EP1235465B1 - LED driving circuit in a vehicle - Google Patents

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EP1235465B1
EP1235465B1 EP02002848A EP02002848A EP1235465B1 EP 1235465 B1 EP1235465 B1 EP 1235465B1 EP 02002848 A EP02002848 A EP 02002848A EP 02002848 A EP02002848 A EP 02002848A EP 1235465 B1 EP1235465 B1 EP 1235465B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
voltage
driver circuit
resistor
consumer
transistor
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP02002848A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1235465A2 (en
EP1235465A3 (en
Inventor
Hans-Alfred Bode
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hella GmbH and Co KGaA
Original Assignee
Hella KGaA Huek and Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Hella KGaA Huek and Co filed Critical Hella KGaA Huek and Co
Publication of EP1235465A2 publication Critical patent/EP1235465A2/en
Publication of EP1235465A3 publication Critical patent/EP1235465A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1235465B1 publication Critical patent/EP1235465B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • H05B45/14—Controlling the intensity of the light using electrical feedback from LEDs or from LED modules
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/50—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED] responsive to malfunctions or undesirable behaviour of LEDs; responsive to LED life; Protective circuits

Definitions

  • the present invention relates to a driver circuit for driving a consumer from a control unit, wherein the consumer remote from the control unit is operable only within a predetermined operating voltage interval.
  • the driver circuits mentioned above are preferably used in tail lights in the prior art, in which light-emitting diodes (LEDs) are used as electrical consumers.
  • LEDs light-emitting diodes
  • Light-emitting diodes have a current-voltage characteristic similar to Zener diodes. Up to a certain voltage no current flows and consequently there is no light emission. If this voltage is then exceeded, the current increases sharply and the LED starts to light up. In most cases, LEDs are powered by a pre-resistor, which determines the current through the LEDs for a given supply voltage.
  • the current through the LEDs is also constant.
  • the brightness of the LED light corresponds to the legal requirements.
  • the supply voltage varies between 9 and 16 volts and can - in exceptional cases where a motor vehicle of a external power supply is started (jump-start) - even reach 32 volts. Therefore, as long as only a series resistor is connected in front of the LEDs, such a circuit would result in unacceptable brightness fluctuations with such variations in the supply voltage. This can then easily cause the destruction of the LEDs result, which are operated for reasons of effectiveness at normal voltage of 12 volts already close to their load limit.
  • a protective circuit which is associated with the tail light and the supply voltage for all three functions tail light, brake light and flashing regulates, and controls for all functions to a constant current, which in the combination lamp for the tail and brake light on two different adjustable Levels is.
  • an LED failure detection circuit is provided in this protection circuit. From this circuit there is a connection to the vehicle interface, which has at least 5 separate lines. A to supply the supply voltage, a return line to signal a LED lights total failure, a Return line for signaling of individual failures of LEDs, an overvoltage protection line and at least one control line for controlling the constant current regulator.
  • this circuit ensures the reliability of the tail light, even if the on-board system fluctuation rises and falls in many areas, but it has the disadvantage that very many individual lines between a central control unit for the taillight and the protection circuit are necessary. Since the protection circuit disclosed therein must be arranged in the tail light itself or at least in the immediate vicinity thereof to reliably generate the LED failure signals, and since the control unit is often provided in motor vehicles only at a central location, for example in the engine compartment of the motor vehicle, inevitably result from the large number of required lines, the possibly necessary short-circuit fuses and by the large cable lengths inevitably high weight and high costs.
  • the path is also taken in the prior art to provide a driver at a central location for each luminaire, which driver is connected directly to the ever-present digital control unit, and which illuminates the individual luminaires, that is to say flashing light, closing light. and brake light supplied. This avoids unnecessarily many individual cables between the control unit and the individual lights.
  • central driver circuits are adapted only to the extent of the above-described problem, as that they Logically guide the driver signal, but not current or voltage-limited.
  • a driver circuit for driving a load in particular for driving LED lights, is disclosed by a control unit, in which the load is operable remotely from the driver circuit and control unit only within a predetermined operating voltage interval.
  • the invention is now characterized in that the driver circuit itself has a controllable current source for maintaining a safe operating state of the consumer, a control element driving the current source having a first input from a predetermined reference voltage (VCC) and a second input for supplying the control voltage to the consumer ,
  • VCC predetermined reference voltage
  • a far away from the driver and control unit arranged LED light generally a certain consumer to drive from a distance from a single cable, with various different operating modes are providable and the Operating voltage in an allowable voltage band for the consumer can be displayed.
  • the core feature described above can also be used to realize a driver for an LED flashing light in the motor vehicle.
  • the inventive concept is useful in order to also lead timed current signals via the above-mentioned, single connection line between driver and light.
  • an evaluation of a measured variable for determining the LED operability status can be carried out in a further advantageous form without a separate resistor installed parallel to the load, in particular to the luminaire, by using an ohmic which operates in series with the load between the positive supply voltage Test resistor is provided whose voltage drop between a higher voltage value and a lower voltage value for the purpose of detection the operability of the consumer of an evaluation circuit is supplied remotely from the consumer.
  • the driver circuit according to the invention is provided so that a driver drives an LED light assembly. It is provided in a preferred manner, a single connection line between the driver and the lamp, which is also evaluated simultaneously for status monitoring of the consumer.
  • the evaluation circuit preferably includes a rail-to-rail differential amplifier to boost the test voltage drop.
  • the differential amplifier generates a voltage proportional to its input voltage difference at the emitter resistor of a Umfactransistors, wherein also in the sense resistor at the collector of the Umfactransistors a the input voltage difference proportional current is impressed, so that a voltage can be tapped as a sense voltage, the voltage drop is proportional to the test resistor, it is ensured for a safe and cost-effective implementation of the measuring principle.
  • the supply voltage of the differential amplifier can be switched on and off via a switching element, in particular a transistor, then the quiescent current of the overall circuit can advantageously be kept very low become.
  • a first resistor of predetermined size is connected, and a second resistor of predetermined size between the first and a third resistor of predetermined size is connected, wherein the third resistor is at supply potential, then the inventive circuit inexpensive and reliable to produce.
  • driver circuit is designed as an integrated circuit (IC) up to the power components, further costs can be saved, since the circuit is extremely universally applicable and therefore can be advantageously used in large quantities in the mass market of automotive LED tail lights.
  • IC integrated circuit
  • Fig. 1 shows the application of a driver circuit according to the invention for a LED tail light in the automotive field.
  • the right part of the drawing is visibly divided into two areas: the left area is the actual driver circuit, while the right area represents the actual LED lighting arrangement. Both areas are separated by a dashed line 10.
  • the LED light assembly which is provided as a whole with reference numeral 8, is connected to the driver circuit according to the invention advantageously only by a single supply cable 12.
  • the driver circuit itself is present in a processor-operated control unit and has for this purpose the five connection lines 14, 16, 18, 20 and 22.
  • the supply line of the driver circuit 24 comes out of the output 24 of the driver circuit and is connected to a line connector 26 having a considerable length going supply line 12 to the LED light assembly 8 is connected.
  • Line 14 is a control line, via which the switching on and off of the so-called open-load test can be controlled. This will be explained in more detail below.
  • Line 16 is the battery voltage supply line.
  • Line 18 is a control line which is assigned a reference voltage VCC of +5 volts.
  • Line 20 can be used to turn on and off the entire driver circuit, and for a pulse width modulation drive up to the kilohertz range.
  • Line 22 is a status line, via the current level of the state of the supply voltage and various short-circuit situations can be queried, which will be explained in more detail below.
  • Transistor T1 is a power transistor that represents the driver's power current path as a controllable current source. On the emitter side, it is connected to the supply voltage via a series resistor R1, which is in the operating state can fluctuate between 9 and 32 volts. However, the operating voltage will fluctuate only between 9 and 16 volts in a regular manner.
  • the collector of T1 is connected to the output of the driver and the supply line for the LED lamp 8.
  • the base of the transistor T2 is connected to a reference voltage of 5 volts, whereas the base of the transistor T3 is connected to ground via a zener diode.
  • the collector of transistor T2 is connected via a series resistor R3 to the base of the power transistor T1.
  • the two emitters of T2 and T3 are connected to each other and form between them a node to which, when switched on, a relatively low potential is applied, the magnitude of which is essentially determined by the size of the resistor R4.
  • R4 is directly connected to ground via the emitter-collector path of transistor T4.
  • the voltage regulator constructed with the transistors T1, T2 and T3 limits the output voltage in the direction of the LED luminaire arrangement as a function of the voltage VCC present in the control unit.
  • the transistors T2 and T3 constitute a differential amplifier which compares the reference voltage VCC with the output voltage of the transistor T1 divided by the resistors R5 and R6 + R7 and prevents the driving of the transistor T1 through the transistor T2 by the transistor T2 connected in parallel with the transistor T2 T3 takes over the current and thus the transistor T2 blocks.
  • a current limiting is additionally installed, which limits a possibly occurring short-circuit current and thus the transistor T1 protects.
  • LED luminaire arrangement 8 For reasons of clarity, only 3 LEDs are shown in the LED luminaire arrangement 8, which are protected by a series resistor and a blocking diode. Furthermore, an ohmic resistor is parallel to the LEDs. This serves as a measuring resistor, which will be discussed below.
  • a short to positive can be detected by a positive signal on the status line for an operating state by the transistor switch T4 is not driven, that is, in the off state of the driver.
  • the short-circuit situation after plus can be recognized by a positive level on the status line, which is just below the reference voltage, in the example just below 5 volts, see also the left-hand area of FIG. 1, bottom line.
  • a short to minus can be detected by a very low level near zero on the status line, in an operating state in which the switch is 'on', so transistor T4 has switched to continuity.
  • the regular, error-free operating state can be recognized by the left pulse at a level of 5 volts.
  • a so-called open-load test circuit is shown in an advantageous manner in the upper region of the figure of FIG. 1, which essentially by a switchable constant current source of the transistors T5 and T6, the diodes D4, D5 and the resistors R8, R9 and R10, as well as the resistors R5, R6 and R7 is formed on the status line.
  • the task of the constant current source when switched by switching on the test line 14 via the transistor switch T6 and the resistor R10 to passage to bring a measuring current small size in the off state of the main switch T4 to the LED light 8, the LEDs still does not bring to glow, but at the parallel to the LEDs 31 connected to ohmic resistance 34 causes so significant a voltage drop that it can be detected and evaluated on the status line 22. In the open-load failure situation, power can no longer flow through the LEDs. As a direct result, a significantly lower current flows through the supply line 12 and the resistor 34, whereby the potential at the output of the transistor T1 is raised.
  • the error pulse of the open-load failure situation results near the reference voltage of 5 volts, as shown in the second line in the left-hand portion of FIG.
  • the test signal at the test input 14 is a simple square wave signal between 0 volts and 5 volts.
  • resistor R8 together with the Diodenpärchen D4, D5 has the task of the measuring transistor T5 to protect against excessive currents, in analog form, as has already been described for the power transistor T1 above.
  • the illustrated and described driver circuit can be advantageously combined with a controller by using a fixed voltage regulator with 2% accuracy, so that the above-mentioned 12 volt limitation with an accuracy of about 5% is sufficiently accurate in practice.
  • the output transistor T1 is formed should be that it short-circuited for about 100 milliseconds, so that time enough for the processor of the controller remains to turn it off in time.
  • FIG. 2 A further advantageous embodiment of an embodiment of the driver circuit according to the invention is shown in Fig. 2 in a schematic circuit diagram.
  • the driver circuit shown there has the advantage that the current can be measured by the LED light assembly 8 without the parallel resistor 34 shown in Fig. 1 in the on state.
  • FIG. 2 essentially corresponds to the lower right-hand part of FIG. 1, in particular with regard to the power transistor T1, which is also current-limited and also forms a voltage regulator with T2 and T3. In that regard, reference is made to the preceding description.
  • a voltage drop at the shunt resistor upstream of the power transistor T1 which serves to limit the current of the driver circuit, is evaluated in order to be able to measure and evaluate the current through the lamp in the switched-on state.
  • the invention proposes to use a rail-to-rail input operational amplifier 60, which ensures via a downstream transistor 70 that the voltage measured at the shunt resistor R1 likewise adjusts itself to the emitter resistor 72 of the downstream transistor 70.
  • the resulting current is composed of the current through the collector-emitter junction of transistor 70 plus the current through the base-emitter junction. Since the latter is less than 1% of the collector current, this proportion is negligible.
  • the collector current of the measuring circuit on the left edge of Fig. 2 is proportional to the output current of the driver. Therefore, the collector current at collector resistor 74 produces a sense voltage, which, in turn, is proportional to the output current of the LED driver and can be measured via an analog input of the controller processor (not shown).
  • the rail-to-rail input operational amplifier is designed for supply voltages up to approximately 16 volts, but has a low power consumption.
  • a corresponding zener diode 64 is connected in parallel with it. Its power supply is passed through a resistor 66. To the quiescent current of To keep circuit low, this circuit part by a transistor 62 on and off (see above).
  • the driver circuit shown allows the current measurement from a few milliamps to the current limit of the driver itself.
  • levels for open-load and overload during manufacture or later for a given replacement of a lamp with possibly different operating parameters in a motor vehicle repair shop stored in the memory of the controller processor become.
  • the circuit shown is thus largely universal. Only the output voltage and the current limit are specified as basic data, but with 500 mA all previous LED luminaires are sufficient.
  • the concept is open to future LED lighting arrangements, which consume less power with the same light emission. This is also illustrated by FIG.
  • Fig. 3 shows a sense voltage characteristic as a function of the output current, with high linearity.
  • a sense voltage is proportional to the current.
  • the inventive design of the driver circuit with open-load detection in the on state and without a resistor connected in parallel to the load allows a current measurement of a few milliamperes to the current limit of the driver itself.

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Description

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Treiberschaltung zum Treiben eines Verbrauchers von einem Steuergerät aus, wobei der Verbraucher entfernt vom Steuergerät liegend nur innerhalb eines vorgegebenen Betriebsspannungsintervalls betreibbar ist.The present invention relates to a driver circuit for driving a consumer from a control unit, wherein the consumer remote from the control unit is operable only within a predetermined operating voltage interval.

Die eingangs genannten Treiberschaltungen finden im Stand der Technik vorzugsweise bei Heckleuchten Anwendung, bei denen als elektrische Verbraucher Leuchtdioden (LEDs) eingesetzt werden. Leuchtdioden haben eine Strom-Spannungskennlinie ähnlich wie Zenerdioden. Bis zu einer bestimmten Spannung fließt kein Strom und es gibt folglich auch keine Lichtaussendung. Wird diese Spannung dann überschritten, steigt der Strom stark an und die LED beginnt zu leuchten. In den meisten Fällen werden LEDs mit einem Vorwiderstand betrieben, der den Strom durch die LEDs für eine bestimmte Versorgungsspannung bestimmt.The driver circuits mentioned above are preferably used in tail lights in the prior art, in which light-emitting diodes (LEDs) are used as electrical consumers. Light-emitting diodes have a current-voltage characteristic similar to Zener diodes. Up to a certain voltage no current flows and consequently there is no light emission. If this voltage is then exceeded, the current increases sharply and the LED starts to light up. In most cases, LEDs are powered by a pre-resistor, which determines the current through the LEDs for a given supply voltage.

Solange diese Versorgungsspannung konstant bleibt, ist auch der Strom durch die LEDs konstant. Die Helligkeit der LED-Leuchte entspricht dann den gesetzlichen Anforderungen. Im Kraftfahrzeug-Bordnetz schwankt die Versorgungsspannung allerdings zwischen 9 und 16 Volt und kann - in Ausnahmefällen bei denen ein Kraftfahrzeug von einem externen Netzgerät aus gestartet wird (Jump-Start) - sogar 32 Volt erreichen. Solange daher nur ein Vorwiderstand vor die LEDs geschaltet wird, würde eine solche Schaltung nicht hinnehmbare Helligkeitsschwankungen bei solchen Schwankungen der Versorgungsspannung ergeben. Dies kann dann auch leicht die Zerstörung der LEDs zur Folge haben, die aus Effektivitätsgründen bei Normalspannung von 12 Volt bereits nahe ihrer Belastungsgrenze betrieben werden.As long as this supply voltage remains constant, the current through the LEDs is also constant. The brightness of the LED light corresponds to the legal requirements. In the motor vehicle electrical system, however, the supply voltage varies between 9 and 16 volts and can - in exceptional cases where a motor vehicle of a external power supply is started (jump-start) - even reach 32 volts. Therefore, as long as only a series resistor is connected in front of the LEDs, such a circuit would result in unacceptable brightness fluctuations with such variations in the supply voltage. This can then easily cause the destruction of the LEDs result, which are operated for reasons of effectiveness at normal voltage of 12 volts already close to their load limit.

Ein im Stand der Technik vorhandener Ansatz, die vorgenannten Probleme hinsichtlich einer Stromüberlastung und einer oft damit verbundenen Temperaturüberlastung der LEDs zu lösen, ist in DE 19734750 offenbart.An approach existing in the prior art to solve the aforementioned problems with respect to a current overload and an often associated temperature overload of the LEDs is disclosed in DE 19734750.

Dort wird eine Schutzschaltung vorgeschlagen, die der Heckleuchte zugeordnet ist und die Versorgungsspannung für alle drei Funktionen Schlußlicht, Bremslicht und Blinklicht regelt, sowie für alle Funktionen auf einen konstanten Strom regelt, wobei diese bei der Kombinationsleuchte für das Schluß- und Bremslicht auf zwei verschieden einstellbaren Pegeln liegt.There, a protective circuit is proposed, which is associated with the tail light and the supply voltage for all three functions tail light, brake light and flashing regulates, and controls for all functions to a constant current, which in the combination lamp for the tail and brake light on two different adjustable Levels is.

Des weiteren ist in dieser Schutzschaltung eine LED-Ausfall-Erkennungsschaltung vorgesehen. Von dieser Schaltung gibt es eine Verbindung zur Fahrzeug-Schnittstelle, die über mindestens 5 getrennte Leitungen verfügt. Eine zur Lieferung der Versorgungsspannung, eine Rückleitung zur Signalisierung eines LED-Leuchten-Gesamtausfalls, eine Rückleitung zur Signalisierung von Einzelausfällen von LEDs, eine Überspannungsschutzleitung sowie wenigstens eine Steuerleitung zum Ansteuern der Konstantstromregler.Furthermore, an LED failure detection circuit is provided in this protection circuit. From this circuit there is a connection to the vehicle interface, which has at least 5 separate lines. A to supply the supply voltage, a return line to signal a LED lights total failure, a Return line for signaling of individual failures of LEDs, an overvoltage protection line and at least one control line for controlling the constant current regulator.

Diese Schaltung sorgt zwar für Betriebssicherheit der Heckleuchte, auch wenn die Bordnetzschwankung in weiten Bereichen steigt und fällt, sie weist jedoch den Nachteil auf, daß dafür sehr viele einzelne Leitungen zwischen einem zentralen Steuergerät für die Heckleuchte und der Schutzschaltung notwendig sind. Da die dort offenbarte Schutzschaltung in der Heckleuchte selbst oder zumindest in unmittelbarer Nähe derselben angeordnet sein muß, um die LED-Ausfallsignale zuverlässig erzeugen zu können, und da das Steuergerät bei Kraftfahrzeugen vielfach nur an zentraler Stelle, beispielsweise im Motorraum des Kraftfahrzeugs, vorgesehen ist, ergeben sich zwangsläufig durch die große Anzahl der erforderlichen Leitungen, der gegebenenfalls notwendigen Kurzschluß-Schmelzsicherungen sowie durch die großen Leitungslängen zwangsläufig ein hohes Gewicht und hohe Kosten.Although this circuit ensures the reliability of the tail light, even if the on-board system fluctuation rises and falls in many areas, but it has the disadvantage that very many individual lines between a central control unit for the taillight and the protection circuit are necessary. Since the protection circuit disclosed therein must be arranged in the tail light itself or at least in the immediate vicinity thereof to reliably generate the LED failure signals, and since the control unit is often provided in motor vehicles only at a central location, for example in the engine compartment of the motor vehicle, inevitably result from the large number of required lines, the possibly necessary short-circuit fuses and by the large cable lengths inevitably high weight and high costs.

Um diese technische Sackgasse zu vermeiden, wird im Stand der Technik auch der Weg beschritten, an zentraler Stelle für jede Leuchte einen Treiber vorzusehen, der unmittelbar mit dem immer vorhandenen, digitalen Steuergerät verbunden ist, und der die einzelnen Leuchten, also Blinkleuchte, Schluß- und Bremsleuchte versorgt. Dies vermeidet dann unnötig viele einzelne Kabel zwischen Steuergerät und den einzelnen Leuchten.In order to avoid this technical impasse, the path is also taken in the prior art to provide a driver at a central location for each luminaire, which driver is connected directly to the ever-present digital control unit, and which illuminates the individual luminaires, that is to say flashing light, closing light. and brake light supplied. This avoids unnecessarily many individual cables between the control unit and the individual lights.

Um jedoch die eingangs genannten Versorgungsspannungs-Probleme zu meistern und dadurch die Betriebssicherheit der LED-Leuchten auch nach den gesetzlich vorgesehenen, erhöhten Sicherheitsanforderungen zu erfüllen, sind im Stand der Technik bekannte zentrale Treiberschaltungen nur insoweit an die oben geschilderte Problematik angepaßt, als daß sie das Treibersignal logisch führen, jedoch nicht strom- oder spannungsbegrenzt.However, in order to master the above-mentioned supply voltage problems and thereby to meet the reliability of the LED lights according to the statutory, increased safety requirements, known in the art, central driver circuits are adapted only to the extent of the above-described problem, as that they Logically guide the driver signal, but not current or voltage-limited.

Daher werden in die LED-Leuchten selbst diverse Schutzbeschaltungen eingebaut, die in der LED-Leuchte nachteilhafter Weise zusätzliche Wärme produzieren, die der Leuchtkraft der LEDs abträglich ist. Des weiteren ist es auch hier notwendig, über eine separate Leitung Diagnoseinformation bezüglich eines eventuellen LED-Ausfalls oder Feedback-Information im Falle des getakteten Blinkersignals zur Ansteuerung des Innenraumblinkers zurück an das Steuergerät zu liefern.Therefore, various protective circuits are installed in the LED lights themselves, which disadvantageously produce additional heat in the LED light, which is detrimental to the luminosity of the LEDs. Furthermore, it is also necessary here to provide diagnostic information regarding a possible LED failure or feedback information in the case of the clocked turn signal for driving the interior turn signal back to the control unit via a separate line.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kostengünstig realisierbare Treiberschaltung für die eingangs genannten Anwendungen, insbesondere für LED-Leuchten im Kraftfahrzeug zu schaffen, die wenig zusätzlich Wärme im Leuchtenraum produziert und von der Konzeption her mit möglichst wenigen Leitungen auskommt.It is therefore an object of the present invention to provide an economically feasible driver circuit for the applications mentioned above, in particular for LED lights in the motor vehicle, which produces little additional heat in the luminaire room and requires the design with as few lines as possible.

VORTEILE DER ERFINDUNGADVANTAGES OF THE INVENTION

Ein erfindungsgemäßer Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 löst die vorgenannte Aufgabe.An inventive article having the features of claim 1 solves the above problem.

Auf die Ansprüche soll im folgenden Bezug genommen werden.The claims will be referred to below.

Gemäß dem allgemeinsten Aspekt der Erfindung wird eine Treiberschaltung zum Treiben eines Verbrauchers, insbesondere zum Treiben von LED-Leuchten von einem Steuergerät offenbart, bei der der Verbraucher entfernt von Treiberschaltung und Steuergerät liegend nur innerhalb eines vorgegebenen Betriebsspannungsintervall betreibbar ist.In accordance with the most general aspect of the invention, a driver circuit for driving a load, in particular for driving LED lights, is disclosed by a control unit, in which the load is operable remotely from the driver circuit and control unit only within a predetermined operating voltage interval.

Die Erfindung ist nun dadurch gekennzeichnet, dass die Treiberschaltung selbst zur Aufrechterhaltung eines sicheren Betriebszustands des Verbrauchers eine steuerbare Stromquelle, ein die Stromquelle ansteuerndes Regelelement mit einem ersten Eingang von einer vorgegebenen Referenzspannung (VCC) und einen zweiten Eingang zur Zuführung der Regelspannung für den Verbraucher aufweist.The invention is now characterized in that the driver circuit itself has a controllable current source for maintaining a safe operating state of the consumer, a control element driving the current source having a first input from a predetermined reference voltage (VCC) and a second input for supplying the control voltage to the consumer ,

Damit ist eine Lösung geschaffen, eine weit entfernt von Treiber und Steuergerät angeordnete LED-Leuchte, im allgemeinen ein bestimmter Verbraucher, von weiter Entfernung aus über ein einziges Kabel zu treiben, wobei diverse unterschiedliche Betriebsmodi vorsehbar sind und die Betriebsspannung in einem erlaubten Spannungsband für den Verbraucher darstellbar ist.Thus, a solution is provided, a far away from the driver and control unit arranged LED light, generally a certain consumer to drive from a distance from a single cable, with various different operating modes are providable and the Operating voltage in an allowable voltage band for the consumer can be displayed.

Daraus ergibt sich der zentrale Vorteil gegenüber dem vorgenannten Treiber aus dem Stand der Technik, daß aufgrund der Sicherheitsmaßnahmen im Leuchtentreiber selbst der Verbraucher, insbesondere die LED-Leuchten vor Überspannungen geschützt sind, wodurch eine Schutzbeschaltung im eigentlichen Sinne nahe beim Verbraucher, beispielsweise innerhalb einer LED-Heckleuchte eines Kraftfahrzeugs wegfallen kann. Es reicht aus, in der Heckleuchte selbst lediglich eine Sperrdiode und einen Vorwiderstand zu schalten, um einen Verpolungsschutz zu gewährleisten. Damit ist ein Kernmerkmal für das erfinderische Konzept offenbart, das es überdies erlaubt, den Treiber mit nur einer einzigen Leitungszuführung zur LED-Leuchte zu verbinden. Dadurch werden die oben erwähnten Nachteile des Standes der Technik - großes Gewicht durch viele Kabel, unnötig hohe Kosten - vermieden.This results in the main advantage over the aforementioned driver from the prior art that due to the security measures in the light driver itself, the consumer, in particular the LED lights are protected from overvoltages, creating a protective circuit in the true sense close to the consumer, for example, within an LED -Heckleuchte a motor vehicle can be omitted. It is sufficient to switch in the rear light itself only a blocking diode and a resistor, to ensure reverse polarity protection. This is a key feature of the inventive concept disclosed, which also allows to connect the driver with only a single cable feed to the LED light. As a result, the above-mentioned disadvantages of the prior art - great weight through many cables, unnecessarily high costs - avoided.

Des weiteren legt dieses Kernmerkmal den Grundstein für eine Erweiterung der Treiberschaltung dahingehend, einen ganzen Katalog an generellen Anforderungen für LED-Brems-/Rückleuchte inklusive Treiber zu erfüllen. Dieser Anforderungskatalog ist spezifisch für die Anwendung der Erfindung für Kraftfahrzeug-LED-Leuchten. Die generellen Anforderungen sind dort die folgenden:

  1. 1. Die Lichtwerte müssen bei 13,5 Volt Bordnetzspannung erreicht werden.
  2. 2. Die bestimmungsgemäße Funktion der LED-Leuchten muss in einem Spannungsbereich zwischen 9 und 16 Volt erfüllt werden, wobei kurzzeitige Spannungsspitzen bis 32 Volt keine Zerstörung von Schaltelementen verursachen dürfen.
  3. 3. Das Vorhandensein der LED-Leuchte soll erkennbar sein, woraus eine Überprüfbarkeit der Leitungsverbindung zwischen Treiber und Leuchte folgt.
  4. 4. Der LED-Treiber darf bei Kurzschluß nicht geschädigt werden.
  5. 5. Es muß eine Ansteuerung über Pulsweitenmodulation möglich sein, um mit 100 % der vorgegebenen Leistung ein Bremslicht und mit 5 % der Leistung das Schlußlicht zu realisieren.
Furthermore, this key feature lays the foundation for an extension of the driver circuit to meet a whole catalog of general requirements for LED brake / tail light including driver. This catalog of requirements is specific to the application of the invention for motor vehicle LED lights. The general requirements are the following:
  1. 1. The light values must be achieved with 13.5 volt vehicle electrical system voltage.
  2. 2. The intended function of the LED lights must be fulfilled in a voltage range between 9 and 16 volts, with short-term voltage peaks up to 32 volts may not cause destruction of switching elements.
  3. 3. The presence of the LED lamp should be recognizable, from which a verifiability of the line connection between driver and lamp follows.
  4. 4. The LED driver must not be damaged in the event of a short circuit.
  5. 5. It must be possible to control via pulse width modulation to realize a stop light with 100% of the specified power and the tail light with 5% of the power.

Des weiteren sei an dieser Stelle angemerkt, daß das oben beschriebene Kernmerkmal auch dazu verwendet werden kann, einen Treiber für eine LED-Blinkleuchte im Kraftfahrzeug zu realisieren. Allgemein gesprochen, ist das erfinderische Konzept brauchbar dafür, um über die oben angesprochene, einzige Verbindungsleitung zwischen Treiber und Leuchte auch zeitgesteuerte Stromsignale zu führen.Furthermore, it should be noted at this point that the core feature described above can also be used to realize a driver for an LED flashing light in the motor vehicle. Generally speaking, the inventive concept is useful in order to also lead timed current signals via the above-mentioned, single connection line between driver and light.

In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des jeweiligen Gegenstandes der Erfindung. Darauf soll im folgenden Bezug genommen werden:

  • Wenn das Regelelement einen Steuerstrom für die Stromquelle ausgibt, der die Regelspannung sinken läßt, wenn diese infolge zu niedrigen Widerstands der Stromquelle für den Verbraucher zu hoch ist, und der die Regelspannung steigen läßt, wenn diese infolge zu großen Widerstands die Stromquelle zu niedrig ist, so ist ein vorteilhaftes, allgemein anwendbares Spannungsreglerkonzept offenbart.
  • Wenn die Stromquelle einen Leistungstransistor als Stromquelle für den Verbraucher enthält, an dessen Ausgang die Versorgungsspannung für den Verbraucher anliegt, und das Regelelement ein Differenzverstärker ist, dessen einer Eingang mit einer Referenzspannung und dessen anderer Eingang mit der Regelspannung verbunden ist, so ist vorteilhaft anwendbares Spannungsregelprinzip offenbart, das einfach implementierbar ist.
  • Wenn des weiteren die Referenzspannung der Basis eines ersten Transistors (T2) und die Regelspannung der Basis eines zweiten Transistors (T3) des Differenzverstärkers zugeführt ist, so ist zusätzlich eine preisgünstig herstellbare Reglerschaltung offenbart, die ausgehend von der im Steuergerät vorhandenen Spannung für die Prozessorversorgüng die Ausgangsspannung für den Verbraucher auf einen vorgegebenen Wert begrenzt.
  • Wenn zusätzlich dem Leistungstransistor ein Vorwiderstand vorgeschaltet ist, und eine Mehrzahl an hintereinander geschalteten Dioden, bevorzugt zwei Dioden parallel zum Leistungstransistor geschaltet sind, so ergibt sich zusätzlich eine Strombegrenzung für den Leistungstransistor als Stromquelle, die den Kurzschlussstrom begrenzt und damit den Leistungstransistor T1 als primäre Stromquelle für den Verbraucher schützt.
  • Wenn eine Einschalt-Signalleitung zumindest einen der beiden Transistoren über einen Widerstand vorgegebener Größe mit Massepotential mit einem Schaltelement verbindet, das dadurch bei Ansteuerung an der Basis auf Durchlaß schaltbar ist, so ist die erfinderische Schaltung einschaltbar und ausschaltbar, wodurch es ggf. als Blinklichtschaltung, oder ähnliche Einsatzbereiche geeignet ist.
  • Wenn eine Konstantstromquelle mit dem Verbrauchereingang verbunden ist, die dazu eingerichtet ist, einen Meßstrom durch einen zum Verbraucher parallel geschalteten Widerstand zu treiben, dessen Größe zur Auswertung in der Treiberschaltung selbst dient, dann kann in vorteilhafter Weise eine Meßgröße, insbesondere ein Spannungsabfall zur Ermittlung eines 'open-load' Status bei ausgeschalteter Leuchte mit einem in den Verbraucher, insbesondere die Leuchte eingebautem Widerstand durch Detektion auf der Statusleitung in der Treiberschaltung selbst ausgewertet werden. Damit ergibt sich eine zuverlässige Ausfallerkennung selbst wenn die Leuchte ausgeschaltet ist, die ebenfalls 'fernabfragbar' ist und mit denselben Kostenvorteilen wie oben angesprochen verbunden ist.
  • Wenn die oben erwähnte Konstantstromquelle mit einem Eingangstransistor ein- und ausschaltbar ist, der bei Durchgang einen Meßstromtransistor (T5) als Stromquelle für den Meßstrom auf Durchgang schaltet, dann ist in vorteilhafter Weise ein Kurzschluß nach + und nach - erkennbar.
  • Wenn dem Meßstromtransistor ein Vorwiderstand vorgeschaltet ist, und zwei hintereinander geschaltete Dioden zu ihm parallel geschaltet sind, dann wird analog zum Leistungstransistor der Meßstromtransistor gegen Kurzschluß abgesichert.
In the dependent claims are advantageous developments and improvements of the respective subject of the invention. This is to be referred to in the following:
  • If the control element outputs a control current for the current source, which drops the control voltage, if this is too high due to low resistance of the power source for the consumer, and which increases the control voltage, if the current source is too low due to high resistance, Thus, an advantageous, generally applicable voltage regulator concept is disclosed.
  • If the power source includes a power transistor as a power source for the consumer, at the output of which the supply voltage is applied to the load, and the control element is a differential amplifier whose one input is connected to a reference voltage and the other input to the control voltage, then advantageously applicable voltage control principle disclosed, which is easy to implement.
  • Further, when the reference voltage of the base of a first transistor (T2) and the control voltage of the base of a second transistor (T3) of the differential amplifier is supplied, so a low-cost manufacturable regulator circuit is additionally disclosed, which starting from the voltage present in the control unit for the processor limits the output voltage for the consumer to a predetermined value.
  • If in addition the power transistor, a series resistor is connected upstream, and a plurality of diodes connected in series, preferably two diodes are connected in parallel to the power transistor, then there is a current limit for the power transistor as a current source, which limits the short-circuit current and thus the power transistor T1 as a primary power source protects for the consumer.
  • If a turn-on signal line connects at least one of the two transistors via a resistor of predetermined size to ground potential with a switching element, which is thereby switchable when actuated at the base on passage, the inventive circuit can be switched on and off, thereby possibly as a flashing light circuit, or similar applications is suitable.
  • If a constant current source is connected to the consumer input, which is adapted to drive a measuring current through a resistor connected in parallel to the load whose size is used for evaluation in the driver circuit itself, then advantageously a measured variable, in particular a voltage drop to determine a 'open-load' status when the light is switched off with one in the consumer, in particular the Built-in resistor built-in detection can be evaluated by detection on the status line in the driver circuit itself. This results in a reliable failure detection even when the light is switched off, which is also 'remotely interrogated' and is associated with the same cost advantages as mentioned above.
  • If the above-mentioned constant current source is switched on and off with an input transistor, which turns on passage a Meßstromtransistor (T5) as a current source for the measuring current to passage, then a short circuit to + and - - can be seen in an advantageous manner.
  • If the measuring current transistor is preceded by a series resistor, and two diodes connected in series are connected in parallel with it, then the measuring current transistor is protected against short-circuiting analogously to the power transistor.

Alternativ zu oben kann jedoch in weiterer, vorteilhafter Form eine Auswertung einer Meßgröße zur Ermittlung des LED- Betriebsfähigkeitsstatus ohne einen separaten, parallel zum Verbraucher, insbesondere zur Leuchte eingebauten Widerstand erfolgen, indem ein zwischen der positiven Versorgungsspannung in Reihe mit dem Verbraucher arbeitender Ohm'scher Test-Widerstand vorgesehen ist, dessen Spannungsabfall zwischen einem höheren Spannungswert und einem niedrigeren Spannungswert zum Zwecke der Feststellung der Betriebsfähigkeit des Verbrauchers einer Auswerteschaltung entfernt vom Verbraucher zugeführt wird.As an alternative to the above, however, an evaluation of a measured variable for determining the LED operability status can be carried out in a further advantageous form without a separate resistor installed parallel to the load, in particular to the luminaire, by using an ohmic which operates in series with the load between the positive supply voltage Test resistor is provided whose voltage drop between a higher voltage value and a lower voltage value for the purpose of detection the operability of the consumer of an evaluation circuit is supplied remotely from the consumer.

Das Meßprinzip zur Erkennung des Status im eingeschalteten Verbraucherzustand ist wie folgt:

  • Der Betriebsstrom muss durch einen sehr geringen, (etwa 1 Ohm) Testwiderstand fließen, der einen sehr geringen Spannungsabfall von hohem Potential (Highside) weggehend, erzeugt.
The measuring principle for detecting the status in the switched-on consumer state is as follows:
  • The operating current must flow through a very small (about 1 ohm) test resistor, which generates a very small high-side voltage drop.

Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Treiberschaltung so vorgesehen, daß ein Treiber eine LED-Leuchtenanordnung treibt. Es ist dabei in bevorzugter Weise eine einzige Verbindungsleitung zwischen Treiber und Leuchte vorgesehen, die auch noch gleichzeitig zur Statusüberwachung des Verbrauchers auswertbar ist.Preferably, the driver circuit according to the invention is provided so that a driver drives an LED light assembly. It is provided in a preferred manner, a single connection line between the driver and the lamp, which is also evaluated simultaneously for status monitoring of the consumer.

Eine Auswertung dieses Spannungsabfalls ist mit einem üblichen Verstärker vom Stand der Technik nicht möglich, da es sich um einen sehr geringen Spannungsabfall nahe der positiven Versorgungsspannung handelt. Erfindungsgemäß wird nun ein rail-to-rail-input-Operationsverstärker verwendet, der die Spannungsdifferenz verstärkt, einen Strom erzeugt, der im wesentlichen proportional ist zur Steuerspannung wobei dieser vom Operationsverstärker erzeugte Strom seinerseits einen Spannungsabfall an einer vorbestimmten Stelle erzeugt, der dann über eine Sense-Leitung in verstärkter Form gesenst werden kann.An evaluation of this voltage drop is not possible with a conventional amplifier of the prior art, since it is a very small voltage drop near the positive supply voltage. According to the invention, a rail-to-rail input operational amplifier is now used which amplifies the voltage difference, generates a current which is substantially proportional to the control voltage, this current generated by the operational amplifier in turn generates a voltage drop at a predetermined location, which then via a Sense line can be squeezed in reinforced form.

Fließt also ein Betriebsstrom durch den Testwiderstand, so stellt sich eine Spannungsdifferenz in einem vorgegebenen Bereich fest. Fließt kein Strom, weil der Verbraucher, insbesondere die LED Leuchte defekt ist, so wird die Spannungsdifferenz gleich Null sein. Damit ist eine Diagnose in der Treiberschaltung selbst möglich, entfernt vom Verbraucher, bei nur geringem Messstromverlust.
Die Auswerteschaltung enthält in bevorzugter Weise einen rail-to-rail Differenzverstärker, um den Testspannungsabfall zu verstärken.So flows an operating current through the test resistor, so sets a voltage difference in a given range. If no current flows, because the consumer, in particular the LED light is defective, the voltage difference will be zero. Thus, a diagnosis in the driver circuit itself is possible, away from the consumer, with only a small measurement current loss.
The evaluation circuit preferably includes a rail-to-rail differential amplifier to boost the test voltage drop.

Wenn der Differenzverstärker eine zu seiner Eingangsspannungsdifferenz proportionale Spannung am Emitter-Widerstand eines Umsetztransistors erzeugt, wobei auch in dem Sense-Widerstand am Kollektor des Umsetztransistors ein der Eingangsspannungsdifferenz proportionaler Strom eingeprägt wird, so daß eine Spannung als Sense-Spannung abgreifbar ist, die zum Spannungsabfall an dem Testwiderstand proportional ist, so ist für eine sichere und kostengünstige Realisierung des Meßprinzips gesorgt.If the differential amplifier generates a voltage proportional to its input voltage difference at the emitter resistor of a Umsetztransistors, wherein also in the sense resistor at the collector of the Umsetztransistors a the input voltage difference proportional current is impressed, so that a voltage can be tapped as a sense voltage, the voltage drop is proportional to the test resistor, it is ensured for a safe and cost-effective implementation of the measuring principle.

Wenn zum Differenzverstärker eine Zenerdiode parallel geschaltet ist, ist der Operationsverstärker in vorteilhafter Weise gegen hohe Spannungen geschützt.If a Zener diode is connected in parallel with the differential amplifier, the operational amplifier is advantageously protected against high voltages.

Wenn des weiteren die Versorgungsspannung des Differenzverstärkers über ein Schaltelement, insbesondere einen Transistor ein- und ausschaltbar ist, dann kann der Ruhestrom der Gesamtschaltung vorteilhaft sehr gering gehalten werden.If, furthermore, the supply voltage of the differential amplifier can be switched on and off via a switching element, in particular a transistor, then the quiescent current of the overall circuit can advantageously be kept very low become.

Wenn zwischen Versorgungspotential (9..16V) und erstem Eingang des Differenzverstärkers ein erster Widerstand vorgegebener Größe geschaltet ist, und ein zweiter Widerstand vorgegebener Größe zwischen dem ersten und einem dritten Widerstand vorgegebener Größe geschaltet ist, wobei der dritte Widerstand auf Versorgungspotential liegt, dann ist die erfindungsgemässe Schaltung kostengünstig und zuverlässig herstellbar.If between the supply potential (9..16V) and the first input of the differential amplifier, a first resistor of predetermined size is connected, and a second resistor of predetermined size between the first and a third resistor of predetermined size is connected, wherein the third resistor is at supply potential, then the inventive circuit inexpensive and reliable to produce.

Wenn die Elemente der erfindungsgemäßen Treiberschaltungbis auf die Leistungsbauteile als integrierter Schaltkreis (IC) ausgeführt ist, können weitere Kosten gespart werden, da die Schaltung äußerst universell einsetzbar ist und daher im Bereich des Massenmarktes der Kfz- LED-Heckleuchten in grossen Stückzahlen vorteilhaft einsetzbar ist.If the elements of the driver circuit according to the invention is designed as an integrated circuit (IC) up to the power components, further costs can be saved, since the circuit is extremely universally applicable and therefore can be advantageously used in large quantities in the mass market of automotive LED tail lights.

ZEICHNUNGENDRAWINGS

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.

Es zeigen:

Fig. 1
ein Schaltschema der erfindungsgemäßen Treiberschaltung gemäß ihrem ersten Aspekt (rechts) mit zugehörigen, typischen Spannungsverläufen auf den unterschiedlichen Eingangsleitungen des Treibers (links),
Fig. 2
ein Schaltschema der erfindungsgemäßen Treiberschaltung gemäß einem zweiten Aspekt, und
Fig. 3
eine Sense-Spannungskennlinie in Abhängigkeit vom Ausgangsstrom, mit hoher Linearität, die Universalität der Schaltung zeigend.
Show it:
Fig. 1
1 is a circuit diagram of the driver circuit according to the invention according to its first aspect (right) with associated typical voltage profiles on the different input lines of the driver (left),
Fig. 2
a circuit diagram of the driver circuit according to the invention according to a second aspect, and
Fig. 3
a sense-voltage characteristic as a function of the output current, with high linearity, showing the universality of the circuit.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung zeigt die Anwendung einer erfindungsgemäßen Treiberschaltung für eine LED-Heckleuchte im Kraftfahrzeugbereich.The arrangement shown in Fig. 1 shows the application of a driver circuit according to the invention for a LED tail light in the automotive field.

In der rechten Hälfte der Darstellung ist das Schaltschame gezeigt, während in der linken Hälfte typische Signalverläufe der jeweils am nächsten stehenden Signalleitungen in der Reihenfolge von oben nach unten übereinstimmend dargestellt sind.In the right half of the illustration, the circuit diagram is shown, while in the left half typical waveforms of the respective next signal lines are shown in the order from top to bottom coincident.

Der rechte Teil der Zeichnung zerfällt sichtbar in zwei Bereiche: Der linke Bereich ist die eigentliche Treiberschaltung, wogegen der rechte Bereich die eigentliche LED-Leuchtenanordnung darstellt. Beide Bereiche sind durch eine gestrichelte Linie 10 voneinander getrennt. Die LED-Leuchtenanordnung, die als Ganzes mit Bezugszeichen 8 versehen ist, ist mit der erfindungsgemäßen Treiberschaltung in vorteilhafter Weise nur durch ein einziges Zuleitungskabel 12 verbunden. Die Treiberschaltung selbst ist in einem prozessorbetriebenen Steuergerät vorhanden und besitzt zu diesem hin die fünf Verbindungsleitungen 14, 16, 18, 20 und 22.The right part of the drawing is visibly divided into two areas: the left area is the actual driver circuit, while the right area represents the actual LED lighting arrangement. Both areas are separated by a dashed line 10. The LED light assembly, which is provided as a whole with reference numeral 8, is connected to the driver circuit according to the invention advantageously only by a single supply cable 12. The driver circuit itself is present in a processor-operated control unit and has for this purpose the five connection lines 14, 16, 18, 20 and 22.

Die Versorgungsleitung der Treiberschaltung 24 kommt aus dem Ausgang 24 der Treiberschaltung und ist mit einem Leitungsverbinder 26 mit der über eine beträchtliche Länge gehenden Zuleitung 12 zur LED-Leuchtenanordnung 8 verbunden.The supply line of the driver circuit 24 comes out of the output 24 of the driver circuit and is connected to a line connector 26 having a considerable length going supply line 12 to the LED light assembly 8 is connected.

Zunächst werden die Verbindungsleitungen zum Steuergerät, das selbst nicht dargestellt ist, kurz erklärt: Leitung 14 ist eine Steuerleitung, über die das Ein- und Ausschalten des sogenannten open-load-Tests gesteuert werden kann. Dies wird weiter unten näher erläutert.First, the connection lines to the control unit, which itself is not shown, briefly explained: Line 14 is a control line, via which the switching on and off of the so-called open-load test can be controlled. This will be explained in more detail below.

Leitung 16 ist die Batteriespannungs-Versorgungsleitung. Leitung 18 ist eine Steuerleitung, die mit einer Referenzspannung VCC von +5 Volt belegt ist. Leitung 20 kann zum Ein- und Ausschalten der gesamten Treiberschaltung, sowie für eine Pulsweitenmodulations-Ansteuerung bis in den Kilohertzbereich verwendet werden. Leitung 22 ist eine Statusleitung, über deren aktuellen Pegel der Zustand der Versorgungsspannung sowie verschiedene Kurzschlußsituationen abgefragt werden können, was weiter unten näher erläutert wird.Line 16 is the battery voltage supply line. Line 18 is a control line which is assigned a reference voltage VCC of +5 volts. Line 20 can be used to turn on and off the entire driver circuit, and for a pulse width modulation drive up to the kilohertz range. Line 22 is a status line, via the current level of the state of the supply voltage and various short-circuit situations can be queried, which will be explained in more detail below.

Mit den Transistoren T1, T2 und T3 ist ein Spannungsregler mit den zwei Eingängen 18 und 19 aufgebaut, der ausgehend von der im Steuergerät vorhandenen Spannung für die Prozessorversorgung die Ausgangsspannung für die LED-Leuchte 8 auf einen vorgegebenen Wert begrenzt. Transistor T1 ist ein Leistungstransistor, der als steuerbare Stromquelle den Leistungsstrompfad des Treibers darstellt. Emitterseitig ist er über einen Vorwiderstand R1 an die Versorgungsspannung angeschlossen, die im Betriebszustand zwischen 9 und 32 Volt schwanken kann. In regelmäßiger Weise wird die Betriebsspannung jedoch nur zwischen 9 und 16 Volt schwanken. Der Kollektor von T1 ist mit dem Ausgang des Treibers und der Versorgungsleitung für die LED-Leuchte 8 verbunden. Die Basis des Transistors T2 ist mit einer Referenzspannung von 5 Volt verbunden, wogegen die Basis des Transistors T3 über eine Zenerdiode mit Masse verbunden ist. Der Kollektor von Transistor T2 ist über einen Vorwiderstand R3 mit der Basis des Leistungstransistors T1 verbunden. Die beiden Emitter von T2 und T3 sind miteinander verbunden und bilden zwischen sich einen Knotenpunkt, an dem im eingeschalteten Zustand ein relativ niedriges Potential anliegt, dessen Größe durch die Größe des Widerstandes R4 im wesentlichen bestimmt ist. R4 liegt über die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T4 direkt an Masse.With the transistors T1, T2 and T3, a voltage regulator with the two inputs 18 and 19 is constructed, which limits the output voltage for the LED lamp 8 to a predetermined value, starting from the voltage present in the control unit for the processor supply. Transistor T1 is a power transistor that represents the driver's power current path as a controllable current source. On the emitter side, it is connected to the supply voltage via a series resistor R1, which is in the operating state can fluctuate between 9 and 32 volts. However, the operating voltage will fluctuate only between 9 and 16 volts in a regular manner. The collector of T1 is connected to the output of the driver and the supply line for the LED lamp 8. The base of the transistor T2 is connected to a reference voltage of 5 volts, whereas the base of the transistor T3 is connected to ground via a zener diode. The collector of transistor T2 is connected via a series resistor R3 to the base of the power transistor T1. The two emitters of T2 and T3 are connected to each other and form between them a node to which, when switched on, a relatively low potential is applied, the magnitude of which is essentially determined by the size of the resistor R4. R4 is directly connected to ground via the emitter-collector path of transistor T4.

Der mit den Transistoren T1, T2 und T3 aufgebaute Spannungsregler begrenzt die Ausgangsspannung in Richtung LED-Leuchtenanordnung abhängig von der im Steuergerät vorhandenen Spannung VCC. Die Transistoren T2 und T3 stellen einen Differenzverstärker dar, der die Referenzspannung VCC mit der über die Widerstände R5 und R6+R7 heruntergeteilten Ausgangsspannung des Transistors T1 vergleicht und die Ansteuerung des Transistors T1 durch den Transistor T2 verhindert, indem der parallel zum Transistor T2 liegende Transistor T3 den Strom übernimmt und damit den Transistor T2 sperrt.The voltage regulator constructed with the transistors T1, T2 and T3 limits the output voltage in the direction of the LED luminaire arrangement as a function of the voltage VCC present in the control unit. The transistors T2 and T3 constitute a differential amplifier which compares the reference voltage VCC with the output voltage of the transistor T1 divided by the resistors R5 and R6 + R7 and prevents the driving of the transistor T1 through the transistor T2 by the transistor T2 connected in parallel with the transistor T2 T3 takes over the current and thus the transistor T2 blocks.

Über die Dioden D1 und D2, die hintereinander geschaltet einen parallelen Zweig zu R1 und T1 bilden, sowie über den zu den Dioden parallel geschalteten Ohm'schen Widerstand R1 ist zusätzlich noch eine Strombegrenzung eingebaut, die einen eventuell auftretenden Kurzschlußstrom begrenzt und damit den Transistor T1 schützt.Via the diodes D1 and D2, which in series form a parallel branch to R1 and T1, as well as via the parallel to the diodes connected to ohmic resistor R1, a current limiting is additionally installed, which limits a possibly occurring short-circuit current and thus the transistor T1 protects.

In der LED-Leuchtenanordnung 8 sind aus Übersichtlichkeitsgründen nur 3 LEDs eingezeichnet, die über einen Vorwiderstand und eine Sperrdiode abgesichert sind. Des weiteren liegt ein Ohm'scher Widerstand parallel zu den LEDs. Dieser dient als Meßwiderstand, worauf weiter unten noch eingegangen wird.For reasons of clarity, only 3 LEDs are shown in the LED luminaire arrangement 8, which are protected by a series resistor and a blocking diode. Furthermore, an ohmic resistor is parallel to the LEDs. This serves as a measuring resistor, which will be discussed below.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Treiberschaltung können nun in vorteilhafter Weise verschiedene Ausfallsituationen an oder um die LED-Leuchtenanordnung herum erkannt werden. Beispielsweise kann ein Kurzschluß nach Plus durch ein positives Signal auf der Statusleitung für einen Betriebszustand erkannt werden, indem der Transistorschalter T4 nicht angesteuert ist, daß heißt im ausgeschalteten Zustand des Treibers. Die Kurzschlußsituation nach Plus ist durch einen positiven Pegel auf der Statusleitung erkennbar, der kurz unterhalb der Referenzspannung liegt, im Beispiel kurz unterhalb von 5 Volt, siehe auch den linken Bereich von Fig. 1, unterste Zeile. Des weiteren kann ein Kurzschluß nach Minus durch einen sehr niedrigen Pegel in der Nähe von Null auf der Statusleitung erkannt werden, in einem Betriebszustand, in dem der Schalter auf 'Ein' steht, also der Transistor T4 auf Durchgang geschaltet hat. Der reguläre, fehlerfreie Betriebszustand ist durch den linken Puls bei einem Pegel von 5 Volt zu erkennen.As a result of the configuration of the driver circuit according to the invention, different failure situations can now advantageously be detected on or around the LED lighting arrangement. For example, a short to positive can be detected by a positive signal on the status line for an operating state by the transistor switch T4 is not driven, that is, in the off state of the driver. The short-circuit situation after plus can be recognized by a positive level on the status line, which is just below the reference voltage, in the example just below 5 volts, see also the left-hand area of FIG. 1, bottom line. Furthermore, a short to minus can be detected by a very low level near zero on the status line, in an operating state in which the switch is 'on', so transistor T4 has switched to continuity. The regular, error-free operating state can be recognized by the left pulse at a level of 5 volts.

Des weiteren ist in vorteilhafter Weise im oberen Bereich der Abbildung von Fig. 1 ein sogenannter open-load-Testkreis abgebildet, der im wesentlichen durch eine schaltbare Konstantstromquelle aus den Transistoren T5 und T6, den Dioden D4, D5 sowie den Widerständen R8, R9 und R10, sowie die Widerstände R5, R6 und R7 auf der Statusleitung gebildet ist.Furthermore, a so-called open-load test circuit is shown in an advantageous manner in the upper region of the figure of FIG. 1, which essentially by a switchable constant current source of the transistors T5 and T6, the diodes D4, D5 and the resistors R8, R9 and R10, as well as the resistors R5, R6 and R7 is formed on the status line.

Aufgabe der Konstantstromquelle ist es, wenn sie durch Einschalten auf der Testleitung 14 über den Transistorschalter T6 und den Widerstand R10 auf Durchgang geschaltet ist, einen Meßstrom geringer Größe im ausgeschalteten Zustand des Hauptschalters T4 an die LED-Leuchte 8 zu bringen, der die LEDs noch nicht zum Glimmen bringt, wohl aber an dem parallel zu den LEDs 31 geschalteten Ohmschen Widerstand 34 einen so deutlichen Spannungsabfall hervorruft, daß dieser auf der Statusleitung 22 detektiert und ausgewertet werden kann. In der open-load-Ausfallsituation kann kein Strom mehr durch die LEDs fließen. Als direkte Folge fließt ein wesentlich geringerer Strom durch die Zuleitung 12 und den Widerstand 34, wodurch das Potential am Ausgang des Transistors T1 angehoben wird. Daher ergibt sich der Fehlerpuls der openload-Ausfallsituation, in der Nähe der Referenzspannung von 5 Volt, wie es in der zweiten Zeile im linken Bereich von Fig. 1 dargestellt ist. Bei intakter Last stellt sich ein mittlerer Pegel ein. Wie aus der darüberliegenden Zeile erkennbar ist, ist das Testsignal am Testeingang 14 ein einfaches Rechtecksignal zwischen 0 Volt und 5 Volt.The task of the constant current source, when switched by switching on the test line 14 via the transistor switch T6 and the resistor R10 to passage to bring a measuring current small size in the off state of the main switch T4 to the LED light 8, the LEDs still does not bring to glow, but at the parallel to the LEDs 31 connected to ohmic resistance 34 causes so significant a voltage drop that it can be detected and evaluated on the status line 22. In the open-load failure situation, power can no longer flow through the LEDs. As a direct result, a significantly lower current flows through the supply line 12 and the resistor 34, whereby the potential at the output of the transistor T1 is raised. Therefore, the error pulse of the open-load failure situation results near the reference voltage of 5 volts, as shown in the second line in the left-hand portion of FIG. When the load is intact, a medium level is established. As can be seen from the overlying line, the test signal at the test input 14 is a simple square wave signal between 0 volts and 5 volts.

Es sei noch angemerkt, daß der Widerstand R8 zusammen mit dem Diodenpärchen D4, D5 die Aufgabe hat, den Meßtransistor T5 vor zu großen Strömen zu schützen, in analoger Form, wie es für den Leistungstransistor T1 weiter oben bereits beschrieben wurde.It should be noted that the resistor R8 together with the Diodenpärchen D4, D5 has the task of the measuring transistor T5 to protect against excessive currents, in analog form, as has already been described for the power transistor T1 above.

Wie es für den Fachmann aus der obigen Beschreibung und der beiliegenden Fig. 1 erkennbar ist, können nun durch die erfindungsgemäße Spannungsbegrenzung auf etwa 12 Volt alle im Stand der Technik vorgesehenen Maßnahmen in der Leuchte selbst gegen hohe Spannungen wie etwa 16 Volt oder über 30 Volt bei einem Jumpstart entfallen.As can be seen by the person skilled in the art from the above description and accompanying FIG. 1, it is now possible by means of the voltage limitation according to the invention to approximately 12 volts for all measures provided for in the prior art in the luminaire itself against high voltages such as 16 volts or over 30 volts omitted in a jumpstart.

Des weiteren ergibt sich eine Diagnosemöglichkeit von open-load, Kurzschluß nach Masse oder Plus ohne eine zusätzliche Signalleitung von der Leuchte hin zum Steuergerät. Die dargestellte und beschriebene Treiberschaltung kann in vorteilhafter Weise mit einem Steuergerät kombiniert werden, indem ein Festspannungsregler mit einer Genauigkeit von 2 % verwendet wird, so daß die oben erwähnte 12 Volt-Begrenzung mit einer Genauigkeit von etwa 5 % für die Praxis hinreichend genau ist. Schließlich sei noch angemerkt, daß der Ausgangstransistor T1 so ausgebildet sein sollte, daß er für ca. 100 Millisekunden kurzschlußfest ist, damit Zeit genug für den Prozessor des Steuergeräts bleibt, um ihn rechtzeitig abzuschalten.Furthermore, there is a possibility of diagnosis of open-load, short circuit to ground or plus without an additional signal line from the lamp to the controller. The illustrated and described driver circuit can be advantageously combined with a controller by using a fixed voltage regulator with 2% accuracy, so that the above-mentioned 12 volt limitation with an accuracy of about 5% is sufficiently accurate in practice. Finally, it should be noted that the output transistor T1 is formed should be that it short-circuited for about 100 milliseconds, so that time enough for the processor of the controller remains to turn it off in time.

Eine weitere, vorteilhafte Ausgestaltung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Treiberschaltung ist in Fig. 2 in einer schematischen Schaltskizze dargestellt. Die dort gezeigte Treiberschaltung hat den Vorteil, daß der Strom durch die LED-Leuchtenanordnung 8 auch ohne den in Fig. 1 dargestellten Parallelwiderstand 34 im eingeschalteten Zustand gemessen werden kann.A further advantageous embodiment of an embodiment of the driver circuit according to the invention is shown in Fig. 2 in a schematic circuit diagram. The driver circuit shown there has the advantage that the current can be measured by the LED light assembly 8 without the parallel resistor 34 shown in Fig. 1 in the on state.

Der rechte Teil von Fig. 2 entspricht im wesentlichen dem rechten unteren Teil von Fig. 1, insbesondere hinsichtlich dem Leistungstransistor T1, der ebenfalls strombegrenzt ist und mit T2 und T3 ebenso einen Spannungsregler bildet. Insoweit wird auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen.The right-hand part of FIG. 2 essentially corresponds to the lower right-hand part of FIG. 1, in particular with regard to the power transistor T1, which is also current-limited and also forms a voltage regulator with T2 and T3. In that regard, reference is made to the preceding description.

Erfindungsgemäß wird nun ein Spannungsabfall an dem dem Leistungstransistor T1 vorgeschalteten Shuntwiderstand, der der Strombegrenzung der Treiberschaltung dient, ausgewertet, um den Strom durch die Leuchte im eingeschalteten Zustand messen und auswerten zu können.According to the invention, a voltage drop at the shunt resistor upstream of the power transistor T1, which serves to limit the current of the driver circuit, is evaluated in order to be able to measure and evaluate the current through the lamp in the switched-on state.

Eine solche Auswertung ist mit einem herkömmlichen Verstärkerbaustein nicht möglich, da es sich um kleine Spannungsabfälle nahe der positiven Spannungsversorgung handelt, da der eigentliche Spannungsabfall ja erst in der LED-Leuchtenanordnung erzeugt wird. Um solche besondere Spannungsschwankungen für eine Auswertung auflösen zu können, die nicht in der Nähe des Null-Pegels liegen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, einen rail-to-rail-input-Operationsverstärker 60 zu verwenden, der über einen nachgeschalteten Transistor 70 dafür sorgt, daß die an dem Shunt-Widerstand R1 gemessene Spannung sich ebenfalls am Emitter-Widerstand 72 des nachgeschalteten Transistors 70 einstellt. Der daraus resultierende Strom setzt sich zusammen aus dem Strom durch die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 70 plus dem Strom durch die Basis-Emitter-Strecke. Da der letztere weniger als 1 % des Kollektorstroms beträgt, ist dieser Anteil vernachlässigbar.Such an evaluation is not possible with a conventional amplifier module, since it is small voltage drops near the positive power supply, since the actual voltage drop so only in the LED lighting arrangement is generated. In order to be able to resolve such particular voltage fluctuations for an evaluation, which are not in the vicinity of the zero level, the invention proposes to use a rail-to-rail input operational amplifier 60, which ensures via a downstream transistor 70 that the voltage measured at the shunt resistor R1 likewise adjusts itself to the emitter resistor 72 of the downstream transistor 70. The resulting current is composed of the current through the collector-emitter junction of transistor 70 plus the current through the base-emitter junction. Since the latter is less than 1% of the collector current, this proportion is negligible.

Im stationären Zustand ist der Kollektorstrom der Meßschaltung am linken Rand von Fig. 2 dem Ausgangsstrom des Treibers proportional. Daher erzeugt der Kollektorstrom an dem Kollektorwiderstand 74 eine Sense-Spannung, die ihrerseits dem Ausgangsstrom des LED-Treibers proportional ist und über einen Analogeingang des Steuergeräteprozessors (nicht abgebildet) gemessen werden kann. Der rail-to-rail-input-Operationsverstärker ist für Versorgungsspannungen bis circa 16 Volt ausgelegt, hat jedoch eine geringe Stromaufnahme. Um ihn gegen hohe Spannungen zu schützen, ist ihm eine entsprechende Zenerdiode 64 parallel geschaltet. Seine Spannungsversorgung wird über einen Vorwiderstand 66 geführt. Um den Ruhestrom der Schaltung niedrig zu halten, ist dieser Schaltungsteil durch einen Transistor 62 ein- und ausschaltbar (s.oben).In the steady state, the collector current of the measuring circuit on the left edge of Fig. 2 is proportional to the output current of the driver. Therefore, the collector current at collector resistor 74 produces a sense voltage, which, in turn, is proportional to the output current of the LED driver and can be measured via an analog input of the controller processor (not shown). The rail-to-rail input operational amplifier is designed for supply voltages up to approximately 16 volts, but has a low power consumption. In order to protect it against high voltages, a corresponding zener diode 64 is connected in parallel with it. Its power supply is passed through a resistor 66. To the quiescent current of To keep circuit low, this circuit part by a transistor 62 on and off (see above).

Die gezeigte Treiberschaltung gestattet die Strommessung von einigen Milliampere bis zur Strombegrenzung des Treibers selbst. Dadurch können Pegel für open-load und overload während der Fertigung oder später bei einem gegebenen Austausch einer Leuchte mit möglicherweise anderen Betriebsparametern in einer Kfz-Fachwerkstatt im Speicher des Steuergeräteprozessors abgelegt werden. Die gezeigte Schaltung ist damit weitgehend universell. Als Eckdaten sind lediglich die Ausgangsspannung und die Strombegrenzung festgelegt, die aber mit 500 mA allen bisherigen LED-Leuchten genügt. Das Konzept ist offen für zukünftige LED-Leuchtenanordnungen, die weniger Strom bei gleicher Lichtaussendung verbrauchen. Dies wird auch durch Fig. veranschaulicht.The driver circuit shown allows the current measurement from a few milliamps to the current limit of the driver itself. Thus, levels for open-load and overload during manufacture or later for a given replacement of a lamp with possibly different operating parameters in a motor vehicle repair shop stored in the memory of the controller processor become. The circuit shown is thus largely universal. Only the output voltage and the current limit are specified as basic data, but with 500 mA all previous LED luminaires are sufficient. The concept is open to future LED lighting arrangements, which consume less power with the same light emission. This is also illustrated by FIG.

Fig. 3 zeigt eine Sense-Spannungskennlinie in Abhängigkeit vom Ausgangsstrom, mit hoher Linearität. Es wurden dabei drei verschiedene Operationsverstärker mit jeweils unterschiedlich großen Fehlern in ihrem Offset eingesetzt, die zu den drei verschiedenen, abgebildeten Kennlinien führen. Fig. 3 shows a sense voltage characteristic as a function of the output current, with high linearity. In this case, three different operational amplifiers, each with different sized errors, were used in their offset, which lead to the three different, depicted characteristic curves.

Über einen großen Bereich von 0 bis 900 mA Ausgangsstrom ergibt sich eine Sense-Spannung proportional zum Strom.Over a wide range of 0 to 900 mA output current, a sense voltage is proportional to the current.

Festgelegt sind lediglich die Ausgangsspannung und die Strombegrenzung, die aber mit 500 mA allen bisherigen LED-Leuchten genügt. Sie ist daher auch für zukünftige LED-Leuchten dimensionierbar, die mit geringeren Strömen bei gleicher Lichtaussendung auskommen.Fixed are only the output voltage and the current limit, but sufficient with 500 mA all previous LED lights. It can therefore also be dimensioned for future LED luminaires, which manage with lower currents with the same light emission.

Damit sind zusammfassend folgende Merkmale erfindungsgemäß realisierbar:

  1. 1. Eine LED-Leuchte kann mit konstanter Spannung betrieben werden. Bei dieser Spannung werden auch die erforderlichen Lichtwerte einer LED-Leuchte erreicht.
  2. 2. Das Diagnostizieren einer 'open-load'-Situation bereits im ausgeschalteten Zustand, ohne ein Aufblitzen von LEDs über die Messung der Ausgangsspannung des Treibers. Im Stand der Technik verfügbare, sogenannte High-side-Treiber verwenden für eine solche open-load-Erkennung im ausgeschalteten Zustand zu kleine Ströme, die im Mikroampere-Bereich liegen. Diese sind zu klein, um eine sichere Aussage zu liefern, da die kleinen Ströme durch zusätzliche Kriechströme, beispielsweise bei Steckerkontakten zu sehr verfälscht werden.
  3. 3. Das Diagnostizieren von Kurzschluß nach Plus oder Masse wird durch die Messung der Ausgangsspannung des Treibers ermöglicht.
  4. 4. Es wird gleichzeitig für eine Strombegrenzung gesorgt, um die Treiberschaltung zu schützen und bei Kurzschluß sicher abschalten zu können. Es werden auch Stromspitzen im Steuergerät vermieden, wodurch keinerlei Sicherungen erforderlich sind.
  5. 5. Die erfindungsgemäße Treiberschaltung ist ein- und ausschaltbar und kann durch Pulsweitenmodulation der Treiberschaltung für die Helligkeitssteuerung bis in den Kilohertzbereich eingesetzt werden. So kann ein Bremslicht mit 100 % Lichtleistung und ein Rücklicht mit etwa 5 % der Lichtleistung betrieben werden. Im Stand der Technik verfügbare High-side-Treiber werden im Gegensatz dazu mit N-Kanal-MOSFET-Transistoren mit Ladepumpe betrieben, wodurch sie langsam sind und für Pulsweitenmodulation nicht gut geeignet sind.
Thus, the following features can be combined according to the invention:
  1. 1. An LED lamp can be operated with constant voltage. At this voltage, the required light levels of an LED light are achieved.
  2. 2. The diagnosis of an open-load situation already in the off state, without flashing LEDs on the measurement of the output voltage of the driver. So-called high-side drivers available in the prior art use too small currents in the microampere range for such open-load detection in the switched-off state. These are too small to provide a reliable statement, because the small currents are distorted by additional leakage currents, for example, with plug contacts too much.
  3. 3. Diagnosing short to positive or ground is made possible by measuring the output voltage of the driver.
  4. 4. At the same time, current limitation is provided to protect the driver circuit and safely shut down in the event of a short circuit. It also avoids power surges in the controller, whereby no backups are required.
  5. 5. The driver circuit according to the invention is switched on and off and can be used by pulse width modulation of the driver circuit for brightness control up in the kilohertz range. Thus, a brake light with 100% light output and a tail light with about 5% of the light output can be operated. In contrast, high-side drivers available in the prior art are operated with charge-pumped N-channel MOSFET transistors, which makes them slow and not well suited for pulse width modulation.

Des weiteren gestattet die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Treiberschaltung mit open-load-Erkennung im eingeschalteten Zustand und ohne einen zum Verbraucher parallel geschalteten Widerstand eine Strommessung von einigen Milliampere bis zur Strombegrenzung des Treibers selbst.Furthermore, the inventive design of the driver circuit with open-load detection in the on state and without a resistor connected in parallel to the load allows a current measurement of a few milliamperes to the current limit of the driver itself.

Es können Pegel für open-load und overload während der Fertigung oder später beim Austausch einer LED-Leuchte mit möglicherweise zukünftig anderen Werten in einer Werkstatt im Speicher des Steuergeräteprozessors abgelegt werden. Damit ist die Schaltung sehr universell.Levels for open-load and overload during production or later when replacing an LED lamp with possibly future values in a workshop can be stored in the memory of the ECU processor. This makes the circuit very universal.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.Although the present invention has been described above with reference to a preferred embodiment, it is not limited thereto, but can be modified in a variety of ways.

Schließlich können die Merkmale der Unteransprüche im wesentlichen frei miteinander und nicht durch die in den Ansprüchen vorliegende Reihenfolge miteinander kombiniert werden, sofern sie unabhängig voneinander sind.Finally, the features of the subclaims can be combined substantially freely with one another and not by the order given in the claims, provided that they are independent of each other.

Claims (12)

  1. Driver circuit allowing an electronic control unit to drive a consumer (8,31), specifically light emitting diodes, where the consumer to be only operated within a defined and set range of operating voltages is located away from both the driver circuit and the control unit, where the actual driver circuit, to maintain a safe operating state of the consumer, features reverse voltage protection by means of a controllable power source (T1) and a control element (T2,T3) that actuates the power source and has a first input (18) of a set reference voltage (VCC) and a second input (19) through which the control voltage is fed to the consumer (8,31), where an active (ohmic) test resistor (R1) is connected in series with the positive supply voltage and the consumer (8,31) and provokes a drop in the voltage that is signaled to an analysis circuit located away from the consumer (30) serving the purpose of verifying that the consumer (30) is operative, wherein the analysis circuit contains a rail-to-rail differential amplifier (70).
  2. Driver circuit as in claim 1 having just a single wire connecting the driver and the lamp, where the signal carried by the connecting wire is analyzed for monitoring the consumer's status.
  3. Driver circuit as in claim 1, where the control element (T2,T3) outputs a signal current to the power source (T1) to reduce the control voltage if the resistance in the power source is too low and, therefore, the control voltage is too high for the consumer, and to increase the control voltage if the control voltage is too low due to too much resistance in the power source.
  4. Driver circuit as in claim 1, where the power source contains a power transistor (T1) acting as the power source of the consumer by outputting the consumer's supply voltage through its output, and where the control element is a differential amplifier (T2,T3,R5,R6,R7) one of whose inputs is connected to a reference voltage and whose other input is connected with the control voltage.
  5. Driver circuit as in claim 1, where the reference voltage is supplied to the base of a first transistor (T2) and the control voltage is supplied to the base of a second transistor (T3) of the differential amplifier.
  6. Driver circuit as in claim 1, where a ballast resistor (R1) resides upstream the power transistor (T1) and several diodes, preferably two diodes (D1,D2) are connected in series and the arrangement of diodes is connected in parallel with the power transistor.
  7. Driver circuit as in claim 1, where a turn-on signal line (20) goes through a resistor (R4) of a set rating and with ground potential to connect at least one of the two transistors (T2,T3) with a switching device (T4) which thus turns on-state if actuated at its base.
  8. Driver circuit as in one of the above claims configured such that the differential amplifier (70) actuates an emitter resistor (72) of a conversion transistor (70) to generate a voltage proportional to its input voltage difference, where a sensing resistor (74) in the collector of the conversion transistor can be allocated a current proportional to the input voltage difference so that a voltage is available as a sensing voltage which is proportional to the voltage drop across the test resistor.
  9. Driver circuit as in claim 8, where a Zener diode (74) is connected in parallel with the differential amplifier (70) to protect the amplifier.
  10. Driver circuit as in claim 9, where the voltage supplied to the differential amplifier (70) can be turned on and off by means of a switching device (T20).
  11. Driver circuit as in claim 10, where a first resistor (R8) of a specified rating resides between the power supply potential (9..16V) and the first input of the differential amplifier (70), and where a second resistor (R9) of a specified rating resides between the first and a third resistor (72) of a specified rating with the third resistor (72) being applied to the power supply potential.
  12. Driver circuit as in one of the above claims whose devices, except for the power components (T1,R1), are designed as an integrated circuit (IC).
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