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Die
Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Schutz einer Serienschaltung
aus mindestens zwei Leuchtdioden vor dem Ausfall mit einem ersten
Versorgungsspannungpotentialanschluß für ein vorgegebenes Versorgungspotential
und einem zweiten, auf niedrigerem Potential liegenden Versorgungspotentialanschluß. Die Schaltungsanordnung weist
weiterhin eine Vorrichtung zum Erzeugen eines konstanten Stromes
auf. Es ist jeweils mindestens einer Leuchtdiode eine Bypass-Vorrichtung
parallel geschalten.
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Serienschaltungen
von Leuchtdioden (Light Emitting Diodes LED) werden zum Beispiel
im Bereich von Signalsteueranlagen sowie als Bremsleuchten im Kfz-Bereich
eingesetzt. Die Helligkeit, mit der die Leuchtdioden leuchten, ist
im wesentlichen von der Höhe
des durch die Leuchtdioden fließenden
Stromes abhängig.
Der Zusammenhang zwischen der Helligkeit und dem durch die Leuchtdioden fließenden Strom
ist nahezu linear.
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Hingegen
ist die an den Leuchtdioden abfallende Spannung vor allem von der
Farbe und den Herstellungsbedingungen abhängig. Gerade beim Einsatz einer
Serienschaltung im Kfz-Bereich ist eine gleichmäßige Helligkeit unter. allen
Betriebsbedingungen von großer
Bedeutung. Da bei einem Kfz nur eine Betriebsspannung von in der
Regel 12 Volt zur Verfügung
steht, können
zum einen nur sehr wenige Leuchtdioden in Serie verschalten werden,
zum anderen ist die Einstellung des Konstantstromes über einen
Widerstand, der in Serie zu den Leuchtdiode verschalten ist, nur
sehr unpräzise.
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Da
wie eingangs erwähnt
der Spannungsabfall an einer einzelnen Diode während der Herstellung schwankt,
ist es notwendig, die an der Leuchtdiode abfallende Spannung bei
einem vorgegebenen Strom meßtechnisch
nach der Herstellung zu erfassen. Eine Klassifizierung der Leuchtdioden
in verschiedene Spannungsklassen wird vom Hersteller vorgenommen.
Nach der Klassifizierung werden zum Beispiel drei oder vier Leuchtdioden
jeweils gleicher Spannungsklasse in Serie verschalten. Die an einer einzelnen
Leuchtdiode abfallende Spannung liegt je nach Spannungsklasse zwischen
2,0 und 3,0 Volt. Der Vorwiderstand der Leuchtdiodenserienschaltung im
Kfz wird nun so dimensioniert, daß an der Serienschaltung aus
dem Widerstand und den Leuchtdioden die Nennspannung von 12 Volt
abfällt.
Die Größe des Widerstandes
bestimmt sich durch den geforderten Nennstrom von zum Beispiel 50
mA. Der Nachteil der eben beschriebenen Anordnung besteht darin, daß die Leuchtdioden
nach der Herstellung in einzelne Spannungsklassen aufgeteilt werden
müssen,
um über
den Vorwiderstand den geforderten konstanten Strom durch die Leuchtdiodenserienschaltung
einprägen
zu können.
Diese Vorgehensweise ist zeitintensiv und kostenträchtig.
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1 zeigt eine beispielhafte
Leuchtdiodenanordnung und deren Beschaltung in einem Kraftfahrzeug
nach dem Stand der Technik. Die Figur zeigt eine Reihenschaltung
3 aus
drei Leuchtdioden
5 sowie einen Widerstand
4 zur
Einstellung des konstanten Stromes durch die Reihenschaltung
3 beinhalten.
Die Reihenschaltung
3 aus den drei Leuchtdioden
5 ist
so verschalten, daß die
Kathode einer Leuchtdiode
5 mit der Anode einer weiteren
Leuchtdiode
5 verschalten ist. Die letzte Leuchtdiode
5 der Reihenschaltung
3 ist
mit dem unteren Versorgungspotentialanschluß
2, in der Regel
dem Massepotential, verbunden. Die Anode der ersten Leuchtdiode
5 ist
mit dem Widerstand
4 zur Begrenzung des Stromes verbunden.
Der andere Anschluß des
Widerstandes
4 ist mit der Kathode einer Diode D1 verbunden,
die als Verpolschutz dient. Die Anode der Diode D1 ist mit einem
weiteren Widerstand R verbunden, der mit seinem anderen Ende an
einem ersten Versorgungspotentialanschluß
1 liegt, der die
Betriebsspannung
1 (im Kraftfahrzeug 12V) zur Verfügung stellt.
Der Reihenschaltung aus dem Widerstand
4 und der Reihenschaltung
3 der
Leuchtdioden
5 ist eine Zener-Diode ZD parallel geschalten,
wobei die Anode der Zener-Diode ZD mit dem zweiten Versorgungspotentialanschluß verbunden
ist, während
die Kathode der Zener-Diode ZD mit dem Widerstand
4 in
Verbindung steht. Der Widerstand R und die Zener-Diode ZD bilden
zusammen einen Schutz vor Überspannung.
Eine derartige Schaltungsanordnung ist beispielsweise in der
DE 197 28 763 A1 beschrieben.
Der Widerstand R ist dabei als PTC-Widerstand ausgeführt.
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Der
Widerstand 4 ist so dimensioniert, daß unter Nennbedingungen (Vbb = 12 Volt) der gewünschte Konstantstrom durch
die Reihenschaltung aus den Leuchtdioden 5 fließt. In der
Regel wird den Leuchtdioden ein Strom von 50 mA aufgeprägt, um die
im Kfz geforderte Helligkeit der Leuchtdioden zu erzeugen. Da die
Betriebsspannung Vbb in einem Kraftfahrzeug
während
des Betriebes jedoch nicht konstant ist, liegen an den Leuchtdioden 5 unterschiedliche
Spannungen an. Diese haben eine unterschiedliche Helligkeit während des
Betriebes zur Folge, was im Kraftfahrzeug unerwünscht ist.
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Weiterhin
besteht der Nachteil, daß der durch
die Leuchtdiode 5 fließende
Strom auch von der Umgebungstemperatur abhängig ist. Die Umgebungstemperatur
wird zum einen durch die Verlustwärme am Widerstand 4 beeinflußt, zum
anderen jedoch auch durch die von Sonneneinstrahlung erzeugten Temperaturen.
Die Umgebungstemperaturen einer derartigen Leuchtenanordnung können bis über 100° Celsius
betragen. Aufgrund der erhöhten Temperatur
fließt
durch die Leuchtdioden 5 jeweils ein wesentlich größerer Strom,
als der unter Nennbedingungen vorgesehene Strom von 50 mA. Fließt über längere Zeit
ein zu großer
Strom durch die Leuchtdioden, so können diese beschädigt werden. Fällt in der
Reihenschaltung 3 nur eine Leuchtdiode 5 aus,
so fällt
der gesamte Leuchtdioden-Strang aus.
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Aufgrund
der geringen Nennspannung von Vbb = 12 Volt
ist es zudem nur möglich,
eine begrenzte Anzahl an Leuchtdioden 5 in Serie miteinander
zu verschalten. Je nach Spannungsklasse der Leuchtdioden 5 können typischerweise
zwischen 3 oder 4 Leuchtdioden hintereinander
geschaltet werden, wobei an der Reihenschaltung 3 der Leuchtdioden 5 üblicherweise
eine Spannung zwischen 8 und 9 V abfällt. Die restlichen zur Verfügung stehenden
3 bis 4 V fallen am Widerstand 4 ab, wobei durch die Größe des Widerstandes
dann der Konstantstrom durch die Reihenschaltung 3 der
Dioden festgelegt werden kann. Im Anwendungsfall eines Kraftfahrzeuges
werden jedoch zwischen 20 und 25 Leuchtdioden
benötigt,
um die für
eine Bremsleuchte erforderliche Helligkeit zu erhalten. Aus diesem
Grund ist eine Parallelschaltung mehrerer Stränge notwendig.
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Aus
der
DE 41 29 059 A1 ist
eine weitere Leuchtdiodenschaltung bekannt, die paarweise zusammengesetzte
Zweige mit entgegengesetzt ausgerichteten Leuchtdioden aufweist.
Die Zweige sind eingangsseitig mit einer Wechselspannungsquelle und
ausgangsseitig mit einem Kondensator verbunden, der seinerseits
an Masse angeschlossen ist. Der Kondensator lädt sich jeweils auf, wenn durch
einen Zweig Strom fließt
und läßt diese
Ladung durch den anderen Zweig zurückfließen, wenn an der Wechselspannungsquelle
die entgegengesetzte Halbwelle ansteht.
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Aus
der WO 97/29320 ist eine Leuchtdiodenschaltung bekannt, die mehere
Leuchtdioden aufweist, die in Reihe zueinander und in Reihe zu einer Stromquelle
zwischen Anschlussklemmen für
eine Versorgungsspannung geschaltet sind. Parallel zu einer oder
zwei dieser in Reihe geschalteten Leuchtdioden ist dabei eine Zenerdiode
als Überspannungsschutz
geschaltet.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Schaltungsanordnung
vorzusehen, wobei bei einem Ausfall einer Leuchtdiode die gesamte
Serienschaltung aus Leuchtdioden vor dem Ausfall geschützt ist.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 gelöst.
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Weiterbildungen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß wird jeweils
mindestens einer Leuchtdiode der Serienschaltung aus wenigstens
zwei Leuchtdioden eine Bypass-Vorrichtung
parallel geschalten. Die Bypass-Vorrichtung weist einen MOSFET mit
einem Drain-, einem Source- und einem Gate-Anschluss auf, zwischen dessen Drain- und
Gate-Anschluss ein Widerstand geschaltet ist und dessen Gate-Anschluss
durch eine Ansteuerung angesteuert ist. Ein derart verschalteter
MOS- FET wird nachfolgend als MOS-Diode bezeichnet.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jeder Leuchtdiode eine Bypassvorrichtung
parallel geschalten.
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Die
Verwendung einer solchen ansteuerbaren MOS-Diode ermöglicht bei
einer Ansteuerung das Kurzschließen zumindest einer Leuchtdiode,
so daß nur
eine vorbestimmte Anzahl an Leuchtdioden leuchten kann.
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Diese
Anordnung bringt den Vorteil mit sich, daß eine bestimmte Anzahl an
Leuchtdioden über
die MOS-Diode kurzgeschlossen wird, und somit kein Strom durch sie
fließt.
Diejenigen Leuchtdioden, die nicht über die MOS-Dioden kurzgeschlossen
wurden, erhalten von der Ansteuerschaltung weiterhin Strom und leuchten
somit mit gleicher Helligkeit weiter. Die anderen Leuchtdioden werden
mit niedrigem Spannungsabfall kurzgeschlossen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist jeder Bypass-Vorrichtung
den Eingängen
jeweils eines Komparators parallel geschalten, wobei die Ausgänge des
Komparators einer Ansteuerung zugeführt werden können. Hierdurch
wird erzielt, daß der
Ausfall einer Leuchtdiode über
einen Statusausgang der Ansteuerung sichtbar gemacht werden kann,
wobei jedoch die Serienschaltung aus wenigstens zwei Leuchtdioden
unvermindert in ihrer Funktion aufrecht erhalten ist.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Bypass-Vorrichtung in
der Ansteuerung integriert. Die Integration der Bypass-Vorrichtung
in der Ansteuerung hat den Vorteil, daß sowohl die Ansteuerung als
auch die Bypass-Vorrichtung in integrierter Form hergestellt werden
können,
was eine einfache und kostengünstige
Fertigung nach sich zieht.
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Die
Schaltungsanordnung zum Schutz der Serienschaltung aus mindestens
zwei Leuchtdioden vor dem Ausfall besteht weiterhin aus einem ersten Versorgungspotentialanschluß für ein vorgegebenes Versorgungsspannungspotential
und einem zweiten, auf niedrigerem Potential liegenden Versorgungspotentialan schluß. Die Schaltungsanordnung
weist weiterhin eine Vorrichtung zum Erzeugen eines konstanten Stromes
auf.
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Die
Vorrichtung zum Erzeugen des konstanten Stromes kann beispielsweise
als Hochsetzsteller ausgeführt
sein, wobei der Hochsetzsteller an seinem Ausgang eine über der
vorgegebenen Versorgungsspannung liegende Spannung erzeugt. Der Hochsetzsteller
wird über
eine mit ihm verbundene Ansteuerung gesteuert. Der Hochsetzsteller
besteht aus einem von der Ansteuerung gesteuerten Leistungsschalter
sowie einer Induktivität
und einer Diode.
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Alternativ
kann die Vorrichtung zum Erzeugen eines konstanten Stromes auch
aus mindestens einer Ladungspumpe und der damit verbundenen Ansteuerung
bestehen. Die Ladungspumpe erzeugt jedenfalls eine über der
vorgegebenen Versorgungsspannung liegende Spannung, die den zum
Betrieb der Serienschaltung einer unbestimmten Anzahl an Leuchtdioden
benötigten
Konstantstrom erzeugt.
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Die
Verwendung eines Hochsetzstellers beziehungsweise einer Ladungspumpe
ist zum Beispiel im Bereich von Kfz-Anwendungen vorteilhaft, in
denen nur eine geringe Versorgungsspannung am ersten Versorgungspotentialanschluß zur Verfügung steht.
Die Vorrichtung zum Erzeugen eines konstanten Stromes kann jedoch
ebenso aus einem Abwärtswandler
und der damit verbundenen Ansteuerung bestehen. Dies ist zum Beispiel
dann der Fall, wenn aus einer Netzwechselspannung eine geringere Gleichspannung
erzeugt werden soll, wie dies zum Beispiel bei Signalsteueranlagen
der Fall ist.
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Vorteilhafterweise
weist die Schaltungsanordnung zum Schutz der Serienschaltung aus
den mindestens zwei Leuchtdioden vor dem Ausfall eine Stromerfassungseinrichtung
auf, die den Strom durch die Serienschaltung der Leuchtdioden erfaßt. Ein
durch den Strom durch die Stromerfassungseinrichtung erzeugtes Signal
wird vorteilhafterweise der Ansteuerung der Schal tungsanordnung
zugeführt, die
ihrerseits die Vorrichtung zum Erzeugen des konstanten Stromes abhängig vom
gemessenen Strom steuert.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
Schaltungsanordnung gemäß dem Stand
der Technik
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2 eine
erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
zum Ansteuern einer Serienschaltung einer unbestimmten Anzahl an
Leuchtdioden,
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3 die
erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
mit als MOS-Dioden ausgeführten
Bypass-Vorrichtungen, und
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4 eine
erfindungsgemäße Schaltungsanordnung,
wobei die Vorrichtung zum Erzeugen eines konstanten Stromes als
Ladungspumpe ausgeführt
ist.
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2 zeigt
eine Schaltungsanordnung zum Schutz einer Serienschaltung aus mindestens
zwei Leuchtdioden vor dem Ausfall. Die Schaltungsanordnung weist
ein erstes Versorgungsspannungspotential 1, an dem eine
vorgegebene Betriebsspannung Vbb anliegt,
auf, sowie einen zweiten Versorgungspotentialanschluß 2,
der auf dem Massepotential liegt. Die Schaltungsanordnung besitzt
weiterhin eine Vorrichtung zum Erzeugen eines konstanten Stromes 7 wobei
am Ausgang der Vorrichtung 7 eine von der vorgegebenen
Betriebsspannung Vbb abweichende Spannung
anliegt. Die Vorrichtung 7 ist an ihrem Ausgang mit dem
Eingang einer Stromerfassungseinrichtung 8 verbunden. Die
Vorrichtung 7 wird von einer Ansteuerung 6 angesteuert,
die einen spannungsgesteuerten Oszillator sowie eine Logik aufweist
und über
das erste Versorgungsspannungs potential 1 mit Spannung
versorgt. Die Ansteuerung 6 wird weiterhin von einem Ausgang
der Stromerfassungseinrichtung 8 angesteuert. Ein zweiter
Ausgang der Stromerfassungseinrichtung ist mit dem Eingang der Serienschaltung 3,
die eine unbestimmte Anzahl an Leuchtdioden 5 aufweist,
verbunden. Der Ausgang der Stromerfassungseinrichtung 8 ist dabei
mit dem Anodenanschluß einer
ersten Leuchtdiode 5 verbunden. Der Kathodenanschluß dieser Leuchtdiode 5 ist
mit dem Anodenanschluß einer weiteren
Leuchtdiode 5 verbunden. Der Kathodenanschluß der letzten
Leuchtdiode ist mit dem Massepotential verbunden.
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Die
Vorrichtung zum Erzeugen eines konstanten Stromes 7 durch
die Serienschaltung 3 ist in der vorliegenden Figur als
sogenannter Hochsetzsteller 7 ausgeführt. Der Hochsetzsteller 7 weist
einen Leistungsschalter 11, der als MOSFET ausgeführt ist,
sowie eine Induktivität 9 und
eine Diode 10 auf. Das Gate des MOSFETs wird von der Ansteuerung 6 angesteuert.
Der Sourceanschluß des
MOSFETs 11 ist mit dem Massepotential verbunden, während der
Drainanschluß mit
dem Verbindungspunkt zwischen der Induktivität 9 und dem Anodenanschluß der Diode 10 verbunden
ist. Der Kathodenanschluß der
Diode 10 bildet den Ausgang des Hochsetzstellers 7.
Mit dem Kathodenanschluß der
Diode 10 ist weiterhin eine parallel geschaltene Kapazität 12 verbunden,
die mit ihrem zweiten Anschluß mit dem
Massepotential in Verbindung steht. Der Kondensator 12 dient
zur Glättung
des am Ausgang des Hochsetzstellers erzeugten Signals. Das Gate
des MOSFETs 11 wird über
den spannungsgesteuerten Oszillator in der Ansteuerung 6 leitend
beziehungsweise nicht leitend geschalten.
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Die
Stromerfassungsvorrichtung 8 besteht aus einem Widerstand 13,
der einerseits mit dem Ausgang des Hochsetzstellers 7 und
andererseits mit dem Eingang der Serienschaltung 3 verbunden
ist. Die an dem Widerstand 13 abfallende Spannung wird den
beiden Eingängen
eines Komparators 14 zugeführt. Der Ausgang des Komparators 14 ist
mit der Ansteuerung 6 verbunden, wobei das am Ausgang des
Komparators 14 anliegende Signal das Puls-Weiten-Verhältnis des
spannungsgesteuerten Oszillators steuert.
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Durch
den Hochsetzsteller 7 wird die am ersten Versorgungspotentialanschluß 1 anliegende
Betriebsspannung Vbb auf einen höheren Spannungswert
am Verbindungspunkt zwischen der Induktivität 9 und der Diode 10 gebracht.
Bedingt durch die Taktfrequenz des Ein- und Ausschaltens des Leistungsschalters 11 wächst die
Spannung an dem genannten Verbindungspunkt auf einen Wert an, der
etwas über
dem Spannungswert liegt, der zwischen dem Ausgang des Hochsetzstellers 7 und
dem Masseanschluß 2 liegt.
Die benötigte
Spannung errechnet sich aus der Anzahl der in Serie verschaltenen
Leuchtdioden 5 und dem Spannungsabfall an jeder einzelner dieser
Leuchtdioden sowie dem Widerstand 13, welcher zur Stromerfassung
dient. Ist die Spannung auf einen ausreichend hohen Wert angestiegen,
so bedingt dies einen konstanten Stromfluß durch den Widerstand 13 und
die Serienschaltung 3, da der spannungsgesteuerte Oszillator
mit einer ausreichend hohen Frequenz von 100kHz den Leistungsschalter 11 ein-
und ausschaltet. Der Vorteil in der Verwendung eines Hochsetzstellers 7 besteht
darin, daß unabhängig von
der Anzahl der in Serie verschaltenen Leuchtdioden 5 genau
die Spannung zur Verfügung gestellt
wird, die notwendig ist, um einen konstanten Stromfluß durch
die Serienschaltung 3 zu erzeugen.
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Um
das Ausfallen der gesamten Serienschaltung 3 beim Ausfall
einer einzelnen Leuchtdiode 5 zu verhindern, ist in der
Figur jeder Leuchtdiode 5 eine Zener-Diode 15 antiparallel
geschalten. Die an den Leuchtdioden anliegende Flußspannung
beträgt üblicherweise
zwischen 2,0 und 3,0 V. Die Zenerspannung der antiparallel geschaltenen
Zener-Dioden könnte
beispielsweise 3,5 Volt betragen, so daß im Normalbetrieb sichergestellt
ist, daß die
Zener-Diode nicht durchbricht und die Leuchtdiode kurzschließt. Fällt jedoch
eine Leuchtdiode aus, so fließt der
durch den Widerstand 13 geregelte Strom über die parallel
geschaltete Zener-Diode 15 weiter. An der Zener-Diode 15 entsteht
in diesem Fall eine Verlustleistung, die dem Produkt aus dem durch
die Serienschaltung 3 fließenden Konstantstrom und der
an der Zener-Diode abfallenden Spannung beträgt. Es ist jedoch sichergestellt,
daß die
anderen Leuchtdioden 5 mit unverminderter Helligkeit weiterbrennen. Bedingt
durch die Stromregelung, die im Strompfad der Serienschaltung 3 liegt,
wird der geforderte Nennstrom durch das Nachregeln des Puls-Weiten-Verhältnisses
auf den vorgesehenen Wert geregelt.
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In
der Figur ist jeder Zener-Diode 15 ein Komparator K parallel
geschaltet, der den erhöhten Spannungsabfall
an der Zener-Diode beim Ausfall einer Leuchtdiode 5 detektiert.
Der Ausgang des Komparators K ist mit einem Eingang 17 der
Ansteuerung 6 verbunden, so dass an einem Statusausgang
ST der Ausfall einer Leuchtdiode 5 angezeigt werden kann.
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In
dem in der 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist jeder Leuchtdiode 5 eine Zener-Diode 15 antiparallel
geschalten. Es ist jedoch auch jederzeit denkbar, dass eine Zener-Diode 15 auch
zwei oder mehr Leuchtdioden 5 antiparallel geschalten ist. Die
Durchbruchsspannung der Zener-Diode 15 müßte dann
an die Spannung der Leuchtdioden angepaßt sein. Der Schaltungsaufwand
ließe
sich hierdurch etwas reduzieren.
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Eine
Diode D1, die mit ihrer Anode mit dem ersten Versorgungsspannungspotential
und mit ihrer Kathode mit der Induktivität 9 verbunden ist,
dient als Verpolschutz.
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3 zeigt
eine erfindungsgemäße Ausgestaltung
der Bypass-Vorrichtung 15 in
Gestalt einer, in integrierter Form denkbaren MOS-Diode. Der Leuchtdiode 5 ist
zu diesem Zweck ein MOS- FET 18 parallel geschalten, wobei
der Sourceanschluß des MOS-
FETs 18 mit dem Kathodenanschluß der Leuchtdiode 5 verbunden
ist und der Drainanschluss des MOSFETs 18 mit dem Anodenanschluß der Leuchtdiode 5 in
Verbindung steht. Ein Wi derstand 19 ist zwischen den Drainanschluß und den
Gateanschluß des
MOSFET 18 geschalten. Weiterhin ist mit dem Verbindungspunkt
zwischen dem Widerstand 19 und dem Gateanschluß des MOSFETs 18 der
Kathodenanschluß einer
Diode 20 verbunden. Der Anodenanschluß der Diode 20 ist
an die Ansteuerung 6 angeschlossen. Der Vorteil dieser
Anordnung besteht darin, daß die
MOS-Diode in der integrierten Ansteuerung 6 oder aber direkt
in der Leuchtdiode 5 integriert werden könnte. Die
Ansteuerung über
das Ansteuersignal VON schaltet den MOSFET 18 leitend und
schließt
somit die Leuchtdiode 5 kurz. Die Ansteuerung könnte zum
Beispiel dann Anwendung finden, wenn am Ausgang der Vorrichtung 7, 16 eine
zu geringe Spannung zur Verfügung
gestellt wird. Durch das Kurzschließen einiger Leuchtdioden wird
erzielt, daß die übrigen Leuchtdioden
der Serienschaltung 3 bei der verringerten Spannung am
Ausgang der Vorrichtung 7 noch mit unverminderter Helligkeit
brennen. Die Ansteuerung über
das Ansteuersignal VON kann weiterhin dazu
verwendet werden, bestimmte Leuchtdioden 5 gezielt an- oder auszuschalten.
Liegt am Ansteuersignal VON kein Signal
an, so sperrt der Leistungsschalter 18 und die Funktion
der MOS-Diode ist gleichbedeutend mit der einer Zener-Diode.
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In 4 ist
eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung zum Erzeugen eines konstanten
Stromes durch die Serienschaltung 3 dargestellt. Die Vorrichtung
ist in der vorliegenden Figur als Ladungspumpe 16 ausgeführt. Die
Ladungspumpe 16 weist zwei Leistungsschalter T1 und T2
auf, deren Laststrecken in Serie verschaltet sind. Der Drainanschluß des Leistungsschalters
T2 ist dabei mit dem ersten Versorgungspotentialanschluß 1 verbunden,
während
der Sourceanschluß des
Leistungsschalters T2 mit dem Drainanschluß des Leistungsschalters T1 verbunden
ist. Der Sourceanschluß von
T1 liegt auf Massepotential. Die Gateanschlüsse der als MOS- FETs ausgeführten Leistungsschalter
T1 und T2 sind mit der Ansteuerung 6 verbunden. Der Laststrecke des
Leistungsschalters T2 ist eine Serienschaltung aus einer Kapazität C1 und
einer Diode D2 parallel geschalten. Die Kapazität C1 ist da bei mit dem Verbindungspunkt
zwischen den Leistungsschaltern T1 und T2 verbunden, während der
Anodenanschluß der
Diode D2 mit dem Drainanschluß des
Leistungsschalters T2 verbunden ist. Der Verbindungspunkt zwischen
dem Kondensator C1 und dem Kathodenanschluß der Diode D2 bildet den Ausgang
der Ladungspumpe. Je nachdem, wie hoch die von der Serienschaltung 3 der
Leuchtdioden 5 geforderte Spannung ist, kann der Ausgang
der Ladungspumpe gleich mit dem Widerstand 13 der Stromerfassung verbunden
sein, oder aber mit dem Eingang einer weiteren Ladungspumpe 16.
In der Figur ist eine Kaskade aus drei Ladungspumpen 16 dargestellt,
die am Verbindungspunkt zwischen dem Glättungskondensator C4 und einer
Diode D5 in etwa das Vierfache der am ersten Versorgungspotentialanschluß 1 anliegenden
Spannung erzeugen. Die Anzahl der Ladungspumpen 16 richtet
sich nach der Anzahl der in Serie verschaltenen Leuchtdioden 5.
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Durch
das Vorsehen einer Bypass-Vorrichtung für jeweils mindestens eine Leuchtdiode
ist der Ausfall einer Serienschaltung aus einer unbestimmten Anzahl
an Leuchtdioden beim Ausfall einer einzelnen Leuchtdiode sichergestellt.