DE102017119849B4

DE102017119849B4 - Verfahren zur fehlerrobusten und energieeffizienten Energieversorgung für LEDs

Info

Publication number: DE102017119849B4
Application number: DE102017119849.0A
Authority: DE
Inventors: Christian Schmitz
Original assignee: Elmos Semiconductor SE
Current assignee: Elmos Semiconductor SE
Priority date: 2016-08-29
Filing date: 2017-08-29
Publication date: 2023-12-28
Anticipated expiration: 2037-08-30
Also published as: DE102017119849A1

Abstract

Verfahren zur Energieversorgung von LED-Gruppen (L1, L2, .... Lj, .... Ln) mit elektrischer Energie umfassend die Schritte- Anlegen einer Versorgungsspannung (Vsup) an einen gemeinsamen ersten Anschluss der LED-Gruppen (L1, L2, .... Lj, .... Ln) durch einen regelbaren Spannungswandler (DCDC);- Einstellen des jeweiligen Stromes (I1, I2, .... Ij, .... In) durch die jeweiligen LED-Gruppen (L1, L2, .... Lj, .... Ln) mittels mit diesen LED-Gruppen (L1, L2, .... Lj, .... Ln) jeweils in Serie geschalteter jeweiliger Stromquellen (Iq1, Iq2, ...Iqj, ...Iqn) entsprechend einem jeweiligen Stromvorgabewert in mindestens einem Steuer-IC (ICk,lk); gekennzeichnet durch die Schritte- Erfassen der Spannungswerte der jeweiligen Spannungsabfälle (VQ1,VQ2, ..... VQj, .... VQn) über die jeweiligen Stromquellen (Iq1, Iq2, ...Iqj, ...Iqn) in mindestens einem der Steuer-IC(ICk,Ik) und/oder Erfassen der Spannungswerte der jeweiligen Spannungsabfälle (VL1, VL2, ..... VLj, .... VLn) über die jeweiligen elektrischen Verbraucher (L1, L2, ...Lj, ...Ln) in mindestens einem der Steuer-IC(ICk,Ik);- Mindestens einmaliges Authentifizieren des mindestens einen Steuer-ICs (ICk,Ik) durch den Controller (CTR);- drahtgebundene Übermittlung der erfassten Spannungswerte an einen Controller (CTR) und damit Bildung eines Spannungsvektors (Vec);- Einstellung der Versorgungsspannung (Vsup) in Abhängigkeit vom betragsmäßig zweit- oder N-kleinsten Spannungswert des Spannungsvektors (Vec) für die Spannungsabfälle (VQ1, VQ2, ..... VQj, .... VQn) über die jeweiligen Stromquellen (Iq1, Iq2, ...Iqj, ...Iqn) und/oder in Abhängigkeit vom betragsmäßig zweit oder N-größten Spannungswert der jeweiligen Spannungsabfälle (VL1, VL2, ..... VLj, .... VLn) über die jeweiligen elektrischen Verbraucher (L1, L2, ...Lj, ...Ln) durch den Controller (CTR), mit 1<N<n.

Description

Oberbegriff
Der Vorschlag richtet sich auf eine fehlerrobuste Vorrichtung zur energieeffizienten Versorgung einer Mehrzahl von n LED-Gruppen aus einer LED oder mehreren LEDs mit elektrischer Energie.
Allgemeine Einleitung
Aus dem Stand der Technik sind LED-Beleuchtungsvorrichtungen bekannt, bei denen eine kombinierte Strom Spannungsversorgung für die energieeffiziente Energieversorgung ganzer LED-Gruppen eingesetzt werden. Hierbei stellt vorzugsweise ein Schaltnetzteil eine Betriebsspannung mit hohem Wirkungsgrad so ein, dass die aufsummierten Schleusenspannungen der LEDs der LED-Gruppe ausreichend mit einer Sicherheitsmarge überschritten werden, um einen Stromfluss durch die LEDs der LED-Gruppe zu gewährleisten. Eine Stromquelle stellt dabei den mittleren Strom durch die LEDs so ein, dass die Helligkeit der LEDs einem Vorgabewert entspricht. Typischerweise werden durch einen Spannungswandler mehrere LEDs in mehreren LED-Gruppen versorgt. Hierbei kann es zu Ausfällen und Fehlern kommen. Da es sich bei den Anwendungen um sicherheitsrelevante Anwendungen, wie z.B. Bremsleuchten eines Kfz, handeln kann, sollten Schaltungsfehler nicht zum Totalausfall der Anwendungsschaltung führen. Die vorgeschlagene technische Lösung befasst sich mit einer möglichen Lösung dieses Problems.
Stand der Technik
Die nächstliegenden Vorrichtungen aus dem Stand der Technik zur Versorgung einer Mehrzahl von n LED-Gruppen (L_j, mit 1≤j≤n) werden durch ein regelbares Schaltnetzteil (DCDC) mit einer Ausgangsspannung (V_sup) mit einem Ausgangsspannungswert (V_sup) versorgt. Als Beispiele können hier die DE 10 318 780 A1 , US 2007 / 0 139 317 A1 , US 2008 / 0 122 383 A1 , US 2009 / 0268 012 A1 , US 2009 / 0 230 874 A1 , US 2010 / 0 026 209 A1 , US 2010 / 0 201 278 A1 , US 2011 / 0 012 521 A1 , US 2011 / 0 043 114 A1 , US 2012 / 0 268 012 A1 , US 8 519 632 B2 , US 8 319 449 B2 , US 7 157 866 B2 , DE 10 2005 028 403 B4 , DE 10 2006 055 312 A1 , EP 1 499 165 B1 , EP 2 600 695 B1 ,
WO 2013 / 030 047 A1 genannt werden. Eine solche Vorrichtung aus dem Stand der Technik weist typischerweise eine Mehrzahl von n Stromquellen (Iq₁, Iq₂,.... Iq_j,.... Iq_n) auf. Jede der Stromquellen (Iq_j mit 1≤j≤n) ist bevorzugt genau einer LED-Gruppe (L_j) zugeordnet und stellt im normalen Betrieb deren LED-Gruppen-Strom (I_j, mit 1≤j≤n) ein.
Eine LED-Gruppe (L_j) besteht hierbei aus einer oder mehreren LEDs in Parallelschaltung und/oder Serienschaltung und dergleichen Kombinationen mit einem ersten und einem zweiten Anschluss. Eine LED-Gruppe (L_j) weist immer typischerweise einen ersten Anschluss auf, der mit der Ausgangsspannung (V_sup) des Spannungswandlers (DCDC) verbunden ist und einen zweiten Anschluss auf, der mit dem ersten Anschluss einer zugeordneten Stromquelle (Iq_j) der n Stromquellen verbunden ist. Die serielle Reihenfolge der dermaßen seriell verschalteten Elemente innerhalb der Serienschaltung kann im Sinne dieses Vorschlags verändert werden, ohne den Inhalt dieses Vorschlags oder den beanspruchten Umfang der Ansprüche zu betreffen.
Jeder der Stromquellen (Iq_j) ist dafür eingerichtet und vorgesehen , im ordnungsgemäßen Betrieb jeweils einen elektrischen Strom (I_j), durch die jeweils angeschlossene und damit ihr zugeordnete LED-Gruppe (L_j) aus der Mehrzahl der n LED-Gruppen (L₁, L₂,...,L_j, ...L_n) in Höhe eines jeweils zugeordneten Stromquellenstroms (I_j) zu treiben. Das bedeutet, dass die jeweilige Stromquelle (Iq_j) im ordnungsgemäßen Betriebsfall den Stromquellenstrom (I_j) durch diese LED-Gruppe (L_j) begrenzt. Beispielsweise kann es sich bei der jeweiligen Stromquelle (Iq_j) um eine Stromspiegelschaltung oder eine andere Stromquellenschaltung mit einem Stromquellentransistor handeln. Die eigentliche Energieversorgung erfolgt jedoch über einen Spannungswandler (DCDC), der die Serienschaltung aus jeweiliger Stromquelle (Iq_j) und LED-Gruppe (L_j) mit seiner Ausgangsspannung (V_sup) versorgt. Fällt der Spannungswandler (DCDC) aus oder liefert der Spannungswandler (DCDC) zu wenig Ausgangspannung (V_sup) oder Ausgangsstrom, so läuft eine solche reale Transistorstromquelle (Iq_j) nicht wie eine ideale Stromquelle in eine unendliche Spannung, um den Stromquellenstrom (l_j) aufrecht zu erhalten, sondern zeigt im Gegenteil einen nicht ausreichenden Spannungsabfall (V_Qj) über diese Stromquelle (Iq_j). Aus dem Stand der Technik sind daher Vorrichtungen bekannt, die den Wert dieses Spannungsabfalls (V_Qj) über die Stromquelle (Iq_j) für die Regelung der Ausgangsspannung (V_sup) des Spannungswandlers (DCDC) nutzen. Hierzu weisen sie Erfassungsvorrichtungen (M_Qj, mit 1≤j≤n) zur Erfassung von Spannungswerten (V_Qj, mit 1≤j≤n) dieser Spannungsabfälle über die betreffenden Stromquellen (Iq_j) auf.
Im Stand der Technik wird vorgeschlagen, den minimalen erfassten Spannungswert (V_Qj) des Spannungsabfalls über die entsprechende Stromquelle (Iq_j), die diesen minimalen Spannungswert (V_Qj) des Spannungsabfalls aufweist, für die Regelung des Spannungswandlers (DCDC) zu verwenden. Hierzu weisen Vorrichtungen aus dem Stand der Technik eine Schaltung (Min) zur Ermittlung dieses Minimums der Spannungswerte (V_Qj) der Spannungsabfälle über die Stromquellen (Iq_j) aus den Spannungswerten (V_Qj) auf.
Dies hat zunächst den Vorteil, dass der Spanungsabfall über alle Stromquellen und damit die Energieaufnahme der Stromquellen durch diesen Spannungsabfall minimiert werden kann. Vorzugsweise handelt es sich bei den Stromquellen um Linearregler, die eine ggf. vorhandene überschüssige Versorgungsspannung bei vorgegebenem Stromquellenwert abbauen müssen. Die Spannung über die LED-Gruppe ist dabei ja typischerweise durch die LED-Kettenlänge und die Summe der Schleusenspannungen der LEDs in Serie vorgegeben. Diese Regelungsmethode aus dem Stand der Technik basierend auf dem minimalen Stromquellenspannungsabfall hat aber auf der anderen Seite auch verschiedene Nachteile, die sich insbesondere bei sicherheitsrelevanten Anwendungen auswirken und im Stand der Technik nicht gelöst sind:

Im Falle eines Masseverlustes einer Stromquelle (Iq_j), fließt kein Strom mehr durch diese Stromquelle (Iq_j). Damit wird der Spannungsabfall über diese Stromquelle (Iq_j), da es sich in der Regel um eine reale Transistorstromquelle handelt null. Dann aber wird der Spannungswandler (DCDC) durch den Regler (CTR) voll aufgesteuert, was eine Beschädigung und einen anschließenden Ausfall der verbleibenden LED-Gruppen (L_j) zur Folge haben kann. Damit kann es sich bei sicherheitsrelevanten Baugruppen um ein sicherheitsrelevantes Fehlverhalten handeln. Ein LED-Kurzschluss hätte nur insoweit Folgen, als dass die Regelung dann von einer anderen LED-Gruppe bestimmt würde. Ein Kurzschluss einer Stromquelle (Iq_j) würde sich wie der Masseverlust einer Stromquelle (Iq_j) durch das maximale Aufsteuern des Spannungswandlers (DCDC) äußern und wäre somit ebenfalls potenziell sicherheitsrelevant.

Aus der EP 2 600 695 B1 ist eine It. der EP 2 600 695 B1 fehlertolerante Steuerung für ein Lichtsystem mit einer Vielzahl an Leuchtdioden-Schaltungen und einer steuerbaren Energiequelle bekannt, die eine Steuerspannung bereitstellt, um die Vielzahl an Leuchtdioden-Schaltungen mit Energie zu versorgen. Dabei weist die Steuerung entsprechend der EP 2 600 695 B1 Folgendes auf:

• eine Minimalspannungs-Auswahl-Einheit, die dazu ausgelegt ist, eine Minimalspannung aus einer Vielzahl an Rückkopplungsspannungen zu bestimmen, eine Rückkopplungsspannung für jeden der Vielzahl an Leuchtdioden-Schaltungen,
• eine Steuereinheit, die dazu konfiguriert ist, eine Regulierung der Steuerspannung aufgrund des Bestimmens der Minimalrückkopplungsspannung zu veranlassen,
• ein Überspannungswarnmechanismus, der dazu konfiguriert ist, einen Überspannungswarnzustand aufgrund dessen zu bestimmen, dass die Steuerspannung einen Überspannungswarnschwellenwert überschreitet.

Dabei ist die Steuerung der EP 2 600 695 B1 dazu konfiguriert, einen oder mehrere Offene-Schaltungs-Zustände zu identifizieren, einen für jede Leuchtdioden-Schaltung, für welche die jeweilige Rückkopplungsspannung unter einem Offene-Schaltungs-Schwellenwert ist, und die Minimalspannungs-Auswahl-Einheit zu veranlassen, die eine oder die mehreren jeweiligen Rückkopplungsspannungen, die mit Leuchtdioden-Schaltungen verknüpft sind, die mit Offene-Schaltungs-Zuständen verknüpft sind, von dem Bestimmen der Minimalspannung auszuschließen. Gemäß der technischen Lehre der EP 2 600 695 B1 basiert die Identifizierung des Offene-Schaltungs-Zustands ferner auf dem Überspannungswarnzustand.
Aus der US 2013 / 0 175 937 A1 ist ein drahtloses Stromversorgungssystem für die Beleuchtung bekannt, das eine Stromübertragungseinheit mit einer Stromübertragungsspule und eine Stromempfangseinheit mit einer Stromempfangsspule umfasst. Die Leistungsübertragungsspule erzeugt gemäß der technischen Lehre der US 2013 / 0 175 937 A1 ein magnetisches Wechselfeld als Reaktion auf eine zugeführte Wechselstromleistung. Die Leistungsempfangsspule der US 2013 / 0 175 937 A1 empfängt eine elektrische Leistung von der Leistungsübertragungseinheit durch elektromagnetische Induktion aufgrund des von der Leistungsübertragungsspule erzeugten magnetischen Wechselfeldes. Die Leistungsempfangseinheit der US 2013 / 0 175 937 A1 umfasst ferner eine Leistungsschaltung und einen empfangsseitigen Steuerabschnitt. Die Leistungsschaltung der US 2013 / 0 175 937 A1 empfängt eine Ausgangsleistung von der Leistungsempfangsspule und führt einen Buck-Boost-Betrieb durch, um eine vorbestimmte elektrische Leistung an eine Beleuchtungslast auszugeben. Der empfangsseitige Steuerabschnitt der US 2013 / 0 175 937 A1 steuert den Buck-Boost-Betrieb der Leistungsschaltung. Die Leistungsschaltung ist so konfiguriert, dass sie die Ausgangsleistung von der Leistungsempfangsspule verstärken und absenken kann.
Aus der CN 1 03 813 570 A ist ein LED-Beleuchtungssystem mit Konstantspannungsantrieb bekannt, das ein einstellbares Konstantspannungs-Stromversorgungsmodul und eine Vielzahl von LED-Lampensätzen mit einem großen Spannungsbereich (Breitspannung) umfasst. Jeder der Breitspannungs-LED-Lampensätze der CN 1 03 813 570 A umfasst m LED-Lampenstränge, wobei m eine ganze Zahl ist. Die m LED-Lampenstränge der CN 1 03 813 570 A sind parallelgeschaltet und werden von dem einstellbaren Konstantspannungs-Stromversorgungsmodul in einem zentralisierten Modus versorgt. Das Konstantspannungs-Antriebs-LED-Beleuchtungssystem der CN 1 03 813 570 A umfasst ferner ein Strom- oder Spannungserfassungsmodul und ein Helligkeitsausgleichs- und Lichteinstellungs-Steuermodul, wobei das Strom- oder Spannungserfassungsmodul der CN 1 03 813 570 A zum Erfassen des Stroms jedes Strangs der LED-Lampensätze und zum Übertragen des Stroms an das Helligkeitsausgleichs- und Lichteinstellungs-Steuermodul verwendet wird und das Helligkeitsausgleichs- und Lichteinstellungs-Steuermodul der CN 1 03 813 570 A zum Steuern des Tastverhältnisses jedes Strangs der LED-Lampensätze verwendet wird. Erfindungsgemäß wird die Konstruktion, in der das Steuerstromversorgungsmodul der CN 1 03 813 570 A und die LED-Lampensätze getrennt sind, realisiert, und Probleme der geringen Zuverlässigkeit, schlechten Wartbarkeit und dergleichen für die Konstruktion, in der das Steuerstromversorgungsmodul der CN 1 03 813 570 A und die LED-Lampensätze in einem zentralisierten Modus angeordnet sind, werden vermieden.
Dem Vorschlag liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen die die obigen Nachteile des Stands der Technik nicht aufweist und weitere Vorteile aufweist. Dies betrifft die Erkennung eines fehlerhaften Zustands und die trotzdem fehlerfreie Regelung der Versorgungsspannung (V_sup) verbliebenen nicht fehlerbetroffenen LED-Gruppen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
Lösung der Aufgabe
Das hier vorgelegte Dokument beschreibt ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Energieversorgung von LED-Gruppen (L₁, L₂, .... L_j, .... L_n) mit elektrischer Energie. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte:

• Anlegen einer Versorgungsspannung (V_sup) an einen gemeinsamen ersten Anschluss der LED-Gruppen (L₁, L₂, .... L_j, .... L_n) durch einen regelbaren Spannungswandler (DCDC);
• Einstellen des jeweiligen Stromes (I₁, I₂, .... I_j, .... I_n) durch die jeweiligen LED-Gruppen (L₁, L₂, .... L_j, .... L_n) mittels mit diesen LED-Gruppen (L₁, L₂, .... L_j, .... L_n) jeweils in Serie geschalteter jeweiliger Stromquellen (Iq₁, Iq₂, ...Iq_j, ...Iq_n) entsprechend einem jeweiligen Stromvorgabewert in mindestens einem Steuer-IC (IC_k,Ik);
• Erfassen der Spannungswerte der jeweiligen Spannungsabfälle (V_Q1, V_Q2, ..... V_Qj, .... V_Qn) über die jeweiligen Stromquellen (Iq₁, Iq₂, ...Iq_j, ...Iq_n) in mindestens einem der Steuer-IC(IC_k,lk) und/oder Erfassen der Spannungswerte der jeweiligen Spannungsabfälle (V_L1, V_L2, ..... V_Lj, .... V_Ln) über die jeweiligen elektrischen Verbraucher (L₁, L₂, ...L_j, ...L_n) in mindestens einem der Steuer-IC(IC_k,Ik);
• Mindestens einmaliges Authentifizieren des mindestens einen Steuer-ICs (IC_k,Ik) durch den Controller (CTR);
• drahtgebundene Übermittlung der erfassten Spannungswerte an einen Controller (CTR) und damit Bildung eines Spannungsvektors (Vec);
• Einstellung der Versorgungsspannung (V_sup) in Abhängigkeit vom betragsmäßig zweit- oder N-kleinsten Spannungswert des Spannungsvektors (Vec) für die Spannungsabfälle (V_Q1, V_Q2, ..... V_Qj, .... V_Qn) über die jeweiligen Stromquellen (Iq₁, Iq₂, ...Iq_j, ...lq_n) und/oder in Abhängigkeit vom betragsmäßig zweit oder N-größten Spannungswert der jeweiligen Spannungsabfälle (V_L1, V_L2, ..... V_Lj, .... V_Ln) über die jeweiligen elektrischen Verbraucher (L₁, L₂, ...L_j, ...L_n) durch den Controller (CTR), mit 1<N<n.

Detaillierte Beschreibung
Der Vorschlag beschreibt eine Vorrichtung zur Versorgung einer Mehrzahl von n LED-Gruppen (L_1,1, L,_1,2,...,L_1,j1, ...L_1,n1; L_2,1, L,₂,₂,...,L_2,j2, ...L_2,n2;......... L_k,1, L,_k,2,...,L_k,jk, ...L_k,nk;........ L_m,1, L,_m,2,...,L_m,jm, ...L_m,nm), die in m LED-Baugruppen (LB₁, LB₂, .....LB_k,......LB_m) organisiert sind und nun jedoch durch eine Steuerbaugruppe (SB) gesteuert und mit Spannung mit einem Betriebsspannungswert (V_sup) versorgt werden. Die gesamte Vorrichtung weist eine Mehrzahl von Stromquellen (Iq_1,1, Iq_1,2,.... Iq_1,j1,.... Iq_1,n1; Iq_2,1, Iq_2,2,.... Iq_2,j2,.... Iq_2,n2; Iq_k,1, Iq_k,2,.... Iq_k,jk,.... Iq_k,nk; Iq_m,1, Iq_m,2,.... Iq_m,jm,.... Iq_m,nm) auf. Diese sind vorzugsweise in integrierten Steuerschaltungen Steuer-IC (IC_k,Ik, mit 1≤k≤m und 1≤I_k≤o_k) untergebracht, die auf LED-Baugruppen (LB_k) aufgeteilt sind. Jede LED-Baugruppe (LB_k, mit 1≤k≤m) umfasst dabei eine LED-Baugruppen spezifische Anzahl von o_k Steuer-ICs (IC_k,lk, mit 1≤k≤m und 1≤I_k≤o_k). Diese Anzahl o_k kann für alle LED-Baugruppen gleich, aber auch unterschiedlich von LED-Baugruppe zu LED-Baugruppe sein. Jeder Steuer-IC (IC_k,lk, mit 1≤k≤m und 1≤I_k≤o_k) umfasst somit eine oder mehrere der Stromquellen (Iq_k,j_k, mit 1≤k≤m und 1≤j_k≤n_k).Auch die Anzahl der Stromquellen pro Steuer-IC (IC_k,lk) kann von Steuer-IC zu Steuer-IC verschieden sein. Hierbei bedeutet n_k die Anzahl der Stromquellen (Iq_k,j_k, mit 1≤k≤m und 1≤j_k≤n_k) in der k-ten LED-Baugruppe (LB_k). Auch die Anzahl n_k der Stromquellen pro LED-Baugruppe kann von LED-Baugruppe zu LED-Baugruppe verschieden sein. m bedeutet die Anzahl der LED-Baugruppen insgesamt. Jede der Stromquellen (Iq_k,j_k, mit 1≤k≤m und 1≤j_k≤n_k) ist somit bevorzugt genau einer LED-Gruppe (L_k,jk, mit 1≤k≤m und 1≤j_k≤n_k) zugeordnet und stellt im normalen Betrieb deren LED-Gruppen-Strom (I_k,jk, mit 1≤k≤m und 1≤j_k≤n_k) ein.
Eine LED-Gruppe besteht hierbei aus einer oder mehreren LEDs in Parallelschaltung und/oder Serienschaltung. Eine LED-Gruppe weist immer einen ersten Anschluss auf, der mit der Betriebsspannung (V_sup) oder einem anderen Versorgungspotenzial verbunden ist. Die Betriebsspannung ist dabei gleich der Ausgangsspannung der Steuerbaugruppe (SB).
Jede der Stromquellen (Iq_k,j, mit 1≤k≤m und 1≤j≤n_m) ist dafür eingerichtet und vorgesehen , im ordnungsgemäßen Betrieb jeweils einen elektrischen Strom (I_k,j, mit 1≤k≤m und 1≤j≤n_m), durch die jeweils angeschlossene LED-Gruppe (L_k,j, mit 1≤k≤m und 1≤j≤n_m) der Mehrzahl der LED-Gruppen (L_1,1, L_1,2,...,L_1,j1, ...L_1,n1; L_2,1, L,_2,2,...,L_2,j2, ...L_2,n2;......... L_k,1, L,_k,2,...,L_k,jk, ...L_k,nk......... L_m,1, L,_m,2,...,L_m,jm, ...L_m,nm) in Höhe eines jeweils zugeordneten Stromquellenstroms (I_k,j, mit 1≤k≤m und 1≤j≤n_m,) zu treiben. Das bedeutet, dass die jeweilige Stromquelle (Iq_k,j, mit 1≤k≤m und 1≤j≤n_m,) im ordnungsgemäßen Betriebsfall den Strom (I_k,j, mit 1≤k≤m und 1≤j≤n_m,) durch diese LED-Gruppe (L_k,j, mit 1≤k≤m und 1≤j≤n_m,) begrenzt. Beispielsweise kann es sich wieder um eine Stromspiegelschaltung oder eine andere Stromquellenschaltung mit einem Stromquellentransistor handeln. Die eigentliche Energieversorgung erfolgt jedoch wieder über einen Spannungswandler (DCDC), der die Serienschaltung aus jeweiliger Stromquelle (Iq_k,j, mit 1≤k≤m und 1≤j≤n_m) und LED-Gruppe (L_k,j, mit 1≤k≤m und 1≤j≤n_m,) mit einer Betriebsspannung, der Ausgangsspannung (V_sup) des Spannungswandlers (DCDC) versorgt. Fällt der Spannungswandler (DCDC) aus oder liefert der Spannungswandler (DCDC) zu wenig Ausgangspannung (V_sup) oder Ausgangsstrom, so läuft eine solche reale Transistorstromquelle nicht wie eine ideale Stromquelle in eine unendliche Spannung, um den Stromquellenstrom aufrecht zu erhalten, sondern zeigt im Gegenteil einen nicht ausreichenden Spannungsabfall über diese Stromquelle (Iq_k,j, mit 1≤k≤m und 1≤j≤n_m).
Die vorschlagsgemäße Vorrichtung weist nun in einer ersten Ausführungsform Erfassungsvorrichtungen (M_Lk1,jk1, mit 1≤k₁≤m und 1≤j_k1≤n_k1; NI_Lk2,jk2, mit 1≤k₂≤m und 1≤j_k2≤n_k2; M_Qk1,jk1, mit 1≤k₁≤m und 1≤j_k1≤n_k1; M_Qk2,jk2, mit 1≤k₂≤m und 1≤j_k12≤n_k2;) zur Erfassung von mindestens zwei Spannungswerten (V_Qk1,jk1, mit 1≤k₁≤m und 1≤j_k1≤n_k1; V_Qk2,jk2, mit 1≤k₂≤m und 1≤j_k2≤n_k2; V_Lk1,jk1, mit 1≤k₁≤m und 1≤j_k1≤n_k1; V_Lk2,jk2, mit 1≤k₂≤_m und 1≤j_k2≤n_k2) mindestens zweier Spannungsabfälle über mindestens zwei LED-Gruppen (L_k,jk1, mit 1≤k₁≤m und 1≤j_k1≤n_k1; L_k2,jk2, mit 1≤k₂≤_m und 1≤j_k2≤n_k2) und/oder Stromquellen (Iq_k1,jk1, mit 1≤k₁≤m und 1≤j_k1≤n_k1; Iq_k2,jk2, mit 1≤k₂≤m und 1≤j_k2≤n_k2) der Mehrzahl von Stromquellen (Iq_1,1, Iq_1,2,.... Iq_1,j1,.... Iq_1,n1; Iq_2,1, Iq_2,2,.... Iq_2,j2,.... Iq_2,n2; Iq_k,1, Iq_k,2,.... Iq_jk,jk,.... Iq_k,nk; Iq_m,1, Iq_m,2,.... Iq_m,jm,_···· Iq_m,nm) auf. Dabei ist es vorschlagsgemäß ausreichend folgende Fälle abzudecken:

a. einen Spannungswert (V_Qk1,jk1, mit 1≤k₁≤m und 1≤j_k1≤n_k1) des Spannungsabfalls über eine Stromquelle (Iq_k1,jk1, mit 1≤k₁≤m und 1≤j_k1≤n_k1) und einen Spannungswert (V_Lk2,jk2, mit 1≤k₂≤m und 1≤j_k2≤n_k2) eines Spannungsabfalls über eine LED-Gruppe (L_k2,jk2, mit 1≤k₂≤m und 1≤j_k2≤n_k2)
b. mindestens zwei Spannungswerte (V_Qk1,jk1, mit 1≤k₁≤m und 1≤j_k1≤n_k1; V_Qk2,jk2, mit 1≤k₂≤_m und 1≤j_k2≤n_k2) mindestens zweier Spannungsabfälle über mindestens zwei Stromquellen (Iq_k1,jk1, mit 1≤k₁≤m und 1≤j_k1≤n_k1; Iq_k2,jk2, mit 1≤k₂≤m und 1≤j_k2≤n_k2)
c. mindestens zwei Spannungswerte (V_Lk1,jk1, mit 1≤k₁≤m und 1≤j_k1≤n_k1; V_Lk2,jk2, mit 1≤k₂≤_m und 1≤j_k2≤n_k2) mindestens zweier Spannungsabfälle über mindestens zwei LED-Gruppen (L_k1,jk1, mit 1≤k₁≤m und 1≤j_k1≤n_k1; L_k2,jk2, mit 1≤k₂≤m und 1≤j_k2≤n_k2)

Aus diesen mindestens zwei Spannungswerten (V_Qk1,jk1; V_Qk2,jk2; V_Lk1,jk1; V_Lk2,jk2) bildet ein Controller (CTR) dann einen mindestens zweidimensionalen Spannungswertvektor (Vec), der aus den mindestens zwei so erfassten Spannungswerten (V_Qk1,jk1; V_Qk2,jk2; V_Lk1,jk1; V_Lk2,jk2) besteht. Im Fall a) besteht somit der Spannungswertvektor (Vec) aus mindestens einem Spannungswert (V_Lk1,jk1) einer der mindestens zwei LED-Gruppen (L_k1,jk1) und einem Spannungswert (V_Qk2,jk2) mindestens einer der mindestens zwei Stromquellen (Iq_k2,jk2).
Vorschlagsgemäß werden die Spannungswerte (V_Qk1,jk1; V_Qk2,jk2; V_Lk1,jk1; V_Lk2,jk2) des Spannungswertvektors (Vec) nun bewertet. Eine Spannungsvektordimensionsverminderungseinheit (VDVM) ermittelt für jeden der mindestens zwei erfassten (V_Qk1,jk1; V_Qk2,jk2; V_Lk1,jk1; V_Lk2,jk2) des Spannungswertvektors (Vec) je einen Bewertungswert (B_Qk1,jk1, mit 1≤k₁≤m und 1≤j_k1≤n_k1; B_Qk2,jk2, mit 1≤k₂≤m und 1≤j_k2≤n_k2; B_Lk1,jk1, mit 1≤k₁≤m und 1≤j_k1≤n_k1; B_Lk2,jk2, mit 1≤k₂≤m und 1≤j_k2≤n_k2) des jeweiligen Spannungswerts (V_Qk1,jk1; V_Qk2,jk2; V_Lk1,jk1; V_Lk2,jk2). Diese Spannungsvektordimensionsverminderungseinheit (VDVM) verwirft dann den Spannungswert des Spannungsvektors (Vec), dessen Bewertungswert (B_Q1,jk1; B_Qk2,jk2; B_Lk1,jk1; B_Lk2,jk2) einen Schwellwert (SW_v) über- oder unterschreitet. Ob für den Verwurf die Überschreitung oder Unterschreitung verwendet wird, hängt nur von der Implementierung ab. Werden beispielsweise nur die Stromquellenspannungen (V_Qk,jk) verwendet, so ist es beispielsweise sinnvoll, die kleinste Stromquellenspannung zu verwerfen. In dem Fall könnte man dann beispielsweise die zweitkleinste Stromquellenspannung mit einem Offset (V_off) als Sicherheitsmarge versehen und den so erhaltenen Wert dann zur Regelung verwenden. Dies hat dann den Vorteil, dass bei einem der zuvor beschriebenen Fehler dieser nicht auf die Spannungsregelung durchschlägt und zu sicherheitsrelevanten Fehlern führt. Bei diesem Fehlermodell wird allerdings vorausgesetzt, dass stets nur Einfachfehler auftreten. Somit erzeugt die Spannungsvektordimensionsverminderungseinheit (VDVM) einen um die Anzahl einer Dimension verringerten reduzierten Spannungsvektor (VecR) aus dem Spannungsvektor (Vec). Natürlich ist es denkbar weitere N Werte zu streichen, um auch Mehrfachfehler abfangen zu können. N muss aber immer um die Anzahl 1 kleiner als die Anzahl n sein.

a. Eine erste Variante des Vorschlags kann dann so aussehen, dass die Spannungsvektordimensionsverminderungseinheit (VDVM) den Spannungswert des (V_Qk,j; V_Lk,j) des Spannungsvektors (Vec) mit dem größten Spannungswert verwirft, um den reduzierten Spannungsvektor (VecR) zu bilden;
b. Eine zweite Variante des Vorschlags kann dann so aussehen, dass die Spannungsvektordimensionsverminderungseinheit (VDVM) den Spannungswert des (V_Qk,j; V_Lk,j) des Spannungsvektors (Vec) verwirft, dessen Betrag oberhalb eines Schwellwertes (SW_v) liegt, um den reduzierten Spannungsvektor (VecR) zu bilden;
c. Eine dritte Variante des Vorschlags kann dann so aussehen, dass die Spannungsvektordimensionsverminderungseinheit (VDVM) den Spannungswert des (V_Qk,j; V_Lk,j) des Spannungsvektors (Vec), dessen Betrag unterhalb eines Schwellwertes (SW_v) liegt, verwirft, um den reduzierten Spannungsvektor (VecR) zu bilden;
d. Eine vierte Variante des Vorschlags kann dann so aussehen, dass die Spannungsvektordimensionsverminderungseinheit (VDVM) den Spannungswert des (V_Qk,j; V_Lk,j) des Spannungsvektors (Vec) mit dem kleinsten Spannungswert verwirft, um den reduzierten Spannungsvektor (VecR) zu bilden;

Der vorschlagsgemäß ebenfalls vorhandene regelbare Spannungswandler (DCDC), der vorzugsweise ein Schaltnetzteil mit hohem Wirkungsgrad ist, dient der geregelten Energieversorgung der LED-Gruppen (L_k,j) und zur Einspeisung der elektrischen Ströme (I_k,j) in die LED-Gruppen (L_k,j). Der bereits erwähnte Controller (CTR) ist vorschlagsgemäß dazu geeignet und vorgesehen, die Ausgangsspannung (V_sup) des Spannungswandlers (DCDC) mittels eines Regelsignals (R_v), das den Regelwert darstellt, basierend auf den Spannungswerten des reduzierten Spannungsvektors (VecR) zu regeln. Dabei weist der Controller (CTR) im Zusammenwirken mit dem Spannungswandler (DCDC) eine Regelcharakteristik auf. Diese äußert sich darin, wie das Regelsignal (R_v) von den Spannungswerten des reduzierten Spannungsvektors (VecR) abhängt. Vorzugsweise weist die Regelcharakteristik einen linearen Bereich auf, in dem die Ausgangsspannung (V_sup) des regelbaren Spannungswandlers (DCDC) linear vom gewichteten oder ungewichteten Mittelwert (VecRM) der Spannungswerte des reduzierten Spannungsvektors (VecR) abhängt.
Die Regelcharakteristik weist zumindest einen Arbeitspunkt (AP), der eine Kombination der Spannungswerte des reduzierten Spannungsvektors (VecR) ist, auf, in dem die Ausgangsspannung (V_sup) des regelbaren Spannungswandlers (DCDC) nicht linear vom Mittelwert (VecRM) der Spannungswerte des reduzierten Spannungsvektors (VecR) abhängt. Gleichzeitig erzeugt der Controller (CTR) pulsweiten modulierte Signale (CPWM) für die Ansteuerung von Schaltern oder Stromquellen (Iq_k,jk) zum Modulieren der LED-Gruppen (L_k,j). Besonders bevorzugt werden die Stromquellentransistoren durch diese Signale ein- und ausgeschaltet, wodurch ein pulsweiten modulierter Strom erzeugt wird.
Vorschlagsgemäß ist es nun vorteilhaft, wenn die Vorrichtung in geeignete Baugruppen zerlegt werden kann.
Hierfür umfasst sie mindestens eine Steuerbaugruppe (SB). Diese beinhaltet mindestens den besagten Controller (CTR) mit mindestens einer Datenschnittstelle (DSC). Des Weiteren umfasst sie mindestens den Spannungswandler (DCDC), der mindestens die besagte Ausgangsspannung (V_sup) mit einem Ausgangsspannungswert zur Energieversorgung zumindest zweier LED-Gruppen (L_k,jk1; L_k2,jk2) der Mehrzahl von LED-Gruppen (L_k,j) bereitstellt. Wie zuvor beschrieben wird der Ausgangsspannungswert der Ausgangsspannung (V_sup) dieses Spannungswandlers (DCDC) durch diesen Controller (CTR) mittels des Regelsignals (R_v) geregelt. wird;
Die vorschlagsgemäße Vorrichtung umfasst eine Mehrzahl von LED-Baugruppen (LB_k, mit 1≤k≤m). Jede der LED-Baugruppen (LB_k) weist mindestens einen Steuer-IC (IC_k,lk, mit 1≤k≤m und 1≤I_k≤o_k) auf. Dabei sind die Steuer-IC (IC_k,Ik) jeweils einer bestimmten LED-Gruppe (L_k,j, mit 1≤k≤m und 1≤j≤n_m) zugeordnet. Das Steuer-IC (IC_k,Ik) weist je zugeordneter LED-Gruppe (L_k,j) mindestens eine der jeweiligen LED-Gruppe (L_k,j) zugeordnete Stromquelle (Iq_k,j, mit 1≤k≤m und 1≤j≤n_m) auf. Das Steuer-IC (IC_k,Ik) weist mindestens eine Datenschnittstelle (DSS_k,lk, mit 1≤k≤m und 1≤I_k≤o_k) auf. Diese Datenschnittstelle (DSS_k,Ik) ist über mindestens eine Datenleitung (DL_k,Ik, mit 1≤k≤m und 1≤I_k≤o_k) mit zumindest mit der Datenschnittstelle (DSC) des zumindest einen Controllers (CTR) der Steuerbaugruppe (SB) verbunden.
Die Vorrichtung weist bevorzugt mindestens eine LED-Gruppe (L_k,j) auf. Der elektrische Strom durch bevorzugt jede dieser LED-Gruppen (L_k,j) wird im ordnungsgemäßen Betrieb durch die zugeordnete Stromquelle (Iq_k,j) des zugeordneten Steuer-ICs (IC_k,Ik) bestimmt. Dabei fällt über die jeweilige Stromquelle (Iq_k,j) eine Stromquellenspannung (V_Qk,jk) ab. Über die jeweilige LED-Gruppe (L_k,j) fällt dann eine LED-Gruppenspannung ab.
Die Vorrichtung weist in bevorzugt jeder LED-Baugruppe (LB_k) Erfassungsvorrichtungen (M_Lk,jk, mit 1≤k≤m und 1≤j_k≤n_k) zum Erfassen LED-Gruppenspannungswerte (V_Lk,jk, mit 1≤k≤m und 1≤j_k≤n_k) der LED-Gruppenspannungen auf.
Ebenso weist die vorschlagsgemäße Vorrichtung in bevorzugt jeder LED-Baugruppe (LB_k) Erfassungsvorrichtungen (M_Qk,jk, mit 1≤k≤m und 1≤j_k≤n_k) zum Erfassen Stromquellenspannungswerte (V_Qk,jk, mit 1≤k≤m und 1≤j_k≤n_k) der Stromquellenspannungen auf.
Des Weiteren weist die LED-Baugruppe Mitteln (DSC) zum Übertragen der erfassten LED-Gruppenspannungswerte (V_Lk,jk) und/oder Stromquellenspannungswerte (V_Qk,jk) an die Steuerbaugruppe (SB) über die Datenschnittstelle (DSS_k,lk) des jeweils zugeordneten Steuer-ICs (IC_k,lk) auf. Der Versorgungsanschluss zur Versorgung der LED-Baugruppe (LB_k,j) mit elektrischer Energie ist mit dem Spannungswandler (DCDC) direkt oder indirekt verbunden und wird von diesem mit der Ausgangsspannung (V_sup) des Spannungswandlers (DCDC) versorgt.
Der Controller (CTR) der Steuerbaugruppe (SB) empfängt mittels drahtgebundener oder drahtloser Datenübertragung mindestens einen LED-Gruppenspannungswert (V_Lk,jk, mit 1≤k≤m und 1≤j_k≤n_k) von mindestens einer der LED-Baugruppen (LB_k). Ebenso ist es ausreichend, wenn der Controller (CTR) der Steuerbaugruppe (SB) mindestens einen Stromquellenspannungswert (V_Qk,jk) von mindestens einer der LED-Baugruppen (LB_k) erhält.
Diese Übertragung kann drahtgebunden und drahtlos sein. Neben der Datenübertragung über sternförmige oder seriell kettenförmig angeordnete Busse kommt auch die Übertragung über die Versorgungsspannungsleitung in Frage, um Verdrahtungsaufwand zu sparen. Hierbei ist es wichtig, dass die komplexen Innenwiderstände des Spannungswandlers (DCDC) und der Stromquellen (Iq_k,jk) im Frequenzbereich des Datensignals ausreichend hoch liegen, sodass das Datensignal durch diese nicht kurzgeschlossen oder zu stark bedämpft wird.
Ganz besonders im Falle einer drahtlosen Übertragung der erfassten Spannungswerte (V_Lk,jk, mit 1≤k≤m und 1≤j_k≤n_k; V_Qk,jk, mit 1≤k≤m und 1≤j_k≤n_k) ist es wichtig, dass das Reglersystem nicht von außen gestört werden kann. Daher ist es wichtig, dass die LED-Baugruppen (LB_k) bzw. die sich auf diesen befindlichen Steuer-ICs (IC_k,lk) sich bei dem Controller (CTR) anmelden und dort authentifizieren. Spannungswerte (V_Lk,jk, mit 1≤k≤m und 1≤j_k≤n_k; V_Qk,jk, mit 1≤k≤m und 1≤j_k≤n_k) von nicht authentifizierten LED-Baugruppen (LB_k) bzw. Steuer-ICs (IC_k,lk) werden nicht für die Regelung der Versorgungsspannung (V_sup) verwendet und verworfen. Vorzugsweise wird die Authentifizierung in regelmäßigen Abständen wiederholt.
Störungen durch EMV können durch eine redundante Übertragung der Spannungswerte von den LED-Baugruppen (LB_k) an die Steuerbaugruppe (SB) abgefangen werden.
Der Controller (CTR) stellt dann den Ausgangsspannungswert der Ausgangsspannung (V_sup) des Spannungswandlers (DCDC) in Abhängigkeit

a. von mindestens einem LED-Gruppenspannungswert (V_Lk,jk) und zwar vorzugsweise dem zweit größten LED-Gruppenspannungswert (V_Lk,jk) oder
b. von mindestens einem LED-Gruppenspannungswert (V_Lk,jk) und mindestens einem Stromquellenspannungswert (V_Qk,jk) und zwar vorzugsweise dem zweit größten LED-Gruppenspannungswert (V_Lk,jk) und ebenso vorzugsweise dem zweit kleinsten Stromquellenspannungswert (V_Qk,jk) oder
c. von mindestens zwei Stromquellenspannungswerten (V_Qk1,jk1, V_Qk2,jk2) und zwar vorzugsweise dem zweit kleinsten Stromquellenspannungswert (V_Qk,jk) ein.

In einer wichtigen Variante des Vorschlags erhält der Controller (CTR) der Steuerbaugruppe (SB) eine Anzahl von mindestens drei Stromquellenspannungswerten (V_Qk,j1; V_Qk2,j2; V_Qk3,j3) von mindestens zwei LED-Baugruppen (LB_k1, mit 1≤k₁≤m; L_k2, mit 1≤k₂≤m). In diesem Fall verwirft der Controller (CTR) der Steuerbaugruppe (SB) bevorzugt mindestens einen der mindestens drei Stromquellenspannungswerte (V_Qk1,j11; V_Qk2,j2; V_Qk3,j3). Der Controller (CTR) verwendet dann, wie zuvor beschrieben die um mindestens eins verminderte Anzahl von mindestens zwei verbliebenen Stromquellenspannungswerte (z.B. V_Qk1,j1; V_Qk2,j2) der ursprünglich mindestens drei Stromquellenspannungswerte (V_Qk1,j1; V_Qk2,j2; V_Qk3,j3) wie zuvor beschrieben weiter.
Der Controller (CTR) stellt dann den Ausgangsspannungswert der Ausgangsspannung (V_sup) des Spannungswandlers (DCDC) in Abhängigkeit von den somit verbliebenen mindestens zwei aber mindestens um eins verminderten, verbliebenen Stromquellenspannungswerte (V_Qk1,j1, V_Qk2,j2) ein.
Liste der Figuren

1 zeigt eine Vorrichtung entsprechend dem Stand der Technik.
2 zeigt eine LED- Baugruppe mit Erfassungsvorrichtungen für den Spannungsabfall über die Stromquellen.
3 zeigt eine LED- Baugruppe mit Erfassungsvorrichtungen für den Spannungsabfall über die LED-Gruppen.
4 zeigt eine LED- Baugruppe mit Erfassungsvorrichtungen für den Spannungsabfall über die LED-Gruppen und über die Stromquellen für einen sternförmig verschalteten Datenbus.
5 zeigt eine beispielhafte Zusammenschaltung von zwei LED-Baugruppen mit je vier LED-Gruppen und je zwei Steuer-IC je LED-Gruppe mit einer Steuerbaugruppe über einen sternförmigen Datenbus
6 zeigt eine LED- Baugruppe mit Erfassungsvorrichtungen für den Spannungsabfall über die LED-Gruppen und über die Stromquellen für einen in linearer Sequenz zusammengeschalteten Datenbus.
7 Zeigt eine beispielhafte Zusammenschaltung von zwei LED-Baugruppen mit je vier LED-Gruppen und je zwei Steuer-IC je LED-Gruppe mit einer Steuerbaugruppe über in linearer Sequenz zusammengeschalteten Datenbus.
8 entspricht der 6 mit dem Unterschied, dass die Übertragung der erfassten Spannungswerte (V_Qk,jk; V_Lk,jk) mittels einer Datenübertragung über die Versorgungsspannungsleitung erfolgt.
9 entspricht der 7 mit dem Unterschied, dass die Übertragung der erfassten Spannungswerte (V_Qk,jk; V_Lk,jk) mittels einer Datenübertragung über die Versorgungsspannungsleitung erfolgt.
10 entspricht den 6 und 8 mit dem Unterschied, dass die Übertragung der erfassten Spannungswerte (V_Qk,jk; V_Lk,jk) mittels einer drahtlosen Datenübertragung erfolgt.
11 entspricht den 7 und 9 mit dem Unterschied, dass die Übertragung der erfassten Spannungswerte (V_Qk,jk; V_Lk,jk) mittels einer drahtlosen Datenübertragung erfolgt.

Beschreibung der Figuren
Figur 1
1 zeigt schematisch und vereinfacht eine Vorrichtung entsprechend dem genannten Stand der Technik. Ein Spannungswandler (DCDC) wandelt die nicht eingezeichnete Betriebsspannung des Kfz, die eine Gleichspannung ist, in eine Ausgangsspannung (V_sup) mit einem Ausgangsspannungswert um, der typischerweise von dem Spannungswert der Betriebsspannung abweicht und zwar typischerweise zu kleineren Spannungsbeträgen hin. Dabei gibt der regelbare Spannungswandler (DCDC) die aus dem Betriebsspannungsnetz des Kfz entnommene Energie als elektrischen Strom ab. Dieser Ausgangsstrom des Spannungswandlers (DCDC) durchfließt die n LED-Gruppen (L₁, L₂, ...L_j,...L_n). Dabei spaltet er sich auf die Teilströme durch diese LED-Gruppen (L₁, L₂, ...L_j,...L_n) auf. Der Strom durch die jeweilige LED-Gruppe (L_j, mit 1≤j≤n) wird dabei durch jeweils eine, der jeweiligen LED-Gruppe (L_j) zugeordnete Stromquelle (Iq₁, Iq₂, ... Iq_j, .... Iq_n) eingestellt. Die Einstellung ist entweder fest vorgegeben oder programmierbar oder einstellbar. Dabei fällt über die zugeordnete Stromquelle (Iq_j, mit 1≤j≤n) eine Stromquellenspannung ab. Dieser Spannungswert wird als erfasster Spannungswert (V_Qj, mit 1≤j≤n) durch eine dieser Stromquelle (Iq_j) zugeordnete Erfassungsvorrichtung (M_Qj, mit 1≤j≤n) gemessen und zur Regelung weitergeleitet. Eine Schaltung (Min) zur Erfassung dieses Minimums der Spannungswerte (V_Qj) der Spannungsabfälle über die Stromquellen (Iq_j) ermittelt dann den minimalen Wert dieser Spannungswerte (V_Qj) der Spannungsabfälle über die Stromquellen (Iq_j) und gibt diesen Wert an den Controller (CTR) weiter. Dieser berechnet dann auf der Basis dieses dermaßen selektierten Wertes das Regelsignal (R_v). Der Spannungswandler (DCDC) erzeugt die Ausgangsspannung (V_sup) in Abhängigkeit von diesem Regelsignal (R_v), wodurch der Regelkreis geschlossen wird. Durch die Regelung bezogen auf das Minimum der Spannungsabfälle über die Stromquellen (Iq_j) wird sichergestellt, dass alle Stromquellen sich im zulässigen Betriebsbereich befinden und damit alle LED-Gruppen (LB₁, LB₂, .... LB_j, .... LB_n) mit dem vorgegebenen elektrischen Strom versorgt werden und gleichzeitig die Ausgangspannung (V_sup) des Spannungswandlers (DCDC) so kein eingestellt ist, dass kein unnötiger weiterer Spannungsabfall über die Stromquellen (Iq₁, Iq₂, .... Iq_j, .... Iq_n)auftritt.
Figur 2
2 zeigt schematisch und vereinfacht eine k-te LED-Baugruppe (LB_k) mit 1≤k≤m, wobei m die Anzahl der LED-Baugruppen in dem betrachteten Beleuchtungssystem ist. Die Baugruppe wird über die Versorgnungsspannungsleitung, die mit der Ausgangsspannung (V_sup) des Spannungswandlers verbunden werden kann, mit elektrischer Energie versorgt. Die Versorgungsspannung ist an alle n_k LED-Gruppen (L_k,jk) (mit 1≤j_k≤n_k) angeschlossen. Hierdurch werden die LED-Gruppen (L_k,jk) der k-ten LED-Baugruppe (L_k) durch einen spezifischen elektrischen Strom (I_k,jk) (mit 1≤j_k≤n_k) im ordnungsgemäßen Betrieb durchflossen. Dieser wird durch die n_k Stromquellen (Iq_k,jk) (mit 1≤j_k≤n_k), die jeweils jede einer jeweiligen LED-Gruppe (L_k,jk) der k-ten LED-Baugruppe (LB_k) zugeordnet sind, entsprechend einem Vorgabewert z.B. durch einen Steuer-IC-Controller (ICCTR_k,1k) eingestellt. Die entsprechenden Leitungen zu dieser Einstellung sind zur besseren Übersicht in dieser und den folgenden Figuren nicht eingezeichnet. In dem Beispiel der 2 werden alle LED-Gruppen (L_k,jk) durch ein einzelnes Steuer-IC (IC_k,lk) der k-ten LED-Baugruppe (LB_k) angesteuert. Dieses Steuer-IC (IC_k,lk) umfasst die einstellbaren Stromquellen (Iq_k,jk) und die den Stromquellen (Iq_k,jk) zugeordneten Erfassungsvorrichtungen (M_Qk,jk) zur Erfassung des Spannungswerts (V_Qk,jk) des jeweiligen Spannungsabfalls über die jeweilige Stromquelle (Iq_k,jk). Die Stromquellen (Iq_k,jk) könnten auch auf mehrere Steuer-ICs aufgeteilt werden. Jedes Steuer-IC würde dann vorzugsweise über einen eigenen Steuer-IC-Controller (ICCTR_k,1k) verfügen. Ganz allgemein kann also eine LED-Baugruppe (LB_k) o_k Steuer-ICs (IC_k,lk) (mit 1≤I_k≤o_k) umfassen auf die sich dann die n_k Stromquellen zur Einstellung der n_k Ströme (I_k,jk) für die n_k LED-Gruppen (L_k,jk) der k-ten LED-Baugruppe (L_k) aufteilen. In dem Beispiel der 2 ist ein beispielhafter Analog-zu-Digital-Wandler (ADC_k,1k) innerhalb des einzigen Steuer-ICs (IC_k,lk) dieses Beispiels vorgesehen. Dieser wandelt die Spannungswerte (V_Qk,jk) des jeweiligen Spannungsabfalls über die jeweilige Stromquelle (Iq_k,jk) in Werte um, die der Steuer-IC-Controller (ICCTR_k,1k) an den Controller (CTR) der in dieser Figur nicht eingezeichneten Steuerbaugruppe (SB) sendet. Dies geschieht durch eine Datenschnittstelle (DSS_k,1k) des beispielhaft ersten Steuer-ICs (IC_k,1k). In dem Beispiel dieser Figur ist eine sternförmige Verschaltung der Datenschnittstellen (DSS_k,1k) mit der Datenschnittstelle (DSC) des Controllers (CTR) der Steuerbaugruppe (SB) über den Datenbus (DB) vorgesehen.
Figur 3
3 entspricht weitestgehend der 2 mit dem Unterschied, dass nun die Spannungsabfälle über die LED-Gruppen (L_k,jk) durch Erfassungsvorrichtungen (M_Lk,jk) zur Erfassung des Spannungswerts (V_Lk,jk) des jeweiligen Spannungsabfalls über die jeweilige LED-Gruppen (L_k,jk) in der der k-ten LED-Baugruppe (L_k) erfasst werden.
Figur 4
4 entspricht der Kombination der 2 und 3. Es werden nun Spannungsabfälle über die LED-Gruppen (L_k,jk) durch Erfassungsvorrichtungen (M_Lk,jk) zur Erfassung des Spannungswerts (V_Lk,jk) des jeweiligen Spannungsabfalls über die jeweilige LED-Gruppen (L_k,jk), die in dem beispielhaft einzigen Steuer-IC (IC_k,lk) der k-ten LED-Baugruppe (L_k) und Spannungsabfälle über die Stromquellen (Iq_k,jk) durch Erfassungsvorrichtungen (M_Qk,jk) zur Erfassung des Spannungswerts (V_Qk,jk) des jeweiligen Spannungsabfalls über die jeweiligen Stromquellen (Iq_k,jk) erfasst. Die Erfassungsvorrichtungen (M_Lk,jk) zur Erfassung des Spannungswerts (V_Lk,jk) des jeweiligen Spannungsabfalls über die jeweilige LED-Gruppen (L_k,jk) sind in dem beispielhaft einzigen Steuer-IC (IC_k,lk) der k-ten LED-Baugruppe (L_k) für die Versorgung der LED-Gruppen (L_k,jk) der k-ten LED-Baugruppe (L_k) vorgesehen.
Figur 5
5 zeigt eine beispielhafte Gesamtstruktur einer solchen Beleuchtungsvorrichtung. Zur Vereinfachung sind hier beispielhaft lediglich zwei LED-Baugruppen (LB₁, LB₂) (also hier beispielhaft m=2) eingezeichnet. Der Vorschlag befasst sich allerdings mit einer beliebigen Anzahl m von LED-Baugruppen (LB_k). Jede der zwei beispielhaften LED-Baugruppen (LB₁, LB₂) weist je zwei Steuer-ICs (IC_1,1, IC_1,2, IC_2,1, IC_2,2) auf. In diesem Beispiel ist der Datenbus (DB) sternförmig angeordnet. Die Steuer-ICs (IC_1,1, IC_1,2, IC_2,1, IC_2,2) agieren typischerweise als Slaves des Controllers (CTR), der sich in der Steuerbaugruppe (SB) befindet und typischerweise der Bus-Master ist. Der Vorschlag umfasst auch Lösungen mit einer beliebigen Anzahl o_k von Steuer-ICs (IC_k,lk) (mit 1≤k≤n und 1≤I≤o_k), wobei die Anzahl o_k der Steuer-ICs (IC_k,lk) je LED-Baugruppe (LB_k) von LED-Baugruppe zu LED-Baugruppe unterschiedlich sein kann. In dem Beispiel der 5 werden je Steuer-IC (IC1,1, IC_1,2, IC2,1, IC_2,2) die elektrischen Ströme (I_1,1, I_1,2, I_1,3, I_1,4, I_2,1, I_2,2, I_2,3, 1_2,4) für je zwei LED-Gruppen (L_1,1, L_1,2, L_1,3, L_1,4, L_2,1, L_2,2, L_2,3, L_2,4), die diesem Steuer-IC (IC_1,1, IC_1,2, IC_2,1, IC_2,2) zugeordnet sind, durch dieses Steuer-IC (IC_1,1, IC_1,2, IC_2,1, IC_2,2) eingestellt.
Die LED-Gruppen (L_1,1, L_1,2, L_1,3, L_1,4) der ersten LED-Baugruppe (LB₁) sind vorzugsweise innerhalb der LED-Baugruppe mit einem ersten Anschluss untereinander und von dort vorzugsweise mit der Ausgangsspannung (V_sup) des Spannungswandlers (DCDC) in der Steuerbaugruppe (SB) verbunden. Mit dem zweiten Anschluss sind sie mit der jeweiligen Stromquelle innerhalb des zugeordneten Steuer-ICs (IC_1,1, IC_1,2) der ersten LED-Baugruppe (LB₁) verbunden.
Die LED-Gruppen (L_2,1, L_2,2, L_2,3, L_2,4) der zweiten LED-Baugruppe (LB₂) sind vorzugsweise innerhalb der LED-Baugruppe mit einem ersten Anschluss untereinander und von dort mit der Ausgangsspannung (V_sup) des Spannungswandlers (DCDC) in der Steuerbaugruppe (SB) verbunden. Mit dem zweiten Anschluss sind sie mit der jeweiligen Stromquelle innerhalb des zugeordneten Steuer-ICs (IC_2,1, IC_2,2) der zweiten LED-Baugruppe (LB₂) verbunden.
Innerhalb der Steuerbaugruppe (SB) empfängt die Datenschnittstelle (DSC) des Controllers (CTR) die Daten von dem Datenbus (DB) und übermittelt diese an den Controller (CTR). Dieser berechnet aus den von den Steuer-ICs (IC_1,1, IC_1,2, IC_2,1, IC_2,2) empfangenen Spannungswerten (V_L1,1, V_L1,2, V_L1,3, V_L1,4, V_L2,1, V_L2,2, V_L2,3, V_L2,4,) der jeweiligen Spannungsabfälle über die jeweilige LED-Gruppen (L_1,1, L_1,2, L_1,3, L_1,4, L_2,1, L_2,2, L_2,3, L_2,4) und/oder aus den von den Steuer-ICs (IC_1,1, IC_1,2, IC_2,1, IC_2,2) empfangenen Spannungswerten (V_Q1,1, V_Q1,2, V_Q1,3, V_Q1,4, V_Q2,1, V_Q2,2, V_Q2,3, V_Q2,4) der jeweiligen Spannungsabfälle über die jeweilige Stromquelle (Iq_1,1, Iq_1,2, Iq_1,3, lq_1,4, Iq_2,1, Iq_2,2, Iq_2,3, Iq_2,4) innerhalb der Steuer-ICs (IC_1,1, IC_1,2, IC_2,1, IC_2,2) den Regelwert des Regelsignals (R_v). Mit diesem Regelsignal (R_v) regelt der Controller (CTR) die Ausgangsspannung (V_sup) des Spannungswandlers (DCDC) so, dass alle Spannungsabfälle (V_Q1,1, V_Q1,2, V_Q1,3, V_Q1,4, V_Q2,1, V_Q2,2, V_Q2,3, V_Q2,4,) über alle Stromquellen (Iq_1,1, Iq_1,2, Iq_1,3, Iq_1,4, Iq_2,1, Iq_2,2, Iq_2,3, Iq_2,4) innerhalb der Steuer-ICs (IC_1,1, IC_1,2, IC_2,1, IC_2,2) eine ausreichende Höhe oberhalb eines jeweiligen Mindestspannungsabfalls für den ordnungsgemäßen Betrieb haben und gleichzeitig die Ausgangsspannung (V_sup) des Spannungswandlers (DCDC) so minimiert wird, dass keine unnötige Energie in den Steuer-ICs (IC_1,1, IC_1,2, IC_2,1, IC_2,2) durch zu hohe Spannungsabfälle (V_Q1,1, V_Q1,2, V_Q1,3, V_Q1,4, V_Q2,1, V_Q2,2, V_Q2,3, V_Q2,4,) über die Stromquellen (Iq_1,1, Iq_1,2, Iq_1,3, lq_1,4, Iq_2,1, Iq_2,2, Iq_2,3, Iq_2,4) verloren geht und diese aufheizt. Hierbei regelt der Controller (CTR) nun jedoch im Gegensatz zum Stand der Technik nicht nach dem Minimum dieser Spannungswerte der Spannungsabfälle (V_Q1,1, V_Q1,2, V_Q1,3, V_Q1,4, V_Q2,1, V_Q2,2, V_Q2,3, V_Q2,4,) über die Stromquellen (Iq_1,1, Iq_1,2, Iq_1,3, Iq_1,4, Iq_2,1, Iq_2,2, Iq_2,3, lq₂,₄), sondern verwirft vorzugsweise den niedrigsten Wert und bestimmt aus den verbliebenen Spannungswerten den Regelwert des Regelsignals (R_v). Eine Methode hierfür könnte beispielsweise sein, den zweit kleinsten Wert der Spannungsabfälle (V_Q1,1, V_Q1,2, V_Q1,3, V_Q1,4, V_Q2,1, V_Q2,2, V_Q2,3, V_Q2,4,) über die Stromquellen (Iq_1,1, Iq_1,2, Iq_1,3, lq_1,4, Iq_2,1, Iq_2,2, Iq_2,3, Iq_2,4) zu verwenden, diesen Wert um einen vorbestimmten Offset (V_off) zu vermindern, und den so erhaltenen korrigierten Spannungswert als Basis für die Berechnung des Regelwertes zu verwenden. Eine solche Konstruktion ist damit im Gegensatz zum Stand der Technik fehlertolerant gegenüber Einfachfehlern. Sollen Mehrfachfehler bis zu einer Anzahl N kompensiert werden, so müssen die N kleinsten Spannungswerte der Spannungsabfälle (V_Q1,1, V_Q1,2, V_Q1,3, V_Q1,4, V_Q2,1, V_Q2,2, V_Q2,3, V_Q2,4,) über die Stromquellen (Iq_1,1, lq_1,2, Iq_1,3, lq_1,4, Iq_2,1, Iq_2,2, Iq_2,3, Iq_2,4) verworfen werden. Offensichtlich muss N immer mindestens um die Anzahl 1 kleiner sein als die Anzahl n (hier beispielhaft n=8) der LED-Gruppen (L_1,1, L_1,2, L_1,3, L_1,4, L_2,1, L_2,2, L_2,3, L_2,4). Statt der Regelung nach dem zweit kleinsten Spannungswert der Spannungsabfälle (V_Q1,1, V_Q1,2, V_Q1,3, V_Q1,4, V_Q2,1, V_Q2,2, V_Q2,3, V_Q2,4,) über die Stromquellen (Iq_1,1, Iq_1,2, Iq_1,3, lq_1,4, Iq_2,1, Iq_2,2, Iq_2,3, Iq_2,4) kann auch eine Regelung auf Basis eines gewichteten oder nicht gewichteten Mittelwerts der Spannungswerte der Spannungsabfälle (V_Q1,1, V_Q1,2, V_Q1,3, V_Q1,4, V_Q2,1, V_Q2,2, V_Q2,3, V_Q2,4,) erfolgen, wobei dann aber vorzugsweise der kleinste Spannungswert dieser Spannungswerte (V_Q1,1, V_Q1,2, V_Q1,3, V_Q1,4, V_Q2,1, V_Q2,2, V_Q2,3, V_Q2,4,) zur Fehlervermeidung nicht berücksichtigt werden sollte und wieder der erwähnte vorbestimmte Offset (V_off) von dem so ermittelten Mittelwert abgezogen wird bevor dieser zur Ermittlung des Regelwerts des Regelsignals (R_v) verwendet wird. Der Offset (V_off) ist vorzugsweise einstellbar oder programmierbar.
Neben der Regelung auf Basis der Spannungswerte der Spannungsabfälle (V_Q1,1, V_Q1,2, V_Q1,3, V_Q1,4, V_Q2,1, V_Q2,2, V_Q2,3, V_Q2,4) über die Stromquellen (Iq_1,1, Iq_1,2, Iq_1,3, lq_1,4, Iq_2,1, Iq_2,2, Iq_2,3, Iq_2,4) ist auch eine Regelung auf Basis der Spannungswerte (V_L1,1, V_L1,2, V_L1,3, V_L1,4, V_L2,1, V_L2,2, V_L2,3, V_L2,4) der jeweiligen Spannungsabfälle über die jeweilige LED-Gruppen (L_1,1, L_1,2, L_1,3, L_1,4, L_2,1, L_2,2, L_2,3, L_2,4) möglich. Hier ist es nun sinnvoll, den größten Spannungswert der Spannungswerte (V_L1,1, V_L1,2, V_L1,3, V_L1,4, V_L2,1, V_L2,2, V_L2,3, V_L2,4) der jeweiligen Spannungsabfälle über die jeweilige LED-Gruppen (L_1,1, L_1,2, L_1,3, L_1,4, L_2,1, L_2,2, L_2,3, L_2,4) vor der Ermittlung des Regelwertes des Regelsignals (R_v) zu streichen. Dies erfolgt in dem Beispiel der 5 durch den Controller (CTR). Eine Spannungsvektordimensionsverminderungseinheit (VDVM), deren Aufgabe eine solche Verminderung der Dimension des Spannungsvektors der Spannungsabfälle (V_L1,1, V_L1,2, V_L1,3, V_L1,4, V_L2,1, V_L2,2, V_L2,3, V_L2,4) wäre (Hier ist die Dimension 8.), ist in dem Beispiel der 5 nicht eingezeichnet, da der Controller (CTR) diese Funktion wahrnimmt. Insofern ist hier der Controller (CTR) gleichzeitig die Spannungsvektordimensionsverminderungseinheit (VDVM). Der Regelwert des Regelsignals kann wieder beispielsweise auf Basis des gewichteten oder ungewichteten Mittelwerts der verbliebenen Werte der Spannungsabfälle (V_L1,1, V_L1,2, V_L1,3, V_L1,4, V_L2,1, V_L2,2, V_L2,3, V_L2,4) nach dem Streichen des größten Spannungsabfallwerts erfolgen. Alternativ wäre auch beispielsweise die Regelung auf Basis des zweitgrößten Spannungswerts der Spannungsabfälle (V_L1,1, V_L1,2, V_L1,3, V_L1,4, V_L2,1, V_L2,2, V_L2,3, V_L2,4) denkbar.
Schließlich ist auch eine gemischte Regelung basierend auf mehreren Spannungswerten der Spannungsabfälle (V_Q1,1, V_Q1,2, V_Q1,3, V_Q1,4, V_Q2,1, V_Q2,2, V_Q2,3, V_Q2,4) über die Stromquellen (Iq_1,1, Iq_1,2, Iq_1,3, lq_1,4, Iq_2,1, Iq_2,2, Iq_2,3, Iq_2,4) und gleichzeitig mehreren Spannungswerten der Spannungsabfälle (V_L1,1, V_L1,2, V_L1,3, V_L1,4, V_L2,1, V_L2,2, V_L2,3, V_L2,4) über die LED-Gruppen (L_1,1, L_1,2, L_1,3, L_1,4, L_2,1, L_2,2, L_2,3, L_2,4) möglich. Vorzugsweise vermindert die Spannungsvektordimensionsverminderungseinheit (VDVM) den intialen Spannungswertvektor ((V_Q1,1, V_Q1,2, V_Q1,3, V_Q1,4, V_Q2,1, V_Q2,2, V_Q2,3, V_Q2,4, V_L1,1, V_L1,2, V_L1,3, V_L1,4, V_L2,1, V_L2,2, V_L2,3, V_L2,4)=Vec), der hier eine Dimension von 16 hat, um zwei Dimensionen durch Streichung des kleinsten Spannungswerts der Spannungsabfälle (V_Q1,1, V_Q1,2, V_Q1,3, V_Q1,4, V_Q2,1, V_Q2,2, V_Q2,3, V_Q2,4) über die Stromquellen (Iq_1,1, lq_1,2, Iq_1,3, lq_1,4, Iq_2,1, Iq_2,2, Iq_2,3, Iq_2,4) und gleichzeitige Streichung des größten Spannungswertes der Spannungsabfälle (V_L1,1, V_L1,2, V_L1,3, V_L1,4, V_L2,1, V_L2,2, V_L2,3, V_L2,4) über die LED-Gruppen (L_1,1, L_1,2, L_1,3, L_1,4, L_2,1, L_2,2, L_2,3, L_2,4). Zur Verdeutlichung nehmen wir hier an, dass dies die Werte V_L1,1 und V_Q1,1 seinen, weil beispielsweise die Stromquelle (Iq_1,1) kurzgeschlossen ist und daher keine Spannung (V_Q1,1) über die Stromquelle (Iq_1,1) abfällt oder diese Spannung (V_Q1,1) zu klein ist oder der Spannungsabfall (V_L1,1) über die LED-Gruppe (L_1,1) zu groß ist. In dem Fall würde hier der Controller (CTR) in seiner Rolle als Spannungsvektordimensionsverminderungseinheit (VDVM) diese beiden Werte (V_L1,1, V_Q1,1) streichen, um den reduzierten Spannungswertvektor ((V_Q1,2, V_Q1,3, V_Q1,4, V_Q2,1, V_Q2,2, V_Q2,3, V_Q2,4, V_L1,2, V_L1,3, V_L1,4, V_L2,1, V_L2,2, V_L2,3, V_L2,4)=VecR) zu erzeugen, der hier eine Dimension von 14 hat. Hier kann dann der Controller (CTR) auf Basis dieses reduzierten Spannungswertvektors ((V_Q1,2, V_Q1,3, V_Q1,4, V_Q2,1, V_Q2,2, V_Q2,3, V_Q2,4, V_L1,2, V_L1,3, V_L1,4, V_L2,1, V_L2,2, V_L2,3, V_L2,4)=VecR), z.B. durch gewichtete Mittelwertbildung den Regelwert des Regelsignals (R_v) erzeugen. Auch ist es denkbar, die Spannungswerte dieses reduzierten Spannungswertvektors (VecR) durch eine affine Abbildung in einen modifizierten Spannungswertvektor (VecM) zu überführen und dann erst die Mittelung gewichtet oder ungewichtet vorzunehmen, um dann den Regelwert des Regelsignals (R_v) zu erzeugen.
Figur 6
6 entspricht der 4 mit dem Unterschied, dass nun die Verbindung zu der nicht mehr eingezeichneten nachfolgenden LED-Baugruppe (LB(_k+1) über eine zusätzliche zweite Datenschnittstelle (DSS_Bk,1) und einen zweiten Datenbus (DB₂) hergestellt wird und die Verbindung zu der vorausgehenden, nicht gezeichneten LED-Baugruppe (LB(_k-1)) bzw. zur nicht gezeichneten Steuerbaugruppe (SB) über eine erste Datenschnittstelle (DSS_Ak,1) und einen ersten Datenbus (DB₁) hergestellt wird. Eine direkte Kommunikation zwischen den nachfolgenden LED-Gruppen auf der einen Seite und der Steuerbaugruppe oder vorausgehenden LED-Baugruppen auf der anderen Seite ist dann nicht möglich.
Figur 7
7 entspricht der 5 mit dem Unterschied, dass nun Steuer-ICs mit Datenschnittstellen entsprechend 6 verwendet werden. Innerhalb der LED-Baugruppen (LB₁, LB₂) wird die Datenverbindung zwischen den Steuer-ICs (IC_1,1; IC_1,2) der ersten LED-Baugruppe (LB₁) und zwischen den Steuer-ICs (IC_1,1; IC_1,2) der zweiten LED-Baugruppe (LB₂) durch interne Datenbusse (DB_i1, DB_i2) hergestellt. Der erste Datenbus (DB₁) verbindet das erste Steuer-IC (IC_1,1) der ersten LED-Baugruppe (LB₁) mit der Datenschnittstelle (DSC) der Steuerbaugruppe. Der zweite Datenbus (DB₂) verbindet das zweite Steuer-IC (IC_1,2) der ersten LED-Baugruppe mit dem ersten Steuer-IC (IC_2,1) der zweiten LED-Baugruppe (L₂). Diese Konstruktion ermöglicht zum einen die Anwendung von Autoadressierungsverfahren, wie z.B. aus der EP 1490 772 B1 bekannt. Auch kann eine solche Leuchtvorrichtung sich auf einem flexiblen Schaltungsträger befinden und konfigurierbar gestaltet werden. In diesem Zusammenhang sei auf die anhängigen deutschen Patentanmeldungen DE 10 2017 106 811.2 , DE 10 2017 106 812.0 , DE 10 2017 106 813.9 verwiesen, die eine konfigurierbare LED-Kette offenbaren. Deren Offenbarungsgehalt ist vollumfänglicher Teil dieser Offenbarung.
Figur 8
entspricht der 6 mit dem Unterschied, dass die Übertragung der erfassten Spannungswerte (V_Qk,jk; V_Lk,jk) mittels einer Datenübertragung über die Versorgungsspannungsleitung (V_sup) erfolgt. Hierzu weist die vereinfacht dargestellte k-te LED-Baugruppe (LB_k) eine Datenschnittstelle (DSSPL_k,1) auf, die die Daten der ermittelten Spannungswerte (V_Qk,jk, V_Lk,jk) über die Versorgungsspannungsleitung (V_sup) an die Steuerbaugruppe (SB) übertragen kann. In diesem Beispiel werden die ermittelten Spannungswerte (V_Qk,jk) zur Regelung der Versorgungsspannung (V_sup) über die Versorgungsspannungsleitung (V_sup) von den LED-Baugruppen (LB_k) an die Steuerbaugruppe (SB) übertragen, wo die Einstellung der Versorgungsspannung (V_sup) in Abhängigkeit von diesen Daten erfolgt. Des Weiteren ist eine Verschlüsselung der Übertragung hier besonders sinnvoll, um einem Angreifer die Manipulation der übertragenen Daten zu erschweren. Hierzu verschlüsselt der Steuer-IC-Controller (ICCTR_k,lk) die ermittelten Spannungswerte (V_Lk,jk, V_Qk,jk) und sendet diese an den Controller (CTR) der Steuerbaugruppe (SB). Der Controller der Steuerbaugruppe (SB) entschlüsselt diese Daten, um die) die ermittelten Spannungswerte (V_Lk,jk, V_Qk,jk) und damit den Spannungsvektor (Vec) zu extrahieren bzw. zu vervollständigen. Auf der Basis führt der Controller (CTR) dann die Regelung der Ausgangsspannung (V_sup) des Spannungswandlers (DCDC) durch.
Ist die Datenverbindung aus welchen Gründen auch immer zwischen Controller (CTR) und allen Steuer-IC-Controllern (ICCTR_k,lk) zu strakt gestört oder gar unterbrochen, so regelt der Controller die Ausgangsspannung (V_sup) des Spannungswandlers (DCDC) vorzugsweise auf einen Notlaufwert.
Figur 9
entspricht der 7 mit dem Unterschied, dass die Übertragung der erfassten Spannungswerte (V_Qk,jk; V_Lk,jk) mittels einer Datenübertragung über die Versorgungsspannungsleitung (V_sup) erfolgt. Die Steuerbaugruppe (SB) weist eine Datenschnittstelle (DSCPL) des Controllers (CTR) für die Datenübertragung über die Versorgungsspannungsleitung (V_sup) auf. In diesem Beispiel werden die ermittelten Spannungswerte (V_Qk,jk) zur Regelung der Versorgungsspannung (V_sup) über die Versorgungsspannungsleitung (V_sup) von den LED-Baugruppen (LB_k) an die Steuerbaugruppe (SB) übertragen, wo die Einstellung der Versorgungsspannung (V_sup) in Abhängigkeit von diesen Daten erfolgt.
Figur 10
entspricht den 6 und 8 mit dem Unterschied, dass die Übertragung der erfassten Spannungswerte (V_Qk,jk; V_Lk,jk) mittels einer drahtlosen Datenübertragung erfolgt. Hierzu weist die vereinfacht dargestellte k-te LED-Baugruppe (LB_k) eine drahtlose Datenschnittstelle (DSSWL_k,1) auf, die die Daten der ermittelten Spannungswerte (V_Qk,jk, V_Lk,jk) drahtlos an die Steuerbaugruppe (SB) übertragen kann. Hierbei kann drahtlos eine Funkübertragung aber auch eine akustische, optische oder anders geartete drahtlose Übertragung bezeichnen. In diesem Beispiel werden die ermittelten Spannungswerte (V_Lk,jk, V_Qk,jk) zur Regelung der Versorgungsspannung (V_sup) drahtlos von den LED-Baugruppen (LB_k) an die Steuerbaugruppe (SB) übertragen, wo die Einstellung der Versorgungsspannung (V_sup) in Abhängigkeit von diesen Daten erfolgt. Bei dieser Art der Übertragung ist eine Authentifizierung der LED-Baugruppen (LB_k) und /oder der Steuer-ICs (IC_k,jk) besonders bevorzugt. Die erfassten Spannungswerte (V_Lk,jk, V_Qk,jk) von nicht authentifizierten LED-Baugruppen (LB_k) und /oder der Steuer-ICs (IC_k,jk) werden vorzugsweise verworfen. Da auch EMV-Störungen auftreten können ist eine redundante Übertragung angezeigt. Des Weiteren ist eine Verschlüsselung der Übertragung hier besonders sinnvoll, um einem Angreifer die Manipulation der übertragenen Daten zu erschweren. Hierzu verschlüsselt der Steuer-IC-Controller (ICCTR_k,lk) die ermittelten Spannungswerte (V_Lk,jk, V_Qk,jk) und sendet diese an den Controller (CTR) der Steuerbaugruppe (SB). Der Controller der Steuerbaugruppe (SB) entschlüsselt diese Daten, um die) die ermittelten Spannungswerte (V_Lk,jk, V_Qk,jk) und damit den Spannungsvektor (Vec) zu extrahieren bzw. zu vervollständigen. Auf der Basis führt der Controller (CTR) dann die Regelung der Ausgangsspannung (V_sup) des Spannungswandlers (DCDC) durch.
Ist die Datenverbindung aus welchen Gründen auch immer zwischen Controller (CTR) und allen Steuer-IC-Controllern (ICCTR_k,Ik) zu strakt gestört oder gar unterbrochen, so regelt der Controller die Ausgangsspannung (V_sup) des Spannungswandlers (DCDC) vorzugsweise auf einen Notlaufwert.
Figur 11
entspricht den 7 und 9 mit dem Unterschied, dass die Übertragung der erfassten Spannungswerte (V_Qk,jk; V_Lk,jk) mittels einer drahtlosen Datenübertragung erfolgt. Die Steuerbaugruppe (SB) weist eine drahtlose Datenschnittstelle (DSCWL) des Controllers (CTR) für die drahtlose Datenübertragung auf. In diesem Beispiel werden die ermittelten Spannungswerte (V_Qk,jk) zur Regelung der Versorgungsspannung (V_sup) drahtlos von den LED-Baugruppen (LB_k) an die Steuerbaugruppe (SB) übertragen, wo die Einstellung der Versorgungsspannung (V_sup) in Abhängigkeit von diesen Daten erfolgt. Hierbei kann drahtlos eine Funkübertragung aber auch eine akustische, optische oder anders geartete drahtlose Übertragung bezeichnen. In diesem Beispiel werden die ermittelten Spannungswerte (V_Lk,jk, V_Qk,jk) zur Regelung der Versorgungsspannung (V_sup) drahtlos von den LED-Baugruppen (LB_k) an die Steuerbaugruppe (SB) übertragen, wo die Einstellung der Versorgungsspannung (V_sup) in Abhängigkeit von diesen Daten erfolgt. Bei dieser Art der Übertragung ist eine Authentifizierung der LED-Baugruppen (LB_k) und /oder der Steuer-ICs (IC_k,jk) besonders bevorzugt. Die erfassten Spannungswerte (V_Lk,jk, V_Qk,jk) von nicht authentifizierten LED-Baugruppen (LB_k) und /oder der Steuer-ICs (IC_k,jk) werden vorzugsweise verworfen. Da auch EMV-Störungen auftreten können ist eine redundante Übertragung angezeigt. Des Weiteren ist eine Verschlüsselung der Übertragung hier besonders sinnvoll, um einem Angreifer die Manipulation der übertragenen Daten zu erschweren. Hierzu verschlüsselt der Steuer-IC-Controller (ICCTR_k,Ik) die ermittelten Spannungswerte (V_Lk,jk, V_Qk,jk) und sendet diese an den Controller (CTR) der Steuerbaugruppe (SB). Der Controller der Steuerbaugruppe (SB) entschlüsselt diese Daten, um die) die ermittelten Spannungswerte (V_Lk,jk, V_Qk,jk) und damit den Spannungsvektor (Vec) zu extrahieren bzw. zu vervollständigen. Auf der Basis führt der Controller (CTR) dann die Regelung der Ausgangsspannung (V_sup) des Spannungswandlers (DCDC) durch.
Ist die Datenverbindung aus welchen Gründen auch immer zwischen Controller (CTR) und allen Steuer-IC-Controllern (ICCTR_k,Ik) zu strakt gestört oder gar unterbrochen, so regelt der Controller die Ausgangsspannung (V_sup) des Spannungswandlers (DCDC) vorzugsweise auf einen Notlaufwert.
Glossar
Authentifizierung
Authentifizierung ist der Nachweis (Verifizierung) der behaupteten Eigenschaft einer LED-Baugruppe (LB_k) oder eines Steuer-ICs (IC_k,Ik) berechtigt Teil der Vorrichtung zu sein. Als Verfahren zur Authentifizierung kommen beispielsweise der Austausch von Schlüsseln oder geheimen Passwörtern in Frage. Die Authentifizierung umfasst sowohl die Berechtigungssprüfung selbst als auch die Abspeicherung des Authentifizierungsergebnisses. Die Authentisierung hat vorzugsweise beispielsweise die Zulassung der von dieser authentifizierten LED-Baugruppe (LB_k) oder diesem authentifizierten Steuer-IC (IC_k,Ik) übermittelten Spannungswerte (V_Qk,jk, V_Lk,jk) als Eingangsparameter für die Regelung der Ausgangsspannung (V_sup) zur Folge.
Drahtlos
Unter einer drahtlosen Datenübertragung wird im Sinne dieser Offenbarung die Übertragung mittels optischer, akustischer oder elektromagnetischer (insbesondere mittels Hochfrequenz, induktiv und kapazitiv) Verfahren verstanden. Ganz besonders bevorzugt ist die Nutzung der LEDs für die optische Übertragung selbst. Hierbei werden die Stromquellen (Iqk,₁, Iq _k,2, ...Iq_k,j, .... Iq_k,n der k-ten LED-Baugruppe (LB_k)im Zusammenwirken mit dem Steuer-IC-Controller (ICCTR_k,lk) des Ik-ten Steuer-ICs (IC_k,lk) der k-ten LED-Baugruppe (LB_k) als Datenschnittstelle (DSSWL_k,lk) des Ik-ten Steuer-ICs (IC_k,1lk, mit 1≤k≤m und mit 1≤I_k≤o_k) der k-ten LED Baugruppe (LB_k, mit 1≤k≤m) für die drahtlose Datenübertragung genutzt. In dem Fall wird die Datenschnittstelle (DSCWL)des Controllers (CTR) für die drahtlose Datenübertragung beispielsweise durch eine Fotodiode realisiert. Soll eine bidirektionale Übertragung erfolgen, so ist es sinnvoll, wenn auch die Datenschnittstellen (DSSWL_k,Ik) der Ik-ten Steuer-ICs (IC_k,1lk, mit 1≤k≤m und mit 1≤I_k≤o_k) der jeweiligen k-ten LED Baugruppe (LB_k, mit 1≤k≤m) für die drahtlose Datenübertragung mit Fotodioden ausgestattet sind. Ggf. ist es daher vorteilhaft den Sendepfad von den Steuer-ICs (IC_k,Ik) zum Controller (CTR) über die LED-Gruppen (L_k,jk) und den Empfangspfad vom Controller (CTR) zu den Steuer-ICs (IC_k,Ik) über eine separate drahtlose Datenschnittstelle (DSSWL_k,Ik) der Ik-ten Steuer-ICs (IC_k,1Ik, mit 1≤k≤m und mit 1≤I_k≤o_k) der jeweiligen k-ten LED Baugruppe (LB_k, mit 1≤k≤m) laufen zu lassen, die dann über die besagte Fotodiode verfügt. Ggf. können für die Sendung sowohl in den LED-Baugruppen (LB_k) als auch in der Steuerbaugruppe (SB) auch separate IR-LEDs verwendet werden, die ggf. über eine eigne Spannungsversorgung verfügen können.
Erfassungsvorrichtungen
Die Erfassungsvorrichtungen messen im Sinne dieser Offenbarung Spannungsabfälle. Vorzugsweise handelt es sich dabei um Differenzverstärker, die mit einem Analog-zu Digitalwandler gekoppelt sind.
Mehrzahl
Eine Mehrzahl ist eine Anzahl größer 1.
Stromquelle
Eine Stromquelle im Sinne dieser Offenbarung verhält sich wie eine reale Transistorstromquelle. Das bedeutet, dass sie in ihrem vorgesehenen Betriebsbereich den Strom stabilisiert und auf ein bestimmtes Stromintervall begrenzt. Liegt keine aktive Spannung von außen über eine solche Stromquelle an, so fließt, kein Strom, da die Stromquelle sich nicht in ihrem vorgesehenen Betriebsbereich befindet. Daher fällt dann auch keine oder nur eine sehr geringe Spannung über die Stromquelle im Sinne dieses Vorschlags ab.
Ordnungsgemäßer Betrieb
Ein ordnungsgemäßer Betrieb eines Schaltungsteils liegt dann vor, wenn alle Betriebsparameter sich innerhalb der vorgesehenen Betriebstoleranzen bewegen oder der Schaltungsteil seine vorgesehene Funktion erfüllen kann. Bei einer Transistorstromquelle liegt ein ordnungsgemäßer Betrieb insbesondere dann nicht vor, wenn über den Stromquellentransistor keine ausreichende Spannung abfällt.
PWM
Im Sinne dieser Schrift ist unter PWM nicht nur die Puls-Weiten-Modulation sondern jede Art der Puls-Modulation zu verstehen, die für die Helligkeitseinstellung verwendbar ist. Hier sind aus dem Stand der Technik beispielsweise zu nennen: PFM, PCM, PDM, COT, PWM etc. sowie deren zufallsgesteuerte Varianten.
PWM-Periode
Unter einer PWM-Periode ist hier der zeitliche Abstand zwischen einer ersten steigenden Flanke und einer direkt nachfolgenden zweiten steigenden Flanke oder alternativ der zeitliche Abstand zwischen einer ersten fallenden Flanke und einer direkt nachfolgenden zweiten fallenden Flanke zu verstehen.
Treiben
Der Begriff „treiben“ wird im Sinne dieses Vorschlags so benutzt, dass die Stromquelle den Stromfluss durch die jeweilige LED-Gruppe wesentlich bestimmt. D.h. eine Erhöhung der Betriebsspannung (V_sup) um 10% führt zu einer Erhöhung des Stromquellenstromes um weniger als 2,5%, besser weniger als 1%, besser weniger als 0,5%, besser weniger als 0,25%, besser weniger als 0,1%, besser weniger als 0,05%.
Bezugszeichenliste

ADCk,1: Analog-zu-Digital-Wandler des ersten Steuer-ICs (IC_k,1) der k-ten LED-Baugruppe (LB_k).
ADCk,Ik: Analog-zu-Digital-Wandler des I_k-en Steuer-ICs (IC_k,Ik) der k-ten LED-Baugruppe (LB_k).
AP: Arbeitspunkt. Der Arbeitspunkt ist ein reduzierter Spannungsvektor (VecR) mit einer bestimmten Kombination von Spannungswerten, bei denen eine Betrachtung der Eigenschaften der Vorrichtung oder eine Messung vorgenommen wird.
BLk1,jk1: Bewertungswert für den j_k1-ten erfassten Spannungswert (V_Lk1,jk1) eines Spannungsabfalls über eine j_k1-te LED-Gruppe (L_k1,jk1) der k₁-ten LED-Baugruppe (LB_k1).
BLk2,jk2: Bewertungswert für den j_k2-ten erfassten Spannungswert (V_Lk2,jk2) eines Spannungsabfalls über eine j_k2-te LED-Gruppe (L_k2,jk2) der k₂-ten LED-Baugruppe (LB_k2).
BQk1,jk1: Bewertungswert für den j_k1-ten erfassten Spannungswert (V_Qk1,jk1) eines Spannungsabfalls über eine j_k1-te Stromquelle (Iq_k1,jk1) der k₁-ten LED-Baugruppe (LB_k1).
BQk2,jk2: Bewertungswert für den j_k2-ten erfassten Spannungswert (V_Qk2,jk2) eines Spannungsabfalls über eine j_k2-te Stromquelle (lq_k2,jk2) der k₂-ten LED-Baugruppe (LB_k2).
CPWM: durch den Steuer-IC (ICCTR_k,Ik) erzeugte Steuersignale zur Erzeugung von PWM-Signalen zur Ansteuerung von Schaltern oder Stromquellen (lq_k,j, mit 1≤k≤m und 1≤j≤nm) zum Modulieren der LED-Gruppen (L_k,j, mit 1≤k≤m und 1≤9≤nm). Die entsprechenden Leitungen sind in den Figuren nicht eingezeichnet. Hiermit erzeugt der jeweilige Steuer-IC (ICCTR_k,Ik) einen PWM-modulierten Stromquellenstrom (Iq_k,jk). Dies kann durch separate Schalter oder auch das Ein- und Ausschalten der Stromquellentransistoren geschehen.
CTR: Controller. Der Controller erzeugt das Regelsignal (R_v) zur einstellenden Regelung der Ausgangsspannung (V_sup) des Spannungswandlers (DCDC). Die Datenübertragung der zugehörigen Regelwerte von den LED-Baugruppen (LB_k) bzw. von den Steuer-ICs (IC_k,Ik) der LED-Baugruppen (LB_k) an den Controller erfolgt vorzugsweise elektrisch und drahtgebunden ene drahtlose Kommunikation ist aber auch sinnvoll. Die Übertragung erfolgt entweder direkt an den an den Controller (CTR) und/oder indirekt an diesen beispielsweise über die Spannungsvektordimensionsverminderungseinheit (VDVM). Eine optische, akustische, magnetische oder andere drahtlose Übertragung der Regelwerte ist denkbar, wenn die Datenübertragung ausreichend sicher ist. Hierzu ist eine Verschlüsselung der Daten bei der Übertragung von den Steuer-ICs (IC_k,Ik) zum Controller und eine Authentifizierung der Steuer-ICs (IC_k,Ik) durch den Controller (CTR) sinnvoll. Des Weiteren ist eine redundante Übertragung sinnvoll. Hier kommen beispielsweise Hamming-Codes aber auch Mehrfachübertragungen und andere Verfahren aus dem Stand der Technik in Frage. Auch ist eine Übertragung über Power-Line-Communication zwischen den Steuer-ICs (IC_k,Ik) und dem Controller denkbar. In dem Fall erfolgt die Übertragung durch ein auf die Versorgungsspannungsleitung für die Versorgungsspannung (V_sup) aufmoduliertes Datensignal. Dieses hat eine Datenmittenfrequenz, die sich beispielsweise als Schwerpunkt des Versorgungsspannungsspektrums ergibt, wenn der Bereich von 0Hz- bis 100Hz in dem Spektrum zu Null gesetzt wird. Die Regelung des Spannungswandlers (DCDC) darf dann das aufmodulierte Datensignal im Bereich der Datenmittenfrequenz um nicht mehr einen Faktor von 18dB oder 12dB oder 6dB oder 3 dB dämpfen. Hierbei ist den größeren Pegeln - also den geringeren Dämpfungen des Datensignals - der Vorzug zu geben. Im Gegensatz dazu müssen die Stromquellen (Iq_k,jk) Schwankungen des Stromquellenstromes im Bereich der Datenmittenfrequenz um mehr als einen Faktor von 18dB oder 12dB oder 6dB oder 3 dB dämpfen. Hierbei sind die größeren Dämpfungen zu bevorzugen. Hierdurch wird sichergestellt, dass das Datensignal nicht durch die Stromquellen (Iq_k,jk) oder den Spannungswandler (DCDC) kurzgeschlossen wird.
DB: Datenbus für die Übertragung der Daten zwischen der Steuerbaugruppe (SB) über die Datenschnittstelle (DSC) des Controllers (CTR) der Steuerbaugruppe (SB) auf der einen Seite und den Steuer-IC-Controllern (ICCTR_k,Ik) der jeweiligen I_k-ten Steuer-ICs (IC_k,Ik) innerhalb der jeweiligen k-ten LED-Baugruppe (LB_k) mittels der Datenschnittstelle (DSS_k,Ik) des jeweiligen I_k-ten Steuer-ICs (IC_k,Ik) innerhalb der jeweiligen k-ten LED-Baugruppe (LB_k) auf der anderen Seite.
DB1: erster Datenbus für die Übertragung der Daten zwischen der Steuerbaugruppe (SB) über die Datenschnittstelle (DSC) des Controllers (CTR) der Steuerbaugruppe (SB) auf der einen Seite und dem Steuer-IC-Controller (ICCTR_1,1) des ersten Steuer-ICs (IC_1,1) innerhalb der ersten LED-Baugruppe (LB₁) mittels der Datenschnittstelle (DSS_1,1) bzw. ersten Datenschnittstelle (DSS_A1,1) des ersten Steuer-ICs (IC_1,1) innerhalb der ersten LED-Baugruppe (LB₁) auf der anderen Seite.
DB2: zweiter Datenbus für die Übertragung der Daten zwischen dem zweiten Steuer-IC (IC_1,2) aus dem Steuer-IC-Controller (ICCTR_1,2) des zweiten Steuer-ICs (IC_1,2) innerhalb der ersten LED-Baugruppe (LB₁) mittels der Datenschnittstelle (DSS_1,2) des zweiten Steuer-ICs (IC_1,2) innerhalb der ersten LED-Baugruppe (LB₁) auf der einen Seite und dem Steuer-IC-Controller (ICCTR_2,1) des ersten Steuer-ICs (IC_2,1) innerhalb der zweiten LED-Baugruppe (LB₂) mittels der Datenschnittstelle (DSS_2,1) des ersten Steuer-ICs (IC_2,1) innerhalb der zweiten LED-Baugruppe (LB₂) auf der anderen Seite.
DB3: dritter Datenbus für die Übertragung der Daten zwischen dem dritten Steuer-IC (IC_1,2) aus dem Steuer-IC-Controller (ICCTR_1,2) des zweiten Steuer-ICs (IC_2,2) innerhalb der zweiten LED-Baugruppe (LB₂) mittels der Datenschnittstelle (DSS_2,2) des zweiten Steuer-ICs (IC_2,2) innerhalb der zweiten LED-Baugruppe (LB₂) auf der einen Seite und dem Steuer-IC-Controller (ICCTR_3,1) des nicht mehr eingezeichneten ersten Steuer-ICs (IC_3,1) innerhalb der nicht mehr eingezeichneten dritten LED-Baugruppe (LB₃) mittels der Datenschnittstelle (DSS_3,1) des ersten Steuer-ICs (IC_3,1) innerhalb der dritten LED-Baugruppe (LB₃) auf der anderen Seite.
DBk: k-ter Datenbus. Sofern k=1 ist, sei auf die Beschreibung des ersten Datenbusses (DB₁) verwiesen. Der k-te Datenbus dient der Übertragung der Daten zwischen dem o(_k-1)-ten Steuer-IC (IC_(k-1),o(k-1)) der vorausgehenden (k-1)-ten LED-Baugruppe (LB(_k-1)) und dem ersten Steuer-IC (IC_k,1) der k-ten LED-Baugruppe (LB_k).
DBi,(Ik-1): (I_k-1)-ter interner Datenbus. Der (I_k-1)-te Datenbus dient der Übertragung der Daten zwischen dem vorausgehenden (I_k-1)-ten Steuer-IC (IC_k,(Ik-1)) innerhalb der k-ten LED-Baugruppe LED (LB_k) und dem nachfolgenden I_k-ten Steuer-IC (IC_k,Ik) innerhalb der k-ten LED-Baugruppe LED (LB_k).
DBi,Ik: I_k-ter interner Datenbus. Der I_k-te Datenbus dient der Übertragung der Daten zwischen dem I_k-ten Steuer-IC (IC_k,Ik) innerhalb der k-ten LED-Baugruppe LED (LB_k) und dem nachfolgenden (l_k+1)-ten Steuer-IC (IC_k,Ik) innerhalb der k-ten LED-Baugruppe LED (LB_k)
DCDC: regelbarer Spannungswandler, der die Ausgangsspannung (V_sup) zur aktiven Energieversorgung der LED-Gruppen (L_k,j, mit 1≤k≤m und 1≤j:≤n_m) in Abhängigkeit von dem regelwert des Regelsignals (R_v) bereitstellt.
DSC: Datenschnittstelle des Controllers (CTR).
DSCPL: Datenschnittstelle des Controllers (CTR) für die Datenübertragung über die Versorgungsspannungsleitung (V_sup).
DSCWL: Datenschnittstelle des Controllers (CTR) für die drahtlose Datenübertragung.
DSSk,1: Datenschnittstelle des ersten Steuer-ICs (IC_k,1, mit 1≤k≤m) der k-ten LED Baugruppe (LB_k, mit 1≤k≤m);
DSSAk,1: erste Datenschnittstelle des ersten Steuer-ICs (IC_k,1, mit 1≤k≤m) der k-ten LED Baugruppe (LB_k, mit 31≤k≤m). Die erste Datenschnittstelle stellt die Datenverbindung zur Datenschnittstelle (DSC) des Controllers (CTR) auf der Steuerbaugruppe (SB) her.
DSSAk,Ik: erste Datenschnittstelle des I_k-ten Steuer-ICs (IC_k,Ik, mit 1≤k≤m und 1≤I_k≤o_k) von o_k Steuer-ICs der k-ten LED Baugruppe (LB_k, mit 31≤k≤m). Die erste Datenschnittstelle stellt die Datenverbindung zur Datenschnittstelle (DSC) des Controllers (CTR) auf der Steuerbaugruppe (SB) über den ersten Datenbus (DB₁) her, wenn die k-te LED-Baugruppe (L_k) die erste LED-Baugruppe (L_k) ist (also k=1), und im anderen Fall, wenn die k-te LED-Baugruppe (L_k) nicht die erste LED-Baugruppe (LB_k) (also k≠1) ist, die Datenverbindung zur zweiten Datenschnittstelle DSS_Bk,(Ik-1) des vorausgehenden Steuer-ICs (IC_k,(Ik-1)) über den (I_k-1)-ten internen Datenbus (DB_i,(Ik-1)) der k-ten LED-Baugruppe (LB_k) her oder, falls das I_k-te Steuer-IC (IC_k,Ik) das erste Steuer-IC der k-ten LED-Baugruppe (LB_k) ist, die Datenverbindung zur zweiten Datenschnittstelle DSS_{B(k-1),o(k-1)} des o_(k-1)-ten Steuer-ICs (IC_k,o(k-1)) der vorausgehenden (k-1)-ten LED-Baugruppe (LB(_k-1)) über den k-ten Datenbus (DB_k) her.
DSSAk,(Ik+1): erste Datenschnittstelle des innerhalb der der k-ten LED-Baugruppe (LB_k) dem I_k-ten Steuer-IC (IC_k,Ik) nachfolgenden Steuer-ICs (IC_k,(Ik+1))·
DSSBk,Ik: zweite Datenschnittstelle des I_k-ten Steuer-ICs (IC_k,Ik, mit 1≤k≤m und 1≤I_k≤o_k) von o_k Steuer-ICs der k-ten LED Baugruppe (LB_k, mit 31≤k≤m). Die zweite Datenschnittstelle stellt die Datenverbindung zur ersten Datenschnittstelle DSS_Bk,(Ik+1) des nachfolgenden Steuer-ICs (IC_k,(Ik+1)) über den (I_k)-ten internen Datenbus (DB_i,Ik) der k-ten LED-Baugruppe (LB_k) her, wenn das Ik-te Steuer-IC (IC_k,Ik) nicht das o_k-te-Steuer-IC (IC_k,ok) der k-ten LED-Baugruppe (LB_k) ist, oder, falls das I_k-te Steuer-IC (IC_k,Ik) das o_k-te-Steuer-IC (IC_k,ok) der k-ten LED-Baugruppe (LB_k) ist, die Datenverbindung zur ersten Datenschnittstelle DSS_B(k+1),1 des ersten Steuer-ICs (IC_k,1) der nachfolgenden (k+1)-ten LED-Baugruppe (LB_(k+1)) über den (k+1)-ten Datenbus (DB_(k+1)) her.
DSSBk,(Ik-1): zweite Datenschnittstelle des innerhalb der der k-ten LED-Baugruppe (LB_k) dem I_k-ten Steuer-IC (IC_k,Ik) vorausgehenden Steuer-ICs (IC_k,(Ik-1))·
DSSB(k-1),(ok-1): (o_k-1)-te Datenschnittstelle des innerhalb der (k-1)-ten LED-Baugruppe (LB_(k-1)) dem o_k-ten Steuer-IC (IC_k,ok) vorausgehenden Steuer-ICs (IC_k,(ok-1)).
DSSk,Ik: Datenschnittstelle des I_k-ten Steuer-ICs (IC_k,Ik, mit 1≤k≤m und 1≤I_k≤o_k) der k-ten LED Baugruppe (LB_k, mit 1≤k≤m) mit o_k als Anzahl der Steuer-ICs (IC_k,Ik, mit 1≤k≤m und 1≤I_k≤o_m) der k-ten LED Baugruppe (LB_k, mit 1≤k≤m)
DSSPLk,1: Datenschnittstelle des ersten Steuer-ICs (IC_k,1, mit 1≤k≤m) der k-ten LED Baugruppe (LB_k, mit 1≤k≤m) für die Übertragung der Daten über die Versorgungsspannungsleitung (V_sup);
DSSWLk,1: Datenschnittstelle des ersten Steuer-ICs (IC_k,1, mit 1≤k≤m) der k-ten LED Baugruppe (LB_k, mit 1≤k≤m) für die drahtlose Datenübertragung;
DSSWLk,Ik: Datenschnittstelle des lk-ten Steuer-ICs (IC_k,1Ik, mit 1≤k≤m und mit 1≤I_k≤o_k) der k-ten LED Baugruppe (LB_k, mit 1≤k≤m) für die drahtlose Datenübertragung;
I1: Strom der ersten Stromquelle (Iq₁), der die erste LED-Gruppe (L₁) im ordnungsgemäßen Betrieb durchfließt.
I2: Strom der zweiten Stromquelle (Iq₂), der die zweite LED-Gruppe (L₂) im ordnungsgemäßen Betrieb durchfließt.
Ij: Strom der j-ten Stromquelle (Iq_j), der die j-te LED-Gruppe (L_j) im ordnungsgemäßen Betrieb durchfließt.
In: Strom der n-ten Stromquelle (Iq_n), der die n-te LED-Gruppe (L_n) im ordnungsgemäßen Betrieb durchfließt.
I1,1: Strom der ersten Stromquelle (Iq_1,1) der ersten LED-Baugruppe (LB₁), der die erste LED-Gruppe (L_1,1) der ersten LED-Baugruppe (LB₁) im ordnungsgemäßen Betrieb durchfließt.
I1,2: Strom der zweiten Stromquelle (Iq_1,2) der ersten LED-Baugruppe (LB₁), der die zweite LED-Gruppe (L_1,2) der ersten LED-Baugruppe (LB₁) im ordnungsgemäßen Betrieb durchfließt.
I1,j1: Strom der j₁-ten Stromquelle (Iq_1,j1) der ersten LED-Baugruppe (LB₁), der die j₁-te LED-Gruppe (L_1,j1) der ersten LED-Baugruppe (LB₁) im ordnungsgemäßen Betrieb durchfließt.
I1,n1: Strom der n₁-ten Stromquelle (Iq_1,n1) der ersten LED-Baugruppe (LB₁), der die n₁-te LED-Gruppe (L_1,n1) der ersten LED-Baugruppe (LB₁) im ordnungsgemäßen Betrieb durchfließt.
I2,1: Strom der ersten Stromquelle (Iq_2,1) der zweiten LED-Baugruppe (LB₂), der die erste LED-Gruppe (L_2,1) der zweiten LED-Baugruppe (LB₂)im ordnungsgemäßen Betrieb durchfließt.
I2,2: Strom der zweiten Stromquelle (Iq_2,2) der zweiten LED-Baugruppe (LB₂), der die zweite LED-Gruppe (L_2,2) der zweiten LED-Baugruppe (LB₂) im ordnungsgemäßen Betrieb durchfließt.
I2,j2: Strom der j₂-ten Stromquelle (Iq_2,j2) der zweiten LED-Baugruppe (LB₂), der die j₂-te LED-Gruppe (L_2,j2) der zweiten LED-Baugruppe (LB₂) im ordnungsgemäßen Betrieb durchfließt.
I2,n2: Strom der n₂-ten Stromquelle (Iq_2,n2) der zweiten LED-Baugruppe (LB₂), der die n₂-te LED-Gruppe (L_2,n2) der zweiten LED-Baugruppe (LB₂) im ordnungsgemäßen Betrieb durchfließt.
Ik,1: Strom der ersten Stromquelle (Iq_k,1) der k-ten LED-Baugruppe (LB_k), der die erste LED-Gruppe (L_k,1) der k-ten LED-Baugruppe (LB_k)im ordnungsgemäßen Betrieb durchfließt.
Ik,2: Strom der zweiten Stromquelle (Iq_k,2) der k-ten LED-Baugruppe (LB_k), der die zweite LED-Gruppe (L_k,2) der k-ten LED-Baugruppe (LB_k) im ordnungsgemäßen Betrieb durchfließt.
Ik,jk: Strom der j_k-ten Stromquelle (Iq_k,jk) der k-ten LED-Baugruppe (LB_k), der die j_k-te LED-Gruppe (L_k,jk) der k-ten LED-Baugruppe (LB_k) im ordnungsgemäßen Betrieb durchfließt.
Ik,nk: Strom der n_k-ten Stromquelle (Iq_k,nk) der k-ten LED-Baugruppe (LB_k), der die n_k-te LED-Gruppe (L_k,nk) der k-ten LED-Baugruppe (LB_k) im ordnungsgemäßen Betrieb durchfließt.
Im,1: Strom der ersten Stromquelle (Iq_m,1) der m-ten LED-Baugruppe (LB_m), der die erste LED-Gruppe (L_m,1) der m-ten LED-Baugruppe (LB_m) im ordnungsgemäßen Betrieb durchfließt.
Im,2: Strom der zweiten Stromquelle (lq_m,2) der m-ten LED-Baugruppe (LB_m), der die zweite LED-Gruppe (L_m,2) der m-ten LED-Baugruppe (LB_m) im ordnungsgemäßen Betrieb durchfließt.
Im,jm: Strom der j_m-ten Stromquelle (Iq_m,jm) der m-ten LED-Baugruppe (LB_m), der die j_m-te LED-Gruppe (L_m,jm) der m-ten LED-Baugruppe (LB_m) im ordnungsgemäßen Betrieb durchfließt.
Im,nm: Strom der n_m-ten Stromquelle (Iq_m,nm) der m-ten LED-Baugruppe (LB_m), der die n_m-te LED-Gruppe (L_m,nm) der m-ten LED-Baugruppe (LB_m) im ordnungsgemäßen Betrieb durchfließt.
Iq1: erste Stromquelle zur Einstellung des elektrischen Stromes (I₁) durch die erste LED-Gruppe (L₁). Die erste Stromquelle ist somit der ersten LED-Gruppe (L₁) zugeordnet.
Iq2: zweite Stromquelle zur Einstellung des elektrischen Stromes (I₂) durch die zweite LED-Gruppe (L₂). Die zweite Stromquelle ist somit der zweiten LED-Gruppe (L₂) zugeordnet.
Iqj: j-te Stromquelle zur Einstellung des elektrischen Stromes (I_j) durch die j-te LED-Gruppe (L_j). Die j-te Stromquelle ist somit der j-ten LED-Gruppe (L_j) zugeordnet.
Iqn: n-te Stromquelle zur Einstellung des elektrischen Stromes (I_n) durch die n-te LED-Gruppe (L_n). Die n-te Stromquelle ist somit der n-ten LED-Gruppe (L_n) zugeordnet.
Iq1,1: erste Stromquelle zur Einstellung des elektrischen Stromes (I_1,1) durch die erste LED-Gruppe (L_1,1) der ersten LED-Baugruppe (LB₁). Die erste Stromquelle der ersten LED-Baugruppe (LB₁) ist somit der ersten LED-Gruppe (L_1,1) der ersten LED-Baugruppe (LB₁) zugeordnet.
Iq1,2: zweite Stromquelle zur Einstellung des elektrischen Stromes (I_1,2) durch die zweite LED-Gruppe (L_1,2) der ersten LED-Baugruppe (LB₁). Die zweite Stromquelle der ersten LED-Baugruppe (LB₁) ist somit der zweiten LED-Gruppe (L_1,2) der ersten LED-Baugruppe (LB₁) zugeordnet.
lq1,j1: j₁-te Stromquelle zur Einstellung des elektrischen Stromes (I_1,j1) durch die j₁-te LED-Gruppe (L_1,j1) der ersten LED-Baugruppe (LB₁). Die j₁-te Stromquelle ersten LED-Baugruppe (LB₁) ist somit der j₁-ten LED-Gruppe (L_1,j1) der ersten LED-Baugruppe (LB₁) zugeordnet.
Iq1,n1: n₁-te Stromquelle zur Einstellung des elektrischen Stromes (I_1,n1) durch die n₁-te LED-Gruppe (L_1,n1) der ersten LED-Baugruppe (LB₁). Die n₁-te Stromquelle der ersten LED-Baugruppe (LB₁) ist somit der n₁-ten LED-Gruppe (L_1,n1) der ersten LED-Baugruppe (LB₁) zugeordnet.
Iq2,1: erste Stromquelle zur Einstellung des elektrischen Stromes (I_2,1) durch die erste LED-Gruppe (L_2,1) der zweiten LED-Baugruppe (LB₂). Die erste Stromquelle der zweiten LED-Baugruppe (LB₂) ist somit der ersten LED-Gruppe (L_2,1) der zweiten LED-Baugruppe (LB₂) zugeordnet.
Iq2,2: zweite Stromquelle zur Einstellung des elektrischen Stromes (I_2,2) durch die zweite LED-Gruppe (L_2,2) der zweiten LED-Baugruppe (LB₂). Die zweite Stromquelle der zweiten LED-Baugruppe (LB₂) ist somit der zweiten LED-Gruppe (L_2,2) der zweiten LED-Baugruppe (LB₂) zugeordnet.
Iq2,j2: j₂-te Stromquelle zur Einstellung des elektrischen Stromes (I_2,j2) durch die j₂-te LED-Gruppe (L_2,j2) der zweiten LED-Baugruppe (LB₂). Die j₂-te Stromquelle der zweiten LED-Baugruppe (LB₂) ist somit der j₂-ten LED-Gruppe (L_2,j2) der zweiten LED-Baugruppe (LB₂) zugeordnet.
Iq2,n2: n₂-te Stromquelle zur Einstellung des elektrischen Stromes (I_2,n2) durch die n₂-te LED-Gruppe (L_2,n2) der zweite LED-Baugruppe (LB₂). Die n₂-te Stromquelle der zweiten LED-Baugruppe (LB₂) ist somit der n₂-ten LED-Gruppe (L_2,n2) der zweiten LED-Baugruppe (LB₂) zugeordnet.
Iqk,1: erste Stromquelle zur Einstellung des elektrischen Stromes (I_k,1) durch die k-te LED-Gruppe (L_k,1) der k-ten LED-Baugruppe (LB_k). Die erste Stromquelle der k-ten LED-Baugruppe (LB_k) ist somit der ersten LED-Gruppe (L_k,1) der k-ten LED-Baugruppe (LB_k) zugeordnet.
Iqk,2: zweite Stromquelle zur Einstellung des elektrischen Stromes (I_k,2) durch die k-te LED-Gruppe (L_k,2) der k-ten LED-Baugruppe (LB_k). Die zweite Stromquelle der k-ten LED-Baugruppe (LB_k) ist somit der zweiten LED-Gruppe (L_k,2) der k-ten LED-Baugruppe (LB_k) zugeordnet.
Iqk1,jk1: j_k1-te Stromquelle zur Einstellung des elektrischen Stromes (I_k1,jk1) durch die j_k1-te LED-Gruppe (L_k1,jk1) der k₁-ten LED-Baugruppe (LB_k1). Die j_k1-te Stromquelle der k₁-ten LED-Baugruppe (LB_k1) ist somit der j_k1-ten LED-Gruppe (L_k1,jk1) der k₁-ten LED-Baugruppe (LB_k1) zugeordnet.
Iqk2,jk2: j_k2-te Stromquelle zur Einstellung des elektrischen Stromes (I_k2j,jk2) durch die j_k2-te LED-Gruppe (L_k2,jk2) der k₂-ten LED-Baugruppe (LB_k2). Die j_k2-te Stromquelle der k₂-ten LED-Baugruppe (LB_k2) ist somit der j_k2-ten LED-Gruppe (L_k2,jk2) der k₂-ten LED-Baugruppe (LB_k2) zugeordnet.
lqk,jk: j_k-te Stromquelle zur Einstellung des elektrischen Stromes (I_k,j_k) durch die j_k-te LED-Gruppe (L_k,jk) der k-ten LED-Baugruppe (LB_k). Die j_k-te Stromquelle der k-ten LED-Baugruppe (LB_k) ist somit der j_k-ten LED-Gruppe (L_k,jk) der k-ten LED-Baugruppe (LB_k) zugeordnet.
Iqk,nk: n_k-te Stromquelle zur Einstellung des elektrischen Stromes (I_k,nk) durch die n_k-te LED-Gruppe (L_k,nk) der k-ten LED-Baugruppe (LB_k). Die n_k-te Stromquelle der k-ten LED-Baugruppe (LB_k) ist somit der n_k-ten LED-Gruppe (L_k,nk) der k-ten LED-Baugruppe (LB_k) zugeordnet.
Iqm,1: erste Stromquelle zur Einstellung des elektrischen Stromes (I_m,1) durch die erste LED-Gruppe (L_n,1) der m-ten LED-Baugruppe (LB_m). Die erste Stromquelle der m-ten LED-Baugruppe (LB_m) ist somit der ersten LED-Gruppe (L_m,1) der m-ten LED-Baugruppe (LB_m) zugeordnet.
Iqm,2: zweite Stromquelle zur Einstellung des elektrischen Stromes (I_m,2) durch die zweite LED-Gruppe (L_m,2) der m-ten LED-Baugruppe (LB_m). Die zweite Stromquelle der m-ten LED-Baugruppe (LB_m) ist somit der zweiten LED-Gruppe (L_m,2) der n-ten LED-Baugruppe (LB_m) zugeordnet.
Iqm,jn: j_m-te Stromquelle zur Einstellung des elektrischen Stromes (I_m,jm) durch die j_m-te LED-Gruppe (L_m,jm) der m-ten LED-Baugruppe (LB_m). Die j_m-te Stromquelle der m-ten LED-Baugruppe (LB_m) ist somit der j_m-ten LED-Gruppe (L_m,jm) der m-ten LED-Baugruppe (LB_m) zugeordnet.
Iqm,nm: n_m-te Stromquelle zur Einstellung des elektrischen Stromes (I_m,nm) durch die n_m-te LED-Gruppe (L_m,nm) der m-ten LED-Baugruppe (LB_m). Die n_m-te Stromquelle der m-ten LED-Baugruppe (LB_m) ist somit der n_m-ten LED-Gruppe (L_m,nm) der m-ten LED-Baugruppe (LB_m) zugeordnet.
IC1,1: erstes Steuer-IC der ersten LED-Baugruppe (LB₁).
IC1,2: zweites Steuer-IC der ersten LED-Baugruppe (LB₁).
IC1,I1: I₁-tes Steuer-IC der ersten LED-Baugruppe (LB₁).
IC1,o1: o₁-tes Steuer-IC der ersten LED-Baugruppe (LB₁).
IC2,1: erstes Steuer-IC der zweiten LED-Baugruppe (LB₂).
IC2,2: zweites Steuer-IC der zweiten LED-Baugruppe (LB₂).
IC2,I2: I₂-tes Steuer-IC der zweiten LED-Baugruppe (LB₂).
IC2,o2: o₂-tes Steuer-IC der zweiten LED-Baugruppe (LB₂).
ICk,1: erstes Steuer-IC der k-ten LED-Baugruppe (LB_k).
ICk,2: zweites Steuer-IC der k-ten LED-Baugruppe (LB_k).
ICk,Ik: I_k-tes Steuer-IC der k-ten LED-Baugruppe (LB_k).
ICk,o1: o_k-tes Steuer-IC der k-ten LED-Baugruppe (LB_k).
ICm,1: erstes Steuer-IC der m-ten LED-Baugruppe (LB_m).
ICm,2: zweites Steuer-IC der m-ten LED-Baugruppe (LB_m).
ICm,Im: I_m-tes Steuer-IC der m-ten LED-Baugruppe (LB_m).
ICm,om: o_m-tes Steuer-IC der m-ten LED-Baugruppe (LB_m).
ICCTRk,1: Steuer-IC-Controller des ersten Steuer-ICs (IC_k,1) der k-ten LED-Baugruppe.
ICCTRk,Ik: Steuer-IC-Controller des I_k-ten Steuer-ICs (IC_k,Ik) der k-ten LED-Baugruppe.
L1: erste LED-Gruppe (Stand der Technik).
L2: zweite LED-Gruppe (Stand der Technik).
Lj: j-te LED-Gruppe (Stand der Technik).
Ln: n-te LED-Gruppe (Stand der Technik).
L1,1: erste LED-Gruppe der ersten LED-Baugruppe (LB₁).
L1,2: zweite LED-Gruppe der ersten LED-Baugruppe (LB₁).
L1,3: dritte LED-Gruppe der ersten LED-Baugruppe (LB₁).
L1,4: vierte LED-Gruppe der ersten LED-Baugruppe (LB₁).
L1,j1: j₁-teLED-Gruppe der ersten LED-Baugruppe (LB₁).
L1,n1: n₁-te LED-Gruppe der ersten LED-Baugruppe (LB₁).
L2,1: erste LED-Gruppe der zweiten LED-Baugruppe (LB₂).
L2,2: zweite LED-Gruppe der zweiten LED-Baugruppe (LB₂).
L2,3: dritte LED-Gruppe der zweiten LED-Baugruppe (LB₂).
L2,4: vierte LED-Gruppe der zweiten LED-Baugruppe (LB₂).
L2,j2: j₂-teLED-Gruppe der zweiten LED-Baugruppe (LB₂).
L2,n2: n₂-te LED-Gruppe der zweiten LED-Baugruppe (LB₂).
Lk,1: erste LED-Gruppe der k-ten LED-Baugruppe (LB_k).
Lk,2: zweite LED-Gruppe der k-ten LED-Baugruppe (LB_k).
Lk,jk: j-teLED-Gruppe der k-ten LED-Baugruppe (LB_k).
Lk,nk: n_k-te LED-Gruppe der k-ten LED-Baugruppe (LB_k).
Lk1,1: erste LED-Gruppe der k₁-ten LED-Baugruppe (LB_k1).
Lk1,2: zweite LED-Gruppe der k₁-ten LED-Baugruppe (LB_k1).
Lk1,jk1: j_k1-teLED-Gruppe der k₁-ten LED-Baugruppe (LB_k1).
Lk1,nk: n_k1-te LED-Gruppe der k-ten LED-Baugruppe (LB_k1).
Lk2,jk2: j_k2-teLED-Gruppe der k₂-ten LED-Baugruppe (LB_k2).
Lm,1: erste LED-Gruppe der m-ten LED-Baugruppe (LB_m).
Lm,2: zweite LED-Gruppe der m-ten LED-Baugruppe (LB_m).
Lm,jm: j_m-te LED-Gruppe der m-ten LED-Baugruppe (LB_m).
Lm,nm: n_m-te LED-Gruppe der m-ten LED-Baugruppe (LB_m).
LB1: erste LED-Baugruppe mit n₁ LED-Gruppen (L_1,1, L,_1,2,...,L_1,j₁, ...L_1,n1).
LB2: zweite LED-Baugruppe mit n₂ LED-Gruppen (L_2,1, L,_2,2...,L_2,j2, ...L_2,n2).
LBk: k-te LED-Baugruppe mit n_k LED-Gruppen (L_k,1, L,_k,2,...,L_k,jk, ...L_k,nk).
LBk: k-te LED-Baugruppe mit n_k LED-Gruppen (L_k,1, L,_k,2,...,L_k,jk, ...L_k,nk).
LB(k-1): (k-1)-te LED-Baugruppe mit n(_k-1) LED-Gruppen (L_k,1, L,_k,2,...,L_k,j(k-1), ...L_k,n(k-1)), die der k-ten LED-Gruppe (LB_k) im Datenbus vorausgeht.
LB(k,1): (k+1)-te LED-Baugruppe mit n(_k+1) LED-Gruppen (L_k,1, L,_k,2,...,L_k,j(k+1), ...L_k,n(k+1)), die der k-ten LED-Gruppe (LB_k) im Datenbus nachfolgt.
LBk1: k₁-te LED-Baugruppe mit n_k1 LED-Gruppen (L_k1,1, L,_k1,2,...,L_k1,jk1, ...L_k1,nk1).
LBk2: k₂-te LED-Baugruppe mit n_k2 LED-Gruppen (L_k2,1, L,_k2,2,...,L_k2,jk2, ...L_k2,nk2).
LBm: m-te LED-Baugruppe mit n_m LED-Gruppen (L_m,1, L,_m,2,...,L_m,jm, ...L_m,nm).
Min: eine Schaltung zur Erfassung des Minimums der Spannungswerte (V_Qj) der Spannungsabfälle über die Stromquellen (Iq_j).
MLk1,jk1: Erfassungsvorrichtung zur Erfassung des Spannungswerts (V_Lk1,jk1) des Spannungsabfalls über die j_k1-te LED-Gruppe (L_k1,jk1) der k₁-ten LED-Baugruppe (LB_k1).
MQ1: Erfassungsvorrichtung zur Erfassung des Spannungswerts (V_Q1) des Spannungsabfalls über die erste Stromquelle (Iq₁).
MQ2: Erfassungsvorrichtung zur Erfassung des Spannungswerts (V_Q2) des Spannungsabfalls über die zweite Stromquelle (lq₂).
MQj: Erfassungsvorrichtung zur Erfassung des Spannungswerts (V_Qj) des Spannungsabfalls über die j-te Stromquelle (Iq_j).
MQn: Erfassungsvorrichtung zur Erfassung des Spannungswerts (V_Qn) des Spannungsabfalls über die n-te Stromquelle (Iq_n).
MQk1,jk1: Erfassungsvorrichtung zur Erfassung des Spannungswerts (V_Qk1,jk1) des Spannungsabfalls über die j_k1-te Stromquelle (lq_k1,jk1) der k₁-ten LED-Baugruppe (LB_k1).
MLk2,jk2: Erfassungsvorrichtung zur Erfassung des Spannungswerts (V_Lk2,jk2) des Spannungsabfalls über die j_k2-te LED-Gruppe (L_k2,jk2) der k₂-ten LED-Baugruppe (LB_k2).
MQk2,jk2: Erfassungsvorrichtung zur Erfassung des Spannungswerts (V_Qk2,jk2) des Spannungsabfalls über die j_k2-te Stromquelle (Iq_k2,jk2) der k₂-ten LED-Baugruppe (LB_k2).
n1: Anzahl der LED-Gruppen (L_1,1, L,_1,2,...,L_1,j1, ...L_1,n1) der ersten LED-Baugruppe (LB₁).
n2: Anzahl der LED-Gruppen (L_2,1, L,_2,2,...,L_2,j2, ...L_1,n2) der zweiten LED-Baugruppe (LB₂).
nk: Anzahl der LED-Gruppen (L_k,1, L,_k,2,...,L_k,jk, ...L_k,nk) der k-ten LED-Baugruppe (LB_k).
nk1: Anzahl der LED-Gruppen (L_k1,1, L,_k1,2,...,L_k1,jk1, ...L_k1,nk1) der k₁-ten LED-Baugruppe (LB_k1).
nk2: Anzahl der LED-Gruppen (L_k2,1, L,_k2,2,...,L_k2,jk2, ...L_k2,nk2) der k₂-ten LED-Baugruppe (LB_k2).
nm: Anzahl der LED-Gruppen (L_m,1, L,_m,2,...,L_m,jm, ...L_1,nm) der m-ten LED-Baugruppe (LB_m).
PWM: Im Sinne dieser Schrift ist unter PWM nicht nur die Puls-Weiten-Modulation sondern jede Art der Puls-Modulation zu verstehen, die für die Helligkeitseinstellung verwendbar ist. Hier sind aus dem Stand der Technik beispielsweise zu nennen: PFM, PCM, PDM, COT, PWM etc. sowie deren zufallsgesteuerte Varianten. Unter einer PWM-Periode ist daher hier der zeitliche Abstand zwischen einer ersten steigenden Flanke und einer direkt nachfolgenden zweiten steigenden Flanke oder alternativ der zeitliche Abstand zwischen einer ersten fallenden Flanke und einer direkt nachfolgenden zweiten fallenden Flanke zu verstehen.
Rv: Regelsignal des Controllers (CTR) an den Spannungswandler (DCDC) mit dem die Ausgangsspannung (V_sup) des Spannungswandlers eingestellt wird. Es kann sich um einzelne analoge und digitale Signale, aber auch um ein Bussystem handeln. Die Datenübertragung der zugehörigen Regelwerte erfolgt vorzugsweise elektrisch und drahtgebunden. Die Übertragung erfolgt entweder direkt an den an den Controller (CTR) und/oder indirekt an diesen beispielsweise über die Spannungsvektordimensionsverminderungseinheit (VDVM). Eine optische, akustische, magnetische oder andere drahtlose Übertragung der Regelwerte ist denkbar. Auch ist eine Übertragung über Power-Line-Communication denkbar. In dem Fall erfolgt die Übertragung durch ein auf die Versorgungsspannungsleitung für die Versorgungsspannung (V_sup) aufmoduliertes Datensignal. Dieses hat eine Datenmittenfrequenz, die sich beispielsweise als Schwerpunkt des Versorgungsspannungsspektrums ergibt, wenn der Bereich von 0Hz- bis 100Hz in dem Spektrum zu Null gesetzt wird. Die Regelung des Spannungswandlers darf dann das aufmodulierte Datensignal im Bereich der Datenmittenfrequenz um nicht mehr einen Faktor von 18dB oder 12dB oder 6dB oder 3 dB dämpfen. Hierbei ist den größeren Pegeln - also den geringeren Dämpfungen des Datensignals - der Vorzug zu geben. Im Gegensatz dazu müssen die Stromquellen Schwankungen des Stromquellenstromes im Bereich der Datenmittenfrequenz um mehr als einen Faktor von 18dB oder 12dB oder 6dB oder 3 dB dämpfen. Hierbei sind die größeren Dämpfungen zu bevorzugen.
SB: Steuerbaugruppe.
SWv: Schwellwert für die Bewertung der Bewertungswerte (B_Qk1,jk1, mit 1≤k₁≤m und 1≤j_k1≤n_k1; B_Qk2,jk2, mit 1≤k₂≤m und 1≤j_k2≤n_k2 B_Lk1,jk1, mit 1≤k₁≤m und 1≤j_k1≤n_k1; B_Lk2,jk2, mit 1≤k₂≤m und 1≤j_k2≤n_k2) der Spannungswerte (V_Qk1,jk1, mit 1≤k₁≤m und 1≤j_k1≤n_k1; V_Qk2,jk2, mit 1≤k₂≤m und 1<j_k2≤n_k2; V_Lk1,jk1, mit 1≤k₁≤m und 1≤j_k1≤n_k1; V_Lk2,jk2, mit 1≤k₂≤m und 1≤j_k2<n_k2;) des Spannungsvektors (Vec) durch die Spannungsvektordimensionsverminderungseinheit (VDVM). Der Schwellwert (SW'') kann dabei auch ein anderes Element des Spannungsvektors (Vec) oder der Bewertungswert (B_Qk1,jk1, mit 1≤k₁≤m und 1≤j_k1≤n_k1; B_Qk2,jk2, mit 1≤k₂≤m und 1<j_k2≤n_k2; B_Lk1,jk1, mit 1≤k₁≤m und 1≤j_k1≤n_k1; B_Lk2,jk2, mit 1≤k₂≤m und 1≤j_k2<_-n_k2;) eines solchen anderen Elements des Spannungsvektors (Vec) sein.
VDVM: Spannungsvektordimensionsverminderungseinheit. Die Spannungsvektordimensionsverminderungseinheit bewertet die mindestens zwei erfassten Spannungswerte (V_Qk1,jk1, mit 1≤k₁≤m und 1≤j_k1≤n_k1; V_Qk2,jk2, mit 1≤k₂≤m und 1≤j_k2<n_k2 V_Lk1,jk1, mit 1≤k₁≤m und 1≤j_k1≤n_k1; V_Lk2,jk2, mit 1≤k₂≤m und 1≤j_k2<n_k2;) des Spannungsvektors (Vec) durch Ermittlung je eines Bewertungswerts (B_Qk1,jk1, mit 1≤k₁≤m und 1≤j_k1≤n_k1; B_Qk2,jk2, mit 1≤k₂≤m und 1≤j_k2<n_k2; B_Lk1,jk1, mit 1≤k₁≤m und 1≤j_k1≤n_k1; B_Lk2,jk2, mit 1≤k₂≤m und 1≤j_k2<n_k2;) des jeweiligen Spannungswerts (V_Qk1,jk1, mit 1≤k₁≤m und 1≤j_k1≤n_k1; V_Qk2,jk2, mit 1≤k₂≤m und 1<j_k2≤n_k2; V_Lk1,jk1, mit 1≤k₁≤m und 1≤j_k1≤n_k1; V_Lk2,jk2, mit 1≤k₂≤m und 1≤j_k2≤n_k2;) und verwirft mindestens einen Spannungswert des Spannungsvektors (Vec), dessen Bewertungswert mindestens einen Schwellwert (SW_v) über- oder unterschreitet. Der Schwellwert (SW'') kann dabei auch ein anderes Element des Spannungsvektors (Vec) oder der Bewertungswert (B_Qk1,jk1, mit 1≤k₁≤m und 1≤j_k1≤n_k1; B_Qk2,jk2, mit 1≤k₂≤m und 1≤j_k2≤n_k2; B_Lk1,jk1, mit 1≤k₁≤m und 1≤j_k1≤n_k1; B_Lk2,jk2, mit 1≤k₂≤m und 1<j_k2<n_k2;) eines solchen anderen Elements des Spannungsvektors (Vec) sein. Ob eine Über- oder Unterschreitung zum Verwurf führt, ist eine reine Frage der Implementierung der Bewertung. Die Spannungsvektordimensionsverminderungseinheit erzeugt als Ergebnis dieses Prozesses, somit einen reduzierten Spannungsvektor (VecR) aus dem Spannungsvektor (Vec).
Vec: Spannungsvektor aus mindestens zwei erfassten Spannungswerten (V_Lk1,jk1, V_Lk2,jk2, V_Qk1,jk1, VQk2,jk2).
VecM: modifizierter Spannungsvektor. Der modifizierte Spannungsvektor wird aus dem reduzierten Spannungsvektor (VecR) typischerweise durch eine affine Abbildung erzeugt.
VecR: reduzierter Spannungsvektor aus einer echten Teilmenge der Menge der mindestens zwei erfassten Spannungswerte (V_Lk1,jk1, V_Lk2,jk2, V_Qk1,jk1, V_Qk2,jk2), die den Spannungsvektor (Vec) bilden.
VecRM: Mittelwert der Spannungswerte, die den reduzierten Spannungsvektor (VecR) bilden.
VLk1,jk1: j_k1-ter erfasster Spannungswert eines Spannungsabfalls über eine j_k1-te LED-Gruppe (L_k1,jk1) der k₁-ten LED-Baugruppe (LB_k1).
VLk2,jk2: j_k2-ter erfasster Spannungswert eines Spannungsabfalls über eine j_k2-te LED-Gruppe (L_k2,jk2) der k₂-ten LED-Baugruppe (LB_k2).
Voff: Offset, der auf die zweitkleinste Stromquellenspannung (V_Qk,jk) aufaddiert oder von der zweit größten LED-Gruppenspannung (V_Lk,jk) als Sicherheitsmarge abgezogen wird.
VQ1: erster erfasster Spannungswert eines Spannungsabfalls über die erste Stromquelle (Iq₁).
VQ2: zweiter erfasster Spannungswert eines Spannungsabfalls über die zweite Stromquelle (Iq₂).
VQj: j-ter erfasster Spannungswert eines Spannungsabfalls über die j-te Stromquelle (Iq_j).
VQn: n-ter erfasster Spannungswert eines Spannungsabfalls über die n-te Stromquelle (Iq_n).
VQk1,jk1: j_k1-ter erfasster Spannungswert eines Spannungsabfalls über eine j_k1-te Stromquelle (Iq_k1,jk1) der k₁-ten LED-Baugruppe (LB_k1).
VQk2,jk2: j_k2-ter erfasster Spannungswert eines Spannungsabfalls über eine j_k2-te Stromquelle (lq_k2,jk2) der k₂-ten LED-Baugruppe (LB_k2).
Vsup: Ausgangsspannung bzw. Ausgangsspannungswert des regelbaren Spannungswandlers (DCDC). Der Ausgangsspannungswert der Ausgangsspannung hängt von einem Spannungsregelsignal (R_v) des Controllers (CTR) ab.

Liste der zitierten Schriften
Zitierte Druckschriften:
DE 10 318 780 A1 , US 2007 / 0 139 317 A1 , US 2008 / 0 122 383 A1 , US 2009 / 0268 012 A1 , US 2009 / 0 230 874 A1 , US 2010 / 0 026 209 A1 , US 2010 / 0 201 278 A1 , US 2011 / 0 012 521 A1 , US 2011 / 0 043 114 A1 , US 2012 / 0 268 012 A1 , US 8 519 632 B2 , US 8 319 449 B2 , US 7 157 866 B2 , DE 10 2005 028 403 B4 , DE 10 2006 055 312 A1 , EP 1 499 165 B1 , EP 2 600 695 B1 , WO 2013 / 030 047 A1
Zitierte Anmeldungen:
DE 10 2017 106 811.2 , DE 10 2017 106 812.0 , DE 10 2017 106 813.9

Claims

Verfahren zur Energieversorgung von LED-Gruppen (L₁, L₂, .... L_j, .... L_n) mit elektrischer Energie umfassend die Schritte - Anlegen einer Versorgungsspannung (V_sup) an einen gemeinsamen ersten Anschluss der LED-Gruppen (L₁, L₂, .... L_j, .... L_n) durch einen regelbaren Spannungswandler (DCDC); - Einstellen des jeweiligen Stromes (I₁, I₂, .... I_j, .... I_n) durch die jeweiligen LED-Gruppen (L₁, L₂, .... L_j, .... L_n) mittels mit diesen LED-Gruppen (L₁, L₂, .... L_j, .... L_n) jeweils in Serie geschalteter jeweiliger Stromquellen (Iq₁, Iq₂, ...Iq_j, ...Iq_n) entsprechend einem jeweiligen Stromvorgabewert in mindestens einem Steuer-IC (IC_k,lk); gekennzeichnet durch die Schritte - Erfassen der Spannungswerte der jeweiligen Spannungsabfälle (V_Q1, V_Q2, ..... V_Qj, .... V_Qn) über die jeweiligen Stromquellen (Iq₁, Iq₂, ...Iq_j, ...Iq_n) in mindestens einem der Steuer-IC(IC_k,Ik) und/oder Erfassen der Spannungswerte der jeweiligen Spannungsabfälle (V_L1, V_L2, ..... V_Lj, .... V_Ln) über die jeweiligen elektrischen Verbraucher (L₁, L₂, ...L_j, ...L_n) in mindestens einem der Steuer-IC(IC_k,Ik); - Mindestens einmaliges Authentifizieren des mindestens einen Steuer-ICs (IC_k,Ik) durch den Controller (CTR); - drahtgebundene Übermittlung der erfassten Spannungswerte an einen Controller (CTR) und damit Bildung eines Spannungsvektors (Vec); - Einstellung der Versorgungsspannung (V_sup) in Abhängigkeit vom betragsmäßig zweit- oder N-kleinsten Spannungswert des Spannungsvektors (Vec) für die Spannungsabfälle (V_Q1, V_Q2, ..... V_Qj, .... V_Qn) über die jeweiligen Stromquellen (Iq₁, Iq₂, ...Iq_j, ...Iq_n) und/oder in Abhängigkeit vom betragsmäßig zweit oder N-größten Spannungswert der jeweiligen Spannungsabfälle (V_L1, V_L2, ..... V_Lj, .... V_Ln) über die jeweiligen elektrischen Verbraucher (L₁, L₂, ...L_j, ...L_n) durch den Controller (CTR), mit 1<N<n.
Verfahren nach Anspruch 1 zusätzlich umfassend die Schritte - Verwurf zumindest des betragsmäßig kleinsten Spannungswerts des Spannungsvektors (Vec) für die Spannungsabfälle (V_Q1, V_Q2, ..... V_Qj, .... V_Qn) über die jeweiligen Stromquellen (Iq₁, Iq₂, ...Iq_j, ...Iq_n) oder (Verwurf) zumindest des betragsmäßig größten Spannungswerts des Spannungsvektors (Vec) der jeweiligen Spannungsabfälle (V_L1, V_L2, ..... V_Lj, .... V_Ln) über die jeweiligen elektrischen Verbraucher (L₁, L₂, ...L_j, ...L_n) und damit Bildung eines um mindestens um die Anzahl Eins in der Dimension verringerten reduzierten Spannungsvektors (VecR); - Einstellung der Versorgungsspannung (V_sup) ■ in Abhängigkeit vom betragsmäßig kleinsten Spannungswert des reduzierten Spannungsvektors (VecR) für die Spannungsabfälle (V_Q1, V_Q2, ..... V_Qj, .... V_Qn) über die jeweiligen Stromquellen (Iq₁, Iq₂, ...Iq_j, ...Iq_n) und/oder ■ in Abhängigkeit vom betragsmäßig größten Spannungswert des reduzierten Spannungsvektors (VecR) für die jeweiligen Spannungsabfälle (V_L1, V_L2, ..... V_Lj, .... V_Ln) über die jeweiligen elektrischen Verbraucher (L₁, L₂, ...L_j, ...L_n) durch den Controller (CTR) anstelle des Spannungsvektors (Vec).
Verfahren nach Anspruch 1 zusätzlich umfassend den Schritt - Authentifizieren des mindestens einen Steuer-ICs(IC_k,Ik) durch den Controller (CTR).
Verfahren nach Anspruch 1 zusätzlich umfassend den Schritt - Verwerfen eines erfassten Spannungswerts, der in dem mindestens einen der Steuer-IC(IC_k,Ik) erfasst wurde, wenn das in mindestens eine der Steuer-IC (IC_k,Ik) nicht authentifiziert ist.
Verfahren nach Anspruch 1 zusätzlich umfassend die zusätzlichen Schritte - Verschlüsseln mindestens eines der erfassten Spannungswerte vor der drahtlosen Übermittlung an den Controller (CTR); - Entschlüsseln des mindestens einen erfassten Spannungswerts nach der drahtlosen Übermittlung an den Controller (CTR).
Verfahren nach Anspruch 1 zusätzlich umfassend die zusätzlichen Schritte - redundante Übermittlung mindestens eines der erfassten Spannungswerte an den Controller (CTR).