DE102020208944A1 - Verfahren und schaltungsanordnung zur detektion eines teilausfalls eines leuchtmittels mit mindestens einem strang von halbleiterlichtquellen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Detektion eines Teilausfalls von mit der Schaltungsanordnung betriebenen Halbleiterlichtquellen. Hierzu werden die Strangspannung von betriebenen LED-Stränge gemessen sowie die Spannung über einer Wandlerdrossel einer Wandlerschaltung, die Teil der Schaltungsanordnung ist. Jeder der LED-Stränge weist eine eigene Wandlerdrossel auf, dessen Spannung gemessen wird. Durch Datenfusion kann ein Teilausfall der betriebenen Halbleiterlichtquellen erkannt werden und der Betrieb der Halbleiterlichtquellen komplett eingestellt werden, um die ECE R48 zu erfüllen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Detektion eines Teilausfalls eines Leuchtmittels mit mindestens einem Strang von Halbleiterlichtquellen.
  • Hintergrund
  • Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Schaltungsanordnung zur Detektion eines Teilausfalls eines Leuchtmittels mit mindestens einem Strang von Halbleiterlichtquellen nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.
  • Die Erfindung beschreibt eine Halbleiterretrofitlampe mit Halbleiterlichtquellen als Ersatz für eine Glühlampe. Retrofitlampen mit Halbleiterlichtquellen wie Leuchtdioden (LED) oder Organische Leuchtdioden (OLED) werden aufgrund ihrer Vorteile immer beliebter. Gegenüber Glühlampen haben die Halbleiterretrofitlampen vor allem den Vorteil des deutlich geringeren Stromverbrauchs sowie einer erhöhten Lebensdauer. Vor allem im Kfz ist die größere Lebensdauer dieser Lampen für viele Kfz-Besitzer ein Grund, diese Lampen als Ersatz zu verwenden.
  • Bei modernen Kfz besteht nun das Problem, dass diese sogenannte BCUs (Body Control Unit) implementiert haben, die zumindest die wesentlichen Lichtfunktionen des Fahrzeugs überwachen. Diese BCUs sind oftmals noch auf Glühlampen ausgelegt, und überprüfen in regelmäßigen Abständen, ob die Glühwendel der Glühlampe noch intakt ist. Dazu senden sie einen sehr kurzen Strompuls aus und messen den Widerstand der Glühwendel. Ist diese intakt, ist der Widerstand niedrig. Ist die Glühlampe defekt, ist der Widerstand sehr hoch (theoretisch unendlich). Der Strompuls ist so bemessen, dass die Glühwendel aufgrund ihrer Trägheit nicht ins Leuchten gerät. Wird nun eine Glühlampe durch eine Halbleiterretrofitlampe ersetzt, so ergeben sich zwei Probleme:
    1. 1. Eine LED weist eine andere Charakteristik auf als eine Glühlampe, ein kurzer Strompuls, dessen Spannung kleiner ist als die Flussspannung der LEDs führt nicht zu einem Stromfluss in der Halbleiterretrofitlampe, und die BCU erkennt die Halbleiterretrofitlampe fälschlicherweise als defekt.
    2. 2. Ist die Spannung des Strompulses groß genug, dass sie höher ist als die Flussspannung der LEDs in der Halbleiterretrofitlampe, so blitzt diese beim Lampentest der BCU unerwünscht auf. Da der Stromfluss meistens trotzdem nicht hoch genug ist wird auch in diesem Fall eine defekte Lampe von der BCU gemeldet.
  • Deshalb haben moderne Retrofit Leuchtmittel elektronische Schaltungen verbaut, die diese Probleme adressieren, und durch verschiedene Maßnahmen dafür sorgen, dass die BCUs der Fahrzeuge bestimmungsgemäß arbeiten können.
  • Weiterhin besteht das Problem, dass bei einem LED- oder OLED Retrofitleuchtmittel auch eine einzelne LED oder OLED ausfallen können, was zu verschiedenen Szenarien führen kann, je nachdem wie und wie viele LED / OLED ausfallen. Im Allgemeinen weisen Retrofitleuchtmittel mehr als eine LED/OLED auf, bei Retrofitlampen für Fahrzeuge mit 12V Bordspannung z.B. mindestens drei in Serie geschaltete LEDs. Bei LKWs entsprechend mehr. LEDs können z.B. durch Kurzschluss oder durch Abkontaktieren ausfallen. Fällt eine LED durch einen Kurzschluss aus, so sinkt die Spannung des ganzen LED Stranges. Je nach Ansteuerung kann dies zu einem signifikant höheren Strom bei gleicher Leistung führen, oder aber zu verminderter Leistung bei stromgeregelten Systemen. Insbesondere im ersteren Fall kann die BCU des Fahrzeugs dies nicht erkennen, und dem Fahrzeugführer wird kein Fehler oder Ausfall angezeigt, obwohl das Leuchtmittel seine nominale Lichtleistung nicht mehr erreicht.
  • Auch bei einem Abkontaktieren der LED - was die häufigste Ausfallmechanik von LEDs darstellt - ergibt sich häufig solch ein Problem. Insbesondere Leistungsstärkere Leuchtmittel haben oftmals mehrere parallele LED Stränge. Bei einem Ausfall eines LED Stranges leuchten die anderen Weiter. Auch hier erfüllt das Leuchtmittel fortan die gemäß den Standards notwendigen Eigenschaften nicht mehr, obwohl das Leuchtmittel noch Licht abgibt.
  • Daher fordert die ECE R48, dass ein eindeutiger Ausfall eines Teiles des Leuchtmittels zum Ausfall des ganzen Leuchtmittels führen muss.
  • Es ist also eine Teilausfallerkennung in dem LED Retrofitleuchtmittel selbst notwendig, welche bei einem Teilausfall das ganze Leuchtmittel nachhaltig „abschaltet“.
  • Wie oben beschrieben sind diese Halbleiterretrofitlampen oft sehr klein, und es ist nicht möglich, beliebig viele elektronische Bauteile in der Halbleiterretrofitlampe unterzubringen. Da neben der Schaltung zur Teilausfallerkennung auch noch die erwähnten Schaltungen zur Simulation von Glühlampen und die Betriebsschaltung für die Halbleiterlichtquellen in der Halbleiterretrofitlampe Platz finden muss, ist dieses Problem real.
  • Aufgabe
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine einfache und effiziente Schaltung vorzuschlagen, die die obigen Probleme löst.
  • Darstellung der Erfindung
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Verfahrensanspruchs 1 und des Vorrichtungsanspruchs 8.
  • Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.
  • Es wird ein Verfahren zur Detektion eines Teilausfalls eines Leuchtmittels mit mindestens einem Strang von Halbleiterlichtquellen vorgeschlagen, wobei das Leuchtmittel eine Schaltungsanordnung mit einer elektronischen Wandlerschaltung zum Betreiben der Halbleiterlichtquellen aufweist, wobei die Schaltungsanordnung eingerichtet ist, eine Strangspannung der Halbleiterlichtquellen und eine Spannung einer Wandlerdrossel der Wandlerschaltung zu messen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
    • - regelmäßiges Messen mindestens der Strangspannung und der Spannung über der Wandlerdrossel,
    • - Durchführen einer Datenfusion der Meßwerte
    • - Detektieren, ob ein Teilausfall des Leuchtmittels aufgrund der durchgeführten Datenfusion vorliegt,
    • - dauerhaftes Abschalten des Leuchtmittels, wenn ein Teilausfall vorliegt.
  • Das vorgeschlagene Verfahren erfordert vorteilhaft nur einen sehr kleinen und kostengünstigen Mikrokontroller, der auch in kleinen Retrofitlampen mit sehr beengten räumlichen Verhältnissen Platz findet. Ein weiterer Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens ist die ECE Konformität der Leuchtmittel durch die dauerhafte Abschaltung bei Teilausfall.
  • Wenn jeder Strang von Halbleiterlichtquellen eine eigene Wandlerdrossel aufweist, dann kann ein Teilausfall des Leuchtmittels vorteilhaft besser und genauer detektiert werden, denn dadurch kann jeder Strangstrom einzeln gemessen werden, was aufgrund der Datenfusion zu einem präziseren Ergebnis führt.
  • In einer bevorzugen Ausführungsform wird ein Ausfall eines Stranges durch Abkontaktieren einer Halbleiterlichtquelle durch die Spannung über der Wandlerdrossel detektiert. Dadurch kann ein Teilausfall eines Stranges wegen Ausfall einer einzelnen LED oder OLED zuverlässig erkannt werden.
  • Besonders vorteilhaft wird ein Teilausfall eines Stranges durch Kurzschließen einer Halbleiterlichtquelle des Stranges durch die Strangspannung detektiert. Dies führt zu einer guten und effizienten Erkennung eines Teilausfalls mit nur geringem Mehraufwand in der Schaltung.
  • Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, in der zusätzlich noch eine Eingangsspannung des Leuchtmittels gemessen wird, und in die Datenfusion eingeht. Dies führt zu einer präziseren Erkennung eines Teilausfalls, da die Eingangsspannungsbedingten Schwankungen vorteilhaft berücksichtigt werden können.
  • Vorteilhaft wird zur Durchführung des Verfahrens ein Mikrokontroller eingesetzt. Heutzutage gibt es sehr kostengünstige sehr kleine Mikrokontroller, die für die Durchführung des Verfahrens gut geeignet sind,
    In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wandlerschaltung ein Tiefsetzsteller. Ein Tiefsetzsteller ist für eine Retrofitlampe im Kfz Bereich die am besten geeignete Schaltungstopologie und auch besonders gut für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet.
  • Zusätzlich zum Verfahren wird ebenfalls eine Schaltungsanordnung zur Detektion eines Teilausfalls einer an die Schaltungsanordnung angeschlossenen Halbleiterlichtquelle vorgeschlagen, wobei die Schaltungsanordnung eine Wandlerschaltung mit mindestens einer Wandlerinduktivität aufweist, die mindestens einen Strang von in Serie geschalteten Halbleiterlichtquellen betreibt, wobei die Schaltungsanordnung eingerichtet ist, mindestens die Strangspannung und eine Spannung über der Wandlerinduktivität zu messen, wobei sie ein Verfahren gemäß den oben beschriebenen Merkmalen durchführt. Eine Schaltungsanordnung mit diesen Merkmalen hat mehrere Vorteile, einerseits kann sie sehr klein und kompakt gebaut werden, und in Verbindung mit einem kleinen Mikrokontroller auch sehr kostengünstig. Dabei kann wegen des Mikrokontrollers sehr gut auf bestimmte Anforderungen bei den verschiedensten Leuchtmitteln eingegangen werden, so dass Leuchtmittel mit sehr hoher Qualität möglich werden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Schaltungsanordnung einen Mikrokontroller auf. Wie oben schon beschrieben kann mit einem Mikrokontroller schnell und einfach auf verschiedene Anforderungen des Leuchtmittels eingegangen werden, was die Kosteneffizienz und die Qualität des Leuchtmittels vorteilhaft erhöht.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Schaltungsanordnung eine Einschaltverzögerung auf. Dies führt zu dem vorteilhaften Verhalten, dass bei einem Lampentest der BCU (Body Control Unit) das Retrofitleuchtmittel, in dem die Schaltungsanordnung eingebaut ist, nicht aufleuchtet oder aufblitzt.
  • n einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Wandlerschaltung ein Tiefsetzsteller. Ein Tiefsetzsteller ist für eine Retrofitlampe im Kfz Bereich die am besten geeignete Schaltungstopologie und auch besonders gut für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist jeder LED-Strang eine eigene Wandlerinduktivität auf. Dies hat den besonderen Vorteil, dass der Stromfluss jedes einzelnen Strangs direkt gemessen werden kann, was zu einer verbesserten Erkennung eines Teilausfalls des Leuchtmittels führt.
  • In einer davon abgeleiteten Ausführungsform wird die Spannung über jeder Wandlerinduktivität gemessen, was die effizienteste Möglichkeit ist, auf den Stromfluss in der Wandlerinduktivität zu schließen.
  • Figurenliste
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung, in welchen gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:
    • 1 Ein Schaltplan der Betriebselektronik einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Retrofitlampe.
  • Bevorzugte Ausführung der Erfindung
  • 1 zeigt ein Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Betriebselektronik eines Leuchtmittels, in dieser Ausführungsform einer Retrofitlampe. Die Betriebselektronik wird hier auch als Schaltungsanordnung bezeichnet. Die Eingangsanschlüsse Z1 und Z2 sind mit dem Sockel der Retrofitlampe verbunden. Die Schottkydioden D2 bis D5 bilden einen Brückengleichrichter, der bei einem Lampensockel mit eindeutiger Zuordnung von Pluspol und Minuspol auch weggelassen werden kann.
  • Der integrierte Schaltkreis U2 bildet zusammen mit den Induktivitäten L1 und L3 sowie der Schottkydiode D1 einen Tiefsetzsteller bzw. Buck Konverter. Der Tiefsetzsteller wird hier auch als Wandlerschaltung bezeichnet. Dieser Buck Konverter liefert einen vorbestimmten Strom an die Halbleiterlichtquellen 5, bestehend aus zwei LED Strängen 51, 52, der mittels eines Strommesswiderstandes 3, bestehend aus der Parallelschaltung der Widerstände R1, R2, R3 und R4 gemessen wird. Der durch den Spannungsabfall am Strommesswiderstand repräsentierte Betriebsstrom der LEDs wird dem Eingang SET des integrierten Schaltkreises U2 zugeführt. Die Induktivitäten L1 und L3 sind einerseits mit je einem der zwei LED Stränge 51, 52 gekoppelt, andererseits mit dem Knoten K1 und dem Eingang „SW“ des integrierten Schaltkreises U2 verbunden. Die Anode der Schottky Diode D1 ist ebenfalls mit diesem Knoten K1 verbunden, die Kathode dieser Schottky Diode wiederum ist mit der Versorgungsspannung Vin, also dem positiven Ausgang des Brückengleichrichters über eine Filterdrossel L2 gekoppelt.
  • Der Knoten, an dem die Kathode der Schottky Diode D1 angeschlossen ist, bildet die positive Versorgungsspannung des integrierten Schaltkreises U2, und an diesem Potential ist auch die Startmimik der Schaltung angebunden. Dieser Knoten wird im Folgenden auch als Knoten Vin bezeichnet. Ein erster Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen R5 und R6 lädt einen Kondensator C10 auf, der parallel zum Widerstand R6 geschaltet ist. An den Mittelpunkt des ersten Spannungsteilers ist das Gate eines MOS-FETs Q2 angeschlossen. Dessen Sourceanschluss ist mit dem negativen Ausgang des Brückengleichrichters verbunden, mit dem auch das Bezugspotential des integrierten Schaltkreises U2 verbunden ist. An den Drainanschluss ist der Gateanschluss eines weiteren MOS-FETs Q1 angeschlossen, der bei einer angelegten Betriebsspannung über einen Pullup Widerstand R7 normalerweise eingeschaltet ist, und bei Einschalten des ersten Transistors ausgeschaltet wird. Der Drainanschluss des Mos-FETs Q1 ist an den Eingang CTRL des integrierten Schaltkreises U2 sowie an den Eingang GP2 des integrierten Schaltkreises U1 angeschlossen. Bei ausgeschaltetem MOS-FET Q1 ist das Potential dieser Eingänge offen / floatend, und bei eingeschaltetem MOS-FET Q1 wird es auf das Bezugspotential geklemmt.
  • Zur Funktionsweise: Wird die Retrofitlampe, in der die Schaltung verbaut ist, eingeschaltet, also eine Betriebsspannung an die beiden Eingänge Z1 und Z2 angelegt, dann wird der MOS-FET Q1, der im Folgenden als auch erster MOS-FET bezeichnet wird, eingeschaltet, und klemmt die Eingänge der beiden integrierten Schaltkreise auf das Bezugspotential, was ein Einschalten des Wandlers unterbindet. Über den ersten Spannungsteiler wird der Kondensator C10 langsam aufgeladen, und nach einer bestimmten Zeit schaltet der MOS-FET Q2, der im Folgenden auch als zweiter MOS-FET bezeichnet wird, ein, was wiederum dazu führt, dass der erste MOS-FET wieder ausgeschaltet wird, und der Tiefsetzsteller startet. Die Schaltung aus den beiden MOS-FETs Q1 und Q2 realisiert also eine Einschaltverzögerung. Dies soll verhindern, dass bei einem Lampentest der BCU des Fahrzeugs die Retrofitlampe nicht aufblitzt, simuliert also die Trägheit einer Glühwendel einer konventionellen Lampe.
  • Zur Funktionsweise des Tiefsetzstellers: Der Strompfad des Tiefsetzstellers geht von dem positiven Potential des Knotens Vin aus über den Strommesswiderstand 3 in die beiden LED Stränge 51, 52, wo er entsprechend in die Ströme Is1 und Is2 aufgeteilt wird. Der Tiefsetzsteller weist die Besonderheit auf, dass er seine Wandlerinduktivität auf zwei Wandlerdrosseln aufgeteilt hat, die jeweils einem LED-Strang zugeordnet sind. Jeder Strang weist also eine eigene Tiefsetzstellerdrossel auf, der Strang 51 die Drossel L3 und der Strang 52 die Drossel L1. Auf der den LED Strängen abgewandten Seite der Drosseln L1 und L3 werden die beiden Zweige im Knoten K1 wieder zusammengeführt und in den Eingang SW des integrierten Schaltkreises U2 eingegeben. Die Anode der Diode D1 ist ebenfalls an den Knoten K1 angebunden. Der Schalter des Tiefsetzstellers ist in dem integrierten Schaltkreis U2 integriert und schaltet vom Eingang SW auf GND, also den Anschluss GND des integrierten Schaltkreises U2.
  • Ein- und ausgeschaltet wird der Tiefsetzsteller über den Eingang CTRL des integrierten Schaltkreises U2. Dieser Eingang ist auch mit dem Ausgang GP2 des integrierten Schaltkreises U1 gekoppelt, der den integrierten Schaltkreis U2 steuert. Der integrierte Schaltkreis U1 ist in der vorliegenden Ausführungsform ein Mikrokontroller, der mit einem entsprechenden Softwareprogramm zur Steuerung des Wandlers versehen ist. Hierzu werden folgende Parameter gemessen:
    1. 1. Die Spannung über den beiden LED-Strängen 51, 52 gegen die Schaltungsmasse GND, die durch einen Spannungsteiler aus den Widerständen R13 und R14 an dem Knoten zwischen den LED-Strängen 51, 52 und dem Strommesswiderstand 3 abgegriffen wird.
    2. 2. Die Spannung über der Drossel L1 gegen Schaltungsmasse GND, die durch einen Spannungsteiler aus den Widerständen R8 und R9 an dem Knoten zwischen dem LED-Strang 52 und der Drossel L1 abgegriffen wird.
    3. 3. Die Spannung über der Drossel L3 gegen Schaltungsmasse GND, die durch einen Spannungsteiler aus den Widerständen R10 und R11 an dem Knoten zwischen dem LED-Strang 51 und der Drossel L3 abgegriffen wird.
  • Mit einer geeigneten Auswertung dieser Parameter kann ein Teilausfall der betriebenen Halbleiterlichtquellen zuverlässig erkannt werden, und der Wandler in Folge ausgeschaltet werden, so dass die Retrofitlampe nicht mehr leuchtet und keinen Strom braucht, was zur weiteren Folge hat, dass die BCU einen Ausfall der Lampe erkennt und anzeigt.
  • Grundsätzlich gibt es zwei Ausfallmechanismen bei LED, die in ähnlicher Weise auch für OLED gelten:
    1. 1. Die LED kontaktiert ab und ein Stromfluss im Strang wird unterbrochen. Dadurch ändert sich die Spannung über der Drossel L1 bzw. L3.
    2. 2. Die LED schließt kurz und der Stromfluss im Strang wird aufrechterhalten, jedoch leuchtet die LED nicht mehr und weist auch keine Flussspannung mehr auf. Die Spannung über dem Strang verkleinert sich damit um die Flussspannung der defekten LED.
  • Diese Effekte werden nun erfindungsgemäß ausgenutzt, um einen Teilausfall zu erkennen und den Wandler abzuschalten.
  • Dazu wird jede dieser Messspannungen in einen Messeingang des integrierten Schaltkreises U1 eingegeben:
    1. 1. Die Messspannung des Spannungsteilers aus den Widerständen R13 und R14 wird in den Eingang GP3 des integrierten Schaltkreises U1 eingegeben.
    2. 2. Die Messspannung des Spannungsteilers aus den Widerständen R10 und R11 wird in den Eingang GP0 des integrierten Schaltkreises U1 eingegeben.
    3. 3. Die Messspannung des Spannungsteilers aus den Widerständen R8 und R9 wird in den Eingang GP1 des integrierten Schaltkreises U1 eingegeben.
  • Diese Spannungen werden nun kontinuierlich oder in regelmäßigen Abständen während des Betriebes gemessen, und bei einer anomalen bleibenden Änderung einer dieser Spannungen kann der integrierte Schaltkreis U1 einen Teilausfall detektieren und den integrierten Schaltkreis U2 Abschalten, um damit den Wandler und damit das gesamte Leuchtmittel außer Betrieb zu setzen. Die Spannungen werden zum Beispiel in Abständen von 10ms gemessen und alle Spannungen daraufhin ausgewertet, ob bei einer der Spannungen ein abnormaler Betriebszustand vorliegt. Es müssen nicht die Spannungen alleine betrachtet werden, sondern es kann auch die dem Messwert zugrundeliegende Messgröße, z.B. der berechnete Drosselstrom betrachtet werden. Weiterhin kann ebenfalls eine aus den Messgrößen abgeleitete Größe betrachtet werden. Z.B. kann die Strangspannung und der berechnete Drosselstrom zu einer Leistung des Diodenstranges multipliziert werden, und diese Leistung betrachtet werden. Da der Diodenstrom nicht gleichförmig ist kann ebenfalls ein Mittelwert des Drosselstromes gebildet werden, und dieser Mittelwert der weiteren Betrachtung zugrunde gelegt werden. Die Messung und Verarbeitung der Spannungen wird im Folgenden auch als Datenfusion bezeichnet.
  • Die Abstände, in denen die Spannungen gemessen werden, können je nach Anforderung variieren, denkbar sind Messintervalle zwischen 10us und einer Sekunde.
  • Der anomale Betriebszustand wird daraufhin in einem nichtflüchtigen Speicher des Mikrokontrollers abgelegt, so dass das Leuchtmittel beim nächsten Einschalten gar nicht mehr in Betrieb gesetzt wird.
  • Die Erkennung des anomalen Betriebszustandes kann z.B. über im integrierten Schaltkreis U2, also dem Mikrokontroller, abgespeicherte Tabellen erfolgen, die die Ströme / Messspannungen im Normalzustand wiederspiegeln.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform sind jeweils 3 LEDs pro Strang in Serie geschaltet, daher würde die normale gemessene Spannung im Betrieb pro Strang 3V*3=9V betragen. Diese Spannung ist mit vernünftigen Toleranzen von z.B. ±0,3V in einer Tabelle im Mikrokontroller U1 abgespeichert. Wenn eine der LEDs durch Kurzschluss ausfällt, dann ist die Spannung in einem der beiden Stränge entsprechend niedriger. Dies führt dazu, dass auch die gemessene Gesamtspannung beider Stränge sinkt, z.B. von 9V auf 7,5V. Ist die gemessene Spannung über den Strängen für eine längere Zeit niedriger als normal, dann ist mindestens eine der LEDs in den Strängen defekt. In diesem Fall schaltet der Mikrokontroller U2 den integrierten Schaltkreis U2 über dessen Steuereingang CTRL ab. Der Ausfall wird im Mikrokontroller U1 in den nichtflüchtigen Speicher abgelegt. Beim nächsten Start des Leuchtmittels wird dieser Wert abgefragt, und der Wandler bleibt abgeschaltet.
  • Fällt eine der LEDs in einem Strang durch Abkontaktieren aus, dann fließt in diesem Strang kein Strom mehr. Dies führt dazu, dass über der Drossel des entsprechenden Strangs keine Spannung mehr abfällt, die gemessene Spannung also dauerhaft niedriger ist als im Normalfall. Ist dies für eine längere Zeit, also z.B. für mehr als 10 Messungen der Fall, wird der Mikrokontroller U1 den integrierten Schaltkreis U2 ebenfalls über dessen Steuereingang CTRL abschalten, und das Ereignis in den nichtflüchtigen Speicher schreiben. Dieser wird beim „Einschalten“ des Leuchtmittels ausgelesen, und bei einem vorhergegangenen Ereignis, welches in den nichtflüchtigen Speicher geschrieben wurde, wird der Tiefsetzsteller nicht in Gang gebracht, und das Leuchtmittel bzw. die Retrofitlampe bleibt ausgeschaltet. Der Tiefsetzsteller bleibt also beim nächsten Einschalten des Leuchtmittels abgeschaltet, und das Leuchtmittel ist nach außen hin defekt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    elektronische Wandlerschaltung
    3
    Strommesswiderstand („Shunt“)
    5
    LED Stränge
    51
    erster LED Strang
    52
    zweiter LED Strang
    Vin
    Versorgungsspannung der LED Stränge
    GND
    Bezugspotential der Schaltung
    K1
    Knotenpunkt des Wandlers
    Is1
    Strom durch den ersten LED Strang 51
    Is2
    Strom durch den zweiten LED Strang 52

Claims (13)

  1. Verfahren zur Detektion eines Teilausfalls eines Leuchtmittels mit mindestens einem Strang von Halbleiterlichtquellen (51, 52), wobei das Leuchtmittel eine Schaltungsanordnung (1) mit einer elektronischen Wandlerschaltung zum Betreiben der Halbleiterlichtquellen (51,52) aufweist, wobei die Schaltungsanordnung (1) eingerichtet ist, eine Strangspannung der Halbleiterlichtquellen und eine Spannung einer Wandlerdrossel der Wandlerschaltung zu messen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: - regelmäßiges Messen mindestens der Strangspannung und der Spannung über der Wandlerdrossel, - Durchführen einer Datenfusion der Meßwerte - Detektieren, ob ein Teilausfall des Leuchtmittels aufgrund der durchgeführten Datenfusion vorliegt, - dauerhaftes Abschalten des Leuchtmittels, wenn ein Teilausfall vorliegt.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Strang von Halbleiterlichtquellen eine eigene Wandlerdrossel aufweist.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausfall eines Stranges durch Abkontaktieren einer Halbleiterlichtquelle durch die Spannung über der Wandlerdrossel detektiert wird.
  4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilausfall eines Stranges durch Kurzschließen einer Halbleiterlichtquelle des Stranges durch die Strangspannung detektiert wird.
  5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich noch eine Eingangsspannung des Leuchtmittels gemessen wird, und in die Datenfusion eingeht.
  6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung des Verfahrens ein Mikrokontroller (U1) eingesetzt wird.
  7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandlerschaltung ein Tiefsetzsteller ist.
  8. Schaltungsanordnung (1) zur Detektion eines Teilausfalls einer an die Schaltungsanordnung (1) angeschlossenen Halbleiterlichtquelle, wobei die Schaltungsanordnung eine Wandlerschaltung mit mindestens einer Wandlerinduktivität (L1, L3) aufweist, die mindestens einen Strang (51, 52) von in Serie geschalteten Halbleiterlichtquellen betreibt, wobei die Schaltungsanordnung eingerichtet ist, mindestens die Strangspannung und eine Spannung über der Wandlerinduktivität zu messen, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 durchführt.
  9. Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Mikrokontroller (U1) aufweist.
  10. Schaltungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Einschaltverzögerung aufweist.
  11. Schaltungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandlerschaltung ein Tiefsetzsteller ist.
  12. Schaltungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass jeder LED-Strang (51, 52) eine eigene Wandlerinduktivität aufweist.
  13. Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung über jeder Wandlerinduktivität gemessen wird.
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