DE102017123259B3

DE102017123259B3 - Method for supplying LED chains with electrical energy with single LED short-circuit detection

Info

Publication number: DE102017123259B3
Application number: DE102017123259.1A
Authority: DE
Inventors: Andre Sudhaus; Niyant Patel
Original assignee: Elmos Semiconductor SE
Current assignee: Elmos Semiconductor SE
Priority date: 2016-10-13
Filing date: 2017-10-06
Publication date: 2018-02-15
Anticipated expiration: 2037-10-07
Also published as: DE102017123260B3

Abstract

Es handelt sich um ein Verfahren zur Versorgung mindestens zweier LED-Ketten (L11, L12, ... L1n; L21, L22, ... L2n) mit elektrischer Energie und der Möglichkeit zur Erkennung und anschließenden Signalisierung einer Unterbrechung des Strompfades durch die LED-Ketten. Eine Teilvorrichtung der zugehörigen Vorrichtung führt bei dem Kurzschluss einer LED innerhalb einer ersten LED-Kette eine Erkennung und/oder eine anschließenden Signalisierung einer Unterbrechung des Strompfades innerhalb einer anderen LED-Kette dieser mindestens zwei LED-Ketten herbei. Das Verfahren zur Detektion eines Einzel-LED-Ausfalls in einer Beleuchtungsvorrichtung mit mindestens zwei LED-Ketten (L11, L12, ... L1n; L21, L22, ... L2n; L31, L32, ... L3n) umfasst daher die Schritte des Detektierens eines Einzel-LED-Kurzschlusses in einer ersten LED-Kette durch ein erstes Detektionsmittel (z. B. erster Transistor T1 und erste Diode D1 im Zusammenwirken mit erstem Widerstand R1) und des dadurch verursachte Unterbrechens des Stromflusses durch mindestens eine andere LED-Kette durch ein Unterbrechungsmittel (z. B. Transistor T2) sowie das anschließende Detektieren dieser Unterbrechung des Stromflusses durch die andere LED-Kette durch die voraussetzungsmäßig schon vorhandene Unterbrechungsdetektion.It is a method of supplying at least two LED strings (L11, L12, ... L1n, L21, L22, ... L2n) with electrical energy and the ability to detect and then signal an interruption of the current path through the LED chains. A sub-device of the associated device leads to the short-circuit of an LED within a first LED chain detection and / or subsequent signaling an interruption of the current path within another LED chain of these at least two LED chains. The method for detecting a single LED failure in a lighting device with at least two LED chains (L11, L12, ... L1n, L21, L22, ... L2n, L31, L32, ... L3n) therefore comprises the Steps of detecting a single LED short in a first LED chain by a first detection means (eg, first transistor T1 and first diode D1 in cooperation with first resistor R1) and thereby interrupting current flow through at least one other LED Chain by an interrupting means (eg transistor T2) and the subsequent detection of this interruption of the current flow through the other LED chain by the already existing interruption detection.

Description

Oberbegriffpreamble

Die Erfindung richtet sich auf eine Energieversorgung für elektrolumineszierende Lichtquellen, die als Schaltungsanordnungen nicht für eine bestimmte Anwendung ausgebildet ist. Allerdings ist sie besonders für die Anwendung in automobilen Leuchten geeignet. Es handelt sich daher im weitesten Sinne um eine Überwachungsvorrichtung für Anordnungen von Signal- oder Beleuchtungsvorrichtungen oder Anordnungen von optischen Signal- oder Beleuchtungsvorrichtungen oder von Anordnungen von Beleuchtungsvorrichtungen für das Fahrzeuginnere oder von Anordnungen oder besondere Ausbildung von tragbaren Notsignalvorrichtungen an Fahrzeugen.The invention is directed to a power supply for electroluminescent light sources, which is not designed as a circuit arrangement for a particular application. However, it is particularly suitable for use in automotive lights. It is therefore in the broadest sense a monitoring device for arrangements of signal or lighting devices or arrangements of optical signal or lighting devices or arrangements of lighting devices for the vehicle interior or of arrangements or special training of portable emergency signal devices on vehicles.

Allgemeine EinleitungGeneral introduction

Die Erfindung befasst sich mit einer Vorrichtung zur Versorgung mindestens zweier LED-Ketten (L₁₁, L₁₂, ... L_1n; L₂₁, L₂₂, ... L_2n; L₃₁, L₃₂, ... L_3n) mit elektrischer Energie, bei der der Ausfall einzelner LEDs innerhalb der LED-Ketten durch einen LED-Kurzschluss, im Folgenden mit dem Bezugszeichen SC bezeichnet, einen zu detektierenden Fehler darstellt. Typischerweise verfügen integrierte Schaltungen, die der elektrischen Versorgung solcher LED-Ketten dienen über die Möglichkeit einer Erkennung und anschließenden Signalisierung einer Unterbrechung des Strompfades innerhalb einer dieser LED-Ketten (L₁₁, L₁₂, ... L_1n; L₂₁, L₂₂, ... L_2n; L₃₁, L₃₂, ... L_3n). Die Erkennung von Einzel-LED-Kurzschlüssen ist jedoch im Stand der Technik nicht möglich.The invention relates to a device for supplying at least two LED chains (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n , L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n , L ₃₁ , L ₃₂ , ... L _3n ) with electrical energy, in which the failure of individual LEDs within the LED chains by an LED short circuit, hereinafter denoted by the reference symbol SC, represents an error to be detected. Typically, integrated circuits serving to power such LED strings have the capability of detecting and subsequently signaling an interruption of the current path within one of these LED strings (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n , L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n , L ₃₁ , L ₃₂ , ... L _3n ). The detection of single LED short circuits is not possible in the prior art.

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 10 2014 112 171 A1 ist ein Verfahren zum Erkennen eines Kurzschlusses in einem ersten Leuchtdiodenelement bekannt, bei dem das erste Leuchtdiodenelement im Rahmen einer speziellen Vermessung im Sperrbereich betrieben wird, überprüft wird, ob ein elektrischer Strom in Sperrrichtung über das erste Leuchtdiodenelement fließt, und der Kurzschluss erkannt wird, falls die Überprüfung ergibt, dass der Strom in Sperrrichtung fließt und größer als ein vorgegebener Leckstrom ist. Eine solche Methodik ist für die Kurzschlusserkennung in einer LED-Kette ungeeignet.From the DE 10 2014 112 171 A1 a method for detecting a short circuit in a first light emitting diode element is known in which the first light emitting diode element is operated within the scope of a special measurement in the stopband, it is checked whether an electric current in the reverse direction flows through the first light emitting diode element, and the short circuit is detected, if the check shows that the current is flowing in the reverse direction and is greater than a predetermined leakage current. Such a methodology is unsuitable for short circuit detection in an LED string.

Aus der US 2008/0 204 029 A1 ist eine Vorrichtung zur Erkennung von LED-Kurzschlüssen bekannt, bei der Bipolartransistoren den geänderten Spannungsabfall über kurzgeschlossene LEDs registrieren und über einen Auswerteschaltkreis signalisieren.From the US 2008/0 204 029 A1 a device for detecting LED short circuits is known in which bipolar transistors register the changed voltage drop via shorted LEDs and signal via an evaluation circuit.

Aus der WO 2012/077 013 A2 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der eine unterbrochene LED-Kette erkannt wird und nach der Erkennung alle LEDs abgeschaltet werden.From the WO 2012/077 013 A2 a device is known in which a broken LED chain is detected and after detection all LEDs are turned off.

Aus der DE 10 2008 047 731 A1 ist ein Verfahren zur Fehlererkennung in einer Beleuchtungsvorrichtung mit mehreren in Reihe geschalteten Leuchtdioden bekannt, wobei die Fehlererkennung durch Ermittlung des Spannungsabfalls von einzelnen der in Reihe geschalteten Leuchtdioden oder durch Ermittlung des Spannungsabfalls von Gruppen mehrerer der in Reihe geschalteten Leuchtdioden und durch die Auswertung dieses Spannungsabfalls oder dieser Spannungsabfälle erfolgt. Besonders Merkmal ist, dass die Auswertung durch einen Vergleich mit einem zeitlich veränderlichen Referenzwert erfolgt. Hierbei ist nachteilig, dass es einer separaten Spannungsermittlungsvorrichtung für den Spannungsabfall bedarf, was den Aufwand für die Erkennung von Einzel-LED-Kurzschlüssen erhöht.From the DE 10 2008 047 731 A1 a method for fault detection in a lighting device with a plurality of light-emitting diodes connected in series is known, wherein the fault detection by determining the voltage drop of each of the series-connected light-emitting diodes or by determining the voltage drop of groups of several series-connected LEDs and by the evaluation of this voltage drop or this voltage drops occurs. A particular feature is that the evaluation is carried out by a comparison with a time-varying reference value. A disadvantage here is that it requires a separate voltage detection device for the voltage drop, which increases the effort for the detection of single LED short circuits.

Aus der DE 10 2007 001 501 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, die mittels eines Analog-zu-Digital-Wandlers in einem Mikrokontroller die einzelnen Spannungsabfälle über die LEDs einer LED-Kette während des Betriebs überprüft. Nachteilig ist, dass jede LED kontaktiert werden muss.From the DE 10 2007 001 501 A1 a device is known which checks the individual voltage drops via the LEDs of an LED chain during operation by means of an analog-to-digital converter in a microcontroller. The disadvantage is that each LED must be contacted.

Aus der DE 10 2006 058 509 A1 ist ebenfalls eine Schaltung mit Zwischenabgriffen bekannt.From the DE 10 2006 058 509 A1 is also a circuit with intermediate taps known.

Solche Schaltungen sind nicht in ein kleines Gehäuse einer integrierten Schaltung einbaubar, da sie zu viele Anschlüsse erfordern.Such circuits are not installable in a small integrated circuit package because they require too many connections.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen die die obigen Nachteile des Stands der Technik nicht aufweist und weitere Vorteile aufweist. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.The invention is therefore based on the object to provide a solution which does not have the above disadvantages of the prior art and has further advantages. This object is achieved by a method according to claim 1.

Lösung der erfindungsgemäßen AufgabeSolution of the problem of the invention

Es ist die Grundidee in dieser Offenbarung, die bereits vorhandene Erkennung von Unterbrechungen des Strompfades einer LED-Kette von mindestens zwei LED-Ketten (L₁₁, L₁₂, ... L_1n; L₂₁, L₂₂, ... L_2n; L₃₁, L₃₂, ... L_3n) für die Erkennung eines Einzel-LED-Kurzschlusses in einer anderen LED-Kette der mindestens zwei LED-Ketten (L₁₁, L₁₂, ... L_1n; L₂₁, L₂₂, ... L_2n; L₃₁, L₃₂, ... L_3n). zu nutzen. Hierzu ist eine spezielle Teilvorrichtung notwendig, die zwischen die Energieversorgung, typischerweise eine Stromquelle (IS₁, IS₂, IS₃) innerhalb einer integrierten Schaltung, und die mindestens zwei LED-Ketten (L₁₁, L₁₂, ... L_1n; L₂₁, L₂₂, ... L_2n; L₃₁, L₃₂, ... L_3n). eingefügt wird und diese so koppelt, dass ein Einzel-Led-Kurzschluss in einer LED-Kette zu einer Unterbrechung des Stromflusses durch mindestens eine anderen LED-Kette führt. Da der integrierte Schaltkreis zumindest in Anwendungen für die Automobilindustrie über Hilfsmittel zur Erkennung einer Unterbrechung des Stromflusses durch eine oder mehrere der angeschlossenen LED-Ketten (L₁₁, L₁₂, ... L_1n; L₂₁, L₂₂, ... L_2n; L₃₁, L₃₂, ... L_3n) verfügt, wird dieser somit in die Lage versetzt, einen Fehler zu erkennen und als solchen auszugeben. Es wurde hierbei erkannt, dass es in der Regel eben nicht wichtig ist, angeben zu können, welcher Fehler, Kurzschluss einer Einzel-LED oder Unterbrechung einer LED-Kette, vorliegt und an welcher LED-Kette dieser Fehler vorliegt. Somit können diese Informationen zu Gunsten einer Einzel-LED-Kurzschlusserkennung geopfert werden.It is the basic idea in this disclosure, the already existing detection of interruptions of the current path of an LED chain of at least two LED chains (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ; L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n L _31, L _32, ... L _3n) (for the detection of a single-LED short circuit in another LED chain of at least two LED chains L _11, L _12, ... L _1n, L _21, L ₂₂ , ... L _2n , L ₃₁ , L ₃₂ , ... L _3n ). to use. For this purpose, a special sub-device is necessary, which between the power supply, typically a current source (IS ₁ , IS ₂ , IS ₃ ) within an integrated circuit, and the at least two LED chains (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ; L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n , L ₃₁ , L ₃₂ , ... L _3n ). is inserted and coupled so that a single-LED short-circuit in an LED chain leads to an interruption of the current flow through at least one other LED chain. Since the integrated circuit, at least in applications for the automotive industry via means for detecting an interruption of the current flow through one or more of the connected LED chains (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ; L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n , L ₃₁ , L ₃₂ , ... L _3n ), it will thus be able to detect an error and output it as such. In this case, it was recognized that it is generally not important to be able to indicate which error, short circuit of a single LED or interruption of an LED chain, is present and on which LED chain this error is present. Thus, this information may be sacrificed in favor of a single LED short circuit detection.

Es wird daher ein Verfahren zur Detektion eines Einzel-LED-Ausfalls in einer Beleuchtungsvorrichtung mit mindestens zwei LED-Ketten (L₁₁, L₁₂, ... L_1n; L₂₁, L₂₂, ... L_2n; L₃₁, L₃₂, ... L_3n) vorgeschlagen, das als ersten Schritt das Detektieren eines Einzel-LED-Kurzschlusses in einer ersten LED-Kette der mindestens zwei LED-Ketten (L₁₁, L₁₂, ... L_1n; L₂₁, L₂₂, ... L_2n; L₃₁, L₃₂, ... L_3n) durch ein erstes Detektionsmittel vorsieht und ein durch diese Detektion verursachtes Unterbrechen des Stromflusses durch mindestens eine andere LED-Kette der mindestens zwei LED-Ketten (L₁₁, L₁₂, ... L_1n; L₂₁, L₂₂, ... L_2n; L₃₁, L₃₂, ... L_3n) durch ein Unterbrechungsmittel. Im Folgenden Text wird offenbar werden, dass in dem hier Vorgelegten Ausführungsbeispiel als erstes Detektionsmittel ein erster Transistor T₁ und erste Diode D₁ im Zusammenwirken mit erstem Widerstand R₁, wie z. B. in 3 gezeigt, vorgeschlagen werden. Als Unterbrechungsmittel wird das entsprechende Detektionsmittel der jeweiligen anderen LED-Kette der mindestens zwei LED-Ketten (L₁₁, L₁₂, ... L_1n; L₂₁, L₂₂, ... L_2n; L₃₁, L₃₂, ... L_3n) vorgeschlagen. In den hier vorgelegten Beispielen übt also der Transistor eine Doppelfunktion als Detektionsmittel und als Unterbrechungsmittel aus. Dies muss nicht unbedingt der Fall sein. Als vorgreifendes Beispiel sei hier bereits auf Transistor T₂ in 3 zur Verdeutlichung verwiesen. Nachdem somit der Stromfluss durch die andere LED-Kette der mindestens zwei LED-Ketten erfolgt ist wurde also der Einzel-LED-Kurzschluss in eine LED-Ketten-Unterbrechung einer anderen LED-Kette verwandelt. Hierdurch werden dann die Messbarkeit und damit die Detektierbarkeit durch den integrierten Schaltkreis hergestellt, was das technische Problem löst. Als letzter Schritt erfolgt daher das Detektieren der Unterbrechung des Stromflusses durch die andere LED-Kette der mindestens zwei LED-Ketten (L₁₁, L₁₂, ... L_1n; L₂₁, L₂₂, ... L_2n; L₃₁, L₃₂, ... L_3n) Zusammengefasst zeichnet sich die vorgeschlagene Vorrichtung zur Versorgung mindestens zweier LED-Ketten (L₁₁, L₁₂, ... L_1n; L₂₁, L₂₂, ... L_2n; L₃₁, L₃₂, ... L_3n) mit elektrischer Energie dadurch aus, dass Sie eine Teilvorrichtung (StOC) aufweist, die bei dem Kurzschluss einer oder mehrerer LEDs innerhalb einer ersten LED-Kette der mindestens zwei LED-Ketten (L₁₁, L₁₂, ... L_1n; L₂₁, L₂₂, ... L_2n; L₃₁, L₃₂, ... L_3n) eine Erkennung und/oder anschließenden Signalisierung einer Unterbrechung des Strompfades innerhalb einer anderen LED-Kette dieser mindestens zwei LED-Ketten (L₁₁, L₁₂, ... L_1n; L₂₁, L₂₂, ... L_2n; L₃₁, L₃₂, ... L_3n), im Folgenden die zweite LED-Kette, herbeiführt. Voraussetzung ist, dass die vorgeschlagene Vorrichtung über Messmittel (MI₁, MU₁; MI₂, MU₂; MI₃, MU₃) zur Detektion einer Unterbrechung einer LED-Kette und geeignete Signalisierungsmittel verfügt um das Detektionsergebnis an eine Steuereinrichtung weitergeben (signalisieren) zu können.There is therefore a method of detecting a single LED failure in a lighting device having at least two LED strings (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n , L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n , L ₃₁ , L ₃₂ , ... L _3n ), which as a first step, the detection of a single LED short circuit in a first LED chain of the at least two LED chains (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ; L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n ; L ₃₁ , L ₃₂ , ... L _3n ) by a first detection means and an interruption of the current flow caused by this detection by at least one other LED chain of the at least two LED chains ( L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n , L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n , L ₃₁ , L ₃₂ , ... L _3n ) by an interrupting means. In the following text will be apparent that in the exemplary embodiment presented here as the first detection means, a first transistor T ₁ and first diode D ₁ in cooperation with the first resistor R ₁ , such. In 3 shown to be proposed. As interrupting means, the corresponding detection means of the respective other LED chain of the at least two LED chains (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ; L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n ; L ₃₁ , L _32,. .. L _3n ) proposed. In the examples presented here, the transistor thus exercises a dual function as a detection means and as an interrupting means. This does not necessarily have to be the case. As an anticipatory example, let me already mention transistor T ₂ in 3 for clarity. Thus, after the current flow through the other LED chain of the at least two LED chains has taken place, the single LED short circuit has been transformed into an LED chain interruption of another LED chain. As a result, the measurability and thus the detectability are then produced by the integrated circuit, which solves the technical problem. As a last step, therefore, detecting the interruption of the current flow through the other LED chain of the at least two LED chains (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ; L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n ; L ₃₁ , L ₃₂ , ... L _3n ) In summary, the proposed device for supplying at least two LED chains (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ; L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n ; L ₃₁ , L ₃₂ , ... L _3n ) with electrical energy in that it has a partial device (StOC), which in the short circuit of one or more LEDs within a first LED chain of at least two LED chains (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n , L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n , L ₃₁ , L ₃₂ , ... L _3n ) a detection and / or subsequent signaling of an interruption of the current path within another LED chain this at least two LED chains (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n , L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n , L ₃₁ , L ₃₂ , ... L _3n ), hereinafter the second LED chain , brought about. The prerequisite is that the proposed device has measuring means (MI ₁ , MU ₁ , MI ₂ , MU ₂ , MI ₃ , MU ₃ ) for detecting an interruption of an LED chain and suitable signaling means for passing the detection result to a control device (signaling) to be able to.

Der besondere Vorteil liegt hierbei in der Umwandlung der Erscheinungsform eines LED Einzelkurzschlusses in eine LED-Ketten-unterbrechung, die durch den integrierten Schaltkreis (die Vorrichtung) detektierbar ist.The particular advantage here lies in the conversion of the appearance of a single LED short circuit in an LED chain interruption, which is detectable by the integrated circuit (the device).

Eine weitere Ausgestaltung der vorgeschlagenen Vorrichtung zeichnet sich nun dadurch aus, dass sich in jedem Strompfad jeder LED-Kette dieser mindestens zwei LED-Ketten (L₁₁, L₁₂, ... L_1n; L₂₁, L₂₂, ... L_2n; L₃₁, L₃₂, ... L_3n) jeweils ein Transistor (T₁, T₂, T₃) befindet. Hierbei handelt es sich bevorzugt um einen Bipolar-Transistor. Hierbei ist jeder Transistor (T₁, T₂, T₃)) Teil der Teilvorrichtung. Im fehlerfreien Betrieb ist jeder Transistor (T₁, T₂, T₃) leitend. Mindestens ein Transistor (T₁, T₂, T₃) der zweiten LED-Kette der mindestens zwei LED-Ketten (L₁₁, L₁₂, ... L_1n; L₂₁, L₂₂, ... L_2n; L₃₁, L₃₂, ... L_3n), im Folgenden zweiter Transistor genannt, wird sperrend geschaltet, wenn in einer ersten LED-Kette der mindestens zwei LED-Ketten (L₁₁, L₁₂, ... L_1n; L₂₁, L₂₂, ... L_2n; L₃₁, L₃₂, ... L_3n) ein Kurzschluss (SC) längs der LED-Kette auftritt.Another embodiment of the proposed device is characterized in that in each current path of each LED chain of these at least two LED chains (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ; L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n ; L ₃₁ , L ₃₂ , ... L _3n ) are each a transistor (T ₁ , T ₂ , T ₃ ). This is preferably a bipolar transistor. Here, each transistor (T ₁ , T ₂ , T ₃ )) is part of the sub-device. In error-free operation, each transistor (T ₁ , T ₂ , T ₃ ) is conductive. At least one transistor (T ₁ , T ₂ , T ₃ ) of the second LED chain of the at least two LED chains (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ; L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n ; L ₃₁ , L ₃₂ , ... L _3n ), hereinafter referred to as the second transistor, is turned off when, in a first LED chain of the at least two LED chains (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ; L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n , L ₃₁ , L ₃₂ , ... L _3n ), a short circuit (SC) occurs along the LED chain.

Diese Konstruktion hat den Vorteil, dass sie sehr kompakt ist und sich mit wenigen Bauteilen realisieren lässt.This design has the advantage that it is very compact and can be realized with few components.

Eine weitere Ausgestaltung der vorgeschlagenen Vorrichtung zeichnet sich nun dadurch aus, dass es sich bei mindestens einem Transistor der ersten LED-Kette der mindestens zwei LED-Ketten (L₁₁, L₁₂, ... L_1n; L₂₁, L₂₂, ... L_2n; L₃₁, L₃₂, ... L_3n), im Folgenden erster Transistor genannt, um einen Bipolar-Transistor (T₁, T₂, T₃) handelt und dass es sich bei mindestens dem zweiten Transistor der zweiten LED-Kette der mindestens zwei LED-Ketten (L₁₁, L₁₂, ... L_1n; L₂₁, L₂₂, ... L_2n; L₃₁, L₃₂, ... L_3n) ebenfalls um einen Bipolar-Transistor (T₁, T₂, T₃) handelt. Dabei ist die Basis des ersten Transistors mit der Basis des zweiten Transistors über mindestens eine Diode (D₁, D₂, D₃, D₁₁, D₁₂, D₂₁, D₂₂, D₃₁, D₃₂) direkt oder indirekt, insbesondere über einen Vorwiderstand (R_v1, R_v2), verbunden. Die Basis des ersten Transistors wird mittels einer Arbeitspunkteinstellung so bestromt, um den Transistor im Normalbetrieb sicher durchzuschalten. Besonders vorteilhaft ist es, wenn diese Arbeitspunkteinstellung über einen Arbeitspunktwiderstand (R₁, R₂, R₃) erfolgt, der den Steueranschluss (die Basis) des ersten Transistors den mit der Energiequelle (IS₁, IS₂, IS₃) der ersten LED-Kette, in deren Strompfad sich der erste Transistor befindet, verbunden ist.A further embodiment of the proposed device is characterized in that at least one transistor of the first LED chain of the at least two LED chains (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ; L ₂₁ , L ₂₂ _,. L _2n , L ₃₁ , L ₃₂ , ... L _3n ), hereinafter referred to as the first transistor, is a bipolar transistor (T ₁ , T ₂ , T ₃ ) and that, in at least the second transistor, the second LED chain of the at least two LED chains (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ; L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n ; L ₃₁ , L ₃₂ , ... L _3n ) also around one Bipolar transistor (T ₁ , T ₂ , T ₃ ) is. In this case, the base of the first transistor with the base of the second transistor via at least one diode (D ₁ , D ₂ , D ₃ , D ₁₁ , D ₁₂ , D ₂₁ , D ₂₂ , D ₃₁ , D ₃₂ ) directly or indirectly, in particular connected via a series resistor (R _v1 , R _v2 ). The base of the first transistor is connected by means of a Operating point setting so energized to safely turn on the transistor during normal operation. It is particularly advantageous if this operating point setting takes place via an operating point resistor (R ₁ , R ₂ , R ₃ ) which connects the control terminal (base) of the first transistor with the energy source (IS ₁ , IS ₂ , IS ₃ ) of the first LED Chain, in whose current path the first transistor is connected.

Der Vorteil dieser Anordnung ist, dass der erste Transistor im Normalbetrieb leitend ist und der Basisstrom im Fehlerfall durch die Basis-Emitter-Diode des entsprechenden Transistors der anderen LED-Kette bei einem Einzel-LED-Kurzschluss abgesaugt werden kann, wodurch der erste Transistor zu sperren beginnt.The advantage of this arrangement is that the first transistor is conductive in normal operation and the base current can be sucked in the event of a fault by the base-emitter diode of the corresponding transistor of the other LED chain in a single LED short circuit, whereby the first transistor to lock begins.

Eine weitere Ausgestaltung der vorgeschlagenen Vorrichtung zeichnet sich nun dadurch aus, dass die Vorrichtung mehrere LED-Ketten miteinander verknüpft. Dabei umfasst die Vorrichtung nun mindestens 3 LED-Ketten (L₁₁, L₁₂, ... L_1n; L₂₁, L₂₂, ... L_2n; L₃₁, L₃₂, ... L_3n). Die Ausgestaltung der Vorrichtung befasst sich mit einer speziellen Topologie der Verschaltung der Kurzschluss-zu-Unterbrechungs-Wandler (StOC). In jedem Strompfad jeder LED-Kette dieser mindestens drei LED-Ketten (L₁₁, L₁₂, ... L_1n; L₂₁, L₂₂, ... L_2n; L₃₁, L₃₂, ... L_3n) befindet sich jeweils ein Transistor (T₁, T₂, T₃), insbesondere ein Bipolar-Transistor. Jeder Transistor (T₁, T₂, T₃) ist wieder Teil der Teilvorrichtung. Jeder Transistor (T₁, T₂, T₃) ist dabei wieder so beschaltet, dass er im fehlerfreien Betrieb leitend ist. Im Fehlerfall eines Kurzschlusses längs einer LED-Kette wird immer mindestens einer der Transistoren (T₁, T₂, T₃) der LED-Ketten sperrend geschaltet, die von dem Kurzschluss nicht betroffen sind. Dies geschieht wenn in mindestens einer anderen LED-Kette der mindestens drei LED-Ketten (L₁₁, L₁₂, ... L_1n; L₂₁, L₂₂, ... L_2n; L₃₁, L₃₂, ... L_3n), die nicht die LED-Kette des sperrend geschalteten Transistors ist, ein Kurzschluss längs der LED-Kette auftritt. Der Steueranschluss (Basis ) jedes Transistors einer vorausgehenden LED-Kette ist hier mit dem Steueranschluss (Basis) des nachfolgenden Transistors über mindestens eine Diode (D₁, D₂, D₃, D₁₁, D₁₂, D₂₁, D₂₂, D₃₁, D₃₂) direkt oder indirekt, insbesondere über einen Widerstand (R_v1, R_v2, R_v3), verbunden. Die Worte „vorausgehend” und „nachfolgend” beziehen sich hierbei auf eine virtuelle Nummerierbarkeit der m LED-Kette von 1 bis m. Hierbei folgt die LED-Kette der LED-Kette mit der niedrigeren Nummer nach und geht der mit der höheren Nummer voraus. Die erste LED-Kette soll hierbei als Nachfolgende der m-ten LED-Kette verstanden werden und die m-te LED-Kette als Vorausgehende der ersten LED-Kette. Alle Elemente einer vorausgehenden LED-Kette werden daher hier als „vorausgehend” bezeichnet. Alle Elemente einer nachfolgenden LED-Kette als nachfolgend. Der Steueranschluss (Basis) des vorausgehenden Transistors wird mittels einer Arbeitspunkteinstellung bestromt. Besonders bevorzugt ist der Steueranschluss (Basis) des vorausgehenden Transistors über einen Arbeitspunktwiderstand (R₁, R₂, R₃) mit der Energiequelle (IS₁, IS₂, IS₃) der zugehörigen LED-Kette, in deren Strompfad sich der vorausgehende Transistor befindet, verbunden. Das Besondere an dieser Ausgestaltung der Vorrichtung ist, dass die Dioden so geschaltet sind, dass sie einen kreisförmigen Stromfluss durch die Dioden hindurch gestatten. Die Kanäle sind also im Kreis miteinander verschaltet.A further embodiment of the proposed device is characterized by the fact that the device links several LED chains together. The device now comprises at least 3 LED chains (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n , L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n , L ₃₁ , L ₃₂ , ... L _3n ). The configuration of the device deals with a special topology of the interconnection of the short-circuit to interrupt (StOC). In each current path of each LED chain of these at least three LED chains (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n , L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n , L ₃₁ , L ₃₂ , ... L _3n ) There is in each case a transistor (T ₁ , T ₂ , T ₃ ), in particular a bipolar transistor. Each transistor (T ₁ , T ₂ , T ₃ ) is again part of the sub-device. Each transistor (T ₁ , T ₂ , T ₃ ) is again connected so that it is conductive in error-free operation. In the event of a fault of a short circuit along an LED chain always at least one of the transistors (T ₁ , T ₂ , T ₃ ) of the LED chains is switched blocking, which are not affected by the short circuit. This happens if in at least one other LED chain of the at least three LED chains (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ; L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n ; L ₃₁ , L ₃₂ , ... L _3n ), which is not the LED chain of the latched transistor, a short circuit occurs along the LED chain. The control terminal (base) of each transistor of a preceding LED chain is here connected to the control terminal (base) of the following transistor via at least one diode (D ₁ , D ₂ , D ₃ , D ₁₁ , D ₁₂ , D ₂₁ , D ₂₂ , D ₃₁ , D ₃₂ ) directly or indirectly, in particular via a resistor (R _v1 , R _v2 , R _v3 ) connected. The words "preceding" and "below" refer here to a virtual numberability of the m LED chain from 1 to m. In this case, the LED chain follows the LED chain with the lower number and precedes the one with the higher number. The first LED chain is to be understood here as the successor of the mth LED chain and the mth LED chain as the preceding of the first LED chain. All elements of a preceding LED string are therefore referred to herein as "previous". All elements of a subsequent LED chain as below. The control terminal (base) of the preceding transistor is energized by means of an operating point setting. Particularly preferred is the control terminal (base) of the preceding transistor via an operating point resistor (R ₁ , R ₂ , R ₃ ) to the energy source (IS ₁ , IS ₂ , IS ₃ ) of the associated LED chain, in the current path, the preceding transistor is connected. The special feature of this embodiment of the device is that the diodes are connected so that they allow a circular current flow through the diodes. The channels are thus interconnected in a circle.

Eine weitere Ausgestaltung der vorgeschlagenen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung ebenfalls mindestens drei LED-Ketten (L₁₁, L₁₂, ... L_1n; L₂₁, L₂₂, ... L_2n; L₃₁, L₃₂, ... L_3n) aufweist und diese statt ringförmig, wie zuvor beschrieben nun sternförmig über Dioden miteinander zusammen geschaltet werden sollen. In jedem Strompfad jeder LED-Kette dieser drei LED-Ketten (L₁₁, L₁₂, ... L_1n; L₂₁, L₂₂, ... L_2n; L₃₁, L₃₂, ... L_3n) befindet sich wieder jeweils ein Transistor (T₁, T₂, T₃), insbesondere ein Bipolar-Transistor mit einem Steueranschluss (Basis) und jeweils zwei weiteren Anschlüssen. Jeder Transistor (T₁, T₂, T₃) ist wieder Teil der jeweiligen Teilvorrichtung. Jeder Transistor (T₁, T₂, T₃) ist wieder so beschaltet, dass er im fehlerfreien Betrieb leitend ist. Es wird wieder immer mindestens einer dieser Transistoren (T₁, T₂, T₃) sperrend geschaltet, wenn in mindestens einer anderen LED-Kette der mindestens drei LED-Ketten (L₁₁, L₁₂, ... L_1n; L₂₁, L₂₂, ... L_2n; L₃₁, L₃₂, ... L_3n), die nicht die LED-Kette des sperrend geschalteten Transistors ist, ein Kurzschluss längs der betroffenen LED-Kette auftritt. Der Steueranschluss (Basis) jedes Transistors einer vorausgehenden LED-Kette ist nun jedoch mit dem Steueranschluss (Basis) des nachfolgenden Transistors über mindestens zwei seriell hintereinander geschaltete Dioden-Paare (D₁₁, D₁₂, D₂₁, D₂₂, D₃₁, D₃₂) aus jeweils zwei antiparallel verschalteten Dioden (D₁₁, D₁₂, D₂₁, D₂₂, D₃₁, D₃₂ verbunden. Die Dioden weisen zwei Anschlüsse auf. Jede Diode kann mit einem Widerstand in Serie geschaltet sein. Der Steueranschluss (Basis) des vorausgehenden Transistors wird mittels einer Arbeitspunkteinstellung bestromt. Besonders bevorzugt erfolgt diese Bestromung in der Weise, dass der Steueranschluss (Basis) des vorausgehenden Transistors über einen Arbeitspunktwiderstand (R₁, R₂, R₃) mit der Energiequelle (IS₁, IS₂, IS₃) der zugehörigen LED-Kette, in deren Strompfad sich der vorausgehende Transistor befindet, verbunden ist. Die Dioden sind dabei so geschaltet, dass sie mit einem Anschluss mit einem gemeinsamen Sternpunkt (SP) verbunden sind.Another embodiment of the proposed device is characterized in that the device also has at least three LED chains (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ; L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n ; L ₃₁ , L ₃₂₎ , ... L _3n ) and this instead of annular, as described above now star-shaped diodes are to be connected together. In each rung of each LED chain of these three LED chains (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n , L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n , L ₃₁ , L ₃₂ , ... L _3n ) is located each again a transistor (T ₁ , T ₂ , T ₃ ), in particular a bipolar transistor having a control terminal (base) and two further terminals. Each transistor (T ₁ , T ₂ , T ₃ ) is again part of the respective sub-device. Each transistor (T ₁ , T ₂ , T ₃ ) is again connected so that it is conductive in error-free operation. Again, always at least one of these transistors (T ₁ , T ₂ , T ₃ ) is turned off, if in at least one other LED chain of at least three LED chains (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ; L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n ; L ₃₁ , L ₃₂ , ... L _3n ), which is not the LED chain of the transistor connected in reverse, a short circuit occurs along the affected LED chain. However, the control terminal (base) of each transistor of a preceding LED chain is now connected to the control terminal (base) of the subsequent transistor via at least two serially connected diode pairs (D ₁₁ , D ₁₂ , D ₂₁ , D ₂₂ , D ₃₁ , D ₃₂ ) are each connected to two diodes (D ₁₁ , D ₁₂ , D ₂₁ , D ₂₂ , D ₃₁ , D ₃₂₎ connected in parallel with each other The diodes have two connections Each diode can be connected in series with a resistor The current supply is particularly preferably effected in such a way that the control terminal (base) of the preceding transistor is connected to the energy source (IS ₁ , IS ₂ ) via an operating point resistor (R ₁ , R ₂ , R ₃ ) , IS ₃ ) of the associated LED chain, in whose current path the preceding transistor is connected, the diodes are connected so that they are connected to a common terminal Star point (SP) are connected.

Liste der Figuren List of figures

Fig. 1Fig. 1

1 zeigt schematisch vereinfacht das Grundprinzip der vorgeschlagenen Technischen Lösung mit einem Kurzschluss-zu-Unterbrechungs-Wandler (StOC). 1 shows schematically simplified the basic principle of the proposed technical solution with a short-circuit to interrupt converter (StOC).

Fig. 2Fig. 2

2 zeigt eine einfache konkretere Ausgestaltung der vorgeschlagenen Lösung mit NPN-Bipolar-Transistoren 2 shows a simple more concrete embodiment of the proposed solution with NPN bipolar transistors

Fig. 3Fig. 3

3 zeigt eine einfache konkretere Ausgestaltung der vorgeschlagenen Lösung mit PNP-Bipolar-Transistoren 3 shows a simple more concrete embodiment of the proposed solution with PNP bipolar transistors

Fig. 4Fig. 4

4 entspricht der 2 mit dem Unterschied, dass die Teilvorrichtung, die den Kurzschluss-zu-Unterbrechungs-Wandler (StOC) bildet in beide Richtungen wirkt. 4 equals to 2 with the difference that the subdevice forming the short to break converter (StOC) acts in both directions.

Fig. 5Fig. 5

5 entspricht der 4 mit dem Unterschied, dass durch Vorwiderstände der Dioden eine Asymmetrie der LED-Ketten ausgeglichen werden kann. 5 equals to 4 with the difference that by bias resistors of the diodes asymmetry of the LED chains can be compensated.

Fig. 6Fig. 6

6 entspricht der kreisförmigen Aneinanderreihung mehrerer 2. 6 corresponds to the circular juxtaposition of several 2 ,

Fig. 7Fig. 7

7 entspricht der sternförmigen Zusammenschaltung mehrerer 4. 7 corresponds to the star-shaped interconnection of several 4 ,

Beschreibung der FigurenDescription of the figures

1 zeigt den prinzipiellen Lösungsgedanken der vorgeschlagenen Vorrichtung und des vorgeschlagenen Verfahrens. Ein erster Beleuchtungskanal (CH₁) umfasst die erste Energiequelle – hier die erste Stromquelle (IS₁) – die erste LED-Kette (L₁₁, L₁₂, ... L_1n) und erste Messmittel (MI₁, MU₁). Der erste Kanal umfasst in diesen Beispiel ein erstes Strommessmittel (MI₁), das den Wert des durch die Energiequelle in die erste LED-Kette (L₁₁, L₁₂, ... L_1n) abgegebenen ersten elektrischen Stroms (I₁) erfasst. Ein erstes Spannungsmessmittel (MU₁) erfasst den Spannungsabfall über die erste Energiequelle, hier die erste Stromquelle (IS₁). Der erste Kanal (CH₁) umfasst typischerweise mindestens eines dieser ersten Messmittel. Also zumindest das erste Strommessmittel (MI₁) oder das erste Spannungsmessmittel (MU₁), wenn auch eine Unterbrechung der ersten LED-Kette (L₁₁, L₁₂, ... L_1n) detektieren zu können. Ein zweiter Beleuchtungskanal (CH₂) umfasst die zweite Energiequelle – hier die zweite Stromquelle (IS₂) – die zweite LED-Kette (L₂₁, L₂₂, ... L_2n) und zweite Messmittel (MI₂, MU₂). Der zweite Kanal (CH₂) umfasst in diesen Beispiel ein zweites Strommessmittel (MI₂), das den Wert des durch die zweite Energiequelle in die zweite LED-Kette (L₁₁, L₁₂, ... L_1n) abgegebenen zweiten elektrischen Stroms (I₂) erfasst. Ein zweites Spannungsmessmittel (MU₂) erfasst den Spannungsabfall über die zweite Energiequelle, hier die zweite Stromquelle (IS₂). Der zweite Kanal (CH₂) umfasst typischerweise mindestens eines dieser zweiten Messmittel. Also zumindest das zweite Strommessmittel (MI₂) oder das zweite Spannungsmessmittel (MU₂), um eine Unterbrechung der zweiten LED-Kette (L₁₁, L₁₂, ... L_1n) detektieren zu können. Der Kurzschluss-zu-Unterbrechungs-Wandler (StOC) verbindet das eine Ende der ersten LED-Kette (L₁₁, L₁₂, ... L_1n) im Normalbetrieb elektrisch leitend mit der ersten Energiequelle, hier die erste Stromquelle (IS₁), uns das eine Ende der zweiten LED-Kette (L₂₁, L₂₂, ... L_2n) im Normalbetrieb elektrisch leitend mit der zweiten Energiequelle, hier die zweite Stromquelle (IS₂). Besonders bevorzugt wertet der Kurzschluss-zu-Unterbrechungs-Wandler (StOC) das Potenzial des dritten Knotens (K₁₃) des ersten Beleuchtungskanals (CH₁) relativ zu einem Bezugspotenzial – bevorzugt Masse – aus. In Abhängigkeit vom elektrischen Potenzial des dritten Knotens (K₁₃) des ersten Beleuchtungskanals (CH₁) relativ zu dem Bezugspotenzial unterbricht der Kurzschluss-zu-Unterbrechungs-Wandler (StOC) die elektrische Verbindung zwischen der zweiten Energiequelle, hier die zweite Stromquelle (IS₂), und der zweiten LED-Kette (L₂₁, L₂₂, ... L_2n). Hierdurch werden die zweiten Messmittel, das zweite Spannungsmessmittel (MU₂) und/oder das zweite Strommessmittel (MI₂) in die Lage versetzt, diese Unterbrechung zu detektieren und eine entsprechende Fehlermeldung zu verursachen. Besonders bevorzugt wirkt der Kurzschluss-zu-Unterbrechungs-Wandler (StOC) symmetrisch. D. h. bei einer Spannungsabfallsänderung über die zweite LED-Kette (L₂₁, L₂₂, ... L_2n) über ein gewisses Maß hinweg, trennt der Kurzschluss-zu-Unterbrechungs-Wandler (StOC) die elektrische Verbindung zwischen der ersten Energiequelle, hier die erste Stromquelle (IS₁) und der ersten LED-Kette (L₁₁, L₁₂, ... L_1n) in analoger Weise. Hierdurch werden die ersten Messmittel, das erste Spannungsmessmittel (MU₁) und/oder das erste Strommessmittel (MI₁) analog in die Lage versetzt, diese Unterbrechung zu detektieren und eine entsprechende Fehlermeldung zu verursachen. 1 shows the principle solution idea of the proposed device and the proposed method. A first illumination channel (CH ₁ ) comprises the first energy source - here the first current source (IS ₁ ) - the first LED chain (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ) and first measuring means (MI ₁ , MU ₁ ). The first channel in this example comprises a first current measuring means (MI ₁ ) which detects the value of the first electrical current (I ₁ ) emitted by the energy source into the first LED chain (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ) , A first voltage measuring means (MU ₁ ) detects the voltage drop across the first energy source, here the first current source (IS ₁ ). The first channel (CH ₁ ) typically comprises at least one of these first measuring means. So at least the first current measuring means (MI ₁ ) or the first voltage measuring means (MU ₁ ), although an interruption of the first LED chain (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ) to detect. A second illumination channel (CH ₂ ) comprises the second energy source - here the second current source (IS ₂ ) - the second LED chain (L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n ) and second measuring means (MI ₂ , MU ₂ ). The second channel (CH ₂ ) in this example comprises a second current measuring means (MI ₂ ) which determines the value of the second electrical current delivered by the second energy source to the second LED chain (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ) (I ₂ ) recorded. A second voltage measuring device (MU ₂ ) detects the voltage drop across the second energy source, here the second current source (IS ₂ ). The second channel (CH ₂ ) typically comprises at least one of these second measuring means. So at least the second current measuring means (MI ₂ ) or the second voltage measuring means (MU ₂ ) in order to detect an interruption of the second LED chain (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ) can. The short-circuit-to-interrupt converter (StOC) electrically connects the one end of the first LED chain (L ₁₁ , L ₁₂ ,... L _1n ) to the first energy source in normal operation, in this case the first current source (IS ₁ ). , the one end of the second LED chain (L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n ) in normal operation is electrically conductive with the second energy source, here the second current source (IS ₂ ). Particularly preferably, the short-to-break converter (StOC) evaluates the potential of the third node (K ₁₃ ) of the first illumination channel (CH ₁ ) relative to a reference potential - preferably ground. Depending on the electrical potential of the third node (K ₁₃ ) of the first illumination channel (CH ₁ ) relative to the reference potential, the short-to-break converter (StOC) interrupts the electrical connection between the second energy source, here the second current source (IS ₂ ), and the second LED chain (L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n ). As a result, the second measuring means, the second voltage measuring means (MU ₂ ) and / or the second current measuring means (MI ₂ ) are enabled to detect this interruption and to cause a corresponding error message. Particularly preferably, the short-circuit to interrupt converter (StOC) acts symmetrically. Ie. with a voltage drop change across the second LED chain (L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n ) to some extent, the short-to-break converter (StOC) disconnects the electrical connection between the first power source, here first current source (IS ₁ ) and the first LED chain (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ) in an analogous manner. As a result, the first measuring means, the first voltage measuring means (MU ₁ ) and / or the first current measuring means (MI ₁ ) are similarly enabled to detect this interruption and to cause a corresponding error message.

Fig. 2 Fig. 2

2 zeigt eine einfache Realisierung dieses Prinzips. Hier wird die erste LED-Kette (L₁₁, L₁₂, ... L_1n) auf Einzel-LED-Kurzschlüsse überwacht, während die zweite LED-Kette (L₂₁, L₂₂, ... L_2n) zur Signalisierung benutzt wird. 2 shows a simple realization of this principle. Here, the first LED chain (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ) is monitored for single LED shorts while the second LED chain (L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n ) is used for signaling becomes.

Zunächst wird der Aufbau des ersten Kanals (CH₁) beispielhaft beschrieben.First, the construction of the first channel (CH ₁ ) will be described by way of example.

Ein erster Transistor (T₁) ist in diesem Beispiel ein NPN-Bipolar-Transistor. Dieser ist mit seinem Kollektor mit einem ersten Knoten (K₁₁) des ersten Kanals (CH₁) verbunden. Mit diesem ersten Knoten (K₁₁) des ersten Kanals (CH₁) sind auch ggf. das erste Spannungsmessmittel (MU₁) und die erste Stromquelle (IS₁) als erste Energiequelle verbunden. In Serie mit der ersten Stromquelle (IS₁) ist das ggf. erste Strommessmittel (MI₁) geschaltet. Die Reihenfolge von erster Stromquelle (IS₁) und erstem Strommessmittel (MI₁) kann variiert werden. Der erste Konten (K₁₁) des ersten Kanals (CH₁) ist mit einem ersten Widerstand (R₁) mit der Basis des ersten Transistors (T₁) verbunden. Hierdurch wird der Arbeitspunkt des ersten Transistors (T₁) eingestellt. Der erste Widerstand (R₁) bestromt die Basis-Emitter-Diode des ersten Transistors (T₁), der dadurch im Normalzustand leitend wird. Der Emitter des ersten Transistors (T₁) ist mit einem Ende der ersten LED-Kette (L₁₁, L₁₂, ... L_1n) verbunden. Diese Verbindung ist der dritte elektrische Knoten (K₁₃) des ersten Kanals (CH₁). Das andere Ende der ersten LED-Kette (L₁₁, K₁₂, ... L_1n) ist mit dem Bezugspotenzial, hier mit Masse, verbunden. Die Basis des ersten Transistors (T₁) bildet den zweiten elektrischen Knoten (K₁₂) des ersten Kanals (CH₁).A first transistor (T ₁ ) in this example is an NPN bipolar transistor. This is connected with its collector to a first node (K ₁₁ ) of the first channel (CH ₁ ). With this first node (K ₁₁ ) of the first channel (CH ₁ ), the first voltage measuring means (MU ₁ ) and the first current source (IS ₁ ) are also optionally connected as a first energy source. In series with the first current source (IS ₁ ), the possibly first current measuring means (MI ₁ ) is connected. The order of the first current source (IS ₁ ) and the first current measuring means (MI ₁ ) can be varied. The first bank (K ₁₁ ) of the first channel (CH ₁ ) is connected to a first resistor (R ₁ ) to the base of the first transistor (T ₁ ). As a result, the operating point of the first transistor (T ₁ ) is set. The first resistor (R ₁ ) energizes the base-emitter diode of the first transistor (T ₁ ), which thereby becomes conductive in the normal state. The emitter of the first transistor (T ₁ ) is connected to one end of the first LED chain (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ). This connection is the third electrical node (K ₁₃ ) of the first channel (CH ₁ ). The other end of the first LED chain (L ₁₁ , K ₁₂ , ... L _1n ) is connected to the reference potential, here to ground. The base of the first transistor (T ₁ ) forms the second electrical node (K ₁₂ ) of the first channel (CH ₁ ).

Nun wird der Aufbau des zweiten Kanals (CH₂) beispielhaft beschrieben.Now, the structure of the second channel (CH ₂ ) will be described by way of example.

Ein zweiter Transistor (T₂) ist in diesem Beispiel ebenfalls ein NPN-Bipolar-Transistor. Dieser ist mit seinem Kollektor mit einem zweiten Knoten (K₂₁) des zweiten Kanals (CH₂) verbunden. Mit diesem zweiten Knoten (K₂₁) des zweiten Kanals (CH₂) sind auch ggf. das zweite Spannungsmessmittel (MU₂) und die zweite Stromquelle (IS₂) als zweite Energiequelle verbunden. In Serie mit der zweiten Stromquelle (IS₂) ist ggf. das zweite Strommessmittel (MI₂) geschaltet. Die Reihenfolge von zweiter Stromquelle (IS₂) und zweitem Strommessmittel (MI₂) kann variiert werden. Der erste Konten (K₂₁) des zweiten Kanals (CH₂) ist mit einem zweiten Widerstand (R₂) mit der Basis des zweiten Transistors (T₂) verbunden. Hierdurch wird der Arbeitspunkt des zweiten Transistors (T₂) eingestellt. Der zweite Widerstand (R₂) bestromt die Basis-Emitter-Diode des zweiten Transistors (T₂), der dadurch im Normalzustand leitend wird. Der Emitter des zweiten Transistors (T₂) ist mit einem Ende der zweiten LED-Kette (L₂₁, L₂₂, ... L2n) verbunden. Diese Verbindung ist der dritte elektrische Knoten (K₂₃) des zweiten Kanals (CH₂). Das andere Ende der zweiten LED-Kette (L₂₁, L₂₂, ... L_2n) ist mit dem Bezugspotenzial, hier mit Masse, verbunden. Die Basis des zweiten Transistors (T₂) bildet den zweiten elektrischen Knoten (K₂₂) des ersten Kanals (CH₂).A second transistor (T ₂ ) is also an NPN bipolar transistor in this example. This is connected with its collector to a second node (K ₂₁ ) of the second channel (CH ₂ ). The second voltage measuring means (MU ₂ ) and the second current source (IS ₂ ) may also be connected as a second energy source to this second node (K ₂₁ ) of the second channel (CH ₂ ). The second current measuring device (MI ₂ ) may be connected in series with the second current source (IS ₂ ). The order of the second current source (IS ₂ ) and second current measuring means (MI ₂ ) can be varied. The first bank (K ₂₁ ) of the second channel (CH ₂ ) is connected to a second resistor (R ₂ ) to the base of the second transistor (T ₂ ). As a result, the operating point of the second transistor (T ₂ ) is set. The second resistor (R ₂ ) energizes the base-emitter diode of the second transistor (T ₂ ), which thereby becomes conductive in the normal state. The emitter of the second transistor (T ₂ ) is connected to one end of the second LED chain (L ₂₁ , L ₂₂ , ... L2n). This connection is the third electrical node (K ₂₃ ) of the second channel (CH ₂ ). The other end of the second LED chain (L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n ) is connected to the reference potential, here to ground. The base of the second transistor (T ₂ ) forms the second electrical node (K ₂₂ ) of the first channel (CH ₂ ).

Der erste Kanal (CH₁) umfasst eine erste Diode (D₁), die die Basis des ersten Transistors (T₁), also den zweiten Knoten (K₁₂) des ersten Kanals (CH₁), mit der Basis des zweiten Transistors (T₂), also dem zweiten Konten (K₂₂) des zweiten Kanals (CH₂) verbindet. Die elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Knoten (K₁₂) des ersten Kanals (CH₁) und dem zweiten Knoten (K₂₂) des zweiten Kanals (CH₂) ist aber normalerweise unterbrochen, da der Spannungsabfall über die erste LED-Kette (L₁₁, L₁₂, ... L_1n) und die zweite LED-Kette (L₂₁, L₂₂, ... L_2n) bei gleicher Bestromung gleich sein sollte. Wir gehen hier zunächst von symmetrischen Verhältnissen aus. Das bedeutet von einer gleichen Anzahl n an LEDs in den beiden LED-Ketten und von einem gleichen ersten Strom (I₁) und einem zweiten Strom (1₂). Durch die auf gleiche Werte eingestellten Ströme (I₁, I₂) der beiden Stromquellen (IS₁, IS₂) wird bei gleichen LEDs und bei gleicher LED-Anzahl ein gleiches elektrisches Potenzial für den jeweiligen dritten Knoten (K₁₃, K₂₃) des ersten Kanals (CH₁) und des zweiten Kanals (CH₂) vorgegeben. Wird der Widerstandswert des ersten Widerstands (R₁) gleich dem Widerstandswert des zweiten Widerstands (R₂) gewählt, so wird die Basis-Emitter-Diode des ersten Transistors (T₁) mit dem gleichen Strom bestromt, wie die Basis-Emitter-Diode des zweiten Transistors (T₂). Wir nehmen hier zur Vereinfachung an, dass der erste Transistor (T₁) Eigenschaften aufweist, die den Eigenschaften des zweiten Transistors (T₂) gleichen. Damit fallen über die Basis-Emitter-Dioden-Strecken gleiche Basis-Emitter-Spannungen ab. Somit muss in diesem Fall im Normalbetrieb das Potenzial zu beiden Seiten der ersten Diode (D₁) gleich sein und es fließt kein Strom. In der Realität werden weder die Widerstände (R₁, R₂), noch die Transistoren (T₁, T₂), noch die LEDs der LED-Ketten (L₁₁, L₁₂, ... L_1n; L₂₁, L₂₂, ... L_2n) identisch sein, sondern voneinander abweichen. Daher ist es sinnvoll, die Schaltspannung der ersten Diode (D₁) geeignet zu wählen. Ggf. können Zenerdioden verwendet werden oder Serienschaltungen von Dioden. In manchen Fällen mag es sinnvoll sein, statt Siliziumdioden Germaniumdioden oder andere in der Schaltspannung geeignet modifizierte Dioden durch geeignete Materialien zu verwenden. In Jedem Falle sollte mittels einer Monte-Carlo-Simulation geklärt werden, welche Diodenschaltspannungen die Streuung der Bauelemente erfordern. Dies ist aber je nach Applikation unterschiedlich und kann daher hier nicht diskutiert werden.The first channel (CH ₁ ) comprises a first diode (D ₁ ), which is the base of the first transistor (T ₁ ), ie the second node (K ₁₂ ) of the first channel (CH ₁ ), with the base of the second transistor ( T ₂ ), that is the second accounts (K ₂₂ ) of the second channel (CH ₂ ) connects. However, the electrical connection between the second node (K ₁₂ ) of the first channel (CH ₁ ) and the second node (K ₂₂ ) of the second channel (CH ₂ ) is normally interrupted because the voltage drop across the first LED chain (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ) and the second LED chain (L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n ) should be the same for the same current. We start out here from symmetrical conditions. This means of an equal number n of LEDs in the two LED chains and of a same first current (I ₁ ) and a second current (1 ₂ ). As a result of the currents (I ₁ , I ₂ ) of the two current sources (IS ₁ , IS ₂ ) set to the same values, an identical electrical potential for the respective third node (K ₁₃ , K ₂₃ ) is obtained for the same LEDs and the same number of LEDs. of the first channel (CH ₁ ) and the second channel (CH ₂ ). If the resistance of the first resistor (R ₁ ) equal to the resistance of the second resistor (R ₂ ) is selected, the base-emitter diode of the first transistor (T ₁ ) is energized with the same current as the base-emitter diode of the second transistor (T ₂ ). For the sake of simplicity, we assume here that the first transistor (T ₁ ) has properties which are similar to those of the second transistor (T ₂ ). This results in the same base-emitter voltages across the base-emitter-diode paths. Thus, in this case, in normal operation, the potential on both sides of the first diode (D ₁ ) must be equal and no current flows. In reality, neither the resistors (R ₁ , R ₂ ), nor the transistors (T ₁ , T ₂ ), nor the LEDs of the LED chains (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ; L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n ), but differ from each other. Therefore, it makes sense to choose the switching voltage of the first diode (D ₁ ) suitable. Possibly. Zener diodes can be used or series circuits of diodes. In some cases, it may be useful to use instead of silicon diodes germanium diodes or other suitable in the switching voltage modified diodes by suitable materials. In any case, it should be clarified by means of a Monte Carlo simulation which diode switching voltages require the dispersion of the components. However, this varies depending on the application and therefore can not be discussed here.

Im Falle eines Kurzschlusses einer einzelnen LED (in der 2 Beispielhaft ein Kurzschluss (SC) der ersten LED (L₁₁) des ersten Kanals (CH₁) bleibt der Stromfluss durch die erste LED-Kette (L₁₁, L₁₂, ... L_1n) auf dem Stromwert des ersten Stroms (I₁) der ersten Stromquelle (IS₁). Daher vermindert sich der Abstand des dritten Knotens (K₁₃) des ersten Kanals (CH₁) gegenüber dem Bezugspotenzial um eine LED-Schaltspannung, das ist die Spannung, die über jeder der vorzugsweise gleichen LEDs abfällt, wenn sie vom ersten Strom durchflossen werden. Damit sinkt auch der Betrag des Potenzials des zweiten Knotens (K₁₂) des ersten Kanals (CH₁) gegenüber Masse um genau diesen Wert, das dieses ja durch den erzwungenen fixen Spannungsabfall über die Basis-Emitter-Diode des ersten Transistors (T₁) an das Potenzial des dritten Knotens (K₁₃) des ersten Kanals gekoppelt ist. Es tritt somit eine Spannungsdifferenz zwischen dem zweiten Konten (K₂₂) des zweiten Kanals (CH₂) und dem zweiten Knoten (K₁₂) des ersten Kanals (CH₁) auf. Diese Spannungsdifferenz ist in Flussrichtung der ersten Diode (D₁). Bei geeigneter Wahl der Schaltspannung der ersten Diode (D₁) beginnt diese zu leiten. Die Schaltspannung der ersten Diode (D₁) sollte daher kleiner oder gleich der Schaltspannungen der verwendeten LEDs in der ersten LED-Kette (L₁₁, L₁₂, ... L_1n) gewählt werden. Vorzugsweise liegt sie zwischen 5% und 90% niedriger als die Schaltspannung der LEDs. Ggf. kann die erste Diode auch durch eine elektrische Schaltung gleicher Wirkung mit Verstärkern etc. ersetzt werden, die eine geeignete Schaltspannung zweigt. Wenn hier also von der ersten Diode (D₁) die Rede ist, so bezieht sich dies auf die Wirkung dieses Bauteils bzw. einer dieses Bauteil ersetzenden Schaltung. In case of a short circuit of a single LED (in the 2 By way of example, a short circuit (SC) of the first LED (L ₁₁ ) of the first channel (CH ₁ ), the current flow through the first LED chain (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ) remains at the current value of the first current (I ₁ ) of the first current source (IS ₁ ). Therefore, the distance of the third node (K ₁₃ ) of the first channel (CH ₁ ) from the reference potential decreases by an LED switching voltage, that is, the voltage that drops across each of the preferably same LEDs when flowing through the first current. This also reduces the magnitude of the potential of the second node (K ₁₂ ) of the first channel (CH ₁ ) with respect to ground by exactly this value, which is determined by the forced fixed voltage drop across the base-emitter diode of the first transistor (T ₁ ). is coupled to the potential of the third node (K ₁₃ ) of the first channel. Thus, a voltage difference occurs between the second channel (K ₂₂ ) of the second channel (CH ₂ ) and the second node (K ₁₂ ) of the first channel (CH ₁ ). This voltage difference is in the direction of flow of the first diode (D ₁ ). With a suitable choice of the switching voltage of the first diode (D ₁ ), this starts to conduct. The switching voltage of the first diode (D ₁ ) should therefore be less than or equal to the switching voltages of the LEDs used in the first LED chain (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ). Preferably, it is between 5% and 90% lower than the switching voltage of the LEDs. Possibly. The first diode can also be replaced by an electrical circuit of the same effect with amplifiers, etc., which branches off a suitable switching voltage. Thus, if the first diode (D ₁ ) is mentioned here, this refers to the effect of this component or a circuit replacing this component.

Wenn nun die erste Diode (D₁) öffnet, so fließt der Strom, der bisher durch die Basis-Emitter-Diode des zweiten Transistors (T₂) abgeflossen ist, nun über die Basis-Emitter-Diode des ersten Transistors (T₁) ab. Dadurch wird der zweite Transistor weniger leitend, wodurch sich das Potenzial des dritten Knotens (K₂₃) des zweiten Kanals (CH₂) absenkt. Aufgrund der großen Stromverstärkung und des großen differentiellen Widerstands der LEDs der zweiten LED-Kette (L₂₁, L₂₂, ... L_2n) wird die zweite LED-Kette (L₂₁, L₂₂, ... L_2n) abgeschaltet. Hierdurch sinkt die Stromabnahme des Stroms der zweiten Stromquelle (IS₂), was durch die zweiten Messmittel (MI₂, MU₂) erfasst werden kann. Aufgrund dieser Erfassung wird dann typischerweise eine Unterbrechung detektiert und ggf. signalisiert.Now, when the first diode (D ₁ ) opens, so the current that has flowed through the base-emitter diode of the second transistor (T ₂ ), now flows through the base-emitter diode of the first transistor (T ₁ ) from. As a result, the second transistor becomes less conductive, lowering the potential of the third node (K ₂₃ ) of the second channel (CH ₂ ). Due to the large current gain and the large differential resistance of the LEDs of the second LED chain (L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n ), the second LED chain (L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n ) is switched off. As a result, the current decrease of the current of the second current source (IS ₂ ) decreases, which can be detected by the second measuring means (MI ₂ , MU ₂ ). Due to this detection, an interruption is then typically detected and, if necessary, signaled.

Die noch verbliebene zweite Diode (D₂) des zweiten Kanals (CH₂) dient nur zur Verdeutlichung potenzieller Anreihungsmöglichkeit und könnte hier eigentlich weggelassen werden.The remaining second diode (D ₂ ) of the second channel (CH ₂ ) is only intended to illustrate potential Anreihungsmöglichkeit and could actually be omitted here.

Beispielrechnung:Example calculation:

Unter der vollkommen beispielhaften Annahme, dass die Flussspannung einer LED 3 V beträgt, beträgt das Potenzial des dritten Knotens (K₁₃) des ersten Kanals (CH₁) n·3 V. Wir nehmen beispielhaft an, dass für die Berechnung n = 5 gilt. Es fallen dann also 15 V über die erste LED-Kette zwischen dem dritten Knoten (K₁₃) des ersten Kanals und Masse ab. Über die Basis-Emitter-Diode des ersten Transistors (T₁) sollen beispielhaft 0,7 V abfallen. Damit liegt das Potenzial des zweiten Knotens (K₁₂) des ersten Kanals (CH₁) im Normalbetrieb bei 15,7 V gegen Massepotenzial. Gleiches gilt analog für das Potenzial des zweiten Knotens (K₂₂) des zweiten Kanals (CH₂) im Normalbetrieb ebenfalls bei 15,7 V gegen Massepotenzial. Wird nun die erste LED (L₁₁) durch einen Kurzschluss (SC) kurzgeschlossen, so fällt das Potenzial des dritten Kotens (K₁₃) des ersten Kanals (CH₁) um eine LED-Schaltspannung = 3 V. Damit liegt es bei 12 V. Daraus folgt, dass das Potenzial des zweiten Knotens (K₁₂) des ersten Kanals (CH₁) dann nur bei 12,7 V liegt. Es fallen dann 5,7 V–12,7 V = 3 V, also eine LED-Schleusenspannung, über die erste Diode (D₁) ab, woraufhin diese zu leiten beginnt. Damit wird das Potenzial des zweiten Knotens (K₂₂) des zweiten Kanals dann aber durch den Spannungsabfall über die erste Diode (D₁) bestimmt. Wenn deren Schaltspannung wieder nur beispielsweise 0,7 V beträgt, so liegt damit das Potenzial des zweiten Knotens (K₂₂) des zweiten Kanals (CH₂) nur noch bei 13,4 V statt bei 15,7 V. Hierdurch muss das Potenzial des dritten Knotens (K₂₃) des zweiten Kanals (CH₂) um 0,7 V entsprechend der Basis-Emitter-Spannung des zweiten Transistors (T₂) niedriger bei 12,7 V liegen. Aufgrund der steilen Kennlinie der LEDs in der zweiten LED-Kette (L₂₁, L₂₂, ... L_2n) sinkt dadurch die Stromabnahme an der zweiten Stromquelle (IS₂). Dies kann durch die zweiten Messmittel (MI₂, MU₂) erfasst werden. Dieses Absinken des zweiten Stromes (1₂) kann direkt durch das zweite Strommessmittel (MI₂) oder als sich ändernder Spannungsabfall über die zweite Stromquelle (IS₂) durch das zweite Spannungsmessmittel detektiert werden. Die Verhältnisse entsprechen einer Unterbrechung der zweiten LED-Kette (L₂₁, L₂₂, ... L_2n) und werden als solche durch die zweiten Messmittel des zweiten Kanals (CH₂) erkannt.Under the perfectly exemplary assumption that the forward voltage of an LED is 3V, the potential of the third node (K ₁₃ ) of the first channel is (CH ₁ ) n * 3V. Assume by way of example that n = 5 for the calculation , So then fall 15 volts over the first LED chain between the third node (K ₁₃ ) of the first channel and ground. By way of example, 0.7 V should drop across the base-emitter diode of the first transistor (T ₁ ). Thus, the potential of the second node (K ₁₂ ) of the first channel (CH ₁ ) in normal operation at 15.7 V to ground potential. The same applies analogously to the potential of the second node (K ₂₂ ) of the second channel (CH ₂ ) in normal operation also at 15.7 V to ground potential. If the first LED (L ₁₁ ) is short-circuited by a short circuit (SC), the potential of the third core (K ₁₃ ) of the first channel (CH ₁ ) drops by an LED switching voltage = 3 V. This is 12 V It follows that the potential of the second node (K ₁₂ ) of the first channel (CH ₁ ) is then only 12.7V. There then fall 5.7 V-12.7 V = 3 V, so an LED-lock voltage, on the first diode (D ₁ ) from, whereupon this begins to conduct. Thus, the potential of the second node (K ₂₂ ) of the second channel is then determined by the voltage drop across the first diode (D ₁ ). If, for example, their switching voltage is only 0.7 V, the potential of the second node (K ₂₂ ) of the second channel (CH ₂ ) is only 13.4 V instead of 15.7 V. Therefore, the potential of the third node (K ₂₃ ) of the second channel (CH ₂ ) are lower by 0.7 V corresponding to the base-emitter voltage of the second transistor (T ₂ ) at 12.7 V. Due to the steep characteristic curve of the LEDs in the second LED chain (L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n ) thereby decreases the current decrease at the second power source (IS ₂ ). This can be detected by the second measuring means (MI ₂ , MU ₂ ). This decrease of the second current (1 ₂ ) can be detected directly by the second current measuring means (MI ₂ ) or as a changing voltage drop across the second current source (IS ₂ ) by the second voltage measuring means. The ratios correspond to an interruption of the second LED chain (L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n ) and are recognized as such by the second measuring means of the second channel (CH ₂ ).

Fig. 3Fig. 3

3 stimmt im Wesentlichen mit 2 überein. Die LED-Ketten sind jedoch umgedreht. Die Versorgungsspannung (V_bat) dient nun als Bezugspotenzial. Der erste Transistor (T₁) und der zweite Transistor (T₂) sind nun beispielhaft PNP-Transistoren. Die erste Diode (D₁) ist, um die Funktionstüchtigkeit herzustellen ebenfalls gedreht. Die Funktionsweise ist ansonsten aber analog der von 2. 3 essentially agrees 2 match. However, the LED chains are reversed. The supply voltage (V _bat ) now serves as reference potential. The first transistor (T ₁ ) and the second transistor (T ₂ ) are now illustrative PNP transistors. The first diode (D ₁ ) is also rotated to make it functional. The functionality is otherwise similar to that of 2 ,

Fig. 4 Fig. 4

4 entspricht der 2 mit dem Unterschied, dass nun die zweite Diode (D₂) antiparallel zur ersten Diode (D₁) geschaltet ist. Hierdurch kann nun auch der zweite Kanal (CH₂) bei einem Einzel-LED-Kurzschluss in der zweiten LED-Kette (L₂₁, L₂₂, ... L_2n) den Stromfluss im ersten Kanal (CH₁) unterbrechen und so die Detektion einer LED-Ketten-Unterbrechung über den ersten Kanal (CH₁) hervorrufen. 4 equals to 2 with the difference that now the second diode (D ₂ ) is connected in anti-parallel to the first diode (D ₁ ). As a result, the second channel (CH ₂ ) in a single LED short circuit in the second LED chain (L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n ) now interrupt the flow of current in the first channel (CH ₁ ) and so the Detect an LED chain break via the first channel (CH ₁ ).

Fig. 5Fig. 5

5 entspricht der 4 mit dem Unterschied, dass die erste Diode (D₁) und die zweite Diode (D₂) mit jeweils einem Vorwiderstand (R_v1, R_v2) versehen sind. Diese Vorwiderstände ermöglichen die Asymmetriesierung der Schaltung. Dies ist insbesondere dann notwendig, wenn die LED-Ketten nicht gleich sind oder die Nennströme (I₁, I₂) schon im Normalbetrieb ungleich sind. Auf die Möglichkeit der Ersetzung der ersten Diode (D₁) und oder der zweiten Diode (D₂) durch komplexere Schaltungen gleicher Wirkung wurde ja bereits oben hingewiesen. In der Realität kann es sinnvoll sein, wenn die erste Diode (D₁) eine andere Schaltspannung aufweist als die zweite Diode (D₂). 5 equals to 4 with the difference that the first diode (D ₁ ) and the second diode (D ₂ ) are each provided with a series resistor (R _v1 , R _v2 ). These series resistors enable the asymmetry of the circuit. This is particularly necessary if the LED chains are not the same or the rated currents (I ₁ , I ₂ ) are unequal even in normal operation. The possibility of replacing the first diode (D ₁ ) and / or the second diode (D ₂ ) by more complex circuits having the same effect has already been pointed out above. In reality, it may be useful if the first diode (D ₁ ) has a different switching voltage than the second diode (D ₂ ).

Fig. 6Fig. 6

6 entspricht zwei 2, bei denen drei LED-Ketten (L₁₁, L₁₂, ... L_1n; L₂₁, L₂₂, ... L_2n; L₃₁, L₃₂, ... L_3n) in drei Kanälen verwendet werden. Die drei Dioden (D₁, D₂, D₃) sind dreiecksförmig verschaltet sodass ein kreisförmiger Stromfluss – über die erste Diode (D₁) dann über die zweite Diode (D₂) dann über die dritte Diode (D₃) und dann wieder über die erste Diode (D₁) – möglich wäre. Das Prinzip kann auf eine positive ganze Zahl k von Kanälen (CH₁ bis CH_k) entsprechend erweitert werden. Hierdurch werden alle LED-Ketten einer beliebigen Anzahl k von LED-Ketten auf Einzel-LED-Kurzschlüsse überwacht. 6 equals two 2 in which three LED chains (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n , L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n , L ₃₁ , L ₃₂ , ... L _3n ) are used in three channels. The three diodes (D ₁ , D ₂ , D ₃ ) are connected in a triangular manner so that a circular current flow - via the first diode (D ₁ ) then via the second diode (D ₂ ) then via the third diode (D ₃ ) and then again via the first diode (D ₁ ) - would be possible. The principle can be extended accordingly to a positive integer k of channels (CH ₁ to CH _k ). As a result, all LED chains of any number k of LED chains are monitored for single LED short circuits.

Fig. 7Fig. 7

7 zeigt die sternförmige Zusammenschaltung von drei Kanälen. Je zwei der Kanäle entsprechen dabei der Verschaltung gemäß 6 mit dem Unterschied dass die erste Diode (D₁) und die zweite Diode (D₂) der 6 nun durch jeweils vier Dioden (z. B. D₁₁, D₁₂ und D₂₁ und D₂₂) gebildet werden. Da nunmehr zwei Diodenspannungen über die so ersetzte erste Diode (D₁) und zweite Diode (D₂) abfallen kann es sinnvoll sein, die Dioden (D₁₁, D₁₂, D₂₁, D₂₂, D₃₁, D₃₂) mittels Dioden mit entsprechend verkleinerter Schaltspannung oder entsprechende Schaltungen gleicher Funktion zu ersetzen. 7 shows the star-shaped interconnection of three channels. Each two of the channels correspond to the interconnection according to 6 with the difference that the first diode (D ₁ ) and the second diode (D ₂ ) of the 6 now formed by four diodes each (eg D ₁₁ , D ₁₂ and D ₂₁ and D ₂₂ ). Since now two diode voltages drop over the thus replaced first diode (D ₁ ) and second diode (D ₂ ), it may be useful, the diodes (D ₁₁ , D ₁₂ , D ₂₁ , D ₂₂ , D ₃₁ , D ₃₂ ) by means of diodes with correspondingly reduced switching voltage or equivalent circuits to replace the same function.

Glossarglossary

LEDLED

Eine LED im Sinne dieser Offenbarung ist nicht nur eine einzelne Leuchtdiode sondern es kann sich dabei auch um eine Serien und/oder Parallelschaltung mehrere Leuchtdioden handeln, die ggf. auch weitere Bauelemente, wie beispielsweise Zehnerdioden und/oder Vor- und Parallelwiderstände sowie Kondensatoren umfasst. Typischerweise handelt es sich um zweipolige Schaltungen mit einem ersten Anschluss, der als Stromeingang dient und einem zweiten Anschluss, der als Stromausgang dient. Sind die LEDs in einer LED-Kette seriell miteinander verschaltet, so ist es denkbar, dass zwischen den LEDs entlang der LED-Kette weitere Leitungen beispielsweise als Steuerleitung für andere Zwecke ganz oder teilweise der LED-Kette entlang geführt werden, die hier jedoch nicht beansprucht werden, ggf. den beanspruchten umfang jedoch nicht auf reine zweipolige einzelne Leuchtdioden beschränken sollen. Die LED-Ketten sind bevorzugt gleich lang, enthalten also bevorzugt gleich viele LEDs mit bevorzugt gleichen Dioden-Schaltspannungen (U_D).An LED within the meaning of this disclosure is not only a single light-emitting diode but may also be a series and / or parallel connection of several light-emitting diodes, which optionally also includes other components, such as, for example, diodes and / or pre and parallel resistors and capacitors. Typically, these are bipolar circuits with a first terminal serving as a current input and a second terminal serving as a current output. If the LEDs in a LED chain connected in series with each other, it is conceivable that between the LEDs along the LED chain more lines, for example, as a control line for other purposes wholly or partially led along the LED chain, but not claimed here However, if necessary, the claimed scope should not be limited to pure two-pole single LEDs. The LED chains are preferably the same length, ie preferably contain the same number of LEDs with preferably the same diode switching voltages (U _D ).

LED-KetteLED chain

Eine LED-Kette im Sinne dieser Offenbarung ist eine serielle Verschaltung von mindestens zwei LEDs, die alle gleich orientiert sind, sodass ein Stromfluss möglich ist.An LED chain in the sense of this disclosure is a serial connection of at least two LEDs, which are all oriented the same, so that a current flow is possible.

Schaltspannungswitching voltage

Im Sinne dieser Offenbarung ist die Schaltspannung einer Diode oder LED die Spannung, bei der die Diode oder LED zu leiten beginnt.For purposes of this disclosure, the switching voltage of a diode or LED is the voltage at which the diode or LED begins to conduct.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

CH 1

first channel. The first channel comprises the first energy source - here the first current source (IS 1 ) - the first LED chain (L 11 , L 12 , ... L 1n ), the first transistor (T 1 ), the first resistor (R 1 ), the first diode (D 1 ) and first measuring means (MI 1 , MU 1 ). The first transistor (T 1 ) is connected in series with the first LED chain (L 11 , L 12 , ... L 1n ) at the third node (K 13 ) of the first channel and is at the first (K 11 ) of the first channel with the first power source, here the first current source (IS 1 ), and possibly with a first voltage measuring means (MU 1 ) and the first resistor (R 1 ). The first resistor (R 1 ) is connected to the third node (K 13 ) of the first channel, which connects to the control terminal of the first transistor (T 1 ) and to a first terminal of the first diode (D 1 ) manufactures. This first diode is then connected with its second terminal to the corresponding control terminal of the transistor of a subsequent channel. In this respect, it is particularly advantageous in various embodiments if the third account (K 13 ) of the first channel also establishes a connection to the second terminal of the diode of the subsequent channel or of a preceding channel. In addition, the first channel may include a first current measuring means (MI 1 ) which detects the value of the first electric current (I 1 ) output by the power source. The first channel typically comprises at least one of these first measuring means. So at least the first current measuring means (MI 1 ) or the first voltage measuring means (MU 1 ) in order to detect an interruption of the first LED chain (L 11 , L 12 , ... L 1n ) can.

CH 2

second channel. The second channel comprises the second energy source - here the second current source (IS 2 ) - the second LED chain (L 21 , L 22 , ... L 2n ), the second transistor (T 2 ), the second resistor (R 2 ), the second diode (D 2 ) and second measuring means (MI 2 , MU 2 ). The second transistor (T 2 ) is connected in series with the second LED chain (L 21 , L 22 , ... L 2n ) at the third node (K 23 ) of the second channel and is at the second (K 21 ) of the second channel with the second energy source, here the second current source (IS 2 ), and possibly with a second voltage measuring means (MU 2 ) and the second resistor (R 2 ) connected. The second resistor (R 2 ) is connected to the second node (K 23 ) of the second channel, which connects to the control terminal of the second transistor (T 2 ) and to a second terminal of the second diode (D 2 ). This second diode is then connected with its second terminal to the corresponding control terminal of the transistor of a subsequent channel. In this respect, it is particularly advantageous in various embodiments if the third account (K 23 ) of the second channel also establishes a connection to the second terminal of the diode of the subsequent channel or of a preceding channel. In addition, the second channel may comprise a second current measuring means (MI 2 ) which detects the value of the second electrical current (1 2 ) emitted by the energy source. The second channel typically comprises at least one of these second measuring means. So at least the second current measuring means (MI 2 ) or the second voltage measuring means (MU 2 ) in order to detect an interruption of the second LED chain (L 21 , L 22 , ... L 2n ) can.

CH 3

third channel. The third channel comprises the third energy source - here the third current source (IS 3 ) - the third LED chain (L 31 , L 32 , ... L 3n ), the third transistor (T 3 ), the third resistor (R 3 ), the third diode (D 3 ) and third measuring means (MI 3 , MU 3 ). The third transistor (T 3 ) is connected in series with the third LED chain (L 31 , L 32 , ... L 3n ) at the third node (K 33 ) of the third channel and is at the first (K 31 ) of the third channel with the third power source, here the third power source (IS 3 ), and possibly with a third voltage measuring means (MU 3 ) and the third resistor (R 3 ) connected. The third resistor (R 3 ) is connected to the third node (K 33 ) of the third channel, which connects to the control terminal of the third transistor (T 3 ) and to a first terminal of the third diode (D 3 ). This third diode is then connected with its second terminal to the corresponding control terminal of the transistor of a subsequent channel. In this respect, it is particularly advantageous in various embodiments if the third account (K 33 ) of the third channel also establishes a connection to the second terminal of the diode of the subsequent channel or of a preceding channel. In addition, the third channel may comprise a third current measuring means (MI 3 ) which detects the value of the third electrical current (I 3 ) emitted by the energy source. The third channel typically includes at least one of these third measuring means. So at least the third current measuring means (MI 3 ) or the third voltage measuring means (MU 3 ) in order to detect an interruption of the third LED chain (L 31 , L 32 , ... L 3n ) can.

D 1

first diode of the first channel CH 1 .

D 2

second diode of the second channel CH 2 .

D 3

third diode of the third channel CH 1 .

D 11

first forward diode of the first channel CH 1 .

D 12

first reverse diode of the first channel CH 1 .

D 21

first forward diode of the second channel CH 2 .

D 22

first reverse diode of the second channel (CH 2 ).

D 31

first forward diode of the third channel (CH 3 ).

D 32

first reverse diode of the third channel (CH 3 ).

I 1

first electric current, which is from the first power source - here the first power source (IS 1 ) in the first LED chain (L 11 , L 12 , ... L 1n ) is fed and supplies them with electrical energy.

I 2

second electric current, which is from the second power source - here the second power source (IS 2 ) in the second LED chain (L 21 , L 22 , ... L 2n ) is fed and supplies them with electrical energy.

I 3

third electric current, which is from the third power source - here the third power source (IS 3 ) in the third LED chain (L 31 , L 32 , ... L 3n ) is fed and supplies them with electrical energy.

IS 1

first current source as the first energy source of the first channel (CH 1 )

IS 2

second current source as second energy source of the second channel (CH 2 )

IS 3

Third current source as third energy source of the third channel (CH 13 )

K 11

first node of the first channel (CH 1 ). The first node of the first channel (CH 1 ) connects the first energy source, here the first current source (IS 1 ), with the first transistor (T 1 ) and the first resistor (R 1 ), and a first voltage measuring means (MU 1 ) for detecting the voltage drop across the first power source, here the first power source (IS 1 ).

K 12

second node of the first channel (CH 1 ). The second node of the first channel (CH 1 ) connects the control terminal of the first transistor (T 1 ) to the first resistor (R 1 ) and the first diode (D 1 ). In the case of an NPN bipolar transistor as the first transistor (T 1 ), the terminal of the first diode (D 1 ) is the cathode thereof ( 2 ). In the case of a PNP bipolar transistor as the first transistor (T 1 ), this is the anode ( 3 ).

K 13

third node of the first channel (CH 1 ). The third bank of the first channel (CH 1 ) connects the first transistor (T 1 ) to a first terminal of the first LED chain (L 11 , K 12 , ... L 1n ).

K 21

first node of the second channel (CH 2 ). The first node of the second channel (CH 2 ) connects the second energy source, here the second current source (IS 2 ), with the second transistor (T 2 ) and the second resistor (R 2 ), and a second voltage measuring means (MU 2 ) for detecting the voltage drop across the second energy source, here the second current source (IS 2 ).

K 22

second node of the second channel (CH 2 ). The second node of the second channel (CH 2 ) connects the control terminal of the second transistor (T 2 ) to the second resistor (R 2 ) and the second diode (D 2 ). In the case of an NPN bipolar transistor as the second transistor (T 2 ), the terminal of the second diode (D 2 ) is the cathode thereof. In the case of a PNP bipolar transistor as the second transistor (T 2 ), this is the anode ( 3 ).

K 23

third node of the second channel (CH 2 ). The third second channel (CH 2 ) connects the second transistor (T 2 ) to a first terminal of the second LED chain (L 21 , L 22 , ... L 2n ).

K 31

first node of the third channel (CH 3 ). The first node of the third channel (CH 3 ) connects the third energy source, here the third current source (IS 3 ), with the third transistor (T 3 ) and the third resistor (R 3 ), and a third voltage measuring means (MU 3 ) for detecting the voltage drop across the third power source, here the third power source (IS 3 ).

K 32

second node of the third channel (CH 3 ). The second node of the third channel (CH 3 ) connects the control terminal of the third transistor (T 3 ) to the third resistor (R 3 ) and the third diode (D 3 ). In the case of an NPN bipolar transistor as a third transistor (T 3 ), the connection of the third diode (D 3 ) is the cathode thereof ( 2 ). In the case of a PNP bipolar transistor as the third transistor (T 3 ), this is the anode ( 3 ).

K 33

third node of the third channel (CH 3 ). The third third channel (CH 3 ) connects the third transistor (T 3 ) to a first terminal of the third LED chain (L 11 , L 12 , ... L 1n ).

L 11

first LED in the first LED chain.

K 12

second LED in the first LED chain.

L 1n

nth LED in the first LED chain.

L 21

first LED in the second LED chain.

L 32

second LED in the second LED chain.

L 4n

nth LED in the second LED chain.

L 31

first LED in the third LED chain.

L 32

second LED in the third LED chain.

L 3n

nth LED in the third LED chain.

MI 1

first current measuring device. This measuring means is used to detect an interruption in the first LED-Lette (L 11 , L 12 , ... L 1n ).

MI 2

second current measuring means. This measuring means is used to detect an interruption in the second LED-Lette (L 21 , L 22 , ... L 2n ).

MI 3

third current measuring device. This measuring means is used to detect an interruption in the first LED-Lette (L 31 , L 32 , ... L 3n ).

MU 1

first voltage measuring device. This measuring means is used to detect an interruption in the first LED-Lette (L 11 , L 12 , ... L 1n ).

MU 2

second voltage measuring device. This measuring means is used to detect an interruption in the second LED-Lette (L 21 , L 22 , ... L 2n ).

MU 3

third voltage measuring device. This measuring means is used to detect an interruption in the first LED-Lette (L 31 , L 32 , ... L 3n ).

R 1

first resistance

R 2

second resistance

R 3

third resistance

R v1

first resistor. The first series resistor can, for example, be connected in series with the first diode (D 1 ) in order to be able to design the switching thresholds between different channels asymmetrically. Then it is necessary that the first series resistor of another series resistor, for example, from the second series resistor (R v2 ) in 6 differs.

R v2

second series resistor. The second series resistor can, for example, be connected in series with the second diode (D 2 ) in order to be able to design the switching thresholds between different channels asymmetrically. Then it is necessary that the second series resistor of another series resistor, for example, from the first series resistor (R v1 ) in 6 differs.

R v3

third resistor. The third series resistor can, for example, be connected in series with the third diode (D 3 ) in order to be able to design the switching thresholds between different channels asymmetrically. Then it is necessary for the first series resistor to deviate from another series resistor, for example from the second series resistor (R v2 ) and / or from the first series resistor (R v1 ).

SC

hypothetical, exemplary short circuit.

STOC

Short-to-Open Converter. It is a sub-device, which in the short circuit of one or more LEDs within a considered LED chain, a detection and / or subsequent signaling an interruption of the current path within another LED chain of at least two LED chains (L 11 , L 12 , L 1n , L 21 , L 22 , ... L 2n , L 31 , L 32 , ... L 3n ).

T 1

first transistor

T 2

second transistor

T 3

third transistor

U D

Diode Switching Voltage (This is the diode voltage at which current flow begins.)

V asked

Operating voltage connection

Claims

Method for detecting a single LED failure in a lighting device having at least two LED chains (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ; L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n ; L ₃₁ , L _32,. L _3n ) comprising the steps of - detecting a single LED short circuit in a first LED chain of the at least two LED chains (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ; L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n , L ₃₁ , L ₃₂ , ... L _3n ) by a first detection means (T ₁ , D ₁ , R ₁ ) and thereby interrupting the flow of current through at least one other LED chain of the at least two LED chains (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n , L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n , L ₃₁ , L ₃₂ , ... L _3n ) by interruption means (T ₂ , T ₃ ); Detecting the interruption of the current flow through the other LED chain of the at least two LED chains (L ₁₁ , L ₁₂ , ... L _1n ; L ₂₁ , L ₂₂ , ... L _2n ; L ₃₁ , L _32,. .. L _3n ).