DE102021116484A1

DE102021116484A1 - Schaltungen mit kurzschlussschutz für leuchtdioden

Info

Publication number: DE102021116484A1
Application number: DE102021116484.2A
Authority: DE
Inventors: Fausto Borghetti; Hector Moreno
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2020-08-21
Filing date: 2021-06-25
Publication date: 2022-02-24
Also published as: CN114080079A; US11051384B1

Abstract

Diese Offenbarung ist auf Schaltungen zum Steuern von Spannung von einer Spannungsquelle zu einer oder mehr Leuchtdioden gerichtet. Die Schaltung enthält einen ersten Transistor, der einen Leistungsschalter, der dazu ausgebildet ist, einen Laststrompfad von der Spannungsquelle zu der einen oder den mehr Leuchtdioden zu definieren, aufweist. Die Schaltung enthält auch einen zweiten Transistor, der basierend auf den Leuchtdioden gesteuert werden kann, wobei der zweite Transistor dazu ausgebildet ist, auszuschalten, wenn eine oder mehr der Leuchtdioden einen elektrischen Kurzschluss aufweisen. Der erste Transistor ist dazu ausgebildet, als Reaktion darauf, dass der zweite Transistor ausschaltet, auszuschalten, um einen Kurzschlussschutz für die Schaltung bereitzustellen.

Description

Diese Offenbarung betrifft Schaltungen zum Steuern von Strom durch Leuchtdioden.
Treiber werden oftmals verwendet, um eine Spannung, einen Strom oder eine Leistung an einer Last zu steuern. Zum Beispiel kann ein Leuchtdioden (LED)-Treiber die einer Kette von Leuchtdioden zugeführte Leistung steuern. Einige Treiber können einen DC-DC-Leistungswandler wie beispielsweise einen Tiefsetz-Hochsetz-, Tiefsetz-, Hochsetz- oder einen anderen DC-DC-Wandler enthalten. Solche DC-DC-Leistungswandler können verwendet werden, um die Leistung an der Last basierend auf einer Charakteristik der Last zu steuern und möglicherweise zu ändern. DC-DC-Leistungswandler können besonders nützlich sein, um den einer oder mehr LED-Ketten zugeführten Strom zu steuern.
Es ist oftmals wünschenswert, Strom an LED-Ketten zu steuern oder zu begrenzen. Zu diesem Zweck kann ein Widerstand zwischen einem DC-DC-Leistungswandler und einer LED-Kette angeordnet werden, um einen der LED-Kette zugeführten Strom zu begrenzen.
Diese Offenbarung beschreibt allgemeinen Schaltungen zum Steuern von Spannung von einer Spannungsquelle zu einer oder mehr Leuchtdioden, um im Fall eines Kurzschlusses bei der einen oder den mehr Leuchtdioden einen Kurzschlussschutz zu bereitzustellen. Die Schaltung kann einen ersten Transistor, der einen Leistungsschalter, der dazu ausgebildet ist, einen Laststrompfad von der Spannungsquelle zu der einen oder den mehr Leuchtdioden zu definieren, aufweist, enthalten. Die Schaltung kann auch einen zweiten Transistor, der basierend auf den Leuchtdioden gesteuert werden kann, enthalten, wobei der zweite Transistor dazu ausgebildet ist, auszuschalten, wenn eine oder mehr der Leuchtdioden einen elektrischen Kurzschluss zeigen. Der erste Transistor kann dazu ausgebildet sein, als Reaktion darauf, dass der zweite Transistors ausschaltet, auszuschalten, um einen Kurzschlussschutz für die Schaltung bereitzustellen.
Bei einem Beispiel beschreibt diese Offenbarung eine Schaltung, die dazu ausgebildet ist, Spannung von einer Spannungsquelle zu einer oder mehr Leuchtdioden zu steuern. Die Schaltung weist einen ersten elektrischen Stift, der dazu ausgebildet ist, mit der Spannungsquelle elektrisch verbunden zu werden, einen zweiten elektrischen Stift, der dazu ausgebildet ist, mit der einen oder den mehr Leuchtdioden elektrisch verbunden zu werden, einen ersten Transistor, der mit dem ersten elektrischen Stift und dem zweiten elektrischen Stift elektrisch gekoppelt ist, wobei der erste Transistor einen Leistungsschalter, der dazu ausgebildet ist, einen Laststrompfad von der Spannungsquelle zu der einen oder den mehr Leuchtdioden zu definieren, aufweist, und einen ersten Widerstand, der mit dem ersten elektrischen Stift und dem zweiten elektrischen Stift elektrisch gekoppelt und parallel zu dem Laststrompfad angeordnet ist, auf. Darüber hinaus weist die Schaltung auch einen zweiten Transistor, der mit einem Steuerknoten des ersten Transistors und einem Referenzknoten elektrisch gekoppelt ist, wobei ein Steuerknoten des zweiten Transistors mit dem zweiten elektrischen Stift elektrisch gekoppelt ist, und einen zweiten Widerstand, der zwischen dem ersten elektrischen Stift und dem Steuerknoten des ersten Transistors positioniert ist, auf. Der zweite Transistor ist dazu ausgebildet, als Reaktion auf ein Kurzschlussereignis bei der einen oder den mehr Leuchtdioden auszuschalten, und der erste Transistor ist dazu ausgebildet, als Reaktion darauf, dass der zweite Transistor ausschaltet, auszuschalten.
Bei einem weiteren Beispiel beschreibt diese Offenbarung eine Schaltung, die dazu ausgebildet ist, Spannung von einer Spannungsquelle zu einer Kette von Leuchtdioden zu steuern, und die Schaltung kann dazu ausgebildet sein, im Fall eines Kurzschlusses, der zu einer einzelnen Leuchtdiode innerhalb der Kette von Leuchtdioden gehört, einen Kurzschlussschutz bereitzustellen. Die Schaltung kann einen ersten elektrischen Stift, der dazu ausgebildet ist, mit der Spannungsquelle elektrisch verbunden zu werden, einen zweiten elektrischen Stift, der dazu ausgebildet ist, mit der Kette von Leuchtdioden elektrisch verbunden zu werden, einen ersten Transistor, der mit dem ersten elektrischen Stift und dem zweiten elektrischen Stift elektrisch gekoppelt ist, wobei der erste Transistor einen Leistungsschalter aufweist, der dazu ausgebildet ist, einen Laststrompfad von der Spannungsquelle zu der einen oder den mehr Leuchtdioden zu definieren, und einen ersten Widerstand, der mit dem ersten elektrischen Stift und dem zweiten elektrischen Stift elektrisch gekoppelt und parallel zu dem Laststrompfad positioniert ist, aufweisen. Darüber hinaus kann die Schaltung weiterhin einen zweiten Transistor, der mit einem Steuerknoten des ersten Transistors und einem Referenzknoten elektrisch gekoppelt ist, wobei ein Steuerknoten des zweiten Transistors mit dem zweiten elektrischen Stift elektrisch gekoppelt ist, einen zweiten Widerstand, der zwischen dem ersten elektrischen Stift und dem Steuerknoten des ersten Transistors positioniert ist, eine Zenerdiode, die zwischen dem Steuerknoten des zweiten Transistors und dem zweiten elektrischen Stift positioniert ist, so dass ein Vorwärtsleitungspfad der Diode von dem Steuerknoten des zweiten Transistors zu dem zweiten elektrischen Stift definiert ist, und einen dritten Widerstand, der zwischen dem Steuerknoten des zweiten Transistors und dem Referenzknoten positioniert ist, aufweisen. Der zweite Transistor ist dazu ausgebildet, als Reaktion auf ein Kurzschlussereignis, das zu einer einzelnen Leuchtdiode innerhalb der Kette von Leuchtdioden gehört, auszuschalten, und der erste Transistor ist dazu ausgebildet, als Reaktion darauf, dass der zweite Transistor ausschaltet, auszuschalten.
Bei einem weiteren Beispiel beschreibt diese Offenbarung ein Verfahren, das das Steuern einer Spannung von einer Spannungsquelle zu einer oder mehr Leuchtdioden über eine Schaltung, die einen ersten Transistor, der einen Leistungsschalter aufweist, der dazu ausgebildet ist, einen Laststrompfad von der Spannungsquelle zu der einen oder den mehr Leuchtdioden zu definieren, enthält, das Steuern eines Steuerknotens eines zweiten Transistors basierend auf den Leuchtdioden, wobei der zweite Transistor dazu ausgebildet ist, auszuschalten, wenn eine oder mehr der Leuchtdioden einen elektrischen Kurzschluss zeigen, und das Steuern eines Steuerknotens eines ersten Transistors derart, dass der erste Transistor dazu ausgebildet ist, als Reaktion darauf, dass der zweite Transistor ausschaltet, auszuschalten, aufweist.
Einzelheiten von diesen und anderen Beispielen werden in den begleitenden Zeichnungen und der Beschreibung unten dargelegt. Andere Eigenschaften, Gegenstände und Vorteile werden aus der Beschreibung und den Zeichnungen sowie aus den Ansprüchen ersichtlich.

1 ist ein Schaltbild einer Beispielschaltung, die verwendet werden kann, um Spannung von einer Spannungsquelle zu einer oder mehr Leuchtdioden (LEDs) zu steuern.
2 ist ein Schaltbild, das eine Schaltung ähnlich der von 1 zeigt und einen zusätzlichen Stift, um Statusinformationen der Schaltung bereitzustellen, enthält.
3 ist ein Diagramm, das eine Schaltung ähnlich der von 2 zeigt und einen weiteren zusätzlichen Stift, um eine zusätzliche Steuerung der Schaltung zu ermöglichen, enthält.
4 ist ein Beispiel-Schaltbild einer Anordnung, die eine andere Beispielschaltung, die verwendet werden kann, um eine Spannung von einer Spannungsquelle zu einer Kette von LEDs zu steuern, enthält.
5 ist ein Schaltbild, das eine Anordnung ähnlich zu der von 4 zeigt und eine Schaltung mit einem zusätzlichen Stift, um Statusinformationen der Schaltung bereitzustellen, enthält.
6 ist eine Darstellung, die eine Anordnung ähnlich zu der von 5 zeigt, mit einer Schaltung, die noch einen weiteren zusätzlichen Stift und einige zusätzliche elektrische Elemente enthält, um eine zusätzliche Steuerung der Schaltung zu ermöglichen.
7 ist ein Flussdiagramm, das mit Techniken, die durch eine Schaltung dieser Offenbarung ausgeführt werden, konsistent ist.

Diese Offenbarung beschreibt Schaltungen zum Steuern von Spannung von einer Spannungsquelle zu einer oder mehr Leuchtdioden (LEDs), um im Fall eines Kurzschlusses bei der einen oder den mehr LEDs einen Kurzschlussschutz bereitzustellen. Die beschriebenen Schaltungen können in einer breiten Vielfalt von LED-Anwendungen verwendet werden und können besonders nützlich sein in Umgebungen, in denen es wünschenswert ist, Kurzschlussereignisse wie beispielsweise bei LEDs, die in motorisierten oder elektrischen Verkehrsmitteln verwendet werden, zu erkennen. Die Schaltungen können auch in Situationen, in denen zwei oder mehr LEDs (oder zwei oder mehr Ketten von LEDs) parallel geschaltet sind, wobei ein Kurzschluss bei einer der LEDs (oder einer der Ketten) die an die andere LED (oder andere LED-Kette) gelieferte Spannung erheblich beeinflussen kann, sehr nützlich sein.
Bei einigen Beispielen enthält die Schaltung einen ersten Transistor (z. B. einen PMOS), der einen Leistungsschalter, der dazu ausgebildet ist, einen Laststrompfad von der Spannungsquelle zu der einen oder den mehr Leuchtdioden zu definieren, aufweist. Die Schaltung enthält auch einen zweiten Transistor (z. B. einen NMOS), der basierend auf den Leuchtdioden gesteuert werden kann, wobei der zweite Transistor dazu ausgebildet ist, auszuschalten, wenn eine oder mehr der Leuchtdioden einen elektrischen Kurzschluss zeigen. Der erste Transistor ist dazu ausgebildet, als Reaktion darauf, dass der zweite Transistor ausschaltet, auszuschalten, um einen Kurzschlussschutz für die Schaltung bereitzustellen. Mit anderen Worten, der erste Transistor kann von einer Last trennen, wenn ein Kurzschluss an einem Ausgang der Schaltung auftritt. Der zweite Transistor wirkt wie ein Sensor, der im Wesentlichen die Ausgangsspannung des ersten Transistors erfasst und auf ein Kurzschlussereignis reagiert. Bei einigen Beispielen kann der Schaltung eine Zenerdiode hinzugefügt werden, um die Fähigkeit, einen einzelnen LED-Kurzschluss innerhalb einer Kette von LEDs zu erkennen und dagegen zu schützen, zu ermöglichen.
1 ist ein Schaltbild einer Beispielschaltung 100, die verwendet werden kann, um Spannung von einer Spannungsquelle zu einer oder mehr LEDs zu steuern. Bei der Schaltung 100 kann es sich um eine sogenannte „High-Side“-Schaltung mit einem ersten Transistor 102, der einen High-Side-Leistungsschalter aufweist, handeln, und die Schaltung 100 kann einen High-Side-Kurzschlussschutz bieten.
Wie in 1 gezeigt, enthält die Schaltung 100 einen ersten elektrischen Stift 106 (auch als „Eingangsstift“ bezeichnet), der dazu ausgebildet ist, mit der Spannungsquelle elektrisch verbunden zu werden, und einen zweiten elektrischen Stift 108 (auch als „Ausgangsstift“ bezeichnet), der dazu ausgebildet ist, mit einer oder mehr LEDs elektrisch verbunden zu werden. Die Spannungsquelle kann zum Beispiel einen DC-DC-Leistungswandler oder eine andere Spannungsquelle, die üblicherweise verwendet wird, um LEDs anzusteuern, aufweisen. Der Begriff „Vbatt“ repräsentiert allgemein die Eingangsspannung an dem zu dem ersten elektrischen Stift 106 gehörenden Knoten. Der Begriff „Vload“ repräsentiert allgemein die Ausgangsspannung an dem zu dem zweiten elektrischen Stift 108, der mit einer oder mehr LEDs elektrisch gekoppelt werden kann, gehörenden Knoten. Die eine oder die mehr LEDs können in einer separaten Schaltung (z. B. getrennt von der Schaltung 100) angeordnet sein, und die separate Schaltung mit den LEDs kann einen begrenzenden Widerstand, der zwischen den LEDs und dem zweiten elektrischen Stift 108 der Schaltung 100 positioniert ist, enthalten. Bei einigen Beispielen können die LEDs zwei oder mehr parallel geschaltete LEDs (oder zwei oder mehr parallel geschaltete Ketten von LEDs) enthalten, was für kostengünstige Anwendungen, bei denen ein einzelner Treiber verwendet wird, um mehrere LEDs oder mehrere Sätze von LEDs anzusteuern, wünschenswert sein kann.
Die Schaltung 100 enthält einen ersten Transistor 102, der mit dem ersten elektrischen Stift 106 und dem zweiten elektrischen Stift 108 elektrisch gekoppelt ist. Der erste Transistor 102 ist in 1 auch mit T1 bezeichnet. Der erste Transistor 102 kann einen Leistungsschalter, der dazu ausgebildet ist, einen Laststrompfad von der mit dem ersten elektrischen Stift 106 gekoppelten Spannungsquelle zu der einen oder den mehr mit dem Ausgangsstift 108 gekoppelten Leuchtdioden zu definieren, aufweisen. Bei einigen Beispielen kann der erste Transistor 102 einen PMOS-Transistor, der ein kostengünstiges Leistungsschalterdesign für den Laststrompfad darstellen kann, aufweisen. Bei anderen Beispielen könnten jedoch auch andere Arten von Transistoren für den ersten Transistor 102 verwendet werden.
Die Schaltung 100 enthält auch einen ersten Widerstand 104, der mit dem ersten elektrischen Stift 106 und dem zweiten elektrischen Stift 108 elektrisch gekoppelt ist und parallel zum ersten Transistor 102 positioniert ist. Mit anderen Worten, der erste Widerstand 104 und der Laststrompfad durch den ersten Transistor 102 sind parallele elektrische Pfade. Der erste Widerstand 104 definiert einen Pfad mit hoher Impedanz von dem ersten elektrischen Stift 106 zu dem zweiten elektrischen Stift 108, der viel höher als der Laststrompfad durch den ersten Transistor 102 ist, wenn der erste Transistor 102 ein ist. Bei einigen Beispielen definiert der Widerstand 104 einen Widerstand zwischen 50 Kiloohm (kOhm) und 100 kOhm, obwohl bei anderen Beispielen auch ein anders bemessener Widerstand verwendet werden könnte.
Wie in 1 gezeigt, ist ein zweiter Transistor 114 mit einem Steuerknoten (z. B. dem Gate) des ersten Transistors 102 und mit einem Referenzknoten (z. B. einem Masseknoten) elektrisch gekoppelt. Der zweite Transistor 114 ist in 1 auch mit T2 bezeichnet. Bei einigen Beispielen kann der zweite Transistor 114 einen NMOS-Transistor aufweisen, was für die Schaltung 100 ein kostengünstiges Design sein kann. Bei anderen Beispielen könnten jedoch auch andere Arten von Transistoren für den zweiten Transistor 114 verwendet werden.
Ein Steuerknoten (z. B. das Gate) des zweiten Transistors 114 ist mit dem zweiten elektrischen Stift 108 elektrisch gekoppelt. Darüber hinaus ist ein zweiter Widerstand 112 zwischen dem ersten elektrischen Stift 106 und dem Steuerknoten (z. B. dem Gate) des ersten Transistors 102 positioniert. Bei einigen Beispielen definiert der zweite Widerstand 112 einen Widerstand zwischen 10 kOhm und 47 kOhm, obwohl bei anderen Beispielen auch ein anders bemessener Widerstand verwendet werden könnte. Der zweite Transistor 114 ist dazu ausgebildet, als Reaktion auf ein Kurzschlussereignis bei der einen oder den mehr LEDs, die mit dem zweiten elektrischen Stift verbunden sind, auszuschalten. Auf diese Weise wird der zweite Transistor 114 basierend darauf gesteuert, ob bei den mit dem zweiten elektrischen Stift 108 verbundenen LEDs ein Kurzschluss vorliegt oder nicht. Der zweite Transistor 114 bleibt ein, wenn bei mit dem zweiten elektrischen Stift 108 verbundenen LEDs kein Kurzschluss vorliegt. Wenn bei der einen oder den mehr mit dem zweiten elektrischen Stift 108 verbundenen LEDs ein Kurzschlussereignis auftritt, schaltet der zweite Transistor 114 aus.
Gemäß dieser Offenbarung ist der erste Transistor 102 dazu ausgebildet, als Reaktion darauf, dass der zweite Transistor 114 ausschaltet, auszuschalten. Auf diese Weise kann der Laststrompfad durch den ersten Transistor 102 als Reaktion auf ein Kurzschlussereignis an der einen oder den mehr LEDs deaktiviert werden. Das Kurzschlussereignis an der einen oder den mehr LEDs veranlasst den zweiten Transistor 114, auszuschalten, was wiederum den ersten Transistor 102 veranlasst, auszuschalten. Auf diese Weise enthält die Schaltung 100 einen Kurzschlussschutz gegen ein Kurzschlussereignis bei der einen oder den mehr LEDs, was für einige Anwendungen wünschenswert sein kann. Wenn der erste Transistor 102 ausschaltet, wird der Pfad mit niedriger Impedanz von dem Eingangsstift 106 zu dem Ausgangsstift 108 deaktiviert und der einzige Strompfad von dem Eingangsstift 106 zu dem Ausgangsstift 108 ist ein Pfad mit hoher Impedanz durch den ersten Widerstand 104. Dies kann die Schaltung 100 und andere Elemente eines größeren Systems vor Beschädigung oder elektrischem Ausfall im Fall eines Kurzschlusses bei der einen oder den mehr LEDs schützen.
Wie oben erwähnt, kann der erste Transistor 102 in einigen Fällen einen PMOS-Transistor aufweisen und der zweite Transistor 114 kann einen NMOS-Transistor aufweisen, was eine kostengünstige Implementierung darstellt. Allgemeiner ausgedrückt könnten der erste Transistor 102 und der zweite Transistor 114 jedoch auch jeweils als Feldeffekttransistor (FET), als Bipolartransistor (BJT), als Galliumnitrid (GaN)-Schalter oder möglicherweise als Thyristor („silicon controlled rectifier“; SCR) implementiert werden. Beispiele für FETs können Sperrschicht-Feldeffekttransistoren (JFET), Metalloxid-Halbleiter-FETs (MOSFET), Dual-Gate-MOSFETs, Bipolartransistoren mit isolierte Gate (IGBT), eine beliebige andere Art von FET oder eine Kombination hiervon enthalten, sind aber nicht darauf beschränkt. Beispiele für MOSFETs können PMOS, NMOS, DMOS oder eine beliebige andere Art von MOSFETs oder eine beliebige Kombination hiervon enthalten, sind aber nicht darauf beschränkt. Beispiele für BJTs können PNP-, NPN-, Heteroübergangs- oder eine beliebige andere Art von BJT oder eine beliebige Kombination hiervon enthalten, sind aber nicht darauf beschränkt.
Bei einer spezifischen Implementierung kann eine Schaltung 100 gemäß dieser Offenbarung zwei MOSFETs verwenden (z. B. einen PMOS, der dem ersten Transistor 102 entspricht, und einen NMOS, der dem zweiten Transistor 104 entspricht), um Kurzschlussereignisse zu erfassen („sense“) und darauf zu reagieren. Eine Eingangsspannung (V_batt) wird an die Source des PMOS (z. B. des ersten Transistors 102) und an den Vorspannwiderstand 104 angelegt, während die Last (z. B. eine oder mehr LEDs) mit dem Drain des PMOS und mit Masse verbunden wird. Wenn eine den V_batt angelegt wird, spannt der Widerstand 104 das Gate des NMOS (z. B. des zweiten Transistors 114) über den Schwellenwert vor, und dies bedeutet, dass der NMOS leitend wird und dem PMOS eine V_GS=V_batt auferlegt. Bei diesem Szenario geht der PMOS (z. B. der erste Transistor 102) in einen niederohmigen Zustand. Der zweite Widerstand 112 kann den Strom in den NMOS begrenzen und das Gate hochziehen, um sicherzustellen, dass sich der NMOS in einem AUS-Zustand befindet, wenn kein Kurzschluss bei der Last vorliegt. Wenn die Last nach Masse kurzgeschlossen ist, liegt die V_GS des NMOS unter dem Schwellenwert und der NMOS geht in den AUS-Zustand. Wenn sich der NMOS (z. B. der zweite Transistor 114) im AUS-Zustand befindet, wird der PMOS (z. B. der erste Transistor 102) ausgeschaltet. Auf diese Weise kann ein Kurzschluss nach Masse in der Last durch Abtasten („sensing“) des Drains des NMOS festgestellt werden.
2 ist ein Schaltbild, das eine Schaltung ähnlich der von 1 zeigt und einen zusätzlichen Stift (z. B. den Statusstift 216) enthält, um Statusinformationen der Schaltung bereitzustellen. Wie 1 ist 2 ein Schaltbild einer Beispielschaltung (z. B. der Schaltung 200), die verwendet werden kann, um Spannung von einer Spannungsquelle zu einer oder mehr LEDs zu steuern. Wie in 2 gezeigt, enthält die Schaltung 200 einen ersten elektrischen Stift 206 (auch als „Eingangsstift“ bezeichnet), der dazu ausgebildet ist, mit der Spannungsquelle elektrisch verbunden zu werden, und einen zweiten elektrischen Stift 208 (auch als „Ausgangsstift“ bezeichnet), der dazu ausgebildet ist, mit einer oder mehr LEDs elektrisch verbunden zu werden. Wie in 1 repräsentiert in 2 der Begriff „Vbatt“ allgemein die Eingangsspannung an dem zu dem ersten elektrischen Stift 206 gehörenden Knoten. Der Begriff „Vload“ repräsentiert allgemein die Ausgangsspannung an dem zu dem zweiten elektrischen Stift 208, der mit einer oder mehr LEDs elektrisch gekoppelt werden kann, gehörenden Knoten. Die eine oder die mehr LEDs können in einer separaten Schaltung (z. B. getrennt von der Schaltung 200) angeordnet sein, und die separate Schaltung mit den LEDs kann einen begrenzenden Widerstand, der zwischen den LEDs und dem zweiten elektrischen Stift 208 der Schaltung 200 angeordnet ist, enthalten.
Wie die Schaltung 100 von 1 enthält die Schaltung 200 von 2 einen ersten Transistor 202, der mit dem ersten elektrischen Stift 206 und dem zweiten elektrischen Stift 208 elektrisch gekoppelt ist. Der erste Transistor 202 ist in 2 auch mit T1 bezeichnet. Der erste Transistor 202 kann einen Leistungsschalter, der dazu ausgebildet ist, einen Laststrompfad von der mit dem ersten elektrischen Stift 206 gekoppelten Spannungsquelle zu der einen oder den mehr mit dem Ausgangsstift 208 gekoppelten Leuchtdioden zu definieren, aufweisen. Bei einigen Beispielen kann der erste Transistor 202 einen PMOS-Transistor aufweisen, was ein kostengünstiges Leistungsschalterdesign für den Laststrompfad darstellen kann. Bei anderen Beispielen könnten jedoch auch andere Arten von Transistoren für den ersten Transistor 202 verwendet werden.
Die Schaltung 200 enthält auch einen ersten Widerstand 204, der mit dem ersten elektrischen Stift 206 und dem zweiten elektrischen Stift 208 elektrisch gekoppelt und parallel zu dem ersten Transistor 202 positioniert ist. Mit anderen Worten, der erste Widerstand 204 und der Laststrompfad durch den ersten Transistor 202 sind parallele elektrische Pfade. Der erste Widerstand 204 definiert einen Pfad mit hoher Impedanz von dem ersten elektrischen Stift 206 zu dem zweiten elektrischen Stift 208, der viel höher als der Laststrompfad durch den ersten Transistor 202 ist, wenn der erste Transistor 202 ein ist. Bei einigen Beispielen definiert der erste Widerstand 204 einen Widerstand zwischen 50 kOhm und 100 kOhm, obwohl bei anderen Beispielen auch ein anders bemessener Widerstand verwendet werden könnte.
Wie in 2 gezeigt, ist ein zweiter Transistor 214 mit einem Steuerknoten (z. B. dem Gate) des ersten Transistors 202 und mit einem Referenzknoten (z. B. einem Masseknoten) elektrisch gekoppelt. Der zweite Transistor 214 ist in 2 mit T2 bezeichnet (was eine Bezeichnung ähnlich zu 1 ist). Bei einigen Beispielen kann der zweite Transistor 214 einen NMOS-Transistor aufweisen, was für die Schaltung 200 ein kostengünstiges Design sein kann. Bei anderen Beispielen könnten jedoch auch andere Arten von Transistoren für den zweiten Transistor 214 verwendet werden.
Ein Steuerknoten (z. B. das Gate) des zweiten Transistors 214 ist mit dem zweiten elektrischen Stift 208 elektrisch gekoppelt. Darüber hinaus ist ein zweiter Widerstand 212 zwischen dem ersten elektrischen Stift 206 und dem Steuerknoten (z. B. dem Gate) des ersten Transistors 202 positioniert. Bei einigen Beispielen definiert der zweite Widerstand 212 einen Widerstand zwischen 10 kOhm und 47 kOhm, obwohl bei anderen Beispielen ein anders bemessener Widerstand verwendet werden könnte. Ähnlich zu dem Beispiel von 1 ist in 2 der zweite Transistor 214 dazu ausgebildet, als Reaktion auf ein Kurzschlussereignis bei der einen oder den mehr mit dem zweiten elektrischen Stift 208 verbundenen LEDs auszuschalten. Auf diese Weise wird der zweite Transistor 214 basierend darauf, ob bei den mit dem zweiten elektrischen Stift 208 verbundenen LEDs ein Kurzschluss vorliegt oder nicht, gesteuert. Der zweite Transistor 214 bleibt ein, wenn bei den mit dem zweiten elektrischen Stift 208 verbundenen LEDs kein Kurzschluss vorliegt. Wenn ein Kurzschlussereignis bei der einen oder den mehr mit dem zweiten elektrischen Stift 208 verbundenen LEDs auftritt, schaltet der zweite Transistor 214 aus.
Der erste Transistor 202 ist dazu ausgebildet, als Reaktion darauf, dass der zweite Transistor 214 ausschaltet, auszuschalten. Auf diese Weise kann der Laststrompfad durch den ersten Transistor 202 als Reaktion auf ein Kurzschlussereignis an der einen oder den mehr LEDs deaktiviert werden. Das Kurzschlussereignis an der einen oder den mehr LEDs veranlasst den zweiten Transistor 214, auszuschalten, was wiederum den ersten Transistor 202 veranlasst, auszuschalten. Auf diese Weise enthält die Schaltung 200 einen Kurzschlussschutz gegen ein Kurzschlussereignis bei der einen oder den mehr LEDs, was für die LED-Steuerung wünschenswert sein kann. Wenn der erste Transistor 202 ausschaltet, wird der Pfad mit niedriger Impedanz von dem Eingangsstift 206 zu dem Ausgangsstift 208 deaktiviert und der einzige Strompfad von dem Eingangsstift 206 zu dem Ausgangsstift 208 ist ein Pfad mit hoher Impedanz durch den ersten Widerstand 204. Dies kann die Schaltung 200 und andere Elemente eines größeren Systems vor Beschädigung oder elektrischem Ausfall im Fall eines Kurzschlusses bei der einen oder den mehr LEDs schützen. Wie bei dem Beispiel von 1 können die LEDs bei dem Beispiel von 2 zwei oder mehr parallel geschaltete LEDs (oder zwei oder mehr parallel geschaltete Ketten von LEDs) enthalten, was für kostengünstigere Anwendungen, bei denen ein einzelner Treiber verwendet wird, um mehrere LEDs oder mehrere Sätze von LEDs anzusteuern, wünschenswert sein kann.
Anders als das Beispiel von 1 enthält die in 2 gezeigte Schaltung 200 außerdem einen Statusstift 216, der mit dem Steuerknoten (z. B. dem Gate) des ersten Transistors 202 elektrisch gekoppelt ist. Der Statusstift 216 ist dazu ausgebildet, ein Statussignal der Schaltung zur Verwendung durch eine Steuereinheit zu definieren. Die Steuereinheit kann zum Beispiel einen Mikroprozessor, der Steuersignale an einen DC-DC-Wandler, der die mit dem Einspeisungsstift 206 verbundene Spannungsquelle definiert, liefert, aufweisen. Ein Statussignal an dem Statusstift 216 kann dasselbe Signal, das den ersten Transistor 202 steuert, sein. Daher kann das Signal, das den ersten Transistor 202 veranlasst, auszuschalten, auch als Statussignal an dem Statusstift 216 verwendet werden, um einer mit dem Statusstift 216 verbundenen, externen Steuereinheit das Kurzschlussereignis zu melden. Das in 1 gezeigte Beispiel kann bei einigen kostengünstigen Kurzschlussschutzlösungen, bei denen die Anzahl der Stifte in der Schaltung ein Kostenfaktor ist, wünschenswerter als das in 2 gezeigte Beispiel sein, während das in 2 gezeigte Beispiel gegenüber dem von 1 wünschenswerter sein kann, wenn es wünschenswert ist, alle Kurzschlussereignisse an die externe Steuereinheit zu melden.
Beim Betrieb der Schaltung 200 spannt Ri den Ausgang beim Hochfahren vor, wenn am Ausgang kein Kurzschluss nach Masse vorliegt. Wenn kein Kurzschluss vorliegt, spannt der Transistor 214 den Transistor 202 in den niederohmigen Zustand vor. Wenn ein Kurzschluss auftritt, geht das Gate des zweiten Transistors 214 auf näherungsweise 0 V, und dies zwingt den ersten Transistor 202 in einen AUS-Zustand. Ein gewisser Leckstrom kann auftreten, aber der Leckstrom ist im Allgemeinen auf R₁/V_batt begrenzt, was für LED-Beleuchtungssituationen wie beispielsweise im Umfeld motorisierter oder elektrischer Verkehrsmittel ein akzeptables Ausmaß an Leckstrom sein kann.
3 ist eine Darstellung, die eine Schaltung ähnlich zu der der 1 und 2 zeigt, aber außerdem einen weiteren zusätzlichen Stift (z. B. den Steuerstift 318) enthält, um eine zusätzliche Steuerung der Schaltung durch eine externe Steuereinheit zu ermöglichen. Wie die 1 und 2 ist 3 ein Schaltbild einer Beispielschaltung (z. B. der Schaltung 300), die verwendet werden kann, um Spannung von einer Spannungsquelle zu einer oder mehr LEDs zu steuern. Wie in 3 gezeigt, enthält die Schaltung 300 einen ersten elektrischen Stift 306 (auch als „Eingangsstift“ bezeichnet), der dazu ausgebildet ist, mit der Spannungsquelle elektrisch verbunden zu werden, und einen zweiten elektrischen Stift 308 (auch als „Ausgangsstift“ bezeichnet), der dazu ausgebildet ist, mit einer oder mehr LEDs elektrisch verbunden zu werden. Ähnlich zu den 1 und 2 repräsentiert der Begriff „Vbatt“ allgemein die Eingangsspannung an dem zu dem ersten elektrischen Stift 306 gehörenden Knoten. Der Begriff „Vload“ repräsentiert allgemein die Ausgangsspannung an dem zu dem zweiten elektrischen Stift 308, der mit einer oder mehr LEDs elektrisch gekoppelt werden kann, gehörenden Knoten. Die eine oder die mehr LEDs können in einer separaten Schaltung (z. B. getrennt von der Schaltung 300) angeordnet sein, und die separate Schaltung mit den LEDs kann einen begrenzenden Widerstand, der zwischen den LEDs und dem zweiten elektrischen Stift 308 der Schaltung 300 positioniert ist, enthalten.
Wie die Schaltungen 100 und 200 der 1 und 2 enthält die Schaltung 300 von 3 einen ersten Transistor 302, der mit dem ersten elektrischen Stift 306 und dem zweiten elektrischen Stift 308 elektrisch gekoppelt ist. Der erste Transistor 302 ist in 3 ebenfalls mit T1 bezeichnet (was ähnlich zu der Bezeichnung in den 1 und 2 ist). Der erste Transistor 302 kann einen Leistungsschalter, der dazu ausgebildet ist, einen Laststrompfad von der mit dem ersten elektrischen Stift 306 gekoppelten Spannungsquelle zu der einen oder den mehr mit dem Ausgangsstift 308 gekoppelten Leuchtdioden zu definieren, aufweisen. Bei einigen Beispielen kann der erste Transistor 302 einen PMOS-Transistor aufweisen, was ein kostengünstiges Leistungsschalterdesign für den Laststrompfad sein kann. Bei anderen Beispielen könnten jedoch auch andere Arten von Transistoren für den ersten Transistor 302 verwendet werden.
Die Schaltung 300 enthält auch einen ersten Widerstand 304, der mit dem ersten elektrischen Stift 306 und dem zweiten elektrischen Stift 308 elektrisch gekoppelt und parallel zu dem ersten Transistor 302 positioniert ist. Mit anderen Worten, der erste Widerstand 304 und der Laststrompfad durch den ersten Transistor 302 sind parallele elektrische Pfade. Der erste Widerstand 304 definiert einen Pfad mit hoher Impedanz von dem ersten elektrischen Stift 306 zu dem zweiten elektrischen Stift 308, der viel höher als der Laststrompfad durch den ersten Transistor 302 ist, wenn der erste Transistor 302 ein ist. Bei einigen Beispielen definiert der erste Widerstand 304 einen Widerstand zwischen 50 kOhm und 100 kOhm, obwohl bei anderen Beispielen auch ein anders bemessener Widerstand verwendet werden könnte.
Wie in 3 gezeigt, ist ein zweiter Transistor 314 mit einem Steuerknoten (z. B. dem Gate) des ersten Transistors 302 und mit einem Referenzknoten (z. B. einem Masseknoten) elektrisch gekoppelt. Der zweite Transistor 314 ist in 3 mit T2 bezeichnet (was eine ähnliche Bezeichnung wie in den 1 und 2 ist). Bei einigen Beispielen kann der zweite Transistor 314 einen NMOS-Transistor aufweisen, was für die Schaltung 300 ein kostengünstiges Design sein kann. Bei anderen Beispielen könnten jedoch auch andere Arten von Transistoren für den zweiten Transistor 314 verwendet werden.
Ein Steuerknoten (z. B. das Gate) des zweiten Transistors 314 ist mit dem zweiten elektrischen Stift 308 elektrisch gekoppelt. Bei dem in 3 gezeigten Beispiel ist der zweite Transistor 314 jedoch nicht direkt mit dem zweiten elektrischen Stift 308 gekoppelt, sondern eine Diode 322 ist zwischen dem Steuerknoten des zweiten Transistors 314 und dem zweiten elektrischen Stift 308 positioniert. Die Diode 322 ist so positioniert, dass ein Vorwärtsleitungspfad der Diode 322 von dem Steuerknoten des zweiten Transistors 314 zu dem zweiten elektrischen Stift 308 verläuft, und der Rückwärtsleitungspfad (d.h. der Durchbruchpfad der Diode 322) ist der Pfad von dem zweiten elektrischen Stift 308 zu dem Steuerknoten des zweiten Transistors 314.
In 3 ist ein zweiter Widerstand 312 zwischen dem ersten elektrischen Stift 306 und dem Steuerknoten (z. B. dem Gate) des ersten Transistors 302 positioniert. Bei einigen Beispielen definiert der zweite Widerstand 312 einen Widerstand zwischen 10 kOhm und 47 kOhm, obwohl bei anderen Beispielen ein anders bemessener Widerstand verwendet werden könnte. Ähnlich wie bei den Beispielen der 1 und 2 ist in 3 der zweite Transistor 314 dazu ausgebildet, als Reaktion auf ein Kurzschlussereignis bei der einen oder den mehr LEDs, die mit dem zweiten elektrischen Stift 308 verbunden sind, auszuschalten. Auf diese Weise wird der zweite Transistor 314 basierend darauf gesteuert, ob bei den an den zweiten elektrischen Stift 308 angeschlossenen LEDs ein Kurzschluss vorliegt oder nicht. Der zweite Transistor 314 bleibt ein, wenn bei den mit dem zweiten elektrischen Stift 308 verbundenen LEDs kein Kurzschluss vorliegt. Wenn ein Kurzschlussereignis bei der einen oder den mehr mit dem zweiten elektrischen Stift 308 verbundenen LEDs auftritt, schaltet der zweite Transistor 314 aus.
Der erste Transistor 302 ist dazu ausgebildet, als Reaktion darauf, dass der zweite Transistor 314 ausschaltet, auszuschalten. Auf diese Weise kann der Laststrompfad durch den ersten Transistor 302 als Reaktion auf ein Kurzschlussereignis an der einen oder den mehr LEDs deaktiviert werden. Das Kurzschlussereignis an der einen oder den mehr LEDs veranlasst den zweiten Transistor 314, auszuschalten, was wiederum den ersten Transistor 302 veranlasst, auszuschalten. Auf diese Weise enthält die Schaltung 300 einen Kurzschlussschutz gegen ein Kurzschlussereignis bei der einen oder den mehr LEDs, was für die LED-Steuerung wünschenswert sein kann. Wenn der erste Transistor 302 ausschaltet, wird der Pfad niedriger Impedanz von dem Eingangsstift 306 zu dem Ausgangsstift 308 deaktiviert und der einzige Strompfad von dem Eingangsstift 306 zu dem Ausgangsstift 308 ist ein Pfad hoher Impedanz durch den ersten Widerstand 304. Dies kann die Schaltung 300 und andere Elemente eines größeren Systems vor Beschädigung oder elektrischem Ausfall im Fall eines Kurzschlusses in der einen oder den mehr LEDs schützen. Wie bei den Beispielen der 1 und 2 können die LEDs bei dem Beispiel von 3 zwei oder mehr parallel geschaltete LEDs (oder zwei oder mehr parallel geschaltete Ketten von LEDs) enthalten, was für kostengünstige Anwendungen, bei denen ein einzelner Treiber verwendet wird, um mehrere LEDs oder mehrere Sätze von LEDs anzusteuern, wünschenswert sein kann.
Ähnlich zu dem in 2 gezeigten Beispiel enthält die in 3 gezeigte Schaltung 300 weiterhin einen Statusstift 316, der mit dem Steuerknoten (z. B. dem Gate) des ersten Transistors 302 elektrisch gekoppelt ist. Der Statusstift 316 ist dazu ausgebildet, ein Statussignal der Schaltung zur Verwendung einer Steuereinheit zu definieren. Die Steuereinheit kann zum Beispiel einen Mikroprozessor, der Steuersignale an einen DC-DC-Wandler, der die mit dem Eingangsstift 306 verbundene Spannungsquelle definiert, liefert, aufweisen. Ein Statussignal an dem Statusstift 316 kann dasselbe Signal, das den ersten Transistor 302 steuert, sein. Daher kann das Signal, das den ersten Transistor 302 veranlasst, auszuschalten, auch als Statussignal an dem Statusstift 316 verwendet werden, um einer externen Steuereinheit, die mit dem Statusstift 316 verbunden ist, das Kurzschlussereignis zu melden. Auch hier kann es bei einigen kostengünstigen Lösungen wünschenswert sein, die Anzahl der Stifts zu verringern und einen Statusstift zu vermeiden (wie beispielsweise bei dem Beispiel von 1), wohingegen die in 2 oder 3 gezeigten Beispiele wünschenswerter sein können, wenn es wünschenswert ist, alle Kurzschlussereignisse an die externe Steuereinheit zu melden.
Die in 3 gezeigte Schaltung 300 enthält auch einen Steuerstift 318. Ein dritter Widerstand 320 kann zwischen dem Steuerstift 318 und dem Steuerknoten (z. B. dem Gate) des zweiten Transistors 314 positioniert sein. Der Steuerstift 318 ist ein optionales Merkmal relativ zu den in den 1 und 2 gezeigten Beispielen und kann für einige Szenarien, in denen eine externe Steuerung wünschenswert ist, wünschenswert sein. Insbesondere kann der Steuerstift 318 einer externen Steuereinheit ermöglichen, eine Ein-Aus-Steuerung der Schaltung 300 bereitzustellen. Die Schaltung 300 kann über einen Kurzschlussschutz gegen einen Kurzschluss bei einer oder mehr mit dem Ausgangsstift 308 verbundenen LEDs verfügen, aber eine externe Steuerung kann ebenso in der Lage sein, das Gate des zweiten Transistors 314 unabhängig zu steuern. Daher kann ein mit dem Steuerstift 318 verbundener, externer Controller, unabhängig vom Vorhandensein eines Kurzschlusses bei den mit dem Ausgangsstift 308 verbundenen LEDs in der Lage sein, den zweiten Transistor 314 über Steuersignale auszuschalten. In diesem Fall führt ein Ausschalten des zweiten Transistors 314 dazu, dass der erste Transistor 302 ausschaltet. Auf diese Weise kann eine externe Steuereinheit in der Lage sein, den Laststrompfad der Schaltung 300 durch den ersten Transistor 302 zu aktivieren oder zu deaktivieren.
Bei einigen Beispielen enthält die Schaltung 300 von 3 zusätzlich zu den Merkmalen der in 1 gezeigten Schaltung 100 eine Diode, die zwischen dem Steuerknoten des zweiten Transistors 314 und dem zweiten elektrischen Stift 308 positioniert ist, so dass ein Vorwärtsleitungspfad der Diode 322 von dem Steuerknoten des zweiten Transistors 314 zu dem zweiten elektrischen Stift 308 definiert wird. Der Steuerstift 318 ist dazu ausgebildet, Steuersignale von einer Steuerschaltung (z. B. einer externen Steuereinheit) an den Steuerknoten des zweiten Transistors 314 zu liefern. Ein dritter Widerstand 320 ist zwischen dem Steuerstift 318 und dem Steuerknoten des zweiten Transistors 314 positioniert, wobei der zweite Transistor weiterhin dazu ausgebildet ist, als Reaktion auf die Steuersignale von der Steuerschaltung auszuschalten (z. B. als Alternative und zusätzlich zum Ausschalten als Reaktion auf ein Kurzschlussereignis bei der einen oder den mehr an dem Ausgangsknoten 308 angeschlossenen LEDs). Eine solche zusätzliche Steuerung kann für die LED-Steuerung wünschenswert sein, obwohl der zusätzliche Stift für den Steuerstift 318 für andere Situationen, in denen die Beispiele der 1 oder 2 wünschenswert sein können, um die Kosten relativ zu dem Beispiel von 3 zu verringern, unerwünscht sein kann.
Bei einigen Beispielen enthält die Schaltung 300 von 3 zusätzlich zu den Merkmalen der in 1 gezeigten Schaltung 100 einen dritten elektrischen Stift (z. B. den Statusstift 316), der mit dem Steuerknoten des ersten Transistors 302 elektrisch gekoppelt ist, wobei der dritte elektrische Stift dazu ausgebildet ist, ein Statussignal der Schaltung zur Verwendung durch eine Steuereinheit zu definieren. Bei diesem Beispiel ist eine Diode 322 zwischen dem Steuerknoten des zweiten Transistors 314 und dem zweiten elektrischen Stift (z. B. dem Ausgangsstift 308) positioniert, so dass ein Vorwärtsleitungspfad der Diode 322 von dem Steuerknoten des zweiten Transistors 314 zu dem zweiten elektrischen Stift definiert wird. Ein vierter elektrischer Stift (z. B. der Steuerstift 318) ist dazu ausgebildet, Steuersignale von der Steuerschaltung an den Steuerknoten des zweiten Transistors 314 zu liefern, und ein dritter Widerstand 320 ist zwischen dem vierten elektrischen Stift und dem Steuerknoten des zweiten Transistors 314 positioniert. Bei diesem Beispiel ist der zweite Transistor 314 weiterhin dazu ausgebildet, als Reaktion auf die Steuersignale von der Steuerschaltung auszuschalten.
Beim Betrieb der Schaltung 300 mit dem in 3 gezeigten Beispiel spannt der erste Widerstand 304 beim Hochfahren, wenn kein Kurzschluss gegen Masse vorliegt, den Ausgang vor. Wenn kein Kurzschluss vorliegt und ein Steuersignal durch eine externe Steuereinheit an den Steueranschluss 318 angelegt wird, spannt der zweite Transistor 314 den ersten Transistor 302 vor, um den Laststrompfad der Schaltung 300 in einen niederohmigen Zustand zu versetzen. Wenn an dem Ausgangsanschluss 308 ein Kurzschluss auftritt, geht das Gate des zweiten Transistors 314 auf näherungsweise 0 V, und dies zwingt den ersten Transistor 302 in einen AUS-Zustand, was einen höherohmigen Pfad für Strom durch den ersten Widerstand 304 der Schaltung 300 bewirkt. Ein gewisser Leckstrom kann auftreten, aber der Leckstrom ist im Allgemeinen auf R₁/V_batt begrenzt, was für LED-Beleuchtungssituationen wie beispielsweise im Umfeld motorisierter oder elektrischer Verkehrsmittel ein akzeptables Ausmaß an Leckstrom sein kann.
Die 4 - 6 sind zusätzliche Schaltbilder von Schaltungen, die verwendet werden können, um Spannung von einer Spannungsquelle zu einer Kette von LEDs zu steuern. Während die Beispiele in den 1 - 3 dazu ausgebildet sein können, einen Kurzschlussschutz gegen einen LED-Kurzschluss, der zu einer oder mehr LEDs gehört, zu bieten, können die 4 - 6 so gestaltet sein, dass sie einen verfeinerten Kurzschlussschutz gegen einen einzelnen LED-Kurzschluss innerhalb einer größeren Kette von LEDs bieten.
4 ist ein Schaltbild einer Schaltungsanordnung 450, die eine Schaltung 400, die dazu ausgebildet ist, mit einem LED-Modul 401 verbunden zu werden, enthält. Bei der Schaltung 400 kann es sich um eine so genannte „High-Side“-Schaltung, bei der der erste Transistor 402 einen High-Side-Leistungsschalter aufweist, handeln, und die Schaltung 400 kann einen High-Side-Kurzschlussschutz gegen einen einzelnen LED-Kurzschluss bei mehreren LEDs bieten.
Wie in 4 gezeigt, kann das LED-Modul 401 mehrere LEDs, die eine Kette von in Reihe angeordneten LEDs 432 bilden, aufweisen. Darüber hinaus kann das LED-Modul 401 einen begrenzenden Widerstand 430, der zwischen seinem Eingang und der Kette von LEDs 432 angeordnet ist, aufweisen. Die Schaltung 400 kann dazu ausgebildet sein, Spannung von einer Spannungsquelle zu der Kette von LEDs 432 in dem LED-Modul 401 zu steuern, während sie einen Kurzschlussschutz gegen einen einzelnen LED-Kurzschluss, der zu einer einzelnen LED innerhalb der Kette von LEDs 432 gehört, bietet.
Die Schaltung 400 enthält einen ersten elektrischen Stift 406 (auch als „Eingangsstift“ bezeichnet), der dazu ausgebildet ist, mit der Spannungsquelle elektrisch verbunden zu werden, und einen zweiten elektrischen Stift 408 (auch als „Ausgangsstift“ bezeichnet), der dazu ausgebildet ist, mit einer Kette von LEDs 432 innerhalb des LED-Moduls 401 elektrisch verbunden zu werden. Bei dieser Konfiguration kann der zweite elektrische Stift 408 einen ersten Ausgangsstift aufweisen, und ein zweiter Ausgangsstift 409 kann auch verwendet werden, um das LED-Modul 401 mit der Schaltung 400 elektrisch zu koppeln, wobei die beiden Ausgangsstifte 408 und 409 auf entgegengesetzten Seiten des begrenzenden Widerstands 430 angeschlossen sind. Wie bei anderen hier beschriebenen Beispielen kann die Spannungsquelle einen DC-DC-Leistungswandler oder eine andere Spannungsquelle, die üblicherweise verwendet wird, um LEDs anzusteuern, aufweisen. Der Begriff „Vbatt“ repräsentiert allgemein die Eingangsspannung an dem zu dem ersten elektrischen Stift 406 gehörenden Knoten. Der Begriff „Vload“ repräsentiert allgemein die Ausgangsspannung an dem zu dem zweiten elektrischen Stift 408, der mit der Kette von LEDs 432 innerhalb des LED-Moduls 401 elektrisch gekoppelt werden kann, gehörenden Knoten. Auch hier kann ein begrenzender Widerstand 430 auf dem LED-Modul 401 zwischen den LEDs und dem zweiten elektrischen Stift 408 der Schaltung 400 positioniert werden.
Die Schaltung 400 enthält einen ersten Transistor 402, der mit dem ersten elektrischen Stift 406 und dem zweiten elektrischen Stift 408 elektrisch gekoppelt ist. Der erste Transistor 402 ist in 4 auch mit T1 bezeichnet. Der erste Transistor 402 kann einen Leistungsschalter, der dazu ausgebildet ist, einen Laststrompfad von der mit dem ersten elektrischen Stift 406 gekoppelten Spannungsquelle zu der mit dem Ausgangsstift 408 gekoppelten Kette von LEDs 432 innerhalb des LED-Moduls 401 zu definieren, aufweisen. Bei einigen Beispielen kann der erste Transistor 402 einen PMOS-Transistor aufweisen, was ein kostengünstiges Leistungsschalterdesign für den Laststrompfad sein kann. Bei anderen Beispielen könnten jedoch auch andere Arten von Transistoren für den ersten Transistor 402 verwendet werden.
Die Schaltung 400 enthält auch einen ersten Widerstand 404, der mit dem ersten elektrischen Stift 406 und dem zweiten elektrischen Stift 408 elektrisch gekoppelt und parallel zu dem ersten Transistor 402 positioniert ist. Mit anderen Worten, der erste Widerstand 404 und der Laststrompfad durch den ersten Transistor 402 sind parallele elektrische Pfade. Der erste Widerstand 404 definiert einen Pfad mit hoher Impedanz von dem ersten elektrischen Stift 406 zu dem zweiten elektrischen Stift 408, der viel höher als der Laststrompfad durch den ersten Transistor 402 ist, wenn der erste Transistor 402 ein ist. Bei einigen Beispielen definiert der erste Widerstand 404 einen Widerstand zwischen 50 kOhm und 100 kOhm, obwohl bei anderen Beispielen ein anders bemessener Widerstand verwendet werden könnte.
Wie in 4 gezeigt, ist ein zweiter Transistor 414 mit einem Steuerknoten (z. B. dem Gate) des ersten Transistors 402 und mit einem Referenzknoten (z. B. einem Masseknoten) elektrisch gekoppelt. Der zweite Transistor 414 ist in 4 auch mit T2 bezeichnet. Bei einigen Beispielen kann der zweite Transistor 414 einen NMOS-Transistor aufweisen, was für die Schaltung 400 ein kostengünstiges Design sein kann. Bei anderen Beispielen könnten jedoch auch andere Arten von Transistoren für den zweiten Transistor 414 verwendet werden.
Bei der Schaltung 400 ist ein zweiter Widerstand 412 zwischen dem ersten elektrischen Stift und dem Steuerknoten des ersten Transistors 402 positioniert. Der zweite Widerstand 412 kann einen Widerstand zwischen 10 kOhm und 47 kOhm definieren, obwohl bei anderen Beispielen ein anders bemessener Widerstand verwendet werden könnte. Eine Zenerdiode 422 ist zwischen dem Steuerknoten (z. B. dem Gate) des zweiten Transistors 414 und dem zweiten Ausgangsstift 409 positioniert, so dass ein Vorwärtsleitungspfad der Zenerdiode 422 von dem Steuerknoten des zweiten Transistors 414 zu der Kette von LEDs 431 in dem LED-Modul 401 definiert wird. Darüber hinaus ist ein dritter Widerstand 424 zwischen dem Steuerknoten des zweiten Transistors 414 und einem Referenzknoten (z. B. einem Masseknoten) positioniert. Der dritte Widerstand 424 kann einen Widerstand zwischen 1 kOhm und 10 kOhm definieren, obwohl bei anderen Beispielen ein anders bemessener Widerstand verwendet werden könnte.
Der zweite Transistor 414 ist dazu ausgebildet, als Reaktion auf ein Kurzschlussereignis, das mit einer einzelnen Leuchtdiode innerhalb der Kette von Leuchtdioden 432 verbunden ist, auszuschalten. Das Kurzschlussereignis kann bewirken, dass die Spannung an dem Knoten 431 ansteigt, was einen Stromfluss in der Rückwärtsrichtung durch die Zenerdiode 422 verursacht und das Steuersignal am Steuerknoten des zweiten Transistors 414 ändert. Auf diese Weise wird der zweite Transistor 414 basierend darauf, ob ein Kurzschluss an einer LED innerhalb der Kette von LEDs 432 vorliegt oder nicht, gesteuert. Der zweite Transistor 414 bleibt ein, wenn bei keiner der LEDs innerhalb des LED-Moduls 401, das über den zweiten elektrischen Stift 408 (d. h. einen ersten Ausgangsstift) und den zweiten Ausgangsstift 409 mit der Schaltung 400 verbunden ist, ein Kurzschluss vorliegt. Wenn ein Kurzschlussereignis bei einer der LEDs innerhalb der LED-Kette 432 auftritt, schaltet der zweite Transistor 414 infolge eines Spannungsanstiegs an dem Knoten 431 aus.
Gemäß dieser Offenbarung ist der erste Transistor 402 dazu ausgebildet, als Reaktion darauf, dass der zweite Transistors 414 ausschaltet, auszuschalten. Auf diese Weise kann der Laststrompfad durch den ersten Transistor 402 als Reaktion auf ein einzelnes Kurzschlussereignis, das zu einer einzelnen LED innerhalb der LED-Kette 432 gehört, deaktiviert werden. Das Kurzschlussereignis an einer der LEDs veranlasst den zweiten Transistor 414, auszuschalten, was wiederum den ersten Transistor 402 veranlasst, auszuschalten. Auf diese Weise enthält die Schaltung 400 einen Kurzschlussschutz gegen ein Kurzschlussereignis innerhalb einer einzelnen LED von mehreren LEDs, die die LED-Kette 432 bilden, was für die LED-Steuerung wünschenswert sein kann. Wenn der erste Transistor 402 ausschaltet, wird der Pfad mit niedriger Impedanz von dem Eingangsstift 406 zu dem Ausgangsstift 408 deaktiviert und der einzige Strompfad von dem Eingangsstift 406 zu dem Ausgangsstift 408 ist ein Pfad mit hoher Impedanz durch den ersten Widerstand 404. Dies kann die Schaltung 400 und andere Elemente eines größeren Systems vor Beschädigung oder elektrischem Ausfall im Fall eines Kurzschlusses bei der einen oder den mehr LEDs schützen.
Bei dem in 4 dargestellten Beispiel ist eine Zenerdiode 422 zwischen dem positiven Anschluss der LED-Kette 432 und dem Gate des zweiten Transistors 414 positioniert, um die Erkennung eines einzelnen LED-Kurzschlusses innerhalb der LED-Kette 432 zu ermöglichen. In diesem Fall wird der Schwellenwert des zweiten Transistors 414 erreicht und überschritten, wenn die Spannung auf der Lastseite höher als die Schwellenspannung an dem zweiten Transistor 414 plus die Zenerspannung der Zenerdiode 422 ist. Bei dem in 4 abgebildeten Beispiel kann V_{LED_string} das Dreifache von VLED betragen, wenn die LED-Kette 432 keine Kurzschlüsse nach Masse aufweist. Diese Spannung muss unter Umständen hoch genug sein, um den zweiten Transistor 414 in einen EIN-Zustand zu versetzen („trigger“). Wenn eine der LEDs in der LED-Kette 432 einen elektrischen Kurzschluss zeigt, beträgt V_{LED_string} das Zweifache von V_LED und ist möglicherweise keine ausreichend hohe Spannung, um den zweiten Transistor 414 im EIN-Zustand zu halten. Wenn der zweite Transistor 414 aufgrund dieses einzelnen LED-Kurzschlusses ausschaltet, geht auch der erste Transistor 402 ebenfalls in einen AUS-Zustand über. Auf diese Weise kann ein einzelner LED-Kurzschluss durch Erfassen der Spannung am Gate des zweiten Transistors 414 erkannt werden.
Wie bei anderen hier beschriebenen Beispielen kann der erste Transistor 402 in einigen Fällen einen PMOS-Transistor aufweisen und der zweite Transistor 414 kann einen NMOS-Transistor aufweisen, was eine kostengünstige Implementierung darstellt. Allgemeiner können der erste Transistor 402 und der zweite Transistor 414 jedoch auch als Feldeffekttransistor (FET), als Bipolartransistor (BJT), als Galliumnitrid (GaN)-Schalter oder möglicherweise als Thyristor („silicon controlled rectifier“; Gleichrichter (SCR) implementiert werden. Beispiele für FETs können einen Sperrschicht-Feldeffekttransistor (JFET), Metalloxid-Halbleiter-FET (MOSFET), Dual-Gate-MOSFET, Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT), jede andere Art von FET oder eine Kombination derselben enthalten, sind aber nicht hierauf beschränkt. Beispiele für MOSFETs können einen Metalloxid-Halbleiter vom p-Typ (PMOS), einen Metalloxid-Halbleiter vom n-Typ (NMOS), einen doppelt diffundierten Metalloxid-Halbleiter (DMOS) oder jede andere Art von MOSFET oder eine beliebige Kombination derselben enthalten, sind aber nicht hierauf beschränkt. Beispiele für BJTs können PNP-, NPN-, Heteroübergangs- oder jede andere Art von BJTs oder jede Kombination derselben enthalten, sind aber nicht hierauf beschränkt.
5 ist ein Schaltbild einer Schaltungsanordnung 550, die eine Schaltung 500, die dazu ausgebildet ist, mit einem LED-Modul 501 verbunden zu werden, enthält. 5 ist ähnlich zu 4, aber im Gegensatz zur Schaltung 400 von 4 enthält die Schaltung 500 von 5 einen zusätzlichen Stift (z. B. den Statusstift 516), um Statusinformationen der Schaltung bereitzustellen. Wie 4 zeigt 5 eine Beispielschaltung (z. B. die Schaltung 500), die verwendet werden kann, um die Spannung von einer Spannungsquelle zu einer Kette von LEDs innerhalb eines LED-Moduls 501 zu steuern.
Ähnlich zu dem LED-Modul 401 von 4 kann das LED-Modul 501 von 5 mehrere LEDs, die eine Kette von in Reihe angeordneten LEDs 532 bilden, aufweisen. Darüber hinaus kann das LED-Modul 501 einen begrenzenden Widerstand 530, der zwischen seinem Eingang und der Kette von LEDs 532 positioniert ist, aufweisen. Die Schaltung 500 kann dazu ausgebildet sein, die Spannung von einer Spannungsquelle zu der Kette von LEDs 532 in dem LED-Modul 501 zu steuern, während sie einen Kurzschlussschutz gegen einen einzelnen LED-Kurzschluss, der zu einer einzelnen LED innerhalb der Kette von LEDs 532 gehört, bietet.
Wie in 5 gezeigt, enthält die Schaltung 500 einen ersten elektrischen Stift 506 (auch als „Eingangsstift“ bezeichnet), der dazu ausgebildet ist, mit der Spannungsquelle elektrisch verbunden zu werden, und einen zweiten elektrischen Stift 508 (auch als „Ausgangsstift“ bezeichnet), der dazu ausgebildet ist, mit einer Kette von LEDs 532 innerhalb des LED-Moduls 501 elektrisch verbunden zu werden. Bei dieser Konfiguration kann der zweite elektrische Stift 508 einen ersten Ausgangsstift aufweisen, und ein zweiter Ausgangsstift 509 kann ebenfalls verwendet werden, um das LED-Modul 501 mit der Schaltung 500 elektrisch zu koppeln, wobei die beiden Ausgangsstifte 508 und 509 auf entgegengesetzten Seiten des begrenzenden Widerstands 530 angeschlossen sind. Wie bei anderen hier beschriebenen Beispielen kann die Spannungsquelle einen DC-DC-Leistungswandler oder eine andere Spannungsquelle, die üblicherweise verwendet wird, um LEDs anzusteuern, aufweisen. Der Begriff „Vbatt“ repräsentiert allgemein die Eingangsspannung an dem zu dem ersten elektrischen Stift 506 gehörenden Knoten. Der Begriff „Vload“ repräsentiert allgemein die Ausgangsspannung des zu dem zweiten elektrischen Stift 508, der mit der LED-Kette 532 innerhalb des LED-Moduls 501 elektrisch gekoppelt werden kann, gehörenden Knotens. Ein begrenzender Widerstand 530 kann auf dem LED-Modul 501 zwischen den LEDs und dem zweiten elektrischen Stift 508 der Schaltung 500 positioniert werden.
Die Schaltung 500 enthält einen ersten Transistor 502, der mit dem ersten elektrischen Stift 506 und dem zweiten elektrischen Stift 508 elektrisch gekoppelt ist. Der erste Transistor 502 ist in 5 auch mit T1 bezeichnet, was mit anderen hier beschriebenen Beispielen konsistent ist. Der erste Transistor 502 kann einen Leistungsschalter, der dazu ausgebildet ist, einen Laststrompfad von der mit dem ersten elektrischen Stift 506 gekoppelten Spannungsquelle zu der mit dem Ausgangsstift 508 gekoppelten Kette von LEDs 532 innerhalb des LED-Moduls 501 zu definieren, aufweisen. Bei einigen Beispielen kann der erste Transistor 502 einen PMOS-Transistor aufweisen, was ein kostengünstiges Leistungsschalterdesign für den Laststrompfad darstellen kann. Bei anderen Beispielen könnten jedoch auch andere Arten von Transistoren für den ersten Transistor 502 verwendet werden.
Die Schaltung 500 enthält auch einen ersten Widerstand 504, der mit dem ersten elektrischen Stift 506 und dem zweiten elektrischen Stift 508 elektrisch gekoppelt und parallel zu dem ersten Transistor 502 positioniert ist. Mit anderen Worten, der erste Widerstand 504 und der Laststrompfad durch den ersten Transistor 502 sind parallele elektrische Pfade. Der erste Widerstand 504 definiert einen Pfad mit hoher Impedanz von dem ersten elektrischen Stift 506 zu dem zweiten elektrischen Stift 508, der viel höher als der Laststrompfad durch den ersten Transistor 502 ist, wenn der erste Transistor 502 ein ist. Bei einigen Beispielen definiert der erste Widerstand 504 einen Widerstand zwischen 50 kOhm und 100 kOhm, obwohl bei anderen Beispielen ein anders bemessener Widerstand verwendet werden könnte.
Wie in 5 gezeigt, ist ein zweiter Transistor 514 mit einem Steuerknoten (z. B. dem Gate) des ersten Transistors 502 und mit einem Referenzknoten (z. B. einem Masseknoten) elektrisch gekoppelt. Der zweite Transistor 514 ist in 5 auch mit T2 bezeichnet. Bei einigen Beispielen kann der zweite Transistor 514 einen NMOS-Transistor aufweisen, was für die Schaltung 500 ein kostengünstiges Design sein kann. Bei anderen Beispielen könnten jedoch auch andere Arten von Transistoren für den zweiten Transistor 514 verwendet werden.
Bei der Schaltung 500 ist ein zweiter Widerstand 512 zwischen dem ersten elektrischen Stift und dem Steuerknoten des ersten Transistors 502 positioniert. Der zweite Widerstand 512 kann einen Widerstand zwischen 10 kOhm und 47 kOhm definieren, obwohl bei anderen Beispielen ein anders bemessener Widerstand werden könnte. Eine Zenerdiode 522 ist zwischen dem Steuerknoten (z. B. dem Gate) des zweiten Transistors 514 und dem zweiten Ausgangsstift 509 positioniert, so dass ein Vorwärtsleitungspfad der Zenerdiode 522 von dem Steuerknoten des zweiten Transistors 514 zu der Kette von LEDs 531 in dem LED-Modul 501 definiert wird. Darüber hinaus ist ein dritter Widerstand 524 zwischen dem Steuerknoten des zweiten Transistors 514 und einem Referenzknoten (z. B. einem Masseknoten) positioniert. Der dritte Widerstand 524 kann einen Widerstand zwischen 1 kOhm und 10 kOhm definieren, obwohl bei anderen Beispielen ein anders bemessener Widerstand verwendet werden könnte.
Der zweite Transistor 514 ist dazu ausgebildet, als Reaktion auf ein Kurzschlussereignis, das zu einer einzelnen Leuchtdiode innerhalb der Kette von Leuchtdioden 532 gehört, auszuschalten. Das Kurzschlussereignis kann bewirken, dass die Spannung an dem Knoten 531 ansteigt, was einen Stromfluss in der Rückwärtsrichtung durch die Zenerdiode 522 bewirkt und das Steuersignal am Steuerknoten des zweiten Transistors 514 ändert. Auf diese Weise wird der zweite Transistor 514 basierend darauf gesteuert, ob ein Kurzschluss an einer LED innerhalb der Kette von LEDs 532 vorliegt oder nicht. Der zweite Transistor 514 bleibt EIN, wenn bei keiner der LEDs innerhalb des LED-Moduls 501, das über den zweiten elektrischen Stift 508 (d. h. einen ersten Ausgangsstift) und den zweiten Ausgangsstift 509 mit der Schaltung 500 verbunden ist, ein Kurzschluss vorliegt. Wenn ein Kurzschlussereignis in der einen der LEDs innerhalb der LED-Kette 532 auftritt, schaltet der zweite Transistor 514 infolge eines Spannungsanstiegs an dem Knoten 531 AUS.
Gemäß dieser Offenbarung ist der erste Transistor 502 dazu ausgebildet, als Reaktion darauf, dass der zweite Transistor 514 ausschaltet, auszuschalten. Auf diese Weise kann der Laststrompfad durch den ersten Transistor 502 als Reaktion auf ein zu einer einzelnen LED innerhalb der LED-Kette 532 gehörendes einzelnes Kurzschlussereignis deaktiviert werden. Das Kurzschlussereignis bei einer der LEDs veranlasst den zweiten Transistor 514, auszuschalten, was wiederum den ersten Transistor 502 veranlasst, auszuschalten. Auf diese Weise enthält die Schaltung 500 einen Kurzschlussschutz gegen ein Kurzschlussereignis in einer einzelnen LED mehrerer LEDs, die die LED-Kette 532 bilden, was für die LED-Steuerung wünschenswert sein kann. Wenn der erste Transistor 502 ausschaltet, wird der Pfad niedriger Impedanz von dem Eingangsstift 506 zu dem Ausgangsstift 508 deaktiviert und der einzige Strompfad von dem Eingangsstift 506 zu dem Ausgangsstift 508 ist ein Pfad mit hoher Impedanz durch den ersten Widerstand 504. Dies kann die Schaltung 500 und andere Elemente eines größeren Systems vor Beschädigung oder elektrischem Ausfall im Fall eines Kurzschlusses bei der einen oder den mehr LEDs schützen.
Bei der in 5 gezeigten Beispielschaltung 500 spannt der erste Widerstand 504 beim Hochfahren, wenn kein Kurzschluss nach Masse in der LED-Kette 532 vorliegt, den Ausgang mit begrenztem Strom vor. Wenn kein Kurzschluss vorliegt, ist die Vorwärtsspannung der LED-Kette 532 hoch genug, um die Zenerdiode 522 zu überwinden und den zweiten Transistor 514 in einen EIN-Zustand, der den ersten Transistor 502 vorspannt und einen niederohmigen Zustand für den Laststrompfad durch den ersten Transistor 502 erzeugt, zu versetzen („trigger“). Wenn eine LED innerhalb der LED-Kette 532 kurzgeschlossen ist, ist die Spannung an der Kathode der Zenerdiode 522 nicht hoch genug, um eine Spannung am Gate des zweiten Transistors 514 aufrechtzuerhalten, wodurch der zweite Transistor 514 in einen AUS-Zustand versetzt wird, wodurch der erste Transistor 502 in einen AUS-Zustand gezwungen wird. Ähnlich zu den anderen Beispielen oben kann ein gewisser Leckstrom auftreten, aber der Leckstrom ist im Allgemeinen auf R₁/V_batt begrenzt, was für LED-Beleuchtungssituationen wie beispielsweise im Umfeld motorisierter oder elektrischer Verkehrsmittel ein akzeptables Ausmaß an Leckstrom sein kann.
Wie bei anderen hier beschriebenen Beispielen kann der erste Transistor 502 in einigen Fällen einen PMOS-Transistor aufweisen und der zweite Transistor 514 kann einen NMOS-Transistor aufweisen, was eine kostengünstige Implementierung darstellt. Allgemeiner können der erste Transistor 502 und der zweite Transistor 514 jedoch auch unter Verwendung anderen Arten von Transistoren wie beispielsweise den oben erwähnten implementiert werden.
Im Gegensatz zu dem Beispiel von Schaltung 400 in 4 enthält die in 5 gezeigte Schaltung 500 außerdem einen Statusstift 516, der mit dem Steuerknoten (z. B. dem Gate) des ersten Transistors 502 elektrisch gekoppelt ist. Der Statusstift 516 ist dazu ausgebildet, ein Statussignal der Schaltung zur Verwendung durch eine Steuereinheit zu definieren. Die Steuereinheit kann zum Beispiel einen Mikroprozessor, der Steuersignale an einen DC-DC-Wandler, der die mit dem Eingangsstift 506 verbundene Spannungsquelle definiert, liefert, aufweisen. Ein Statussignal an dem Statusstift 516 kann dasselbe Signal, das den ersten Transistor 502 steuert, sein. Daher kann das Signal, das den ersten Transistors 502 veranlasst, auszuschalten, auch als Statussignal an dem Statusstift 516 verwendet werden, um das Kurzschlussereignis an eine mit dem Statusstift 516 verbundene, externe Steuereinheit zu melden. Das in 4 gezeigte Beispiel kann bei einigen kostengünstigen Kurzschlussschutzlösungen, bei denen die Anzahl von Stiften in der Schaltung ein Kostenfaktor ist, wünschenswerter sein als das in 5 gezeigte Beispiel, während das in 5 gezeigte Beispiel wünschenswerter sein kann als das von 4, wenn es wünschenswert ist, alle Kurzschlussereignisse an die externe Steuereinheit zu melden.
6 ist eine Darstellung, die eine Schaltungsanordnung ähnlich zu der von 5 zeigt und einen weiteren zusätzlichen Schaltungsstift und einige zusätzliche elektrische Elemente enthält, um eine zusätzliche Steuerung der Schaltung zu ermöglichen. Wie die 4 und 5 zeigt 6 eine Beispielschaltung (z. B. die Schaltung 600), die verwendet werden kann, um Spannung von einer Spannungsquelle zu einer Kette von LEDs innerhalb eines LED-Moduls 601 zu steuern.
Das LED-Modul 601 von 6 kann mehrere LEDs, die eine Kette von in Reihe angeordneten LEDs 632 bilden, aufweisen. Darüber hinaus kann das LED-Modul 601 einen begrenzenden Widerstand 630, der zwischen seinem Eingang und der Kette von LEDs 632 angeordnet ist, aufweisen. Die Schaltung 600 kann dazu ausgebildet sein, Spannung von einer Spannungsquelle zu der Kette von LEDs 632 in dem LED-Modul 601 zu steuern, während sie einen Kurzschlussschutz gegen einen einzelnen LED-Kurzschluss, der zu einer einzelnen LED innerhalb der Kette von LEDs 632 gehört, bereitzustellen.
Wie in 6 gezeigt, enthält die Schaltung 600 einen ersten elektrischen Stift 606 (auch als „Eingangsstift“ bezeichnet), der dazu ausgebildet ist, mit der Spannungsquelle elektrisch verbunden zu werden, und einen zweiten elektrischen Stift 608 (auch als „Ausgangsstift“ bezeichnet), der dazu ausgebildet ist, mit einer Kette von LEDs 632 innerhalb des LED-Moduls 601 elektrisch verbunden zu werden. Bei dieser Konfiguration kann der zweite elektrische Stift 608 einen ersten Ausgangsstift aufweisen, und ein zweiter Ausgangsstift 609 kann auch verwendet werden, um das LED-Modul 601 mit der Schaltung 600 elektrisch zu koppeln, wobei die beiden Ausgangsstifte 608 und 609 auf entgegengesetzten Seiten des begrenzenden Widerstands 630 angeschlossen sind. Wie bei anderen hier beschriebenen Beispielen kann die Spannungsquelle einen DC-DC-Leistungswandler oder eine andere Spannungsquelle, die üblicherweise verwendet wird, um LEDs anzusteuern, aufweisen. Auch hier repräsentiert der Begriff „Vbatt“ allgemein die Eingangsspannung an dem zu dem ersten elektrischen Stift 606 gehörenden Knoten, und der Begriff „Vload“ repräsentiert allgemein die Ausgangsspannung an dem zu dem zweiten elektrischen Stift 608, der mit der Kette von LEDs 632 innerhalb des LED-Moduls 601 elektrisch gekoppelt werden kann, gehörenden Knoten. Ein begrenzender Widerstand 630 kann auf dem LED-Modul 601 zwischen den LEDs und dem zweiten elektrischen Stift 608 der Schaltung 600 positioniert werden.
Die Schaltung 600 enthält einen ersten Transistor 602, der mit dem ersten elektrischen Stift 606 und dem zweiten elektrischen Stift 608 elektrisch gekoppelt ist. Der erste Transistor 602 ist in 6 auch mit T1 bezeichnet, was mit anderen hier beschriebenen Beispielen konsistent ist. Der erste Transistor 602 kann einen Leistungsschalter, der dazu ausgebildet ist, einen Laststrompfad von der mit dem ersten elektrischen Stift 606 gekoppelten Spannungsquelle zu der mit dem Ausgangsstift 608 gekoppelten Kette von LEDs 632 innerhalb des LED-Moduls 601 zu definieren, aufweisen. Bei einigen Beispielen kann der erste Transistor 602 einen PMOS-Transistor aufweisen, was ein kostengünstiges Leistungsschalterdesign für den Laststrompfad darstellen kann. Bei anderen Beispielen könnten jedoch auch andere Arten von Transistoren für den ersten Transistor 602 verwendet werden.
Die Schaltung 600 enthält auch einen ersten Widerstand 604, der mit dem ersten elektrischen Stift 606 und dem zweiten elektrischen Stift 608 elektrisch gekoppelt ist und parallel zu dem ersten Transistor 602 positioniert ist. Mit anderen Worten, der erste Widerstand 604 und der Laststrompfad durch den ersten Transistor 602 sind parallele elektrische Pfade. Der erste Widerstand 604 definiert einen Pfad mit hoher Impedanz von dem ersten elektrischen Stift 606 zu dem zweiten elektrischen Stift 608, der viel höher als der Laststrompfad durch den ersten Transistor 602 ist, wenn der erste Transistor 602 ein ist. Bei einigen Beispielen definiert der erste Widerstand 604 einen Widerstand zwischen 50 kOhm und 100 kOhm, obwohl bei anderen Beispielen auch ein anders bemessener Widerstand verwendet werden könnte.
Wie in 6 gezeigt, ist ein zweiter Transistor 614 über einen dritten Transistor 628 mit einem Steuerknoten (z. B. dem Gate) des ersten Transistors 602 elektrisch gekoppelt. Der zweite Transistor 612 ist auch mit einem Referenzknoten (z. B. einem Masseknoten) verbunden. Der zweite Transistor 614 ist in 6 auch mit T2 bezeichnet, und der dritte Transistor ist mit T3 bezeichnet. Bei einigen Beispielen können der zweite Transistor 614 und der dritte Transistor 628 jeweils einen NMOS-Transistor aufweisen, was ein kostengünstiges Design für die Schaltung 600 sein kann. Bei anderen Beispielen könnten jedoch auch andere Arten von Transistoren für den zweiten Transistor 614 und den dritten Transistor 628 verwendet werden.
Bei der Schaltung 600 ist ein zweiter Widerstand 612 zwischen dem ersten elektrischen Stift und dem Steuerknoten des ersten Transistors 602 positioniert. Der zweite Widerstand 612 kann einen Widerstand zwischen 10 kOhm und 47 kOhm definieren, obwohl bei anderen Beispielen auch ein anders bemessener Widerstand verwendet werden könnte. Eine Zenerdiode 622 ist zwischen dem Steuerknoten (z. B. dem Gate) des zweiten Transistors 614 und dem Ausgangsstift 609 positioniert, so dass ein Vorwärtsleitungspfad der Zenerdiode 622 von dem Steuerknoten des zweiten Transistors 614 zu der Kette von LEDs 631 in dem LED-Modul 601 definiert wird. Darüber hinaus ist ein dritter Widerstand 624 zwischen dem Steuerknoten des zweiten Transistors 614 und einem Referenzknoten (z. B. einem Masseknoten) positioniert. Der dritte Widerstand 624 kann einen Widerstand zwischen 1 kOhm und 10 kOhm definieren, obwohl bei anderen Beispielen auch ein anders bemessener Widerstand verwendet werden könnte.
Der zweite Transistor 614 ist dazu ausgebildet, als Reaktion auf ein Kurzschlussereignis, das zu einer einzelnen Leuchtdiode innerhalb der Kette von Leuchtdioden 632 gehört, auszuschalten. Das Kurzschlussereignis kann die Spannung an dem Knoten 631 dazu veranlassen, anzusteigen, was einen Stromfluss in der Rückwärtsrichtung durch die Zenerdiode 622 bewirkt und das Steuersignal an dem Steuerknoten des zweiten Transistors 614 ändert. Auf diese Weise wird der zweite Transistor 614 basierend darauf gesteuert, ob ein Kurzschluss an einer LED innerhalb der Kette von LEDs 632 vorliegt oder nicht. Der zweite Transistor 614 bleibt ein, wenn bei keiner der LEDs innerhalb des LED-Moduls 601, das über den zweiten elektrischen Stift 608 (d. h. einen ersten Ausgangsstift) und den zweiten Ausgangsstift 609 mit der Schaltung 600 verbunden ist, ein Kurzschluss vorliegt. Wenn ein Kurzschlussereignis bei der einen der LEDs innerhalb der LED-Kette 632 auftritt, schaltet der zweite Transistor 614 infolge eines Spannungsanstiegs an dem Knoten 631 aus.
Gemäß dieser Offenbarung ist der erste Transistor 602 dazu ausgebildet, als Reaktion darauf, dass der zweite Transistors 614 ausschaltet, auszuschalten. Auf diese Weise kann der Laststrompfad durch den ersten Transistor 602 als Reaktion auf ein einzelnes Kurzschlussereignis, das zu einer einzelnen LED innerhalb der LED-Kette 632 gehört, deaktiviert werden. Das Kurzschlussereignis einer der LEDs veranlasst den zweiten Transistor 614, auszuschalten, was wiederum den ersten Transistor 602 veranlasst, auszuschalten. Auf diese Weise enthält die Schaltung 600 einen Kurzschlussschutz gegen ein Kurzschlussereignis bei einer einzelnen LED mehrerer LEDs, die die LED-Kette 632 bilden, was für die LED-Steuerung wünschenswert sein kann. Wenn der erste Transistor 602 ausschaltet, wird der Pfad mit niedriger Impedanz von dem Eingangsstift 606 zu dem Ausgangsstift 608 deaktiviert und der einzige Strompfad von dem Eingangsstift 606 zu dem Ausgangsstift 608 ist ein Pfad mit hoher Impedanz durch den ersten Widerstand 604. Dies kann die Schaltung 600 und andere Elemente eines größeren Systems vor Beschädigung oder elektrischem Ausfall im Fall eines Kurzschlusses bei der einen oder den mehr LEDs schützen.
Im Gegensatz zu dem Beispiel von Schaltung 400 in 4 und ähnlich zu der Beispielschaltung 500 von 5 enthält die in 6 gezeigte Schaltung 600 außerdem einen Statusstift 616, der mit dem Steuerknoten (z. B. dem Gate) des ersten Transistors 602 elektrisch gekoppelt ist. Der Statusstift 616 ist dazu ausgebildet, ein Statussignal der Schaltung zur Verwendung einer Steuereinheit zu definieren. Die Steuereinheit kann zum Beispiel einen Mikroprozessor, der Steuersignale an einen DC-DC-Wandler, der die mit dem Einspeisungsstift 606 verbundene Spannungsquelle definiert, liefert, aufweisen. Ein Statussignal an dem Statusstift 616 kann dasselbe Signal, das den ersten Transistor 602 steuert, sein. Daher kann das Signal, das das Ausschalten des ersten Transistors 602 bewirkt, auch als Statussignal an dem Statusstift 616 verwendet werden, um das Kurzschlussereignis an eine mit dem Statusstift 616 verbundene, externe Steuereinheit zu melden.
Wie oben erwähnt (und im Gegensatz zu den Schaltungen 400 und 500 der 4 und 5) enthält die Schaltung 600 außerdem einen dritten Transistor 628, der zwischen dem zweiten Transistor und dem Steuerknoten des ersten Transistors positioniert ist. Darüber hinaus enthält die Schaltung 600 einen Steuerstift 628, der dazu ausgebildet ist, Steuersignale von einer Steuerschaltung an einen Steuerknoten des dritten Transistors 628 zu liefern. Ein vierter Widerstand 620 ist zwischen dem Steuerstift 618 und dem Steuerknoten des dritten Transistors 628 positioniert. Bei dieser Anordnung kann der dritte Transistor 628 dazu ausgebildet sein, als Reaktion auf die Steuersignale von der Steuerschaltung auszuschalten. In diesem Fall ist der erste Transistor 628 außerdem dazu ausgebildet, als Reaktion darauf, dass der dritte Transistor 628 ausschaltet, auszuschalten. Dementsprechend können der zweite Transistor 614 und der dritte Transistor 628 dazu ausgebildet sein, ein UND-Gatter zum Steuein des ersten Transistors 602 zu bilden, so dass der erste Transistor 602 als Reaktion darauf, dass sowohl der zweite Transistor 614 als auch der dritte Transistor 628 „EIN“-Zustände definieren, einen „EIN“-Zustand definiert.
Wie angemerkt, kann das Element 606 einen ersten elektrischen Stift aufweisen und das Element 608 kann einen zweiten elektrischen Stift aufweisen. Der Statusstift 616 kann einen dritten elektrischen Stift, der z. B. mit dem Steuerknoten des ersten Transistors 602 gekoppelt und dazu ausgebildet ist, ein Statussignal der Schaltung 600 zur Verwendung durch eine Steuereinheit zu definieren, aufweisen. Der dritte Transistor 628 ist wiederum zwischen dem zweiten Transistor 614 und dem Steuerknoten des ersten Transistors 602 positioniert. Der Steuerstift 618 kann einen vierten elektrischen Stift, der dazu ausgebildet ist, Steuersignale von einer Steuerschaltung an einen Steuerknoten des dritten Transistors 628 zu liefern, aufweisen, und ein vierter Widerstand 620 kann zwischen dem vierten elektrischen Stift (z. B. dem Steuerstift 618) und dem Steuerknoten des dritten Transistors 628 positioniert sein. Der dritte Transistor 628 ist dazu ausgebildet, als Reaktion auf die Steuersignale von der Steuerschaltung auszuschalten, und der erste Transistor 602 ist dazu ausgebildet, als Reaktion darauf, dass der dritte Transistor 628 ausschaltet, auszuschalten. Der zweite Transistor 614 und der dritte Transistor 628 können dazu ausgebildet sein, ein UND-Gatter zum Steuern des ersten Transistors 602 zu bilden, so dass der erste Transistor 602 als Reaktion darauf, dass sowohl der zweite Transistor 614 als auch der dritte Transistor 628 „EIN“-Zustände definieren, einen „EIN“-Zustand definiert.
Bei der in 6 gezeigten Beispielschaltung 600 spannt der erste Widerstand 604 beim Hochfahren, wenn kein Kurzschluss nach Masse in der LED-Kette 632 vorliegt, den Ausgang mit begrenztem Strom vor. Wenn kein Kurzschluss vorliegt, ist die Vorwärtsspannung der LED-Kette 632 hoch genug, um die Zenerdiode 622 zu überwinden und den zweiten Transistor 614 in einen EIN-Zustand zu versetzen („trigger“). Wenn ein Steuersignal von einer externen Steuereinheit an den Steueranschluss 618 angelegt wird, um den dritten Transistor 628 in einen EIN-Zustand zu schalten, dürfen der zweite Transistor 614 und der dritte Transistor 628 den ersten Transistor 602 vorspannen, um den ersten Transistor 602 zu veranlassen, EIN zu sein und dadurch einen niederohmigen Pfad für den Laststrompfad durch die Schaltung 600 zu schaffen. Wenn jedoch eine LED einen elektrischen Kurzschluss zeigt, reicht die Spannung an der Kathode der Zenerdiode 622 möglicherweise nicht aus, um die Zenerdiode 622 zu überwinden, um eine Spannung am Gate des zweiten Transistors 614 aufrechtzuerhalten. Wenn die Spannung am Gate des zweiten Transistors 614 infolge eines elektrischen Kurzschlusses bei einer LED innerhalb der LED-Kette 632 auf näherungsweise 0 V geht, zwingt dies den ersten Transistor 602 in einen AUS-Zustand, wodurch die Schaltung gegen den elektrischen Kurzschluss geschützt wird. Ein gewisser Leckstrom kann auftreten, aber der Leckstrom ist im Allgemeinen auf R₁/V_batt begrenzt, was für LED-Beleuchtungssituationen wie beispielsweise bei motorisierten oder elektrischen Verkehrsmitteln eine akzeptable Menge an Leckstrom sein kann.
7 ist ein Flussdiagramm, das mit Techniken, die durch eine mit dieser Offenbarung konsistente Schaltung (wie beispielsweise der Schaltung 100, 200, 300, 400, 500 oder 600) durchgeführt werden, konsistent ist. Wie in 7 gezeigt, enthält das Verfahren das Steuern von Spannung von einer Spannungsquelle zu einer oder mehr Leuchtdioden über eine Schaltung (z. B. die Schaltung 100, 200, 300, 400, 500 oder 600), die einen ersten Transistor (T1) enthält, der einen Leistungsschalter aufweist, der dazu ausgebildet ist, einen Laststrompfad von der Spannungsquelle zu der einen oder den mehr Leuchtdioden (701) zu definieren. Die Schaltung steuert auch einen Steuerknoten eines zweiten Transistors (T2) basierend auf den Leuchtdioden, wobei der zweite Transistor (T2) dazu ausgebildet ist, auszuschalten, wenn eine oder mehr der Leuchtdioden einen elektrischen Kurzschluss (702) zeigen. Darüber hinaus steuert die Schaltung einen Steuerknoten des ersten Transistors (T1), so dass der erste Transistor dazu ausgebildet ist, als Reaktion darauf, dass der zweite Transistor ausschaltet, auszuschalten.
Bei einigen Beispielen (wie beispielsweise bei den Schaltungen 200, 300, 500 oder 600) kann das in 7 gezeigte Verfahren weiterhin das Bereitstellen eines Statushinweises der Schaltung basierend auf dem Steuerknoten des ersten Transistors (T1) enthalten. Bei einigen Beispielen (wie beispielsweise bei den Schaltungen 300 oder 600) kann das in 7 gezeigte Verfahren weiterhin das Empfangen von Steuersignalen von einer Steuerschaltung an den Steuerknoten des zweiten Transistors (T2) enthalten, wobei der zweite Transistor (T2) weiterhin dazu ausgebildet ist, als Reaktion auf die Steuersignale von der Steuerschaltung oder als Reaktion darauf, dass die eine oder die mehr Leuchtdioden den elektrischen Kurzschluss zeigen, auszuschalten.
Bei einigen Beispielen (wie beispielsweise bei der Schaltung 600) kann die Schaltung einen dritten Transistor (T3), der zwischen dem zweiten Transistor (T2) und dem Steuerknoten des ersten Transistors (T1) positioniert ist, enthalten, und das Verfahren kann weiterhin das Empfangen eines Steuersignals an dem dritten Transistor (T3) aufweisen, wobei der dritte Transistor (T3) weiterhin dazu ausgebildet ist, als Reaktion auf das Steuersignal von der Steuerschaltung ein- oder auszuschalten, und wobei der erste Transistor (T1) dazu ausgebildet ist, als Reaktion darauf, dass der dritte Transistors (T3) ausschaltet, auszuschalten. In diesem (mit der Schaltungskonfiguration von 6 konsistenten) Fall können der zweite Transistor (T2) und der dritte Transistor (T3) ein UND-Gatter zum Steuern des ersten Transistors (T1) bilden, so dass der erste Transistor (T1) als Reaktion darauf, dass sowohl der zweite als auch der dritte Transistor (T2 und T3) „EIN“-Zustände definieren, einen „EIN“-Zustand definiert.
Bei noch anderen Beispielen (wie beispielsweise bei einer der Schaltungen 400, 500 oder 600) können die eine oder die mehr Leuchtdioden eine Kette von Leuchtdioden aufweisen, und wobei der elektrische Kurzschluss einen einzelnen Kurzschluss, der zu einer Leuchtdiode innerhalb der Kette von Leuchtdioden gehört, aufweist. Das Vorhandensein einer Zener-Diode (z. B. 422, 522 oder 622) kann die Fähigkeit, einen einzelnen LED-Kurzschluss innerhalb einer Kette von LEDs zu erkennen, erleichtern.
Die folgenden Beispiele können einen oder mehrere Aspekte der Offenbarung veranschaulichen.
Beispiel 1. Schaltung, die dazu ausgebildet ist, Spannung von einer Spannungsquelle zu einer oder mehr Leuchtdioden zu steuern, wobei die Schaltung aufweist: einen ersten elektrischen Stift, der dazu ausgebildet ist, mit der Spannungsquelle elektrisch verbunden zu werden; einen zweiten elektrischen Stift, der dazu ausgebildet ist, mit der einen oder den mehr Leuchtdioden elektrisch verbunden zu werden; einen ersten Transistor, der mit dem ersten elektrischen Stift und dem zweiten elektrischen Stift elektrisch gekoppelt ist, wobei der erste Transistor einen Leistungsschalter, dazu ausgebildet ist, einen Laststrompfad von der Spannungsquelle zu der einen oder den mehr Leuchtdioden zu definieren, aufweist; einen ersten Widerstand, der mit dem ersten elektrischen Stift und dem zweiten elektrischen Stift elektrisch gekoppelt und parallel zu dem Laststrompfad positioniert ist; einen zweiten Transistor, der mit einem Steuerknoten des ersten Transistors und einem Referenzknoten elektrisch gekoppelt ist, wobei ein Steuerknoten des zweiten Transistors mit dem zweiten elektrischen Stift elektrisch gekoppelt ist; und einen zweiten Widerstand, der zwischen dem ersten elektrischen Stift und dem Steuerknoten des ersten Transistors positioniert ist, wobei der zweite Transistor dazu ausgebildet ist, als Reaktion auf ein Kurzschlussereignis bei der einen oder den mehr Leuchtdioden auszuschalten, und wobei der erste Transistor dazu ausgebildet ist, als Reaktion darauf, dass der zweite Transistor ausschaltet, auszuschalten.
Beispiel 2. Schaltung nach Beispiel 1, die weiterhin aufweist: einen Statusstift, der mit dem Steuerknoten des ersten Transistors elektrisch gekoppelt ist, wobei der Statusstift dazu ausgebildet ist, ein Statussignal der Schaltung zur Verwendung einer Steuereinheit zu definieren.
Beispiel 3. Schaltung nach Beispiel 1 oder 2, die weiterhin aufweist: eine Diode, die zwischen dem Steuerknoten des zweiten Transistors und dem zweiten elektrischen Stift positioniert ist, so dass ein Vorwärtsleitungspfad der Diode von dem Steuerknoten des zweiten Transistors zu dem zweiten elektrischen Stift definiert ist; einen Steuerstift, der dazu ausgebildet ist, Steuersignale von einer Steuerschaltung an den Steuerknoten des zweiten Transistors zu liefern; und einen dritten Widerstand, der zwischen dem Steuerstift und dem Steuerknoten des zweiten Transistors positioniert ist, wobei der zweite Transistor weiterhin dazu ausgebildet ist, als Reaktion auf die Steuersignale von der Steuerschaltung auszuschalten.
Beispiel 4. Schaltung nach Beispiel 1, die weiterhin aufweist: einen dritten elektrischen Stift, der mit dem Steuerknoten des ersten Transistors elektrisch gekoppelt ist, wobei der dritte elektrische Stift dazu ausgebildet ist, ein Statussignal der Schaltung zur Verwendung durch eine Steuereinheit zu definieren, eine Diode, die zwischen dem Steuerknoten des zweiten Transistors und dem zweiten elektrischen Stift positioniert ist, so dass ein Vorwärtsleitungspfad der Diode von dem Steuerknoten des zweiten Transistors zu dem zweiten elektrischen Stift definiert ist; einen vierten elektrischen Stift, der dazu ausgebildet ist, Steuersignale von der Steuerschaltung an den Steuerknoten des zweiten Transistors zu liefern; und einen dritten Widerstand, der zwischen dem vierten elektrischen Stift und dem Steuerknoten des zweiten Transistors positioniert ist, wobei der zweite Transistor weiterhin dazu ausgebildet ist, als Reaktion auf die Steuersignale von der Steuerschaltung auszuschalten.
Beispiel 5. Schaltung nach einem der Beispiele 1 - 4, wobei: der erste Transistor einen p-Typ-Metalloxidhalbleiter (PMOS)-Transistor aufweist; und der zweite Transistor einen n-Typ-Metalloxidhalbleiter (NMOS)-Transistor aufweist.
Beispiel 6. Schaltung, die dazu ausgebildet ist, Spannung von einer Spannungsquelle zu einer Kette von Leuchtdioden zu steuern, wobei die Schaltung aufweist: einen ersten elektrischen Stift, der dazu ausgebildet ist, mit der Spannungsquelle elektrisch verbunden zu werden; einen zweiten elektrischen Stift, der dazu ausgebildet ist, mit der Kette von Leuchtdioden elektrisch verbunden zu werden; einen ersten Transistor, der mit dem ersten elektrischen Stift und dem zweiten elektrischen Stift elektrisch gekoppelt ist, wobei der erste Transistor einen Leistungsschalter, der dazu ausgebildet ist, einen Laststrompfad von der Spannungsquelle zu der Kette von Leuchtdioden zu definieren, aufweist; einen ersten Widerstand, der mit dem ersten elektrischen Stift und dem zweiten elektrischen Stift elektrisch gekoppelt ist und parallel zu dem Laststrompfad positioniert ist; einen zweiten Transistor, der mit einem Steuerknoten des ersten Transistors und einem Referenzknoten elektrisch gekoppelt ist, wobei ein Steuerknoten des zweiten Transistors mit dem zweiten elektrischen Stift elektrisch gekoppelt ist; einen zweiten Widerstand, der zwischen dem ersten elektrischen Stift und dem Steuerknoten des ersten Transistors positioniert ist, eine Zenerdiode, die zwischen dem Steuerknoten des zweiten Transistors und dem zweiten elektrischen Stift positioniert ist, so dass ein Vorwärtsleitungspfad der Diode von dem Steuerknoten des zweiten Transistors zu der Kette von Leuchtdioden definiert ist, und einen dritten Widerstand, der zwischen dem Steuerknoten des zweiten Transistors und dem Referenzknoten positioniert ist, wobei der zweite Transistor dazu ausgebildet ist, als Reaktion auf ein Kurzschlussereignis, das zu einer einzelnen Leuchtdiode innerhalb der Kette von Leuchtdioden gehört, auszuschalten, und wobei der erste Transistor dazu ausgebildet ist, als Reaktion darauf, dass der zweite Transistor ausschaltet, auszuschalten.
Beispiel 7. Schaltung nach Beispiel 6, die weiterhin aufweist: einen Statusstift, der mit dem Steuerknoten des ersten Transistors elektrisch gekoppelt ist, wobei der Statusstift dazu ausgebildet ist, ein Statussignal der Schaltung zur Verwendung durch eine Steuereinheit zu definieren.
Beispiel 8. Schaltung nach Beispiel 6 oder 7, die weiterhin aufweist: einen dritten Transistor, der zwischen dem zweiten Transistor und dem Steuerknoten des ersten Transistors positioniert ist; einen Steuerstift, der dazu ausgebildet ist, Steuersignale von einer Steuerschaltung an einen Steuerknoten des dritten Transistors zu liefern; und einen vierten Widerstand, der zwischen dem Steuerstift und dem Steuerknoten des dritten Transistors positioniert ist, wobei der dritte Transistor weiterhin dazu ausgebildet ist, als Reaktion auf die Steuersignale von der Steuerschaltung auszuschalten, und wobei der erste Transistor dazu ausgebildet ist, als Reaktion darauf, dass der dritte Transistor ausschaltet, auszuschalten.
Beispiel 9. Schaltung nach Beispiel 8, wobei der zweite und der dritte Transistor ein UND-Gatter zum Steuern des ersten Transistors bilden, so dass der erste Transistor als Reaktion darauf, dass sowohl der zweite als auch der dritte Transistor „EIN“-Zustände definieren, einen „EIN“-Zustand definiert.
Beispiel 10. Schaltung nach Beispiel 8, die weiterhin aufweist: einen dritten elektrischen Stift, der mit dem Steuerknoten des ersten Transistors elektrisch gekoppelt ist, wobei der dritte elektrische Stift dazu ausgebildet ist, ein Statussignal der Schaltung zur Verwendung durch eine Steuereinheit zu definieren, einen dritten Transistor, der zwischen dem zweiten Transistor und dem Steuerknoten des ersten Transistors positioniert ist; einen vierten elektrischen Stift, der dazu ausgebildet ist, Steuersignale von einer Steuerschaltung an einen Steuerknoten des dritten Transistors zu liefern; und einen vierten Widerstand, der zwischen dem vierten elektrischen Stift und dem Steuerknoten des dritten Transistors positioniert ist, wobei der dritte Transistor weiterhin dazu ausgebildet ist, als Reaktion auf die Steuersignale von der Steuerschaltung auszuschalten, und wobei der erste Transistor dazu ausgebildet ist, als Reaktion darauf, dass der dritten Transistor ausschaltet, auszuschalten.
Beispiel 11. Schaltung nach Beispiel 10, wobei der zweite und der dritte Transistor ein UND-Gatter zum Steuern des ersten Transistors bilden, so dass der erste Transistor als Reaktion darauf, dass sowohl der zweite als auch der dritte Transistor „EIN“-Zustände definieren, einen „EIN“-Zustand definiert.
Beispiel 12. Schaltung nach einem der Beispiele 6-10, wobei: der erste Transistor einen p-Typ-Metalloxid-Halbleiter (PMOS)-Transistor aufweist; und der zweite Transistor einen n-Typ-Metalloxid-Halbleiter (NMOS)-Transistor aufweist.
Beispiel 13. Verfahren, das aufweist: Steuern einer Spannung von einer Spannungsquelle zu einer oder mehr Leuchtdioden über eine Schaltung, die einen ersten Transistor, der einen Leistungsschalter, der dazu ausgebildet ist, einen Laststrompfad von der Spannungsquelle zu der einen oder den mehr Leuchtdioden zu definieren, aufweist, enthält; Steuern eines Steuerknotens eines zweiten Transistors basierend auf den Leuchtdioden, wobei der zweite Transistor dazu ausgebildet ist, auszuschalten, wenn eine oder mehr der Leuchtdioden einen elektrischen Kurzschluss aufweisen; und Steuern eines Steuerknotens des ersten Transistors, so dass der erste Transistor dazu ausgebildet ist, als Reaktion darauf, dass der zweite Transistor ausschaltet, auszuschalten.
Beispiel 14. Verfahren nach Beispiel 13, das weiterhin aufweist: Bereitstellen eines Zustandshinweises der Schaltung basierend auf dem Steuerknoten des ersten Transistors.
Beispiel 15. Verfahren nach Beispiel 13 oder 14, das weiterhin aufweist: Empfangen von Steuersignalen von einer Steuerschaltung, um den Steuerknoten des zweiten Transistors zu steuern, wobei der zweite Transistor weiterhin dazu ausgebildet ist, als Reaktion auf die Steuersignale von der Steuerschaltung oder als Reaktion darauf, dass die eine oder die mehr Leuchtdioden den elektrischen Kurzschluss aufweisen, auszuschalten.
Beispiel 16. Verfahren nach Beispiel 13 oder 14, das weiterhin aufweist: Empfangen eines Steuersignals an einem dritten Transistor, der zwischen dem zweiten Transistor und dem Steuerknoten des ersten Transistors positioniert ist, wobei der dritte Transistor weiterhin dazu ausgebildet ist, als Reaktion auf das Steuersignal von der Steuerschaltung ein- oder auszuschalten, und wobei der erste Transistor dazu ausgebildet ist, als Reaktion darauf, dass der dritte Transistor ausschaltet, auszuschalten.
Beispiel 17. Verfahren nach Beispiel 16, wobei der zweite und dritte Transistor ein UND-Gatter zum Steuern des ersten Transistors bilden, so dass der erste Transistor als Reaktion darauf, dass sowohl der zweite als auch der dritte Transistor „EIN“-Zustände definieren, einen „EIN“-Zustand definiert.
Beispiel 18. Verfahren nach einem der Beispiele 13-17, wobei die eine oder die mehr Leuchtdioden eine Kette von Leuchtdioden aufweisen und wobei der elektrische Kurzschluss einen einzelnen Kurzschluss, der zu einer Leuchtdiode innerhalb der Kette von Leuchtdioden gehört, aufweist.
In dieser Offenbarung wurden verschiedene Aspekte beschrieben. Diese und andere Aspekte fallen in den Anwendungsbereich der folgenden Ansprüche.

Claims

Schaltung, die dazu ausgebildet ist, Spannung von einer Spannungsquelle zu einer oder mehr Leuchtdioden zu steuern, wobei die Schaltung aufweist einen ersten elektrischen Stift (106; 206; 306; 406; 506; 606), der dazu ausgebildet ist, mit der Spannungsquelle elektrisch verbunden zu werden; einen zweiten elektrischen Stift (108; 208; 308; 408; 508; 608), der dazu ausgebildet ist, mit der einen oder den mehr Leuchtdioden elektrisch verbunden zu werden; einen ersten Transistor (102; 202; 302; 402; 502; 602), der mit dem ersten elektrischen Stift (106; 206; 306; 406; 506; 606) und dem zweiten elektrischen Stift (108; 208; 308; 408; 508; 608) elektrisch gekoppelt ist, wobei der erste Transistor (102; 202; 302; 402; 502; 602) dazu ausgebildet ist, einen Laststrompfad von der Spannungsquelle zu der einen oder den mehr Leuchtdioden zu definieren, einen ersten Widerstand (104; 204, 304, 404, 504; 604), der mit dem ersten elektrischen Stift (106; 206; 306; 406; 506; 606) und dem zweiten elektrischen Stift (108; 208; 308; 408; 508; 608) elektrisch gekoppelt und parallel zu dem Laststrompfad positioniert ist; einen zweiten Transistor (114; 214; 314; 414; 514; 614), der mit einem Steuerknoten des ersten Transistors (102; 202; 302; 402; 502; 602) und einem Referenzknoten elektrisch gekoppelt ist, wobei ein Steuerknoten des zweiten Transistors (114; 214; 314; 414; 514; 614) mit dem zweiten elektrischen Stift (108; 208; 308; 408; 508; 608) elektrisch gekoppelt ist; und einen zweiten Widerstand (112; 212; 312; 412; 512; 612), der zwischen dem ersten elektrischen Stift (106; 206; 306; 406; 506; 606) und dem Steuerknoten des ersten Transistors (102; 202; 302; 402; 502; 602) positioniert ist, wobei der zweite Transistor (114; 214; 314; 414; 514; 614) dazu ausgebildet ist, als Reaktion auf ein Kurzschlussereignis bei der einen oder den mehr Leuchtdioden auszuschalten, und wobei der erste Transistor (102; 202; 302; 402; 502; 602) dazu ausgebildet ist, als Reaktion darauf, dass der zweite Transistor (114; 214; 314; 414; 514; 614) ausschaltet, auszuschalten.
Schaltung nach Anspruch 1, die weiterhin aufweist: einen Statusstift (216; 316; 516; 616), der mit dem Steuerknoten des ersten Transistors (202; 302; 502; 602) elektrisch gekoppelt ist, wobei der Statusstift (216; 316; 516; 616) dazu ausgebildet ist, ein Statussignal der Schaltung zur Verwendung durch eine Steuereinheit zu definieren.
Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, die weiterhin aufweist: eine Diode (322), die zwischen dem Steuerknoten des zweiten Transistors (314) und dem zweiten elektrischen Stift (608) positioniert ist, so dass ein Vorwärtsleitungspfad der Diode (322) von dem Steuerknoten des zweiten Transistors (314) zu dem zweiten elektrischen Stift (308) definiert ist, einen Steuerstift (318), der dazu ausgebildet ist, Steuersignale von einer Steuerschaltung an den Steuerknoten des zweiten Transistors (314) zu liefern; und einen dritten Widerstand (320), der zwischen dem Steuerstift (318) und dem Steuerknoten des zweiten Transistors (314) positioniert ist, wobei der zweite Transistor (314) weiterhin dazu ausgebildet ist, als Reaktion auf die Steuersignale von der Steuerschaltung auszuschalten.
Schaltung nach Anspruch 1, die weiterhin aufweist: einen dritten elektrischen Stift (316), der mit dem Steuerknoten des ersten Transistors (302) elektrisch gekoppelt ist, wobei der dritte elektrische Stift (316) dazu ausgebildet ist, ein Statussignal der Schaltung zur Verwendung durch eine Steuereinheit zu definieren, eine Diode (322), die zwischen dem Steuerknoten des zweiten Transistors (314) und dem zweiten elektrischen Stift (308) positioniert ist, so dass ein Vorwärtsleitungspfad der Diode (322) von dem Steuerknoten des zweiten Transistors (314) zu dem zweiten elektrischen Stift (308) definiert ist, einen vierten elektrischen Stift (318), der dazu ausgebildet ist, Steuersignale von der Steuerschaltung an den Steuerknoten des zweiten Transistors (314) zu liefern; und einen dritten Widerstand (320), der zwischen dem vierten elektrischen Stift (318) und dem Steuerknoten des zweiten Transistors (314) positioniert ist, wobei der zweite Transistor (314) weiterhin dazu ausgebildet ist, als Reaktion auf die Steuersignale von der Steuerschaltung auszuschalten.
Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: der erste Transistor (102; 202; 302; 402; 502; 602) einen p-Typ-Metalloxidhalbleiter (PMOS)-Transistor aufweist; und der zweite Transistor (114; 214; 314; 414; 514; 614) einen n-Typ-Metalloxidhalbleiter-Transistor (NMOS) aufweist.
Schaltung, die dazu ausgebildet ist, Spannung von einer Spannungsquelle zu einer Kette von Leuchtdioden (432; 532; 632) zu steuern, wobei die Schaltung aufweist: einen ersten elektrischen Stift (406; 506; 606), der dazu ausgebildet ist, mit der Spannungsquelle elektrisch verbunden zu werden; einen zweiten elektrischen Stift (408; 508; 608), der dazu ausgebildet ist, mit der Kette von Leuchtdioden (432; 532; 632) elektrisch verbunden zu werden; einen ersten Transistor (402; 502; 602), der mit dem ersten elektrischen Stift (406; 506; 606) und dem zweiten elektrischen Stift (408; 508; 608) elektrisch gekoppelt ist, wobei der erste Transistor (402; 502; 602) dazu ausgebildet ist, einen Laststrompfad von der Spannungsquelle zu der Kette von Leuchtdioden (432; 532; 632) zu definieren, einen ersten Widerstand (404; 504; 604), der mit dem ersten elektrischen Stift (406; 506; 606) und dem zweiten elektrischen Stift (408; 508; 608) elektrisch gekoppelt und parallel zu dem Laststrompfad positioniert ist; einen zweiten Transistor (414; 514; 614), der mit einem Steuerknoten des ersten Transistors (402; 502; 602) und einem Referenzknoten elektrisch gekoppelt ist, wobei ein Steuerknoten des zweiten Transistors (414; 514; 614) mit dem zweiten elektrischen Stift (408; 508; 608) elektrisch gekoppelt ist; einen zweiten Widerstand (412; 512; 612), der zwischen dem ersten elektrischen Stift (406; 506; 606) und dem Steuerknoten des ersten Transistors (402; 502; 602) positioniert ist, eine Zenerdiode (422; 522; 622), die zwischen dem Steuerknoten des zweiten Transistors (414; 514; 614) und dem zweiten elektrischen Stift (408; 508; 608) positioniert ist, so dass ein Vorwärtsleitungspfad der Zenerdiode (422; 522; 622) von dem Steuerknoten des zweiten Transistors (414; 514; 614) zu der Kette von Leuchtdioden (432; 532; 632) definiert ist, und einen dritten Widerstand (424; 524; 624), der zwischen dem Steuerknoten des zweiten Transistors (414; 514; 614) und dem Referenzknoten positioniert ist, wobei der zweite Transistor (414; 514; 614) dazu ausgebildet ist, als Reaktion auf ein Kurzschlussereignis, das zu einer einzelnen Leuchtdiode innerhalb der Kette von Leuchtdioden (432; 532; 632) gehört, auszuschalten, und wobei der erste Transistor (402; 502; 602) dazu ausgebildet ist, als Reaktion darauf, dass der zweite Transistor (414; 514; 614) ausschaltet, auszuschalten.
Schaltung nach Anspruch 6, die weiterhin aufweist: einen Statusstift (516; 616), der mit dem Steuerknoten des ersten Transistors (502; 602) elektrisch gekoppelt ist, wobei der Statusstift (516; 616) dazu ausgebildet ist, ein Statussignal der Schaltung zur Verwendung durch eine Steuereinheit zu definieren.
Schaltung nach Anspruch 6 oder 7, die weiterhin aufweist: einen dritten Transistor (628), der zwischen dem zweiten Transistor (614) und dem Steuerknoten des ersten Transistors (602) positioniert ist; einen Steuerstift (618), der dazu ausgebildet ist, Steuersignale von einer Steuerschaltung an einen Steuerknoten des dritten Transistors (628) zu liefern; und einen vierten Widerstand (620), der zwischen dem Steuerstift (618) und dem Steuerknoten des dritten Transistors (628) positioniert ist, wobei der dritte Transistor (628) weiterhin dazu ausgebildet ist, als Reaktion auf die Steuersignale von der Steuerschaltung auszuschalten, und wobei der erste Transistor (602) dazu ausgebildet ist, als Reaktion darauf, dass der dritte Transistor (628) ausschaltet, auszuschalten.
Schaltung nach Anspruch 8, wobei der zweite und der dritte Transistor (614, 628) ein UND-Gatter zum Steuern des ersten Transistors (602) bilden, so dass der erste Transistor (602) als Reaktion darauf, dass sowohl der zweite als auch der dritte Transistor (614, 628) „EIN“-Zustände definieren, einen „EIN“-Zustand definiert.
Schaltung nach Anspruch 6, die weiterhin aufweist: einen dritten elektrischen Stift (616), der mit dem Steuerknoten des ersten Transistors (602) elektrisch gekoppelt ist, wobei der dritte elektrische Stift (616) dazu ausgebildet ist, ein Statussignal der Schaltung zur Verwendung durch eine Steuereinheit zu definieren, einen dritten Transistor (628), der zwischen dem zweiten Transistor (614) und dem Steuerknoten des ersten Transistors (602) positioniert ist; einen vierten elektrischen Stift (618), der dazu ausgebildet ist, Steuersignale von einer Steuerschaltung an einen Steuerknoten des dritten Transistors (628) zu liefern; und einen vierten Widerstand (620), der zwischen dem vierten elektrischen Stift (618) und dem Steuerknoten des dritten Transistors (628) positioniert ist, wobei der dritte Transistor (628) weiterhin dazu ausgebildet ist, als Reaktion auf die Steuersignale von der Steuerschaltung auszuschalten, und wobei der erste Transistor (602) dazu ausgebildet ist, als Reaktion darauf, dass der dritten Transistor (628) ausschaltet, auszuschalten.
Schaltung nach Anspruch 10, wobei der zweite und der dritte Transistor (614, 628) ein UND-Gatter zum Steuern des ersten Transistors (602) bilden, so dass der erste Transistor (602) als Reaktion darauf, dass sowohl der zweite als auch der dritte Transistor (614, 628) „EIN“-Zustände definieren, einen „EIN“-Zustand definiert.
Schaltung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei: der erste Transistor (414; 514; 614) einen p-Typ-Metalloxid-Halbleiter (PMOS)-Transistor aufweist; und der zweite Transistor (414; 514; 614) einen n-Typ-Metalloxid-Halbleiter (NMOS)-Transistor aufweist.
Verfahren, das aufweist: Steuern einer Spannung von einer Spannungsquelle zu einer oder mehr Leuchtdioden (432; 532; 632) über eine Schaltung (100; 200; 300; 400; 500; 600), die einen ersten Transistor (102; 202; 302; 402; 502; 602), der dazu ausgebildet ist, einen Laststrompfad von der Spannungsquelle zu der einen oder den mehr Leuchtdioden (432; 532; 632) zu definieren, enthält; Steuern eines Steuerknotens eines zweiten Transistors (114; 214; 314; 414; 514; 614) basierend auf den Leuchtdioden, wobei der zweite Transistor (114; 214; 314; 414; 514; 614) dazu ausgebildet ist, auszuschalten, wenn eine oder mehr der Leuchtdioden (432; 532; 632) einen elektrischen Kurzschluss aufweisen; und Steuern eines Steuerknotens des ersten Transistors (102; 202; 302; 402; 502; 602), so dass der erste Transistor (102; 202; 302; 402; 502; 602) dazu ausgebildet ist, als Reaktion darauf, dass der zweite Transistor (114; 214; 314; 414; 514; 614) ausschaltet, auszuschalten.
Verfahren nach Anspruch 13, das weiterhin aufweist: Bereitstellen eines Zustandshinweises der Schaltung basierend auf dem Steuerknoten des ersten Transistors (202; 302; 502; 602).
Verfahren nach Anspruch 13, das weiterhin aufweist: Empfangen von Steuersignalen von einer Steuerschaltung, um den Steuerknoten des zweiten Transistors (314; 614) zu steuern, wobei der zweite Transistor (314; 614) weiterhin dazu ausgebildet ist, als Reaktion auf die Steuersignale von der Steuerschaltung oder als Reaktion darauf, dass die eine oder die mehr Leuchtdioden (632) den elektrischen Kurzschluss aufweisen, auszuschalten.
Verfahren nach Anspruch 13, das weiterhin aufweist: Empfangen eines Steuersignals an einem dritten Transistor (628), der zwischen dem zweiten Transistor (614) und dem Steuerknoten des ersten Transistors (602) positioniert ist, wobei der dritte Transistor (628) weiterhin dazu ausgebildet ist, als Reaktion auf das Steuersignal von der Steuerschaltung ein- oder auszuschalten, und wobei der erste Transistor (602) dazu ausgebildet ist, als Reaktion darauf, dass der dritte Transistor (628) ausschaltet, auszuschalten.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der zweite und dritte Transistor (614, 628) ein UND-Gatter zum Steuern des ersten Transistors (602) bilden, so dass der erste Transistor (602) als Reaktion darauf, dass sowohl der zweite als auch der dritte Transistor (614, 628) „EIN“-Zustände definieren, einen „EIN“-Zustand definiert.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die eine oder die mehr Leuchtdioden (432; 532; 632) eine Kette von Leuchtdioden aufweisen und wobei der elektrische Kurzschluss einen einzelnen Kurzschluss, der zu einer Leuchtdiode innerhalb der Kette von Leuchtdioden (432; 532; 632) gehört, aufweist.