DE102015118414A1

DE102015118414A1 - Erkennung von Kurzschlüssen einzelner Leuchtdioden in einem Mehrkanal-Leuchtdioden-Modul

Info

Publication number: DE102015118414A1
Application number: DE102015118414.1A
Authority: DE
Inventors: Marco Pamato; Maurizio Galvano; Damiano Sartori
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2015-10-28
Publication date: 2016-05-04
Also published as: US9544971B2; CN105572494A; US20160128139A1; CN105572494B

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Schaltung beschrieben, bei dem bzw. in der aus mehreren Lastreihen-Spannungen eine maximale Spannung bestimmt wird, wobei jede Lastreihen-Spannung der mehreren Lastreihen-Spannungen eine Spannung ist, die durch eine entsprechende Reihe von N Lasten aus mehreren Reihen von N Lasten definiert ist, wobei N eine ganze Zahl größer als eins ist. Außerdem kann eine minimale Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen bestimmt werden. Als Nächstes kann die maximale Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen mit der minimalen Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen verglichen werden, um eine Bestimmung vorzunehmen, ob die maximale Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen das Minimum aus den mehreren Lastreihen-Spannungen um eine Schwellenwertspannung überschreitet. Danach kann auf der Basis der Ergebnisse der Bestimmung eine Anzeige ausgegeben werden.

Description

Technisches Gebiet
Diese Anmeldung betrifft elektronische Schaltungen und insbesondere die Ausfallerkennung in Ketten von elektronischen Lasten, wie etwa in Leuchtdioden (Light Emitting Diodes, LEDs).
Hintergrund der Erfindung
Beleuchtungseinrichtungen (z. B. Lampen), welche Leuchtdioden (Light Emitting Diodes, LEDs) als lumineszierende Komponenten umfassen, können gewöhnlich nicht einfach an eine Spannungsversorgung angeschlossen werden, sondern müssen von speziellen Treiberschaltungen (oder Steuerschaltungen) angesteuert werden, die den LEDs einen definierten Laststrom zuführen, um eine gewünschte Strahlungsleistung (Strahlungsfluss) zu liefern. Da eine einzelne LED nur kleine Vorwärtsspannungen aufweist (die von etwa 1,5 V für GaAs-Infrarot-LEDs bis zu 4 V für violette und ultraviolette InGaN-LEDs reichen), verglichen mit gewöhnlich verwendeten Versorgungsspannungen (zum Beispiel 12 V, 24 V und 42 V bei Kraftfahrzeuganwendungen), werden mehrere LEDs in Reihe geschaltet, um sogenannte LED-Ketten zu bilden.
Bei vielen Anwendungen ist es wünschenswert, dass eine Fehlererkennung in die Treiberschaltungen (oder Steuerschaltungen) integriert ist, welche das Erkennen defekter LEDs in den mit der Treiberschaltung verbundenen LED-Ketten ermöglicht. Eine LED kann als ein Zweipol angesehen werden. Eine defekte LED kann sich entweder in einer Unterbrechung oder einem Kurzschluss zwischen den zwei Anschlüssen offenbaren. Falls eine LED einer LED-Kette infolge einer Unterbrechung ausfällt, ist dies relativ leicht zu erkennen, da die defekte LED den Strom für die gesamte LED-Kette unterbricht. Falls jedoch eine LED einer LED-Kette infolge eines Kurzschlusses ausfällt, hört nur die defekte LED zu leuchten auf, was möglicherweise schwerer zu erkennen ist. Es ist daher eine Aufgabe, Verfahren und Schaltungen bereitzustellen, mit welchen derartige Kurzschlüsse sicherer erkannt werden können.
Kurzfassung
Es werden ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Schaltung nach Anspruch 12 bereitgestellt. Die Unteransprüche definieren weitere Ausführungsformen.
Allgemein betrifft die Anmeldung ein Verfahren und eine Schaltung, bei dem bzw. in der aus mehreren Lastreihen-Spannungen eine maximale Spannung bestimmt wird, wobei jede Lastreihen-Spannung der mehreren Lastreihen-Spannungen eine Spannung ist, die durch eine entsprechende Reihe von N Lasten (insbesondere Reihenschaltung der N Lasten) aus mehreren Reihen von N Lasten definiert ist, wobei N eine ganze Zahl größer als eins ist. Außerdem wird eine minimale Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen bestimmt. Als Nächstes wird die maximale Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen mit der minimalen Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen verglichen, um eine Bestimmung vorzunehmen, ob die maximale Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen das Minimum aus den mehreren Lastreihen-Spannungen um eine Schwellenwertspannung überschreitet. Danach wird auf der Basis der Ergebnisse der Bestimmung eine Anzeige ausgegeben.
In einigen Beispielen umfasst ein Verfahren: Bestimmen einer maximalen Spannung aus mehreren Lastreihen-Spannungen, wobei jede Lastreihen-Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen eine Spannung ist, die durch eine entsprechende Reihe von N Lasten von mehreren Reihen von N Lasten definiert ist, wobei N eine ganze Zahl größer als eins ist; Bestimmen einer minimalen Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen; Vergleichen der maximalen Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen mit der minimalen Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen, um eine Bestimmung vorzunehmen, ob die maximale Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen das Minimum aus den mehreren Lastreihen-Spannungen um eine Schwellenwertspannung überschreitet; und Ausgeben einer Anzeige auf der Basis eines Ergebnisses der Bestimmung.
In einigen Beispielen umfasst eine Schaltung: eine Maximum-Auswahlschaltung, die mehrere Eingänge und einen Ausgang aufweist, wobei die Maximum-Auswahlschaltung dafür ausgelegt ist, jede Lastreihen-Spannung von mehreren Lastreihen-Spannungen an einem entsprechenden Eingang der mehreren Eingänge zu empfangen und eine maximale Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen am Ausgang der Maximum-Auswahlschaltung bereitzustellen, wobei jede Lastreihen-Spannung der mehreren Lastreihen-Spannungen eine Spannung ist, die durch eine entsprechende Reihe von N Lasten von mehreren Reihen von N Lasten definiert ist, wobei N eine ganze Zahl größer als eins ist; eine Minimum-Auswahlschaltung, die mehrere Eingänge und einen Ausgang aufweist, wobei die Minimum-Auswahlschaltung dafür ausgelegt ist, jede Lastreihen-Spannung der mehreren Lastreihen-Spannungen an einem entsprechenden Eingang der mehreren Eingänge der Minimum-Auswahlschaltung zu empfangen und eine minimale Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen am Ausgang der Minimum-Auswahlschaltung bereitzustellen; und eine Vergleichsschaltung, die einen Ausgang, einen ersten Eingang, welcher mit dem Ausgang der Maximum-Auswahlschaltung gekoppelt ist, und einen zweiten Eingang, welcher mit dem Ausgang der Minimum-Auswahlschaltung gekoppelt ist, aufweist, wobei die Vergleichsschaltung dafür ausgelegt ist, die maximale Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen mit der minimalen Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen zu vergleichen, um eine Bestimmung vorzunehmen, ob die maximale Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen das Minimum aus den mehreren Lastreihen-Spannungen um eine Schwellenwertspannung überschreitet; und um am Ausgang der Vergleichsschaltung auf der Basis eines Ergebnisses der Bestimmung eine Anzeige auszugeben.
Die Einzelheiten eines oder mehrerer Beispiele der Anmeldung werden in den beigefügten Zeichnungen und der nachstehenden Beschreibung dargelegt. Weitere Merkmale, Gegenstände und Vorteile der Anmeldung werden aus der Beschreibung und den Zeichnungen sowie aus den Ansprüchen ersichtlich.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Nicht einschränkende und nicht erschöpfende Beispiele der vorliegenden Anmeldung werden unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel einer Schaltung zur Ausfallerkennung für Ketten von elektronischen Lasten zeigt.
2 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel eines Prozesses zur Ausfallerkennung für Ketten von elektronischen Lasten zeigt.
3 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel der Schaltung von 1 zeigt.
4 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel der Schaltung von 3 gemäß Aspekten der vorliegenden Anmeldung zeigt.
Die 5A–5D sind Zeitablaufdiagramme, die beispielhafte Wellenformen von Beispielen von Wellenformen von V1–VM, Vcomp, Vmaxselout und Vminselout der Schaltung von 3 in einer Situation zeigen, in welcher ein einzelner Kurzschluss in einer der LED-Ketten vom Zeitpunkt t0 bis zum Zeitpunkt t1 vorliegt.
6 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel des Prozesses von 2 für ein Beispiel der Schaltung von 4 zeigt.
Ausführliche Beschreibung
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden verschiedene Beispiele dieser Anmeldung ausführlich beschrieben, wobei in den verschiedenen Ansichten gleiche Bezugszeichen durchgehend gleiche Teile und Anordnungen bezeichnen. Die Bezugnahme auf verschiedene Beispiele schränkt den Schutzbereich dieser Anmeldung nicht ein, welcher nur durch den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche eingeschränkt wird. Außerdem sollen beliebige Beispiele, die in dieser Beschreibung dargelegt werden, nicht einschränkend sein, und es werden lediglich einige der vielen möglichen Beispiele dieser Anmeldung dargelegt.
In der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen haben die folgenden Begriffe wenigstens die hierin explizit zugeordneten Bedeutungen, sofern der Kontext nichts anderes erfordert. Die nachfolgend angegebenen Bedeutungen schränken die Begriffe nicht zwangsläufig ein, sondern stellen lediglich Beispiele zur Veranschaulichung der Begriffe dar. Die Bedeutung von „ein, eine“ und „der, die, das“ schließt die Bezugnahme auf den Plural mit ein, und die Bedeutung von „in“ schließt „in“ und „auf“ ein. Der Ausdruck „bei einer Ausführungsform“ oder „in einem Beispiel“, wie er hier verwendet wird, bezieht sich nicht zwangsläufig auf dieselbe Ausführungsform oder dasselbe Beispiel, obwohl dies der Fall sein kann. In ähnlicher Weise bezieht sich der Ausdruck „bei einigen Ausführungsformen“ oder „in einigen Beispielen“, wie er hier verwendet wird, bei mehrmaliger Verwendung nicht zwangsläufig auf dieselben Ausführungsformen oder Beispiele, obwohl dies möglich sein kann. Der Begriff „oder“, wie er hier verwendet wird, ist ein inklusiver „Oder“-Operator und ist zu dem Begriff „und/oder“ äquivalent, sofern der Kontext nicht klar etwas anderes erfordert. Der Begriff „teilweise auf der Basis von“, „wenigstens teilweise auf der Basis von“ oder „auf der Basis von“ ist nicht exklusiv und lässt zu, dass weitere, nicht genannte Faktoren als Basis dienen, sofern der Kontext nicht klar etwas anderes erfordert. Der Begriff „Gate“ soll gegebenenfalls als ein generischer Begriff verstanden werden, der sowohl „Gate“ als auch „Basis“ beinhaltet, der Begriff „Source“ soll als ein generischer Begriff verstanden werden, der sowohl „Source“ als auch „Emitter“ beinhaltet, und der Begriff „Drain“ soll als ein generischer Begriff verstanden werden, der sowohl „Drain“ als auch „Kollektor“ beinhaltet. Der Begriff „gekoppelt“ bedeutet wenigstens entweder eine direkte elektrische Verbindung zwischen den verbundenen Teilen oder eine indirekte Verbindung über ein oder mehrere passive oder aktive Zwischenelemente. Der Begriff „Signal“ bedeutet wenigstens ein Strom-, Spannungs-, Ladungs-, Temperatur-, Daten- oder anderes Signal.
1 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel einer Schaltung (100) zur Ausfallerkennung für Ketten von elektronischen Lasten 110 zeigt. Die Schaltung 100 beinhaltet eine Maximum-Auswahlschaltung 120, eine Minimum-Auswahlschaltung 130 und eine Vergleichsschaltung 140. Ketten von elektronischen Lasten 110 beinhalten Reihen von Lasten 111 bis 11M, wobei M eine ganze Zahl größer als 1 ist. Jede Reihe von Lasten enthält Lasten LOAD1 bis LOADN, wobei N eine ganze Zahl größer als 1 ist. Jede Reihe von Lasten 111 bis 11M enthält dieselbe Anzahl von Lasten wie jede andere Reihe von Lasten 111 bis 11M. In jeder Reihe von Lasten 111 bis 11M ist jede der Lasten LOAD1 bis LOADN in Reihe geschaltet. Jede Reihe von Lasten 111 bis 11M ist mit einem entsprechenden Knoten N1 bis NM gekoppelt und dafür ausgelegt, am entsprechenden Knoten N1 bis NM eine Lastreihen-Spannung V1 bis VM bereitzustellen.
Jede Last LOAD1–LOADN ist dafür ausgelegt, im Wesentlichen denselben Spannungsabfall aufzuweisen wie jede der anderen Lasten LOAD1–LOADN in jeder der Reihen von Lasten 111 bis 11M, wenn im Wesentlichen dieselben Betriebsbedingungen vorliegen und wenn sie sich nicht in einem Ausfallzustand befindet. Dementsprechend stellt, wenn sich jede der Lasten unter im Wesentlichen denselben Betriebsbedingungen befindet, jede der Reihen von Lasten 111 bis 11M eine Lastreihen-Spannung V1 bis VM an den Knoten N1 bis NM bereit, so dass alle Spannungen V1 bis VM im Wesentlichen gleich sind. Obwohl jede Last LOAD1–LOADN dafür ausgelegt ist, im Wesentlichen denselben Spannungsabfall wie jede der anderen Lasten LOAD1–LOADN in jeder der Reihen von Lasten 111 bis 11M aufzuweisen, kann von Teil zu Teil eine gewisse Schwankung des Spannungsabfalls vorhanden sein.
Im Beispiel von 1 weist die Maximum-Auswahlschaltung 120 M Eingänge auf, wobei jeder Eingang mit einem entsprechenden Knoten N1 bis NM gekoppelt ist. Die Minimum-Auswahlschaltung 130 weist M Eingänge auf, wobei jeder Eingang mit einem entsprechenden Knoten N1 bis NM gekoppelt ist. Die Maximum-Auswahlschaltung 120 weist auch einen Ausgang auf, der mit einem Knoten ND1 gekoppelt ist. In ähnlicher Weise weist die Minimum-Auswahlschaltung 130 auch einen Ausgang auf, der mit einem Knoten ND2 gekoppelt ist. Die Vergleichsschaltung 140 weist einen mit dem Knoten ND1 gekoppelten ersten Eingang, einen mit dem Knoten ND2 gekoppelten zweiten Eingang und einen mit einem Knoten ND3 gekoppelten Ausgang auf.
Die Maximum-Auswahlschaltung 120 ist dafür ausgelegt, jede der Spannungen V1 bis VM an einem entsprechenden Eingang an den Knoten N1 bis NM zu empfangen. Die Maximum-Auswahlschaltung 120 ist ferner dafür ausgelegt, eine Spannung Vmax am Ausgang der Maximum-Auswahlschaltung 120 am Knoten ND1 derart bereitzustellen, dass die Spannung Vmax eine maximale Spannung aus den Spannungen V1 bis VM ist.
Die Minimum-Auswahlschaltung 130 ist dafür ausgelegt, jede der Spannungen V1 bis VM an einem entsprechenden Eingang an den Knoten N1 bis NM zu empfangen. Die Minimum-Auswahlschaltung 130 ist ferner dafür ausgelegt, eine Spannung Vmin am Ausgang der Minimum-Auswahlschaltung 130 am Knoten ND2 derart bereitzustellen, dass die Spannung Vmin am Ausgang der Minimum-Auswahlschaltung 130 am Knoten ND2 eine minimale Spannung aus den Spannungen V1 bis VM ist.
Die Vergleichsschaltung 140 ist dafür ausgelegt, die Spannung Vmax am ersten Eingang der Vergleichsschaltung 140 am Knoten ND1 zu empfangen, die Spannung Vmin am zweiten Eingang der Vergleichsschaltung 140 am Knoten ND2 zu empfangen und ein Anzeigesignal IND am Ausgang der Vergleichsschaltung 140 am Knoten ND3 auszugeben. Die Vergleichsschaltung 140 ist dafür ausgelegt, Vmax mit Vmin zu vergleichen, um eine Bestimmung vorzunehmen, ob Vmax Vmin um einen Schwellenwert (z. B. eine Schwellenwertspannung Vthresh) überschreitet, und über ein Signal IND eine auf einem Ergebnis der Bestimmung basierende Anzeige auszugeben.
In einigen Beispielen ist die Schwellenwertspannung Vthresh gleich einem erwarteten Spannungsabfall über einer der Lasten LOAD1 bis LOADN einer der Reihen von Lasten 111 bis 11M, dividiert durch zwei. In einigen Beispielen, in denen eine der Lasten LOAD1 bis LOADN jeder der Reihen von Lasten 111 bis 11M eine LED ist, ist Vthresh = VLED/2. Die Anmeldung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, und in anderen Beispielen der Anmeldung können auch andere geeignete Werte für die Schwellenwertspannung Vthresh verwendet werden.
In einigen Beispielen hat die Schwellenwertspannung Vthresh einen konstanten, festen Wert. In anderen Beispielen kann die Schwellenwertspannung Vthresh von einem Benutzer eingestellt und/oder verstellt werden, zum Beispiel durch Bereitstellen eines digitalen, analogen oder anderen Signals, welches verwendet wird, um die Schwellenwertspannung Vthresh einzustellen und/oder zu verstellen, durch Vorsehen eines externen Teils, wobei ein gewisser Wert des externen Teils die Schwellenwertspannung Vthresh einstellt und/oder verstellt, und/oder Ähnliches. In einigen Beispielen, in denen die Schwellenwertspannung Vthresh vom Benutzer eingestellt und/oder verstellt werden kann, können ein oder mehrere externe Kontaktstifte (nicht dargestellt) an der Schaltung 100 oder an einem Modul, welches die Schaltung 100 beinhaltet, für diesen Zweck vorgesehen sein.
Die Schwellenwertspannung Vthresh wird auf einen geeigneten Wert eingestellt, so dass unter ungünstigsten Bedingungen Ausfallzustände richtig erkannt werden können und unter ungünstigsten Bedingungen Ausfallzustände nicht fälschlicherweise erkannt werden. Diese Bedingungen können unter anderem Schwankungen in den Lasten beinhalten, wobei verschiedene Lasten Spannungsabfälle aufweisen könnten, die vom erwarteten Wert für den Spannungsabfall jeder Last verschieden sind, z. B. aufgrund von Fertigungsschwankungen.
Jede der Lasten LOAD1 bis LOADN jeder der Reihen von Lasten 111 bis 11M empfängt im Wesentlichen denselben Strom. Jede der Lasten LOAD1 bis LOADN jeder der Reihen von Lasten 111 bis 11M reagiert auf Änderungen in den Betriebsbedingungen ähnlich. Zum Beispiel reagiert jede der Lasten LOAD1 bis LOADN jeder der Reihen von Lasten 111 bis 11M auf eine im Wesentlichen ähnliche Weise auf Temperaturänderungen.
Die von der Schaltung 100 durchgeführte Ausfallerkennung kann im Wesentlichen temperaturunabhängig sein, da jede der Lasten LOAD1 bis LOADN jeder der Reihen von Lasten 111 bis 11M auf eine im Wesentlichen ähnliche Weise auf Temperaturschwankungen reagiert.
In einigen Beispielen ist jede der Lasten LOAD1 bis LOADN jeder der Reihen von Lasten 111 bis 11M eine Festkörper-LED. In diesen Beispielen ist jede der Reihen von Lasten 111 bis 11M eine Kette von in Reihe geschalteten Festkörper-LEDs. Jede Kette von in Reihe geschalteten Festkörper-LEDs empfängt im Wesentlichen denselben Strom. In einigen Beispielen empfängt jede Kette von in Reihe geschalteten LEDs einen geregelten Strom von einer LED-Treiberschaltung, wobei jede Kette von in Reihe geschalteten Festkörper-LEDs im Wesentlichen denselben geregelten Strom von der LED-Treiberschaltung empfängt. Jede der Lasten LOAD1 bis LOADN jeder der Reihen von Lasten 111 bis 11M weist einen Spannungsabfall von VLED auf. Außerdem befinden sich in diesen Beispielen alle Festkörper-LEDs in allen Ketten von in Reihe geschalteten Festkörper-LEDs auf demselben Modul.
Für die Beispiele, in denen jede der Lasten LOAD1 bis LOADN jeder der Reihen von Lasten 111 bis 11M eine Festkörper-LED ist, gibt es zahlreiche Anwendungen. In einigen Beispielen können die Ketten von in Reihe geschalteten Festkörper-LEDs in Kraftfahrzeuganwendungen verwendet werden. Ein Beispiel einer Kraftfahrzeuganwendung sind Scheinwerfer. Es existieren viele weitere Beispiele von Anwendungen der Ketten von in Reihe geschalteten Festkörper-LEDs, darunter verschiedenartige Beleuchtungsanwendungen.
In einigen Beispielen ist jede der Lasten LOAD1 bis LOADN jeder der Reihen von Lasten 111 bis 11M eine LED eines von einer Festkörper-LED verschiedenen Typs, wie etwa eine organische LED (OLED). In diesen Beispielen ist jede der Reihen von Lasten 111 bis 11M eine Kette von in Reihe geschalteten LEDs. Jede Kette von in Reihe geschalteten LEDs empfängt im Wesentlichen denselben Strom. In einigen Beispielen empfängt jede Kette von in Reihe geschalteten LEDs einen geregelten Strom von einer LED-Treiberschaltung, wobei jede Kette von in Reihe geschalteten LEDs im Wesentlichen denselben geregelten Strom von der LED-Treiberschaltung empfängt. Jede der Lasten LOAD1 bis LOADN jeder der Reihen von Lasten 111 bis 11M weist einen Spannungsabfall von VLED auf. Außerdem befinden sich in diesen Beispielen alle LEDs in allen Ketten von in Reihe geschalteten LEDs auf demselben Modul.
In einigen Beispielen ist jede der Lasten LOAD1 bis LOADN jeder der Reihen von Lasten 111 bis 11M eine Zener-Diode. In diesen Beispielen ist jede der Reihen von Lasten 111 bis 11M eine Kette von in Reihe geschalteten Zener-Dioden. Jede Kette von in Reihe geschalteten Zener-Dioden empfängt im Wesentlichen denselben Strom. Jede der Lasten LOAD1 bis LOADN jeder der Reihen von Lasten 111 bis 11M weist einen Spannungsabfall auf, welcher dem Vorwärtsspannungsabfall an der Zener-Diode entspricht.
In einigen Beispielen ist jede der Lasten LOAD1 bis LOADN jeder der Reihen von Lasten 111 bis 11M eine Diode. In diesen Beispielen ist jede der Reihen von Lasten 111 bis 11M eine Kette von in Reihe geschalteten Dioden. Jede Kette von in Reihe geschalteten Dioden empfängt im Wesentlichen denselben Strom. Jede der Lasten LOAD1 bis LOADN jeder der Reihen von Lasten 111 bis 11M weist einen Spannungsabfall auf, welcher dem Vorwärtsspannungsabfall an der Diode entspricht.
In einigen Beispielen ist jede der Lasten LOAD1 bis LOADN jeder der Reihen von Lasten 111 bis 11M ein bisher noch nicht erörtertes Schaltungselement, das eine Vorwärtsspannung aufweist, wenn es richtig vorgespannt ist und einen Strom empfängt. In diesen Beispielen ist jede der Reihen von Lasten 111 bis 11M eine Kette von in Reihe geschalteten Schaltungselementen. Jede Kette von in Reihe geschalteten Schaltungselementen empfängt im Wesentlichen denselben Strom. Jede der Lasten LOAD1 bis LOADN jeder der Reihen von Lasten 111 bis 11M weist einen Spannungsabfall auf, welcher dem Vorwärtsspannungsabfall am Schaltungselement entspricht.
In einigen Beispielen ist jede der Lasten LOAD1 bis LOADN jeder der Reihen von Lasten 111 bis 11M ein Widerstand. In diesen Beispielen ist jede der Reihen von Lasten 111 bis 11M eine Kette von in Reihe geschalteten Widerständen. Jede Kette von in Reihe geschalteten Widerständen empfängt im Wesentlichen denselben Strom. Jede der Lasten LOAD1 bis LOADN jeder der Reihen von Lasten 111 bis 11M weist einen Spannungsabfall auf, der dem Strom durch den Widerstand, multipliziert mit dem Widerstandswert des Widerstands, entspricht. Jeder der Widerstände in jeder Kette von in Reihe geschalteten Widerständen weist im Wesentlichen denselben Widerstandswert auf und reagiert auf Schwankungen in den Betriebsbedingungen wie etwa Temperaturänderungen ähnlich.
In einigen Beispielen ist jede der Lasten LOAD1 bis LOADN jeder der Reihen von Lasten 111 bis 11M eine resistive Last, bei der es sich nicht um einen Widerstand handelt. In diesen Beispielen ist jede der Reihen von Lasten 111 bis 11M eine Kette von in Reihe geschalteten resistiven Lasten. Jede Kette von in Reihe geschalteten resistiven Lasten empfängt im Wesentlichen denselben Strom. Jede der Lasten LOAD1 bis LOADN jeder der Reihen von Lasten 111 bis 11M weist einen Spannungsabfall auf, der dem Strom durch die resistive Last, multipliziert mit dem Widerstand der resistiven Last, entspricht. Jede der resistiven Lasten in jeder Kette von in Reihe geschalteten resistiven Lasten weist im Wesentlichen denselben Widerstand auf und reagiert auf Schwankungen in den Betriebsbedingungen wie etwa Temperaturänderungen ähnlich.
In einigen Beispielen hat das Signal IND einen ersten Wert, wenn Vmax Vmin um mehr als eine Schwellenwertspannung Vthresh überschreitet, und das Signal IND hat einen zweiten Wert, wenn Vmax Vmin nicht um mehr als die Schwellenwertspannung Vthresh überschreitet. Wenn Vmax Vmin um mehr als die Schwellenwertspannung Vthresh überschreitet, zeigt dies auf einen Ausfall wie etwa einen Kurzschlusszustand an einer der Lasten LOAD1 bis LOADN in einer der Reihen von Lasten 111 bis 11M an. In einigen Beispielen liefert die Schaltung 100 keine Anzeige, welche Last einen Ausfall aufweist, sondern nur eine Anzeige, ob ein Ausfall in einer der Lasten vorliegt oder nicht. Zu den Ausfallzuständen, welche die Schaltung 100 zu erkennen in der Lage ist, gehört ein einzelner Kurzschluss. Die Schaltung 100 ist in der Lage, Ausfallzustände, darunter einen einzelnen Kurzschlusszustand, zu erkennen, ohne irgendwelche zusätzlichen, speziell hierfür bestimmten Kontaktstifte zu benötigen.
In einigen Beispielen der Schaltung 100 wird die Schwellenwertspannung Vthresh als Teil der Funktion der Vergleichsschaltung 140 bereitgestellt, so dass die Maximum-Auswahlschaltung 120 die maximale Spannung Vmax aus V1 bis VM bereitstellt, die Minimum-Auswahlschaltung 130 die minimale Spannung Vmin aus V1 bis VM bereitstellt und die Vergleichsschaltung 140 die Schwellenwertspannung Vthresh als einen Spannungs-Offset bereitstellt und Vmax – Vthresh mit Vmin vergleicht, um zu bestimmen, ob Vmax – Vthresh oder Vmin größer ist. In anderen Beispielen stellt die Maximum-Auswahlschaltung 120 den Offset bereit, so dass die Maximum-Auswahlschaltung 120 Vmax – Vthresh ausgibt, die Minimum-Auswahlschaltung 130 Vmin ausgibt und die Vergleichsschaltung 140 die Ausgänge Vmax – Vthresh und Vmin vergleicht. In diesem Falle ist die Funktionalität dieselbe, und der Unterschied besteht lediglich darin, welche Schaltung den Offset von Vthresh bereitstellt. In ähnlicher Weise gibt in anderen Beispielen die Maximum-Auswahlschaltung 120 Vmax aus, die Minimum-Auswahlschaltung 130 gibt Vmin + Vthresh aus, und die Vergleichsschaltung 140 vergleicht die Ausgänge Vmax und Vmin + Vthresh. Diese Beispiele und andere sind im Schutzumfang und Wesen der Anmeldung eingeschlossen. Jedoch trifft ungeachtet dessen, ob der Offset der Schwellenwertspannung Vthresh in der Maximum-Auswahlschaltung 120, der Minimum-Auswahlschaltung 130 oder der Vergleichsschaltung 140 bereitgestellt wird, die Feststellung zu, dass die Maximum-Auswahlschaltung 120 eine maximale Spannung aus den Spannungen V1 bis VM bereitstellt (welche in einigen Beispielen dann anschließend um die Schwellenwertspannung Vthresh verschoben werden kann), die Minimum-Auswahlschaltung 130 eine minimale Spannung aus den Spannungen V1 bis VM bereitstellt (welche in einigen Beispielen dann anschließend um die Schwellenwertspannung Vthresh verschoben werden kann), und dass die Vergleichsschaltung 140 Vmax mit Vmin vergleicht, um eine Bestimmung vorzunehmen, ob Vmax Vmin um einen Schwellenwert überschreitet (dies trifft zu, gleichgültig, ob der Schwellenwert von der Maximum-Auswahlschaltung 120, der Minimum-Auswahlschaltung 130, der Vergleichsschaltung 140 oder irgendeinem anderen Mittel bereitgestellt wird).
2 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel eines Prozesses (250) zur Ausfallerkennung für Ketten von elektronischen Lasten zeigt. Folgendes ist ein Beispiel eines Prozesses 250, wie er von der Schaltung 100 durchgeführt wird. Die Anmeldung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, und in anderen Beispielen können andere geeignete Vorrichtungen und/oder Schaltungen den Prozess von 2 innerhalb des Schutzbereichs und Wesens der Anmeldung implementieren.
Nach einem Startblock bestimmt die Maximum-Auswahlschaltung 120 eine maximale Spannung aus mehreren Lastreihen-Spannungen (251). Jede Lastreihen-Spannung der mehreren Lastreihen-Spannungen ist eine Spannung, die von einer Reihe von N Lasten bereitgestellt wird, wobei N eine ganze Zahl größer als eins ist. Danach bestimmt die Minimum-Auswahlschaltung 130 eine minimale Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen (252).
Als Nächstes vergleicht die Vergleichsschaltung 140 die maximale Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen mit der minimalen Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen, um eine Bestimmung vorzunehmen, ob die maximale Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen das Minimum aus den mehreren Lastreihen-Spannungen um einen Schwellenwert überschreitet (253). Anschließend gibt die Vergleichsschaltung 140 auf der Basis eines Ergebnisses der Bestimmung eine Anzeige aus (254). Der Prozess wird dann mit einem Rückkehrblock fortgesetzt, wo eine andere Verarbeitung wiederaufgenommen wird.
3 ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel der Schaltung 300 und von Ketten elektronischer Lasten 310 zeigt, welche als Beispiele für die Schaltung 100 und die Ketten elektronischer Lasten 110 von 1 dienen können, und ferner eine LED-Treiberschaltung 360 zeigt.
In dem in 3 dargestellten speziellen Beispiel ist der Offset der Spannung Vthresh, der in diesem Beispiel als VLED/2 dargestellt ist, in der Maximum-Auswahlschaltung 320 anstatt in der Vergleichsschaltung 340 vorhanden. Wie oben in Bezug auf 1 erläutert wurde, kann in verschiedenen Beispielen der Offset zum Beispiel in der Maximum-Auswahlschaltung, der Minimum-Auswahlschaltung oder der Vergleichsschaltung vorhanden sein.
Die Vergleichsschaltung 340 weist einen Komparator 341 auf. Ketten elektronischer Lasten 310 beinhalten eine in Reihe geschaltete LED-Kette 311, eine in Reihe geschaltete LED-Kette 312 und eine in Reihe geschaltete LED-Kette 313. Die in Reihe geschaltete LED-Kette 311 weist LEDs LD1–LD3 auf, die in Reihe geschaltete LED-Kette 312 weist LEDs LD4–LD6 auf, und die in Reihe geschaltete LED-Kette 313 weist LEDs LD7–LD9 auf. Die LEDs LD1 bis LD3 sind miteinander in Reihe geschaltet, wobei die LED LD1 mit einem Knoten N1 gekoppelt ist. Die LEDs LD4 bis LD6 sind miteinander in Reihe geschaltet, wobei die LED LD4 mit einem Knoten N2 gekoppelt ist. Die LEDs LD7 bis LD9 sind miteinander in Reihe geschaltet, wobei die LED LD7 mit einem Knoten N3 gekoppelt ist. Alle LEDs LD1 bis LD9 befinden sich auf demselben Modul.
Jede der LEDs LD1 bis LD9 ist so gewählt, dass sie denselben erwarteten Vorwärtsspannungsabfall VLED aufweist. Zum Beispiel kann jede der LEDs LD1 bis LD9 von derselben Farbe und Binning-Klasse sein, wobei LEDs derselben Farbe und Binning-Klasse denselben erwarteten Vorwärtsspannungsabfall VLED aufweisen. Doch obwohl die LEDs denselben erwarteten Vorwärtsspannungsabfall VLED aufweisen, kann der tatsächliche Spannungsabfall der verschiedenen LEDs von Teil zu Teil variieren. Zum Beispiel kann eine rote LED der Binning-Klasse 3B einen erwarteten Vorwärtsspannungsabfall von 2,125 V aufweisen, doch der tatsächliche Spannungsabfall variiert typischerweise von 2,05 V bis 2,20 V. Die Schwellenwertspannung Vthresh ist ausreichend groß, um sicherzustellen, dass nicht infolge einer Schwankung des tatsächlichen Vorwärtsspannungsabfalls der LEDs von Teil zu Teil fälschlicherweise ein Fehler erkannt wird.
3 zeigt ein spezielles Beispiel, in welchem drei in Reihe geschaltete LED-Ketten vorhanden sind, wobei jede in Reihe geschaltete LED-Kette drei in Reihe geschaltete LEDs aufweist. Jedoch sind, wie oben in Bezug auf 1 ausführlicher erläutert wurde, allgemeiner M in Reihe geschaltete LED-Ketten vorhanden, wobei jede in Reihe geschaltete LED-Kette N in Reihe geschaltete LEDs aufweist, wobei sowohl N als auch M ganze Zahlen größer als eins sind. In dem in 3 dargestellten speziellen Beispiel ist beispielsweise N = 3 und M = 3.
Außerdem zeigt 3 ein spezielles Beispiel, in welchem Ketten von in Reihe geschalteten Lasten 310 Ketten von in Reihe geschalteten LEDs beinhalten. Wie oben in Bezug auf 1 ausführlicher erläutert wurde, können in verschiedenen Beispielen anstelle von LEDs verschiedene andere Typen von Lasten verwendet werden. Ketten von in Reihe geschalteten LEDs sind ein Beispiel von Ketten von in Reihe geschalteten Lasten 310, andere Beispiele können innerhalb des Schutzbereichs und Wesens der Anmeldung verwendet werden.
Außerdem zeigt 3 ein spezielles Beispiel, in welchem die Schwellenwertspannung Vthresh einen festen Wert VLED/2 hat. In anderen Beispielen können, wie oben in Bezug auf 1 ausführlicher erläutert wurde, andere geeignete Werte für die Schwellenwertspannung Vthresh verwendet werden, und in einigen Beispielen kann die Schwellenwertspannung Vthresh vom Benutzer eingestellt und/oder verstellt werden. Diese Beispiele und andere liegen im Schutzbereich und Wesen der Anmeldung.
Außerdem zeigt 3 ein spezielles Beispiel, in welchem Ketten von in Reihe geschalteten LEDs 310 mit Erde gekoppelt sind, so dass die Spannungen V1 bis V3 auf Erde bezogen sind. In anderen Beispielen können die Spannungen V1 bis V3 auf eine andere Spannung als Erde bezogen sein.
Außerdem können, obwohl die Maximum-Auswahlschaltung 320 und die Minimum-Auswahlschaltung 330 als getrennte Schaltungen dargestellt sind, in einigen Beispielen einige Schaltungen vorhanden sein, die der Maximum-Auswahlschaltung 320 und der Minimum-Auswahlschaltung 330 gemeinsam sind, so dass in diesen Beispielen ein Abschnitt der Maximum-Auswahlschaltung 320 ein Abschnitt der Minimum-Auswahlschaltung 330 ist.
Außerdem ist, obwohl die Schaltung 300 als eine von der LED-Treiberschaltung 360 getrennte Schaltung dargestellt ist, die Schaltung 300 in einigen Beispielen Teil der LED-Treiberschaltung 360 und keine von der LED-Treiberschaltung 360 getrennte Schaltung.
Die LED-Treiberschaltung 360 ist dafür ausgelegt, jeder der jeweiligen in Reihe geschalteten LED-Ketten 311 bis 313 Ströme Iout1 bis Iout3 zuzuführen. Die LED-Treiberschaltung 360 ist dafür ausgelegt, die Ströme Iout1 bis Iout3 als geregelte Ströme zuzuführen, so dass die Ströme Iout1 bis Iout3 alle im Wesentlichen denselben Stromwert haben.
Die Maximum-Auswahlschaltung 320 ist dafür ausgelegt, die Spannungen V1 bis V3 zu empfangen und am Knoten ND1 eine Spannung Vmaxselout bereitzustellen, eine Spannung, die gleich der maximalen Spannung aus den Spannungen V1 bis V3 minus VLED/2 ist. Die Minimum-Auswahlschaltung 330 ist dafür ausgelegt, die Spannungen V1 bis V3 zu empfangen und am Knoten ND2 eine Spannung Vminselout bereitzustellen, eine Spannung, die gleich der minimalen Spannung aus den Spannungen V1 bis V3 ist.
Die Vergleichsschaltung 340 ist dafür ausgelegt, die Spannung Vmaxselout mit der Spannung Vminselout zu vergleichen und auf der Basis des Vergleichs eine Spannung Vcomp am Knoten ND3 bereitzustellen. Die Spannung Vcomp ist ein Beispiel des Signals IND von 1.
Wenn die Spannung Vmax – VLED/2 kleiner als Vmin ist, stellt der Komparator 341 Vcomp derart bereit, dass Vcomp nicht gesetzt wird, was anzeigt, dass kein Ausfall erkannt wird. Umgekehrt, wenn die Spannung Vmax – VLED/2 größer als Vmin ist, setzt der Komparator 341 Vcomp, was anzeigt, dass ein Ausfall erkannt wird, wie etwa ein Kurzschlusszustand in einer oder mehreren der LEDs LD1 bis LD9. Die Schaltung 300 ist in der Lage, einen Kurzschluss (unter den LEDs LD1 bis LD9) zu erkennen, und wenn ein einzelner Kurzschluss erkannt wird, wird Vcomp gesetzt. Der einzelne Kurzschluss wird erkannt, sobald Vmax – VLED/2 größer als Vmin ist.
In einigen Beispielen kann die Spannung Vcomp als ein Zustandssignal wirken, welches über einen Zustandsstift (nicht dargestellt) ausgegeben wird, so dass die Vergleichsschaltung 340 ein Anzeigesignal IND als ein Zustandssignal bereitstellt. In verschiedenen Beispielen können andere Schaltungen auf unterschiedliche Weisen reagieren, wenn die Spannung Vcomp gesetzt wird. In einigen Beispielen wird das Modul, welches die Lasten LD1 bis LD9 aufweist, ausgeschaltet, wenn die Spannung Vcomp gesetzt wird, und dementsprechend werden sämtliche LEDs LD1 bis LD9 ausgeschaltet.
4 ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel einer Schaltung 400, Ketten elektronischer Lasten 410 und eine LED-Treiberschaltung 460 zeigt, welche als Beispiele für die Schaltung 300, die Ketten elektronischer Lasten 310 und die LED-Treiberschaltung 360 von 3 verwendet werden können.
Eine Minimum-Auswahlschaltung 430 weist Dioden D1 bis D3 und eine Vorspannungsstromquelle 421 auf. Eine Maximum-Auswahlschaltung 420 weist Dioden D4 bis D6 und eine Vorspannungsstromquelle 431 auf. Eine Vergleichsschaltung 440 weist einen Komparator 441 und einen Transistor Q1 auf. Der Transistor Q1 weist eine mit einem Knoten ND2 gekoppelte Basis, einen mit VDD gekoppelten Kollektor und einen mit einem Knoten ND4 gekoppelten Emitter auf. Der Komparator 441 weist einen mit dem Knoten ND4 gekoppelten ersten Eingang, einen mit einem Knoten ND1 gekoppelten zweiten Eingang und einen mit einem Knoten ND3 gekoppelten Ausgang auf. Der erste Eingang des Komparators 441 ist mit dem Knoten ND2 über den Transistor Q1 als Zwischenelement gekoppelt.
Die Stromquelle 421 ist eine Stromquelle, welche dafür ausgelegt ist, einen Vorspannungsstrom I_bias1 bereitzustellen. Die Stromquelle 421 ist zwischen VDD und den Knoten ND2 geschaltet. Die Stromquelle 431 ist eine Stromquelle, welche dafür ausgelegt ist, einen Vorspannungsstrom I_bias2 bereitzustellen. Die Stromquelle 431 ist zwischen den Knoten ND2 und Erde geschaltet. Der Transistor Q1 ist dafür ausgelegt, als ein Spannungsfolger zu arbeiten, so dass die Spannung am Knoten ND4 gleich Vmin + Vdiode –V_BEQ1 ist, was im Wesentlichen gleich Vmin ist (da Vdiode im Wesentlichen gleich V_BEQ1 ist). Die Dioden D4–D6 sind so ausgelegt, dass Vdiode gleich Vthresh ist. In einigen Beispielen sind die Dioden D4–D6 so ausgelegt, dass Vdiode gleich VLED/2 ist.
Obwohl 4 ein spezielles Beispiel der Maximum-Auswahlschaltung 420 und der Minimum-Auswahlschaltung 430 zeigt, ist die Anmeldung nicht darauf beschränkt. Es können beliebige geeignete analoge, digitale oder analoge und digitale Mittel, die zum Auswählen der maximalen Spannung aus V1 und V3 geeignet sind, für die Maximum-Auswahlschaltung 420 verwendet werden. In ähnlicher Weise können beliebige geeignete analoge, digitale oder analoge und digitale Mittel, die zum Auswählen der maximalen Spannung aus V1 und V3 geeignet sind, für die Minimum-Auswahlschaltung 430 verwendet werden. In einigen Beispielen kann die Maximum-Auswahlschaltung 420 und/oder Minimum-Auswahlschaltung 430 eine Anzahl von Komparatoren in Verbindung mit Logik und einem Multiplexer sein, um das Maximum oder Minimum aus V1 bis V3 zu bestimmen und auszugeben.
In anderen Beispielen kann die Maximum-Auswahlschaltung 420 und/oder Minimum-Auswahlschaltung 430 einen Komparator mit mehreren Eingängen und einen Multiplexer aufweisen. In einigen Beispielen kann die Maximum-Auswahlschaltung 420 und/oder Minimum-Auswahlschaltung 430 die Spannungen V1 bis V3 mit einem Analog-Digital-Wandler in digitale Werte umwandeln, digitale Logik oder Ähnliches verwenden, um zu bestimmen, welcher Wert das Maximum und/oder das Minimum ist, das Ergebnis als einen digitalen Wert ausgeben und danach einen Digital-Analog-Wandler verwenden, um den ausgegebenen digitalen Wert in eine Spannung umzuwandeln, oder in anderen Beispielen stattdessen den ausgegebenen digitalen Wert verwenden, um einen Multiplexer anzusteuern, um das bestimmte Maximum oder Minimum aus V1 bis V3 am Ausgang der Maximum-Auswahlschaltung 420 und/oder Minimum-Auswahlschaltung 430 auszuwählen.
Wie oben erläutert, kann in einigen Beispielen ein Teil der Schaltungen oder können alle Schaltungen der Maximum-Auswahlschaltung 420 und Minimum-Auswahlschaltung 430 kombiniert werden. In einigen Beispielen kann die Schaltung 400, anstatt getrennte Schaltungen als Maximum-Auswahlschaltung 420 und Minimum-Auswahlschaltung 430 zu verwenden, eine einzige Maximum-/Minimum-Auswahlschaltung verwenden, welche sowohl eine maximale Spannung Vmax als das Maximum aus den Spannungen V1 bis V3 als Vmax als auch eine minimale Spannung aus V1 bis V3 als Vmin ausgibt. In diesen Beispielen kann jedoch die kombinierte Schaltung nach wie vor als eine Maximum-Auswahlschaltung und eine Minimum-Auswahlschaltung betrachtet werden, wobei diejenigen Abschnitte der Schaltungsanordnung, welche die maximale Spannung aus V1 bis V3 bestimmen und ausgeben, als die Maximum-Auswahlschaltung angesehen werden, und diejenigen Abschnitte der Schaltungsanordnung, welche die minimale Spannung aus V1 bis V3 bestimmen und ausgeben, als die Minimum-Auswahlschaltung, und selbst wenn die Maximum-Auswahlschaltung und die Minimum-Auswahlschaltung einige Schaltungen gemeinsam verwenden, können sie nach wie vor als eine Maximum-Auswahlschaltung und eine Minimum-Auswahlschaltung betrachtet werden.
Die 5A–5D sind Zeitablaufdiagramme, die beispielhafte Wellenformen von Beispielen von Wellenformen von V1–VM, Vcomp, Vmaxselout und Vminselout der Schaltung 300 von 3 in einer Situation zeigen, in welcher ein einzelner Kurzschluss in einer der LED-Ketten 311–313 vom Zeitpunkt t0 bis zum Zeitpunkt t1 vorliegt. 5A zeigt ein Zeitablaufdiagramm einer Wellenform 571 derjenigen von den LED-Ketten 311–313, die einen einzelnen Kurzschluss vom Zeitpunkt t0 bis zum Zeitpunkt t1 aufweist (das heißt, derjenigen von den Spannungen V1–VM, die der LED-Kette mit dem Kurzschluss entspricht). Wie dargestellt, weist die Wellenform 571 vom Zeitpunkt t0 bis zum Zeitpunkt t1, wenn ein Kurzschluss in einer der LEDs der Kette vorliegt, eine Spannung auf, die 2 LEDs entspricht, und zu anderen Zeitpunkten eine Spannung, die 3 LEDs entspricht.
5B zeigt ein Zeitablaufdiagramm eines Beispiels einer Wellenform 572 derjenigen LED-Ketten 311–313, welche keinen Kurzschluss aufweisen. Das heißt, jede Wellenform 572 zeigt jede Reihenspannung V1–VM mit Ausnahme derjenigen, die in 5A dargestellt ist. Wie dargestellt, weist die Wellenform 572 eine Spannung auf, die 3 LEDs entspricht.
5C zeigt ein Zeitablaufdiagramm von Beispielen von Wellenformen 573 und 574 von Spannungen Vmaxselout bzw. Vminselout. Wie oben in Bezug auf 3 erläutert wurde, ist die Spannung Vmaxselout gleich dem Maximum aus V1 bis V3 minus VLED/2, und die Spannung Vminselout ist gleich dem Minimum aus V1 bis V3. Wie dargestellt, ist die Wellenform 573 gleich der Spannung von 2,5 LEDs. Die Wellenform 574 ist gleich 2 LEDs vom Zeitpunkt t0 bis zum Zeitpunkt t1 und gleich 3 LEDs zu anderen Zeitpunkten.
5D zeigt ein Zeitablaufdiagramm eines Beispiels einer Wellenform 575 der Spannung Vcomp. Wie dargestellt, entspricht die Wellenform 575 bis zum Zeitpunkt t0 einem logischen Low-Pegel, da, wie in 5C dargestellt, die Wellenform 574 (die Vmaxselout entspricht) kleiner als die Wellenform 573 (die Vminselout entspricht) ist. Vor dem Zeitpunkt t0 verläuft die Wellenform 575 auf einem logischen Low-Pegel, was anzeigt, dass kein Kurzschluss erkannt wird. Etwa zum Zeitpunkt t0 fällt die Wellenform 573 unter die Wellenform 574, und daher wechselt die Wellenform 575 von einem logischen Low- zu einem logischen High-Pegel, was anzeigt, dass ein Kurzschluss erkannt wird. In diesem Falle wird ein einzelner Kurzschluss in einer der Ketten erkannt.
Etwa zum Zeitpunkt t1 steigt die Wellenform 573 über die Wellenform 574 an, und daher wechselt die Wellenform 575 von dem logischen High-Pegel zurück zu dem logischen Low-Pegel, was anzeigt, dass der Kurzschlusszustand nicht mehr vorliegt.
6 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel eines Prozesses (650) für die Ausfallerkennung für Ketten in Reihe geschalteter LEDs veranschaulicht. Das Folgende ist ein Beispiel eines Prozesses 650, wie er von der Schaltung 400 durchgeführt wird. Die Anmeldung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, und in anderen Beispielen können andere geeignete Vorrichtungen und/oder Schaltungen die Schaltung 400 innerhalb des Schutzbereichs und Wesens der Anmeldung implementieren.
Nach einem Startblock bestimmt die Maximum-Auswahlschaltung 420 eine maximale Spannung (Vmax) aus LED-Reihen-Spannungen V1 bis V3 (651). Danach bestimmt die Minimum-Auswahlschaltung 430 die minimale Spannung (Vmin) aus den LED-Reihen-Spannungen V1 bis V3 (652).
Als Nächstes vergleicht die Vergleichsschaltung 440 Vmax mit Vmin, um eine Bestimmung vorzunehmen, ob (Vmax – VLED/2) größer als Vmin (655) ist. Ist dies der Fall, gibt die Vergleichsschaltung 440 Vcomp mit einem ersten logischen Pegel aus (d. h. dem „gesetzten“ logischen Pegel, wobei Vcomp in einigen Beispielen „high“ gesetzt und in anderen Beispielen „low“ gesetzt werden kann) (656). Der Prozess wird dann mit einem Rückkehrblock fortgesetzt, wo eine andere Verarbeitung wiederaufgenommen wird.
Falls jedoch am Entscheidungsblock 655 die Vergleichsschaltung 440 bestimmt, dass Vmin größer als (Vmax – VLED/2) ist, gibt die Vergleichsschaltung 440 Vcomp mit einem zweiten logischen Pegel aus (657). Der Prozess wird dann mit einem Rückkehrblock fortgesetzt, wo eine andere Verarbeitung wiederaufgenommen wird.
Es wurden verschiedene Beispiele beschrieben. Viele Einzelheiten von Vorgehensweisen dieser Anmeldung wurden im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben, welche eine Mehrkanal-Einzel-LED aufweist. Die Vorgehensweise kann jedoch auch in Bezug auf andere Typen von Halbleiterlichtquellen angewendet werden, oder in anderen Situationen oder Vorrichtungen, welche mehrere Lastreihen-Spannungen definieren. Diese und andere Beispiele liegen im Schutzbereich der folgenden Ansprüche.

Claims

Verfahren, welches umfasst: Bestimmen einer maximalen Spannung von mehreren Lastreihen-Spannungen, wobei jede Lastreihen-Spannung der mehreren Lastreihen-Spannungen eine Spannung ist, die durch eine entsprechende Reihe von N Lasten aus mehreren Reihen von N Lasten definiert ist, wobei N eine ganze Zahl größer als eins ist; Bestimmen einer minimalen Spannung der mehreren Lastreihen-Spannungen; Vergleichen der maximalen Spannung der mehreren Lastreihen-Spannungen mit der minimalen Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen, um zu bestimmen, ob die maximale Spannung der mehreren Lastreihen-Spannungen die minimale Spannung der mehreren Lastreihen-Spannungen um zumindest eine Schwellenwertspannung überschreitet; und Ausgeben einer Anzeige auf der Basis des Bestimmens.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei jede Last jeder Reihe von N Lasten der mehreren Reihen von N Lasten eine Diode ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei jede Last jeder Reihe von N Lasten der mehreren Reihen von N Lasten einen erwarteten Spannungsabfall aufweist und wobei die Schwellenwertspannung im Wesentlichen gleich der Hälfte des erwarteten Spannungsabfalls ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, wobei die Schwellenwertspannung eine im Wesentlichen feste, konstante Spannung ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, welches ferner ein Verstellen der Schwellenwertspannung auf der Basis einer Benutzereingabe umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–5, wobei das Bestimmen im Wesentlichen unabhängig von der Temperatur ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–6, wobei das Ausgeben der Anzeige ein Ausgeben eines Zustandssignals beinhaltet, derart, dass das Zustandssignal einen ersten Logikpegel aufweist, falls bestimmt wird, dass die maximale Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen das Minimum aus den mehreren Lastreihen-Spannungen um zumindest die Schwellenwertspannung überschreitet, und derart, dass das Zustandssignal andernfalls einen zweiten Logikpegel aufweist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Vergleichen der maximalen Spannung mit der minimalen Spannung derart durchgeführt wird, dass ein Wert der Schwellenwertspannung so beschaffen ist, dass das Zustandssignal den ersten Logikpegel aufweist, wenn ein einzelner Kurzschlusszustand bei irgendeiner der Lasten in irgendeiner der mehreren Reihen von N Lasten auftritt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–8, wobei jede Last jeder Reihe von N Lasten der mehreren Reihen von N Lasten eine Leuchtdiode ist.
Verfahren nach Anspruch 9, welches ferner das Deaktivieren eines Moduls umfasst, welches die mehreren Reihen von N Lasten aufweist, wenn das Bestimmen ergibt, dass die maximale Spannung die minimale Spannung um zumindest die Schwellenwertspannung überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei jede der Leuchtdioden einen erwarteten Vorwärtsspannungsabfall aufweist und wobei die Schwellenwertspannung im Wesentlichen gleich der Hälfte des erwarteten Vorwärtsspannungsabfalls ist.
Schaltung, welche umfasst: eine Maximum-Auswahlschaltung, die mehrere Eingänge und einen Ausgang aufweist, wobei die Maximum-Auswahlschaltung eingerichtet ist, jede Lastreihen-Spannung von mehreren Lastreihen-Spannungen an einem entsprechenden Eingang der mehreren Eingänge zu empfangen und eine maximale Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen am Ausgang der Maximum-Auswahlschaltung bereitzustellen, wobei jede Lastreihen-Spannung der mehreren Lastreihen-Spannungen eine Spannung ist, die durch eine entsprechende Reihe von N Lasten von mehreren Reihen von N Lasten definiert ist, wobei N eine ganze Zahl größer als eins ist; eine Minimum-Auswahlschaltung, die mehrere Eingänge und einen Ausgang aufweist, wobei die Minimum-Auswahlschaltung eingerichtet ist, jede Lastreihen-Spannung der mehreren Lastreihen-Spannungen an einem entsprechenden Eingang der mehreren Eingänge der Minimum-Auswahlschaltung zu empfangen und eine minimale Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen am Ausgang der Minimum-Auswahlschaltung bereitzustellen; und eine Vergleichsschaltung, die einen Ausgang, einen ersten Eingang, welcher mit dem Ausgang der Maximum-Auswahlschaltung gekoppelt ist, und einen zweiten Eingang, welcher mit dem Ausgang der Minimum-Auswahlschaltung gekoppelt ist, aufweist, wobei die Vergleichsschaltung eingerichtet ist, die maximale Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen mit der minimalen Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen zu vergleichen, um zu bestimmen, ob die maximale Spannung aus den mehreren Lastreihen-Spannungen das Minimum aus den mehreren Lastreihen-Spannungen um zumindest eine Schwellenwertspannung überschreitet; und um am Ausgang der Vergleichsschaltung auf der Basis eines Ergebnisses des Bestimmens eine Anzeige auszugeben.
Schaltung nach Anspruch 12, wobei die Maximum-Auswahlschaltung eine Vorspannungsstromquelle mit einem Ausgang, welcher mit dem Ausgang der Maximum-Auswahlschaltung gekoppelt ist, aufweist und ferner für jeden Eingang der mehreren Eingänge der Maximum-Auswahlschaltung eine entsprechende Diode mit einer Anode, welche mit dem entsprechenden Eingang der Maximum-Auswahlschaltung gekoppelt ist, und einer Kathode, welche mit dem Ausgang der Maximum-Auswahlschaltung gekoppelt ist, aufweist.
Schaltung nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Minimum-Auswahlschaltung eine Vorspannungsstromquelle mit einem Ausgang, welcher mit dem Ausgang der Minimum-Auswahlschaltung gekoppelt ist, aufweist und ferner für jeden Eingang der mehreren Eingänge der Minimum-Auswahlschaltung eine entsprechende Diode mit einer Kathode, welche mit dem entsprechenden Eingang der Minimum-Auswahlschaltung gekoppelt ist, und einer Anode, welche mit dem Ausgang der Minimum-Auswahlschaltung gekoppelt ist, aufweist.
Schaltung nach einem der Ansprüche 12–14, wobei die Vergleichsschaltung einen Komparator aufweist.
Schaltung nach Anspruch 15, wobei die Vergleichsschaltung ferner einen Transistor aufweist, welcher als Spannungsfolger ausgebildet ist.
Schaltung nach einem der Ansprüche 12–16, wobei ein Abschnitt der Maximum-Auswahlschaltung ein Abschnitt der Minimum-Auswahlschaltung ist.
Schaltung nach einem der Ansprüche 12–17, wobei jede Last jeder Reihe von N Lasten der mehreren Reihen von N Lasten eine Leuchtdiode ist, jede der Leuchtdioden einen erwarteten Vorwärtsspannungsabfall aufweist, und wobei die Vergleichsschaltung derart eingerichtet ist, dass die Schwellenwertspannung im Wesentlichen gleich der Hälfte der erwarteten Vorwärtsspannung ist.
Schaltung nach einem der Ansprüche 12–18, wobei die Schaltung eine integrierte Schaltung mit mehreren Kontaktstiften ist und wobei die integrierte Schaltung nicht mehr als N Kontaktstifte benötigt, um den Vergleich mit der Vergleichsschaltung durchzuführen.
Schaltung nach einem der Ansprüche 12–19, wobei die Vergleichsschaltung derart eingerichtet ist, dass die Schwellenwertspannung auf der Basis einer Benutzereingabe verstellbar ist.