und eine zweite Temperatur (ϑ₂) der zweiten LED-Kette (LED2). Die Schwellwerte für die Erkennung eines Fehlerfalls hängen hier nun vorzugsweise von diesen zusätzlichen Fehlererkennungsparametern und/oder daraus abgeleiteten Fehlererkennungsparameter, beispielsweise deren Differenz und/oder erster und/oder weiterer zeitlicher Ableitungen ab. 5 equals to 1 with the difference that it has a first and a second temperature measuring device (TM1, TM2). Here, by way of example, they record a first temperature (θ ₁ ) of the first LED chain (LED1) and a second temperature (θ ₂ ) of the second LED chain (LED2) as additional error detection parameters. The threshold values for the detection of an error now preferably depend on these additional error detection parameters and/or error detection parameters derived therefrom, for example their difference and/or first and/or further time derivatives.

Figur 6figure 6

6 zeigt die beispielhafte erfindungsgemäße Komparatorschaltung, wie zuvor erläutert. 6 12 shows the exemplary comparator circuit according to the invention, as explained above.

Diese beispielhafte Teilvorrichtung verfügt beispielhaft über einem ersten Komparator (CMP1) mit einem ersten Eingang und einem dritten Eingang und einem ersten Komparatorausgang, der mit dem ersten Eingang mit dem ersten Abgriff (ERR1) verbunden ist.This exemplary sub-device has, by way of example, a first comparator (CMP1) with a first input and a third input and a first comparator output which is connected to the first input with the first tap (ERR1).

Des Weiteren weist sie einen zweiten Komparator (CMP2) mit einem zweiten Eingang und einem vierten Eingang und einem zweiten Komparatorausgang auf, der mit dem zweiten Eingang mit dem zweiten Abgriff (ERR2) verbunden ist.Furthermore, it has a second comparator (CMP2) with a second input and a fourth input and a second comparator output, which is connected to the second input with the second tap (ERR2).

Sie weist eine erste Offsetspannungsquelle (V_ERR1) auf, die auf der einen Seite mit dem ersten Abgriff (ERR1) und auf der anderen Seite mit dem vierten Eingang verbunden ist. Diese erste Offsetspannungsquelle (V_ERR1) dient wie zuvor der Darstellung eines ersten Schwellwertes mit dem das Potenzial am ersten Eingang des ersten Komparators durch den ersten Komparator (CMP1) verglichen wird. Hierdurch wird der erste Abgriff (ERR1) mit diesem ersten Schwellwert verglichen. Darüber hinaus weist sie eine zweite Offsetspannungsquelle (V_ERR2) auf, die auf der einen Seite mit dem zweiten Abgriff (ERR2) und auf der anderen Seite mit dem dritten Eingang verbunden ist. Diese zweite Offsetspannungsquelle (V_ERR2) dient wie zuvor der Darstellung eines zweiten Schwellwertes mit dem das Potenzial am zweiten Eingang des zweiten Komparators durch den zweiten Komparator (CMP2) verglichen wird. Hierdurch wird der zweite Abgriff (ERR2) mit diesem zweiten Schwellwert verglichen. Andere Realisierungen sind selbstverständlich möglich. Um das notwendige Ausgangssignal zu erzeugen verknüpft eine Logikschaltung den ersten und zweiten Komparatorausgang, um daraus ein Fehlersignal zu erzeugen und/oder ein Fehler-Flag zusetzen und/oder einen Registerinhalt zu ändern.It has a first offset voltage source (V _ERR1 ), which is connected to the first tap (ERR1) on one side and to the fourth input on the other side. As before, this first offset voltage source (V _ERR1 ) is used for Dar setting of a first threshold value with which the potential at the first input of the first comparator is compared by the first comparator (CMP1). As a result, the first tap (ERR1) is compared with this first threshold value. In addition, it has a second offset voltage source (V _ERR2 ), which is connected to the second tap (ERR2) on one side and to the third input on the other side. As before, this second offset voltage source (V _ERR2 ) is used to represent a second threshold value with which the potential at the second input of the second comparator is compared by the second comparator (CMP2). As a result, the second tap (ERR2) is compared with this second threshold value. Other implementations are of course possible. In order to generate the necessary output signal, a logic circuit links the first and second comparator output in order to generate an error signal from it and/or to set an error flag and/or to change a register content.

Figur 7figure 7

7 entspricht 6 mit dem beispielhaften Unterschied, dass die Schaltung zusätzlich Abgriffe innerhalb der Ketten über Kreuz auswertet. Die entsprechende externe Verschaltung ist beispielhaft in 4 Dargestellt. 7 is equivalent to 6 with the exemplary difference that the circuit also evaluates taps within the chains crosswise. The corresponding external wiring is shown as an example in 4 Shown.

Figur 8figure 8

8 zeigt 5 mit dem Unterschied, dass der erste Abgriff (ERR1) nicht über einen Spannungsteiler erfolgt, sondern direkt am Anfang der ersten LED-Kette (LED1). 8th shows 5 with the difference that the first tap (ERR1) does not take place via a voltage divider, but directly at the beginning of the first LED chain (LED1).

Vorteile der ErfindungAdvantages of the Invention

Die Erfindung ermöglicht die Überwachung der Funktion der LEDs in automobilen Anwendungen wie beispielsweise Bremsleuchten, Blinkern und Rückleuchten etc.The invention makes it possible to monitor the function of the LEDs in automotive applications such as brake lights, indicators and taillights, etc.

BezugszeichenlisteReference List

ASAS: Auswerteschaltkreisevaluation circuit
CMP1CMP1: erster Komparatorfirst comparator
CMP2CMP2: zweiter Komparatorsecond comparator
CMP3CMP3: dritter Komparatorthird comparator
CMP4CMP4: vierter Komparatorfourth comparator
ERR1ERR1: erste Abgrifffirst tap
ERR2ERR2: zweiter Abgriffsecond tap
ERR3ERR3: dritter Abgriffthird tap
ERR4ERR4: vierter Abgrifffourth tap
FSFS: Fehlersignalerror signal
GNDGND: gemeinsamer Knoten (Bezugspotenzial)common node (reference potential)
I1I1: erste geregelte Stromquellefirst regulated power source
I10I10: erster Nennstrom, die die erste Stromquelle (I1) für die erste LED-Kette (LED1) bereitstellt.first rated current that the first current source (I1) provides for the first LED chain (LED1).
I2I2: zweite geregelte Stromquellesecond regulated power source
I20I20: zweiter Nennstrom, die die zweite Stromquelle (I2) für die zweite LED-Kette (LED2) bereitstellt.second nominal current that the second current source (I2) provides for the second LED chain (LED2).
I3I3: dritte geregelte Stromquellethird regulated current source
I30I30: dritter Nennstrom, die die dritte Stromquelle (I3) für die dritte LED-Kette (LED3) bereitstellt.third nominal current that the third current source (I3) provides for the third LED chain (LED3).
LED1LED1: erste LED-Kettefirst LED chain
LED2LED2: zweite LED-Kettesecond LED chain
LED3LED3: dritte LED-Kettethird LED chain
LGLG: Logikschaltunglogic circuit
RR: Grundwiderstandbase resistance
R1R1: erster Gesamtwiderstand des ersten Spannungsteilers (RS1)first total resistance of the first voltage divider (RS1)
RS1RS1: erster Spannungsteiler mit erstem Gesamtwiderstand (R1)first voltage divider with first total resistance (R1)
R2R2: zweiter Gesamtwiderstand des zweiten Spannungsteilers (RS2)second total resistance of the second voltage divider (RS2)
RS2RS2: zweiter Spannungsteiler mit zweitem Gesamtwiderstand (R2)second voltage divider with second total resistance (R2)
R3R3: dritter Gesamtwiderstand des dritten Spannungsteilers (RS3)third total resistance of the third voltage divider (RS3)
RS3RS3: dritter Spannungsteiler mit drittem Gesamtwiderstand (R3)third voltage divider with third total resistance (R3)
ϑ91ϑ91: in der Nähe der ersten LED-Kette (LED1) gemessene erste Temperatur bzw. erstes Temperaturmesssignal, dass diese erste Temperatur repräsentiert.first temperature or first temperature measurement signal measured in the vicinity of the first LED chain (LED1) that represents this first temperature.
ϑ2ϑ2: in der Nähe der zweiten LED-Kette (LED2) gemessene zweite Temperatur bzw. zweites Temperaturmesssignal, dass diese zweite Temperatur repräsentiert.second temperature or second temperature measurement signal measured in the vicinity of the second LED chain (LED2) that represents this second temperature.
TM1TM1: erste Temperaurmessvorrichtung zur Messung der ersten Temperatur (ϑ₁)first temperature measuring device for measuring the first temperature (ϑ ₁ )
TM2TM2: zweite Temperaurmessvorrichtung zur Messung der zweiten Temperatur (ϑ₂)second temperature measuring device for measuring the second temperature (ϑ ₂ )
U1U1: Spannung (U1) zwischen diesem ersten Abgriff (ERR1) und dem gemeinsamen Knoten (GND)Voltage (U1) between this first tap (ERR1) and the common node (GND)
U2U2: Spannung (U2) zwischen diesem zweiten Abgriff (ERR2) und dem gemeinsamen Knoten (GND)Voltage (U2) between this second tap (ERR2) and the common node (GND)
U3U3: Spannung (U3) zwischen diesem drittem Abgriff (ERR3) und dem gemeinsamen Knoten (GND)Voltage (U3) between this third tap (ERR3) and the common node (GND)
ULED1ULED1: erste Flussspannung der LEDs der ersten LED-Kette (LED1)first forward voltage of the LEDs of the first LED chain (LED1)
ULED2ULED2: zweite Flussspannung der LEDs der zweiten LED-Kette (LED2)second forward voltage of the LEDs of the second LED chain (LED2)
ULED3ULED3: dritte Flussspannung der LEDs der dritten LED-Kette (LED3)third forward voltage of the LEDs of the third LED chain (LED3)
VERR1LOCK1: erste Offsetspannungsquellefirst offset voltage source
VERR2VERR2: zweite Offsetspannungsquellesecond offset voltage source
VERR3VERR3: dritte Offsetspannungsquellethird offset voltage source
VERR4VERR4: vierte Offsetspannungsquellefourth offset voltage source

Claims

Method for monitoring the electrical energy supply of at least a first LED chain (LED1) with n LEDs from a first regulated current source (I1) with a first rated current (I ₁₀ ) and at least a second LED chain (LED2) with m LEDs from a second Current source (I2) with a second rated current (I ₂₀ ), where m≠n, with the steps - generating a first tap potential as a first error detection parameter at a first tap (ERR1), which is strictly monotonically dependent on the voltage drop across the first LED chain (LED1) depends, by means of a first voltage divider (RS1), the first tap (ERR1) not being at the beginning of the first LED chain (LED1); - Generation of a second tap potential as a second error detection parameter at a second tap (ERR2), which is strictly monotonically dependent on the voltage drop across the second LED chain (LED2), the second tap (ERR2) possibly also at the beginning of the second LED Chain (LED2) can be done; - Comparing the voltage difference between the first tap potential and the second tap potential, with a first threshold value and a second threshold value, which is different from the first threshold value; - Signaling whether the voltage difference is between the first and the second threshold value.