DE102016105517B3

DE102016105517B3 - Vorrichtung zur Überwachung mindestens zweier unterschiedlich langer LED-Ketten mit Hilfe programmierbarer Spannungsteiler

Info

Publication number: DE102016105517B3
Application number: DE102016105517.4A
Authority: DE
Inventors: Andre Sudhaus
Original assignee: Elmos Semiconductor SE
Current assignee: Elmos Semiconductor SE
Priority date: 2016-03-24
Filing date: 2016-03-24
Publication date: 2017-03-16
Anticipated expiration: 2036-03-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung der elektrischen Energieversorgung mindestens einer ersten LED-Kette (LED1) mit n LEDs aus einer ersten Stromquelle (I1) mit einem ersten Nennstrom (I10) und mindestens einer zweiten LED-Kette (LED2) mit m LEDs mit m ≠ n aus einer zweiten Stromquelle (I2) mit einem zweiten Nennstrom (I20). An jeder LED der jeweiligen LED-Kette (LED1, LED2), wenn diese durch ihren jeweiligen ersten Nennstrom (I10, I20) durchströmt wird, fällt die jeweilige Flussspannung (ULED1, ULED2) ab. Der ersten LED-Kette (LED1) sind ein erster Spannungsteiler (RS1) und der zweiten LED-Kette (LED2) ein zweiter Spannungsteiler (RS2) mit jeweils einem individuell programmierbaren Spannungsteilungsverhältnis parallelgeschaltet, wobei die Programmierung so erfolgt, dass der erste Gesamtwiderstand (R1) das n-fache des durch m geteilten zweiten Gesamtwiderstands beträgt. Der erste und zweite Spannungsteiler (RS1, RS2) weisen jeweils einen ersten bzw. zweiten Abgriff (ERR1, ERR2) in der Art auf, dass die jeweilige Spannung (U1, U2) bei geeigneter Programmierung an dem jeweiligen Abgriff (ERR1, ERR2) ein k-faches der jeweiligen Flussspannung (ULED1, ULED2) beträgt, wenn die jeweilige LED-Kette (LED1, LED2) vom jeweiligen Nennstrom (I10, I20) durchströmt wird. Der erste Abgriff (ERR1) und der zweite Abgriff (ERR2) sind mit einem Auswerteschaltkreis (AS) verbunden. Der Auswerteschaltkreis (AS) erzeugt nun in Abhängigkeit von der Spannungsdifferenz zwischen dem ersten Abgriff (ERR1) und zweiten Abgriff (ERR2) ein Fehlersignal (FS) und/oder setzt ein Fehler-Flag und/oder ändert einen Registerinhalt.

Description

Einleitung
Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung mindestens zweier LED-Ketten. Das zugehörige Verfahren 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.
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.
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 transienten Änderungen des Spannungsabfalls über einen Teil 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.
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.
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.
Auch aus der DE 11 2009 005 227 T5 ist die Überwachung einer einzelnen LED-Kette mittels des Vergleichs mit Spannungsreferenzwerten bekannt.
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.
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.
Aus der US 2008 0 204 029 A1 (deren 3) ist die Überwachung gleichlanger LED-Ketten bekannt, wobei die Anzapfungen für den dort beschriebenen Monitorschaltkreis stets an der gleichen Stelle innerhalb einer LED-Kette zu finden sind.
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.
Aus der US 2006 0 170 287 A1 und aus der DE 10 2010 002 707 A1 ist jeweils eine Vorrichtung zur Überwachung einer LED-Kette mit einstellbarem Teilungsverhältnis bekannt. In der technischen Lehre der US 2006 0 170 287 A1 wird eine Referenzspannung mit einer Abgriffsspannung innerhalb der LED-Kette verglichen, die über einen Spannungsteiler erzeugt wird.
In der technischen Lehre der DE 10 2010 002 707 A1 wird eine Referenzspannung mit einer Abgriffsspannung innerhalb der LED-Kette verglichen, die eine Widerstandskette als Spannungsteiler erzeugt wird. Die Widerstandsketten der US 2006 0 170 287 A1 und der DE 10 2010 002 707 A1 sollen eingespart werden.
Aufgabe der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung 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. Darüber hinaus soll eine Vorrichtung, die das Verfahren ausführt, unterschiedlich lange LED-Ketten überwachen können, ohne wesentlich geändert werden zu können. Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gemäß dem Anspruch 1 gelöst.
Beschreibung der Erfindung
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). Erfindungsgemäß ist die Anzahl n der LEDs der ersten LED-Kette (LED1) von der Anzahl m der LEDs der zweiten LED-Kette (LED2) verschieden. 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. Diese Spannungsteiler (RS1, RS2) werden vorzugsweise in eine monolithisch integrierte Schaltung, die die Stromquellen und die Auswerteschaltung (AS) mitumfasst, mit integriert. Da solche monolithisch integrierten Schaltungen typischer Weise in verschiedenen Anwendungen mit unterschiedlichen LED-Kettenlängen zwischen den Anwendungen und auch innerhalb der einzelnen Anwendung eingesetzt werden, ist es sinnvoll, wenn der erste Spannungsteiler (RS1) und der zweite Spannungsteiler (RS2) monolithisch integriert und dann gleichzeitig programmierbar sind. Im Folgenden wird zuerst die Variante mit nicht programmierbarem ersten Spannungsteiler (RS1) und zweiten Spannungsteiler (RS2) beschrieben, die bereits in den deutschen Patentanmeldungen DE 10 2015 008 110.1 und DE 10 2015 008 109.8 beschrieben wurden, die vollständiger Teil dieser Beschreibung sind. Die Programmierung der Spannungsteiler erfolgt dabei typischerweise so, dass über eine Datenschnittstelle der monolithisch integrierten Schaltung, deren Teil die Stromquellen (I1, I2) sind, ein Datenregister innerhalb der monolithisch integrierten Schaltung beschrieben werden kann. Dessen Inhalt legt dann das Teilungsverhältnis des ersten Spannungsteilers (RS1) und das Teilungsverhältnis des zweiten Spannungsteilers (RS2) fest. Der erste Gesamtwiderstand (R1) des ersten Spannungsteilers (RS1) beträgt bei korrekter Programmierung des ersten Spannungsteilers (RS1) und des zweiten Spannungsteilers (RS2) 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) weist dabei einen ersten Abgriff (ERR1) in der Art auf, dass die Spannung (U1) zwischen diesem ersten Abgriff (ERR1) und dem gemeinsamen Knoten (GND) bei korrekter Programmierung des ersten Spannungsteilers (RS1) und des zweiten Spannungsteilers (RS2) ein k-faches der ersten Flussspannung (U_LED1) beträgt, wenn die erste LED-Kette (LED1) vom ersten Nennstrom (I10) durchströmt wird. Der zweite Spannungsteiler (RS2) weist analog einen zweiten Abgriff (ERR2) in der Art auf, dass das Abgriffpotenzial dieses zweiten Abgriffs (ERR2) streng monoton und/oder proportional von dem Spannungsabfall über die zweite LED-Kette (LED2) abhängt, sodass vorzugsweise die Spannung (U2) zwischen diesem zweiten Abgriff (ERR2) und dem gemeinsamen Knoten (GND) bei korrekter Programmierung des ersten Spannungsteilers (RS1) und des zweiten Spannungsteilers (RS2) 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 bei korrekter Programmierung des ersten Spannungsteilers (RS1) und des zweiten Spannungsteilers (RS2) der erste Abgriff (ERR1) 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.
Im Übrigen ist dem Fachmann klar, dass ggf. andere Teilerverhältnisse für die programmierbaren 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 und der einfachen Konstruktion der Programmierbarkeit zu bevorzugen.
In einer Variante der Erfindung fällt an jeder LED der ersten LED-Kette (LED1), wenn diese durch den ersten Nennstrom (I10) 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 programmierbarer 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 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 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.
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.
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.
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 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 (CM P1) 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.
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 Verfahren wird hier nicht beansprucht. Das 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 streng monoton sein. Hierzu dient 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. Wieder 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). 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 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 einer weiteren Variante des Verfahrens wird mindestens ein weiterer Fehlererkennungsparameter durch eine Fehlererkennungsparametermessvorrichtung erfasst. Dies ist bevorzugt eine Temperatur (ϑ₁), die durch eine 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 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 (I1, I2). Dies hat den Vorteil, dass Probleme mit der Versorgungsstabilität insbesondere in der Einschalt- und Ausschaltphase nicht zu fehlerhaften Fehlererkennungen führen.
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 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).

Beschreibung der Figuren
1 zeigt beispielhaft die grundlegende Struktur einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer ersten LED-Kette mit 4 LEDs und einer zweiten LED-Kette mit 6 LEDs.
2 zeigt beispielhaft die grundlegende Struktur einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer ersten LED-Kette mit 2 LEDs und einer zweiten LED-Kette mit 4 LEDs.
3 zeigt beispielhaft die grundlegende Struktur einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer ersten LED-Kette mit 4 LEDs und einer zweiten LED-Kette mit 6 LEDs und einer dritten LED-Kette mit 5 LEDs.
4 zeigt beispielhaft die grundlegende Struktur einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer ersten LED-Kette mit 2 LEDs und einer zweiten LED-Kette mit 4 LEDs, wobei nun auch weitere Spannungen der LED-Ketten als Referenzen benutzt werden.
5 zeigt die 1 mit zusätzlichen Temperaturmessvorrichtungen.
6 zeigt eine beispielhafte Komparatorschaltung
7 zeigt eine beispielhafte Komparatorschaltung für die kreuzweise Auswertung zweier Ketten mit Innenabgriffen.
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).
9 zeigt 2 mit dem Unterschied, dass der erste und zweite Spannungsteiler (RS1, RS2) durch eine jeweils parallel geschaltete Schalterkette programmierbare Spannungsteiler sind.
9 zeigt 9 mit dem Unterschied, dass der erste und zweite Spannungsteiler (RS1, RS2) durch jeweils einen analogen Multiplexer als programmierbare Spannungsteiler ausgelegt sind.
Fig. 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 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.
Fig. 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.
Fig. 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.
Fig. 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.
Fig. 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.
Fig. 6
6 zeigt die beispielhafte Komparatorschaltung, wie zuvor erläutert.
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.
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.
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.
Fig. 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.
Fig. 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).
Fig. 9
9 entspricht im Wesentlichen 2 mit dem Unterschied, dass der erste Spannungsteiler (RS1) als Widerstandskette von hier beispielhaft sechs Widerständen (R) ausgeführt ist. Die oberen widerstände können durch sechs Schalter (S_1,1 bis S_1,5) überbrückt werden. Diese Schalter (S_1,1 bis S_1,5) werden dabei typischerweise durch Signalleitungen gesteuert die entweder aus einem Datenregister der monolithisch integrierten Schaltung oder aus einer Logik derselben gespeist werden. Die Schalter (S_1,1 bis S_1,5) und die Widerstandskette können gut in eine monolithisch integrierte Schaltung, die beispielsweise schon die Stromquellen (I1, I2) und die Auswerteschaltung (AS) umfasst, mitintegriert werden. Das für den ersten Spannungsteiler bezüglich 9 gesagte gilt analog auch für den zweiten Spannungsteiler (RS2). In dem Beispiel ist an die beispielhafte monolithisch integrierte Schaltung eine erste LED-Kette mit zwei LEDs und eine zweite LED-Kette mit vier LEDs angeschlossen. Daher sind in dem Beispiel die oberen vier Schalter (S_1,5, S_1,4, S_1,3 S_1,4) des ersten programmierbaren Spannungsteilers (RS1) geschlossen und die oberen zwei Schalter (S_2,5, S_2,4) des zweiten programmierbaren Spannungsteilers (RS2) geschlossen. Damit ergibt sich die gleiche Wirkung wie bei einer festen Verdrahtung entsprechend 2.
Fig. 10
10 entspricht im Wesentlichen der 9 mit dem Unterschied, dass der erste Spannungsteiler (RS1) der wieder als Widerstandskette von hier beispielhaft sechs Widerständen (R) ausgeführt ist, nun jedoch nicht teilweise in Abhängigkeit von der Programmierung kurzgeschlossen wird, sondern nun durch einen ersten Analogmultiplexer (MUX1) entsprechend dem Programmierten Wert abgegriffen wird. Die Widerstände (R) werden in diesem Beispiel der 10 im Gegensatz zu den vorhergehenden Beispielen vorzugsweise nicht gleich ausgeführt, sondern in Ihrer Größe jeweils so angepasst, dass sich die richtigen Teilerverhältnisse ergeben. Der erste Analogmultiplexer (MUX1) wird dabei typischerweise durch Signalleitungen gesteuert die entweder aus einem Datenregister der monolithisch integrierten Schaltung oder aus einer Logik derselben gespeist werden. Der erste Analogmultiplexer (MUX1) und die Widerstandskette können gut in eine monolithisch integrierte Schaltung, die beispielsweise schon die Stromquellen (I1, I2) und die Auswerteschaltung (AS) umfasst, mitintegriert werden. Das für den ersten Spannungsteiler (RS1) bezüglich 10 gesagte gilt analog auch für den zweiten Spannungsteiler (RS2)..
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung ermöglicht die Überwachung der Funktion der in verschieden langen, frei konfigurierbaren LED-Ketten angeordneten LEDs in automobilen Anwendungen wie beispielsweise Bremsleuchten, Blinkern und Rückleuchten etc.
Bezugszeichenliste

AS

Auswerteschaltkreis

CMP1

erster Komparator

CMP2

zweiter Komparator

CMP3

dritter Komparator

CMP4

vierter Komparator

ERR1

erste Abgriff

ERR2

zweiter Abgriff

ERR3

dritter Abgriff

ERR4

vierter Abgriff

FS

Fehlersignal

GND

gemeinsamer Knoten (Bezugspotenzial)

I1

erste geregelte Stromquelle

I₁₀

erster Nennstrom, die die erste Stromquelle (I1) für die erste LED-Kette (LED1) bereitstellt.

I2

zweite geregelte Stromquelle

I₂₀

zweiter Nennstrom, die die zweite Stromquelle (I2) für die zweite LED-Kette (LED2) bereitstellt.

I3

dritte geregelte Stromquelle

I₃₀

dritter Nennstrom, die die dritte Stromquelle (I3) für die dritte LED-Kette (LED3) bereitstellt.

LED1

erste LED-Kette

LED2

zweite LED-Kette

LED3

dritte LED-Kette

LG

Logikschaltung

MUX1

erster Analogmultiplexer des ersten programmierbaren Spannungsteilers (RS1). Der erste Analogmultiplexer greift in diesem Beispiel in Abhängigkeit vom Inhalt eines Datenregisters und/oder in Abhängigkeit von einer Logik der monolithisch integrierten Schaltung das Potenzial eines Knotens der Widerstandskette des ersten programmierbaren Spannungsteilers (RS1) aus Widerständen (R) als ersten Abgriff (ERR1) ab.

MUX2

zweiter Analogmultiplexer des zweiten programmierbaren Spannungsteilers (RS2). Der zweite Analogmultiplexer greift in diesem Beispiel in Abhängigkeit vom Inhalt eines Datenregisters und/oder in Abhängigkeit von einer Logik der monolithisch integrierten Schaltung das Potenzial eines Knotens der Widerstandskette des zweiten programmierbaren Spannungsteilers (RS2) aus Widerständen (R) als zweiten Abgriff (ERR1) ab.

R

Grundwiderstand

R1

erster Gesamtwiderstand des ersten Spannungsteilers (RS1)

RS1

erster Spannungsteiler mit erstem Gesamtwiderstand (R1)

R2

zweiter Gesamtwiderstand des zweiten Spannungsteilers (RS2)

RS2

zweiter Spannungsteiler mit zweitem Gesamtwiderstand (R2)

R3

dritter Gesamtwiderstand des dritten Spannungsteilers (RS3)

RS3

dritter Spannungsteiler mit drittem Gesamtwiderstand (R3)

ϑ₁

in der Nähe der ersten LED-Kette (LED1) gemessene erste Temperatur bzw. erstes Temperaturmesssignal, dass diese erste Temperatur repräsentiert.

ϑ₂

in der Nähe der zweiten LED-Kette (LED2) gemessene zweite Temperatur bzw. zweites Temperaturmesssignal, dass diese zweite Temperatur repräsentiert.

S_1,1

erster Schalter des ersten programmierbaren Spannungsteilers (RS1). Der Schalter wird typischerweise in Abhängigkeit von einem Datenregister und/oder einer Logik der monolithisch integrieren Schaltung geöffnet oder geschlossen.

S_1,2

zweiter Schalter des ersten programmierbaren Spannungsteilers (RS1). Der Schalter wird typischerweise in Abhängigkeit von einem Datenregister und/oder einer Logik der monolithisch integrieren Schaltung geöffnet oder geschlossen.

S_1,3

dritter Schalter des ersten programmierbaren Spannungsteilers (RS1). Der Schalter wird typischerweise in Abhängigkeit von einem Datenregister und/oder einer Logik der monolithisch integrieren Schaltung geöffnet oder geschlossen.

S_1,4

vierter Schalter des ersten programmierbaren Spannungsteilers (RS1). Der Schalter wird typischerweise in Abhängigkeit von einem Datenregister und/oder einer Logik der monolithisch integrieren Schaltung geöffnet oder geschlossen.

S_1,5

fünfter Schalter des ersten programmierbaren Spannungsteilers (RS1). Der Schalter wird typischerweise in Abhängigkeit von einem Datenregister und/oder einer Logik der monolithisch integrieren Schaltung geöffnet oder geschlossen.

S_2,1

erster Schalter des zweiten programmierbaren Spannungsteilers (RS2). Der Schalter wird typischerweise in Abhängigkeit von einem Datenregister und/oder einer Logik der monolithisch integrieren Schaltung geöffnet oder geschlossen.

S_2,2

zweiter Schalter des zweiten programmierbaren Spannungsteilers (RS2). Der Schalter wird typischerweise in Abhängigkeit von einem Datenregister und/oder einer Logik der monolithisch integrieren Schaltung geöffnet oder geschlossen.

S_2,3

dritter Schalter des zweiten programmierbaren Spannungsteilers (RS2). Der Schalter wird typischerweise in Abhängigkeit von einem Datenregister und/oder einer Logik der monolithisch integrieren Schaltung geöffnet oder geschlossen.

S_2,4

vierter Schalter des zweiten programmierbaren Spannungsteilers (RS2). Der Schalter wird typischerweise in Abhängigkeit von einem Datenregister und/oder einer Logik der monolithisch integrieren Schaltung geöffnet oder geschlossen.

S_2,5

fünfter Schalter des zweiten programmierbaren Spannungsteilers (RS2). Der Schalter wird typischerweise in Abhängigkeit von einem Datenregister und/oder einer Logik der monolithisch integrieren Schaltung geöffnet oder geschlossen.

TM1

erste Temperaurmessvorrichtung zur Messung der ersten Temperatur (ϑ₁)

TM2

zweite Temperaurmessvorrichtung zur Messung der zweiten Temperatur (ϑ₂)

U1

Spannung (U1) zwischen diesem ersten Abgriff (ERR1) und dem gemeinsamen Knoten (GND)

U2

Spannung (U2) zwischen diesem zweiten Abgriff (ERR2) und dem gemeinsamen Knoten (GND)

U3

Spannung (U3) zwischen diesem drittem Abgriff (ERR3) und dem gemeinsamen Knoten (GND)

U_LED1

erste Flussspannung der LEDs der ersten LED-Kette (LED1)

U_LED2

zweite Flussspannung der LEDs der zweiten LED-Kette (LED2)

U_LED3

dritte Flussspannung der LEDs der dritten LED-Kette (LED3)

V_ERR1

erste Offsetspannungsquelle

V_ERR2

zweite Offsetspannungsquelle

V_ERR3

dritte Offsetspannungsquelle

V_ERR4

vierte Offsetspannungsquelle

Claims

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) dadurch gekennzeichnet, – dass die Anzahl n der LEDs der ersten LED-Kette (LED1) von der Anzahl m der LEDs der zweiten LED-Kette (LED2) verschieden ist und – dass an jeder LED der ersten LED-Kette (LED1), wenn diese durch den ersten Nennstrom (I₁₀) durchströmt wird, eine erste Flussspannung (U_LED1) abfällt, die um weniger als 20% von dem Mittelwert der Flussspannungen der anderen LEDs der ersten und zweiten LED-Kette (LED1, LED2) abweicht und – dass an jeder LED der zweiten LED-Kette (LED1), wenn diese durch den zweiten Nennstrom (I₂₀) durchströmt wird, eine zweite Flussspannung (U_LED2) abfällt, die um weniger als 20% von dem Mittelwert der Flussspannungen der anderen LEDs der ersten und zweiten LED-Kette (LED1, LED2) abweicht und – dass 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 sind und – dass der ersten LED-Kette ein erster Spannungsteiler (RS1) mit einem ersten Gesamtwiderstand (R1) parallelgeschaltet ist, dessen Spannungsteilerverhältnis von einem Signal oder dem Dateninhalt eines Registers abhängt oder programmierbar ist, und – dass der erste Spannungsteiler (RS1) einen ersten Abgriff (ERR1) in der Art aufweist, dass die Spannung (U₁) zwischen diesem ersten Abgriff (ERR1) und dem gemeinsamen Knoten (GND) ein m-faches der zweiten Flussspannung (U_LED2) beträgt, wenn die erste LED-Kette (LED1) vom ersten Nennstrom (I₁₀) durchströmt wird, – wobei das Abgriffpotenzial eines zweiten Abgriffs (ERR2) streng monoton oder proportional von dem Spannungsabfall über die zweite LED-Kette (LED2) abhängt, und – dass der erste Abgriff (ERR1) und der zweite Abgriff (ERR2) mit einem Auswerteschaltkreis (AS) verbunden sind und – dass 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) erzeugt oder ein Fehler-Flag setzt oder einen Registerinhalt ändert.
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) dadurch gekennzeichnet, – dass die Anzahl n der LEDs der ersten LED-Kette (LED1) von der Anzahl m der LEDs der zweiten LED-Kette (LED2) verschieden ist und – dass an jeder LED der ersten LED-Kette (LED1), wenn diese durch den ersten Nennstrom (I₁₀) durchströmt wird, eine erste Flussspannung (U_LED1) abfällt, die um weniger als 20% von dem Mittelwert der Flussspannungen der anderen LEDs der ersten und zweiten LED-Kette (LED1, LED2) abweicht und – dass an jeder LED der zweiten LED-Kette (LED1), wenn diese durch den zweiten Nennstrom (I₂₀) durchströmt wird, eine zweite Flussspannung (U_LED2) abfällt, die um weniger als 20% von dem Mittelwert der Flussspannungen der anderen LEDs der ersten und zweiten LED-Kette (LED1, LED2) abweicht und – dass 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 sind und – dass der ersten LED-Kette ein erster Spannungsteiler (RS1) mit einem ersten Gesamtwiderstand (R1) parallelgeschaltet ist, dessen Spannungsteilerverhältnis von einem Signal oder dem Dateninhalt eines Registers abhängt oder programmierbar ist, und – dass der zweiten LED-Kette ein zweiter Spannungsteiler (RS2) mit einem zweiten Gesamtwiderstand (R2) parallelgeschaltet ist, dessen Spannungsteilerverhältnis von einem Signal oder dem Dateninhalt eines Registers abhängt oder programmierbar ist, und – dass der erste Gesamtwiderstand (R1) das n-fache des durch m geteilten zweiten Gesamtwiderstands (R2) beträgt und – dass der erste Spannungsteiler (RS1) einen ersten Abgriff (ERR1) in der Art aufweist, 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 (I₁₀) durchströmt wird, und – dass der zweite Spannungsteiler (RS2) einen zweiten Abgriff (ERR2) in der Art aufweist, 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. – wobei das Abgriffpotenzial eines zweiten Abgriffs (ERR2) streng monoton oder proportional von dem Spannungsabfall über die zweite LED-Kette (LED2) abhängt, und – dass der erste Abgriff (ERR1) und der zweite Abgriff (ERR2) mit einem Auswerteschaltkreis (AS) verbunden sind und – dass 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) erzeugt oder ein Fehler-Flag setzt oder einen Registerinhalt ändert.
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) dadurch gekennzeichnet, – dass die Anzahl n der LEDs der ersten LED-Kette (LED1) von der Anzahl m der LEDs der zweiten LED-Kette (LED2) verschieden ist und – dass an jeder LED der ersten LED-Kette (LED1), wenn diese durch den ersten Nennstrom (I₁₀) durchströmt wird, eine erste Flussspannung (U_LED1) abfällt, die um weniger als 20% von dem Mittelwert der Flussspannungen der anderen LEDs der ersten und zweiten LED-Kette (LED1, LED2) abweicht und – dass an jeder LED der zweiten LED-Kette (LED1), wenn diese durch den zweiten Nennstrom (I₂₀) durchströmt wird, eine zweite Flussspannung (U_LED2) abfällt, die um weniger als 20% von dem Mittelwert der Flussspannungen der anderen LEDs der ersten und zweiten LED-Kette (LED1, LED2) abweicht und – dass 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 sind und – dass der ersten LED-Kette ein erster Spannungsteiler (RS1) mit einem ersten Gesamtwiderstand (R1) parallelgeschaltet ist, dessen Spannungsteilerverhältnis von einem Signal oder dem Dateninhalt eines Registers abhängt oder programmierbar ist, und – dass der zweiten LED-Kette ein zweiter Spannungsteiler (RS2) mit einem zweiten Gesamtwiderstand (R2) parallelgeschaltet ist, dessen Spannungsteilerverhältnis von einem Signal oder dem Dateninhalt eines Registers abhängt oder programmierbar ist, und – dass der erste Spannungsteiler (RS1) einen ersten Abgriff (ERR1) in der Art aufweist, 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 (I₁₀) durchströmt wird, und – dass der zweite Spannungsteiler (RS2) einen zweiten Abgriff (ERR2) in der Art aufweist, dass die Spannung (U₂) zwischen diesem zweiten Abgriff (ERR2) und dem gemeinsamen Knoten (GND) ebenfalls ein k-faches der ersten Flussspannung (U_LED1) beträgt, wenn die zweite LED-Kette (LED2) vom zweiten Nennstrom (I₂₀) durchströmt wird. – wobei das Abgriffpotenzial eines zweiten Abgriffs (ERR2) streng monoton oder proportional von dem Spannungsabfall über die zweite LED-Kette (LED2) abhängt, und – dass der erste Abgriff (ERR1) und der zweite Abgriff (ERR2) mit einem Auswerteschaltkreis (AS) verbunden sind und – dass 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) erzeugt oder ein Fehler-Flag setzt oder einen Registerinhalt ändert.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, – dass an jeder LED der ersten LED-Kette (LED1), wenn diese durch den ersten Nennstrom (I₁₀) durchströmt wird, eine erste Flussspannung (U_LED1) abfällt, die um weniger als 10% von dem Mittelwert der Flussspannungen der anderen LEDs der ersten und zweiten LED-Kette (LED1, LED2) abweicht oder – dass an jeder LED der zweiten LED-Kette (LED1), wenn diese durch den zweiten Nennstrom (I₂₀) durchströmt wird, eine zweite Flussspannung (U_LED2) abfällt, die um weniger als 10% von dem Mittelwert der Flussspannungen der anderen LEDs der ersten und zweiten LED-Kette (LED1, LED2) abweicht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, – dass der Auswerteschaltkreis (AS) ein Fehlersignal (FS) erzeugt oder ein Fehler-Flag setzt oder einen Registerinhalt ändert, wenn die Spannungsdifferenz zwischen dem ersten Abgriff (ERR1) und zweiten Abgriff (ERR2) um mehr als 1% voneinander abweicht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, – dass sie einen ersten Komparator (CMP1) mit einem ersten Eingang und einem dritten Eingang und einem ersten Komparatorausgang aufweist, der mit dem ersten Eingang mit dem ersten Abgriff (ERR1) verbunden ist, und – dass sie einem zweiten Komparator (CMP2) mit einem zweiten Eingang und einem vierten Eingang und einem zweiten Komparatorausgang aufweist, der mit dem zweiten Eingang mit dem zweiten Abgriff (ERR2) verbunden ist, und – dass sie eine erste Offsetspannungsquelle (V_ERR1) aufweist, die auf der einen Seite mit dem ersten Abgriff (ERR1) und auf der anderen Seite mit dem vierten Eingang verbunden ist und – dass sie eine zweite Offsetspannungsquelle (V_ERR2) aufweist, die auf der einen Seite mit dem zweiten Abgriff (ERR2) und auf der anderen Seite mit dem dritten Eingang verbunden ist und – dass eine Logikschaltung (LG) den ersten und zweiten Komparatorausgang verknüpft, um daraus ein Fehlersignal (FS) zu erzeugen oder ein Fehler-Flag zusetzen oder einen Registerinhalt zu ändern.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, – 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 und – dass sie einen ersten Komparator (CM P1) mit einem ersten Eingang und einem dritten Eingang und einem ersten Komparatorausgang aufweist, der mit dem ersten Eingang mit dem ersten Abgriff (ERR1) verbunden ist, und – dass sie einem zweiten Komparator (CMP2) mit einem zweiten Eingang und einem vierten Eingang und einem zweiten Komparatorausgang aufweist, der mit dem zweiten Eingang mit dem dritten Abgriff (ERR3) verbunden ist, und – dass sie einem dritten Komparator (CMP3) mit einem fünften Eingang und einem siebten Eingang und einem dritten Komparatorausgang aufweist, der mit dem fünften Eingang mit dem zweiten Abgriff (ERR2) verbunden ist, und – dass sie einem vierten Komparator (CMP4) mit einem sechsten Eingang und einem achten Eingang und einem vierten Komparatorausgang aufweist, der mit dem sechsten Eingang mit dem vierten Abgriff (ERR4) verbunden ist, und – dass sie eine erste Offsetspannungsquelle (V_ERR1) aufweist, die auf der einen Seite mit dem ersten Abgriff (ERR1) und auf der anderen Seite mit dem zweiten Eingang verbunden ist und – dass sie eine zweite Offsetspannungsquelle (V_ERR2) aufweist, die auf der einen Seite mit dem zweiten Abgriff (ERR2) und auf der anderen Seite mit dem sechsten Eingang verbunden ist und – dass sie eine dritte Offsetspannungsquelle (V_ERR3) aufweist, die auf der einen Seite mit dem dritten Abgriff (ERR3) und auf der anderen Seite mit dem siebten Eingang verbunden ist und – dass sie eine vierte Offsetspannungsquelle (V_ERR4) aufweist, die auf der einen Seite mit dem vierten Abgriff (ERR4) und auf der anderen Seite mit dem dritten Eingang verbunden ist und – dass eine Logikschaltung (LG) den ersten und zweiten und dritten und vierten Komparatorausgang verknüpft, um daraus ein Fehlersignal (FS) zu erzeugen oder ein Fehler-Flag zusetzen oder einen Registerinhalt zu ändern.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, – dass der Auswerteschaltkreis (AS) in Abhängigkeit von der Spannungsdifferenz zwischen dem ersten Abgriff (ERR1) als ersten Fehlererkennungsparameter und zweiten Abgriff (ERR2) als zweiten Fehlererkennungsparameters und zusätzlich – in Abhängigkeit von mindestens einem weiteren Fehlererkennungsparameter ein Fehlersignal (FS) erzeugt oder ein Fehler-Flag setzt oder einen Registerinhalt ändert.
Vorrichtung nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, – dass es sich bei mindestens einem der weiteren Fehlererkennungsparameter um eine Temperatur (ϑ₁, ϑ₂) handelt, die in einem thermischen Wirkzusammen hang mit mindestens einer der LED-Ketten (LED1, LED2) steht.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9 dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei mindestens einem der weiteren Fehlererkennungsparameter um einen aus mindestens einem ersten oder einen anderen weiteren Fehlererkennungsparameter abgeleiteten, weiteren Fehlererkennungsparameter handelt.