EP2979955A2 - Led-einheit für lichtsignalgeber sowie lichtsignalgeber mit einer solchen einheit - Google Patents

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EP2979955A2
EP2979955A2 EP15178964.1A EP15178964A EP2979955A2 EP 2979955 A2 EP2979955 A2 EP 2979955A2 EP 15178964 A EP15178964 A EP 15178964A EP 2979955 A2 EP2979955 A2 EP 2979955A2
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EP
European Patent Office
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pole
led
unit
switching device
voltage
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EP15178964.1A
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EP2979955B1 (de
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Helmut Ulmer
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Pintsch Bamag AG
Pintsch GmbH
Original Assignee
Pintsch Bamag AG
Pintsch Bamag Antriebs und Verkehrstechnik GmbH
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    • H05B45/50—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED] responsive to malfunctions or undesirable behaviour of LEDs; responsive to LED life; Protective circuits
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    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B29/00—Checking or monitoring of signalling or alarm systems; Prevention or correction of operating errors, e.g. preventing unauthorised operation
    • G08B29/02—Monitoring continuously signalling or alarm systems
    • G08B29/10—Monitoring of the annunciator circuits

Definitions

  • the invention relates to an LED unit for light signal transmitter, in particular for level crossings and provided with a corresponding unit of light signal transmitter, in particular for level crossings.
  • light signals for level crossings serve to generate optical signals at level crossings, warning the road users of an approaching train.
  • they are constructed so that a yellow and a red signal light are arranged on a post above a so-called St. Andrew's Crossing, at the approach of a train first the yellow signal light is turned on to give the road users opportunity to clear the immediate danger area, then what after a certain period of time, eg 3 to 5 seconds, the red signal light is switched on to indicate that the danger zone must not be retracted or entered.
  • optical signal transmitters which use so-called two-filament incandescent lamps, each having a so-called main and a secondary filament (also called substitute filament), which are spatially offset in the incandescent lamp, wherein the secondary filament serves to a functioning of the incandescent lamp in case of failure of the main thread to secure and thus virtually forms an internal "replacement lamp".
  • main and secondary filament also called substitute filament
  • the switching is detected as a fault at the same time, so that the required lamp replacement can be displayed to the maintenance personnel.
  • a LED light signal is known, which is used to replace the conventional two-filament incandescent lamps and which simulates the behavior of a conventional two-filament incandescent lamp such that in a function of a so equipped light signal transmitter monitoring interlocking in particular by a conventional current monitoring a failure of a "main thread" found and can be switched to the "secondary thread".
  • level crossing light signal generator is additionally attached as a side light to an existing traffic light traffic signal transmitter (i.d., at a traffic light).
  • traffic light traffic signal transmitter i.d., at a traffic light
  • Such arrangements can be found at road junctions in the area of a railroad crossing.
  • light signal transmitters as so-called “single lights” in the colors yellow, red and green.
  • the invention has for its object to provide LED units with high reliability for traffic lights, especially for railroad crossings, which are improved under at least one of the following aspects: reliability, cost, low retrofit, maintenance, life.
  • the invention is particularly in the in the EP 1 992 542 A2 shown LED assemblies applicable, the disclosure of EP 1 992 542 A2 is incorporated by reference into the present specification.
  • the second lighting means may have any connection direction, since the second LED string is combined with at least one further LED string which is provided in the opposite direction of connection to the second LED string and which becomes active in the event of the return conductor failing.
  • the second LED string is connected via a bridge rectifier of the second luminous means between the third pole and the second switching device.
  • the first lighting means may have a bridge rectifier as well as the second lighting means.
  • the light unit and preferably also the control unit of the LED unit is arranged on a circuit board, which not only facilitate the retrofitting of light sensors, but also a thermal coupling of the LEDs ensure both strands and thus allow more reliable comparisons of measured voltages among the first and second LED strands.
  • a light signal transmitter in particular in the form of a signal light for railroad crossings, characterized by an LED unit of the invention, the lighting unit and preferably also the control unit are arranged on a circuit board, and further comprising an optical system, wherein the LED unit comprises a collimator and / or a scattering lens for the alignment of light emitted from the LED strands.
  • the light signal transmitter or its LED unit can be operated according to a method corresponding to the functions of the LED unit or its control.
  • LED string is understood here to mean a series connection of LEDs.
  • an LED string according to the invention has two to eight LEDs, preferably three to six LEDs, in particular four LEDs.
  • the forward voltage among the first and second LED strings differs by not more than 0.7 V, preferably not more than 0.5 V.
  • Preferred in the invention are high-power LEDs with a power consumption of 3 to 7 W, in particular 5 W used.
  • failure in the lighting unit is understood here as a complete failure of an LED string, both LED strands and / or individual LEDs in an LED string.
  • the power source connection pole 4 may be a battery negative pole and each of the first and second connection poles may each provide a battery positive pole of a separate power source or may provide a battery center tap when the first and second terminal poles provide a pair of battery plus and battery pin poles.
  • the first and second LED strings of first and second light sources 11, 12 each comprise a set of four high-power LEDs with the same binning.
  • Equal binning means that LEDs of one manufacturing batch, and therefore with substantially equal forward voltage and substantially equal power consumption, are used so that the two sets have substantially homogeneous power consumption.
  • a first light-emitting means 11 is connected via a first switching device 21 to a pole of a current source S1 and via a return conductor provided between two branch points P1, P2 of the circuit to a further pole of the current source S1, while a second light-emitting means 12 is through a second switching device 22 is separated from a pole of a further current source S2.
  • the second light-emitting means 12 is connected via the second switching device 22 to the one pole of the further current source S2 and connected via the provided between the two branch points P1, P2 of the circuit return conductor to another pole of the further current source S2, while the first lighting means 11 is separated by the first switching means 21 from the one pole of a current source S1.
  • Branching points P1, P2 thus branch a branch point P1 from the return conductor to the first and second lighting means and a branch point P2 from the return conductor to the further poles of the one and the further current source S1, S2.
  • the return conductor is connected via the branch point P2 to the same poles of the one and the other current source S1, S2, in particular Batteriepluspole.
  • the return conductor is connected via the branch point P2 to different poles of one and the other current source S1, S2, in particular to a Batteriemittenabgriff.
  • a control of the first and second switching devices 21, 22 ensures, with a first control function, alternating switching on of the first and second lighting means with the first and second switching devices 21, 22, that is, alternating between the two FIGS. 1A and 1B or between the in FIGS. 2A and 2B shown states.
  • a third switching device 23 between the branching point P2 and the second lighting means 12 is opened to ensure that the second lighting means 12 is switched on and off with the switching device 22.
  • the Fig. 1C and FIG. 2C illustrate a second control function of the controller provided upon disconnection of the return conductor or detection of a failure of the LED unit due to the disconnection of the return conductor.
  • the third switching device 23 is closed for connecting the second light-emitting means 12 to the further pole of a current source S1.
  • a separation of the further current source S2 with the second switching device 22 is provided by the second lighting means 12.
  • the bulbs are connected in series to the one power source S1 and the other power source S2 is turned off.
  • Fig. 3 is illustrated by means of the second control function of the control for non-alternating connection of the first light-emitting means 11 with the first switching device 21 to the first pole and connecting the second light-emitting means 12 to the Stromttlenan gleichpol with the third switching device 23 when disconnected with the second switching device 22 of the second pole 32 and by means of a switching function of the control for switching from the first to the second control function upon detection of the failure by the measuring unit reaches a high reliability.
  • a light-emitting diode LED unit comprises a lighting unit comprising first and second LED strings L of first and second lighting means 11 and 12, respectively, a first switching means 21 having a function of connecting the first LED string a first pole 31 of a three-pole terminal of the lighting unit and a second switching means 22 having a function of connecting the second LED string to a second pole 32 of the three-terminal of the lighting unit.
  • a power source connection pole 4 can offer a counter pole for both the first and the second pole 31, 32, wherein a return conductor to the power source connection pole 4 is provided by a third pole 33 of the three-pole connection of the lighting unit common to the first and second LED strings.
  • Each of the first and second LED strings L is connected between one of the first and second switching devices 21, 22 and the third pole 33 via a bridge rectifier having 4 rectifier diodes.
  • the control of the first and second switching devices 21, 22 includes the first control function.
  • the controller comprises a measuring unit, of which in Fig. 3 Voltage measuring means 51, 52, 61, 62 and current measuring means 81, 82 are shown, and has a function for detecting a failure of the lighting unit and a further function for detecting a failure in the lighting unit.
  • the controller has the second control function, in order to disconnect from the second pole 32, the first pole 31 non-alternating to the first LED strand 11 with the first switching device 21 and the second LED strands 12 to the Stromttlenan gleichpol 4 with the third switching device 23 to connect.
  • a changeover function of the controller serves to switch over from the first to the second control function when the measuring unit detects a failure.
  • a first subunit T1 of the measuring unit has an input voltage measuring unit 51 for determining whether the first LED string is turned off and consequently the second LED string (according to the control function for alternately turning on the LED strings) is connected to the second pole 32 with the second switching device 22 is.
  • this input voltage measuring unit 51 is connected in parallel with the first LED string between the first switching device 21 and the return conductor connection.
  • the first subunit T1 of the measuring unit further has a diode forward voltage measuring unit 62 for measuring the diode forward voltage on the second LED string.
  • the input voltage measurement unit 51 and the diode forward voltage measurement unit 62 are part of a voltage measurement function of the diode forward voltage of the second LED string when connected to the second pole 32 with the second switching device 22.
  • a second subunit T2 of the measuring unit has an input voltage measuring unit 52 for determining whether the second LED string is turned off and consequently the first LED string (according to the control function for alternately turning on the LED strings) is connected to the first pole 31 with the first switching device 21 is.
  • this input voltage measuring unit 52 is connected in parallel to the second LED string between the second switching device 22 and the third pole 33 and the return conductor.
  • the second subunit T2 of the measuring unit further has a diode forward voltage measuring unit 61 for measuring the diode forward voltage on the first LED leg.
  • the input voltage measurement unit 52 and diode forward voltage measurement unit 61 are part of a voltage measurement function of the diode forward voltage of the first LED string when connected to the first pole 31 with the first switching device 21.
  • the function for detecting the measuring unit comprises a comparison of the diode forward voltages determined with the two subunits T1, T2 and voltage measuring functions and a failure detection signal output if the comparison yields at least one absolute value of a voltage difference above a threshold value.
  • a threshold value a first value is provided in a first execution of the first control function in an initialization of the LED unit and a second value in each further execution of the first control function, wherein the first value is lower than the second value.
  • the first value is set to 0.7 V and the second value is set to 1.0 V.
  • the determination is made as to whether the first or second LED string with the respective switching device 21, 22 is connected to the respective first or second pole 31, 32, in accordance with the above in connection with the subunits T1, T2 and their input voltage measuring units 51, 52 functions described.
  • the switching devices 21, 22 are each part of a pulse-width-modulated current source (PWM current source) of the respective LED string or of the respective luminous means 11, 12, which they can connect to one of the poles 31, 32.
  • PWM current source pulse-width-modulated current source
  • the PWM current sources of the positive pole as current source pole to poles 31 and 32 alternately turn on one of the LED strings, which are connected to minus via the one return conductor. If the return conductor is interrupted, for example due to vandalism at a level crossing signal, no current can flow according to the first control function, the LED strands remain dark.
  • the output of the current source with the second switching device 22 switches to the negative pole, and the current source with the first switching device 21 takes over the power supply of the two LED strings.
  • the circuit is then closed with series connection of the LED strands 11, 12 again. Both LED strands light up.
  • a light signal transmitter with the LED unit for example, a level crossing light remains lit.
  • the negative or positive pole can be, for example, that of a battery such as a 36 V battery. Accordingly, an LED unit according to the invention with the illustrated circuit performs the first control function in normal operation and the second control function when the return conductor connection fails.
  • the light unit of the LED unit is formed on a board with thermal coupling among the first and second LED strings.
  • Fig. 4 illustrates an embodiment of the in Fig. 3 illustrated subunits T1, T2 in combination with an LED unit 1, the one in EP 1 992 542 A2 corresponds to the described LED unit.
  • an embodiment of the invention of the in Fig. 4 illustrated LED unit 1 in particular differ in that in a voltage converter, the in Fig. 3 illustrated second switching device 22 in the form of a voltage-controlled switch 92, the in Fig. 4 shown freewheeling diode 112 is replaced by another voltage-controlled switch 112B, the in Fig. 3 illustrated third switching device 23 forms.
  • Fig. 5 illustrates, in the first and second current measuring functions, the determination of whether the first and second LED string with the respective switching device 21, 22 is connected to the respective pole 31, 32, with input current measuring units 71, 72 takes place.
  • the input voltage measuring unit 71 is for determining whether the first LED string is turned off and consequently the second LED string (in accordance with the control function for alternately turning on the LED strings) is connected to the second pole 32 with the second switching device 22.
  • this input voltage measuring unit 71 is connected between the first diode flux-current measuring unit 81 and the first LED string 11.
  • the input voltage measuring unit 72 is for determining whether the second LED string is turned off, and thus the first LED string (according to the control function for alternately turning on the LED strings) is connected to the first pole 31 with the first switching device 21. For this purpose, this input voltage measuring unit 72 is connected between the second diode flux-current measuring unit 82 and the second LED string.
  • the input current metering units 71, 72 and diode flux current metering units 81, 82 each comprise a combination of a sense resistor R1, R2, R3, R4 and a comparator N1, N2, N3, N4 suitably selected and switched to be at the comparator output, respectively
  • a signal representing the input current or the flow of the first LED strand or the second LED strand is provided.
  • the Stromierennan gleichpol 4 and via the return conductor and the third pole 33 are provided for providing a common Batterieminuspols two power sources.
  • the first and second poles are provided as positive poles of voltage transformers provided for the current sources.
  • the illustrated switches 91 and 92 serve both for voltage conversion and as first and second switching means, respectively.
  • the above power sources have pulse width modulated DC-DC converters.
  • the first LED string is connected between a first of the DC-DC converter and the negative pole 4 and the first Switching device 21 comprises a MOSFET as a voltage-controlled switch 91 for the function for connecting the first LED string 11 to the first pole 31.
  • the second LED string 12 is connected between a second of the DC-DC converter and the negative pole 4 and the second switching device 22 comprises two MOSFETs as a voltage-controlled switch 92 for the function for connecting the second LED strand 12 to the second pole 32 and as another voltage-controlled switch 112B for connecting the second LED strand 12 to the negative terminal 4.
  • the first of the and second DC-DC converter buck converter According to the circuit topology, the first of the and second DC-DC converter buck converter.
  • switches 91, 92, 112B are designed as MOSFETs. They are driven by switch signal resistors 91A, 92A from the controller (not shown). With the controller, the DC and DC converters ensure the first and second control functions.
  • the signal generator 112A generates a signal based on the signal output to the switch 92 to ensure a synchronous DC-DC converter mode in normal operation with a power supply corresponding to that of the DC-DC converter at the first power source pole 31, and advantageously the first control function.
  • Fig. 4 illustrates the voltage monitoring with the subunits T1 and T2 to Fig. 3
  • the StrománnanInstitutPol 4 a Batterieschabgriff
  • the first pole 31 corresponds to a Batteriepluspol
  • the second pole 32 corresponds to a Batterieminuspol.
  • the illustrated voltage monitoring is thus particularly useful for voltage monitoring of two batteries.
  • the current measuring units and the function of the second switching means for connecting the second LED string to the opposite pole are not shown for the sake of simplicity.
  • a pole obtained by a battery center tap is provided.
  • the second pole 32 is the battery miniature pole in the illustrated embodiment.
  • each of the partial units T1 or T2 for voltage measurements via sets of resistors R5, R7 is shown, in each case with the first DC-DC converter at the first pole 31 and the first LED string or the second DC-DC converter at the second pole 32 and the second LED string or R6, R8 connected.
  • Each of the subunits T1, T2 in each case has two combinations of a comparator N5, N6, N7, N8 and a measuring resistor R5, R6, R7, R8 connecting the comparator inputs.
  • comparators are connected to each other via inputs of different polarity and the corresponding connection branches to the battery center tap.
  • a comparator pair formed from comparators N5, N6 of the first and second subunits T1, T2 is in this case connected with its plus inputs via resistors R9, R12 to the first LED string of a first light source 11, namely with its with the choke coil 101 of first DC-DC converter connected end.
  • another pair of comparators N7, N8 selected from the first and second sub-units T1, T2 are connected with their minus inputs via resistors R10, R11 to the second LED string 12, respectively, with its associated with the choke coil 102 of the second DC-DC converter The End.
  • an input voltage of the first LED string is obtained at the output of the comparator N5
  • a diode forward voltage of the first LED string is obtained at the output of the comparator N6
  • an input voltage of the second LED string 12 at the output of the comparator N7 is obtained and at the output of the comparator N8, a diode forward voltage of the first LED string is obtained.
  • the term "voltage obtained” is to be understood as meaning a voltage value representing the corresponding voltage.
  • the LEDs of both LED strings of the lamps 11, 12 are arranged on a board and with thermal coupling, by a common placement of the LEDs of the first and second groups on a printed circuit board and a heat sink. In this way it is possible to change the method of voltage monitoring so that LEDs with different voltage BINs can be operated up to the maximum permissible line resistance.
  • the voltage monitoring of a two-channel signal transmitter with the LED unit is designed for a specific LED type with a fixed voltage BIN. If this type is not available, a replacement type can not be used until after changing a set point for voltage monitoring.
  • the voltage monitoring reliably detects a short circuit in an LED string L.
  • a voltage monitoring based on a comparison of the two LED strands benefits.
  • the voltage of both LED strings is determined as initialization.
  • the difference between the two voltages must not be greater than 0.7 V in this example. If this is ensured as initialization, the operating phase (normal operation) begins. In the operating phase, it is then monitored whether no voltage jump of> 1 V has occurred from the last voltage value. A temperature tracking of the voltage limits is eliminated.
  • a procedure performed with the LED unit works with appropriate tolerance specification of the comparison independent of the voltage BIN of the LEDs. If there is a failure of an LED, a difference of the diode forward voltages of both LED strands is not equal to zero and exceeds or falls below a designated detectable tolerance. Narrow tolerance is allowed because forward voltage fluctuations due to production tolerances of the LEDs are averaged by comparing forward voltages of the first and second groups. When monitoring the pair of first and second LED string is provided that the LEDs are traversed in each of the strands of an equal current.
  • the illustrated circuit features in an LED unit may be combined into a circuit.

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Abstract

LED-Einheit für Lichtsignalgeber, umfassend eine Leuchteinheit mit einem dreipoligen Anschluss, einem ersten Leuchtmittel (11) mit einem ersten LED-Strang, einem zweiten Leuchtmittel (12) mit beliebiger Anschlussrichtung und einem zweiten LED-Strang, einer ersten Schalteinrichtung (21) an einem ersten Pol (31) des dreipoligen Anschlusses, mit der der erste LED-Strang in Reihe zwischen den ersten Pol (31) und einen dritten Pol (33) des dreipoligen Anschlusses geschaltet ist, einer zweiten Schalteinrichtung (22) an einem zweiten Pol (32) des dreipoligen Anschlusses, mit der der zweite LED-Strang in Reihe zwischen den zweiten Pol (32) und den dritten Pol (33) geschaltet ist, einem Rückleiter zwischen dem dritten Pol und einem Stromquellenanschlusspol (4) einer Steuerung der ersten und zweiten Schalteinrichtungen (21, 22), welche eine erste Steuerfunktion zum alternierenden Einschalten der ersten und zweiten LED-Stränge mit den ersten und zweiten Schalteinrichtungen (21, 22) umfasst, und einer Messeinheit (51, 52, 61, 62, 71, 72, 81, 82) der Steuerung mit einer Funktion zur Detektion eines Ausfalls der Leuchteinheit, wobei ferner vorgesehen sind: eine dritte Schalteinrichtung (23) an dem Stromquellenanschlusspol (4), wobei das zweite Leuchtmittel (12) zwischen den dritten Pol und die dritte Schalteinrichtung (23) geschaltet ist, eine zweite Steuerfunktion der Steuerung zum nicht-alternierenden Anschluss des ersten Leuchtmittels (11) mit der ersten Schalteinrichtung (21) an den ersten Pol und Anschließen des zweiten Leuchtmittels (12) an den Stromquellenanschlusspol (4) mit der dritten Schalteinrichtung (23) bei Trennung mit der zweiten Schalteinrichtung (22) von dem zweiten Pol (32) und eine Umschaltfunktion der Steuerung zum Umschalten von der ersten auf die zweite Steuerfunktion bei Detektion des Ausfalls mit der Messeinheit.

Description

    TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft eine LED-Einheit für Lichtsignalgeber insbesondere für Bahnübergänge und einen mit einer entsprechenden Einheit versehenen Lichtsignalgeber insbesondere für Bahnübergänge.
    • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Auf dem Gebiet der Erfindung sind Lichtsignalgeber für Bahnübergänge bekannt. Sie dienen dazu, an Bahnübergängen optische Signale zu erzeugen, die Verkehrsteilnehmer vor einem herannahenden Zug warnen. Üblicherweise sind sie so aufgebaut, dass an einem Pfosten über einem sogenannten Andreaskreuz eine gelbe und eine rote Signalleuchte angeordnet sind, wobei bei Herannahen eines Zuges zunächst die gelbe Signalleuchte eingeschaltet wird, um den Verkehrsteilnehmern Gelegenheit zu geben, den unmittelbaren Gefahrenbereich zu räumen, worauf dann nach einer gewissen Zeitspanne, z.B. 3 bis 5 Sekunden, das rote Signallicht eingeschaltet wird, um anzuzeigen, dass in den Gefahrenbereich nicht mehr eingefahren bzw. eingetreten werden darf.
  • Es sind konventionelle Lichtsignalgebern bekannt, die sogenannte Zwei-Faden-Glühlampen verwenden, die jeweils einen sogenannten Haupt- und einen Nebenfaden (auch Ersatzfaden genannt) besitzen, die in der Glühlampe räumlich versetzt angeordnet sind, wobei der Nebenfaden dazu dient, ein Funktionieren der Glühlampe bei Ausfall des Hauptfadens zu sichern und somit quasi eine interne "Ersatzlampe" bildet. Bei Ausfall des Hauptfadens erfolgt die Umschaltung auf den Nebenfaden automatisch, wobei das Umschalten gleichzeitig als Störung erkannt wird, so dass der erforderliche Lampentausch dem Wartungspersonal angezeigt werden kann.
  • Aus der DE 199 47 688 A1 ist ein LED-Lichtsignal bekannt, das zum Ersatz der konventionellen Zwei-Faden-Glühlampen dient und das das Verhalten einer konventionellen Zwei-Faden-Glühlampe derart simuliert, dass in einem die Funktion eines damit ausgestatteten Lichtsignalgebers überwachenden Stellwerk insbesondere durch eine konventionelle Stromüberwachung ein Ausfall eines "Hauptfadens" festgestellt und auf den "Nebenfaden" umgeschaltet werden kann.
  • Werden sehr viele LEDs pro Lichtsignal verwendet, kann es zu sogenannten Tiefenreflexphantomen kommen, die bei ungünstigem Tageslichteinfall das Signal für einen Betrachter angeschaltet erscheinen lassen, da die LEDs üblicherweise auf ihrer dem Betrachter abgewandten Rückseite mit kleinen Reflektoren versehen, die das abgestrahlte Licht in Richtung auf den Betrachter bündeln. Will man nun eine Vielzahl von "normalen" LEDs durch wenige Hochleistungs-LEDs ersetzen, besteht das Problem, dass die bekannte Stromüberwachung versagt, wenn eine LED aufgrund eines internen Kurzschlusses ausfällt. Bei einem solchen Kurzschluss fließt weiter ein Strom, so dass die bekannte Stromüberwachung keinen Fehler meldet.
  • Es sind ferner sogenannte konventionelle "BÜSTRA-Anlagen" bekannt, bei denen der Bahnübergangslichtsignalgeber zusätzlich als Seitenlicht an einem vorhandenen Straßenverkehrslichtsignalgeber (i.d.R. einer Ampel) angebracht wird. Solche Anordnungen finden sich bei Straßeneinmündungen im Bereich eines Bahnübergangs. Für spezielle Anwendungsfälle gibt es auch Lichtsignalgeber als sogenannte "Einzellichter" in den Farben gelb, rot und grün.
  • Aus der EP 1 045 360 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Lichtzeichensignalanlage bekannt, bei welchem das Rotlicht des Straßenverkehrslichtsignalgebers gleichzeitig als Rotlicht für einen Bahnübergangslichtsignalgeber verwendet werden soll, so dass auf gesonderte, nebeneinander angeordnete Lichtsignalgeber für Bahnübergang und Straßenverkehr verzichtet werden kann. In der EP 1 045 360 A1 wird vorgeschlagen, das jeweilige Rotsignal mit mehreren auf mehrere Reihenschaltungen aufgeteilten LEDs zu bilden. Dabei besteht beim Einsatz von Hochleistungs-LEDs ebenfalls das Problem der Funktionsüberwachung.
  • Die EP 1 992 542 A2 zeigt eine LED-Einheit für Lichtsignalgeber, umfassend:
    • eine Leuchteinheit, umfassend einen ersten LED-Strang und einen zweiten LED-Strang,
    • eine erste Schalteinrichtung mit einer Funktion zum Anschließen des ersten LED-Stranges an einen ersten Stromquellenpol und eine zweite Schalteinrichtung mit einer Funktion zum Anschließen des zweiten LED-Stranges an einen zweiten Stromquellenpol,
    • einen Gegenpol für sowohl den ersten als auch den zweiten Stromquellenpol,
    • einen den ersten und zweiten LED-Strängen gemeinsamen Rückleiteranschluss an den Gegenpol, wobei jeder der ersten und zweiten LED-Stränge zwischen einer der ersten bzw. zweiten Schalteinrichtungen und den Gegenpol geschaltet ist,
    • eine Steuerung der ersten und zweiten Schalteinrichtungen, welche eine erste Steuerfunktion zum alternierenden Einschalten der ersten und zweiten LED-Stränge mit den ersten und zweiten Schalteinrichtungen umfasst und
    • eine Messeinheit der Steuerung mit einer Funktion zur Detektion eines Ausfalls bei der Leuchteinheit,
    wobei der Gegenpol einem Batteriemittelabgriff entspricht, und die ersten und zweiten Stromquellenpole einem Paar aus Batterieplus- und Batterieminuspol entsprechen. OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, LED-Einheiten mit hoher Betriebssicherheit für Lichtsignalgeber, insbesondere für Bahnübergänge, zu ermöglichen, die unter wenigstens einem der folgenden Aspekte verbessert sind: Betriebssicherheit, Kosten, geringer Nachrüstaufwand, Wartungsaufwand, Lebensdauer.
  • Die Erfindung ist insbesondere bei den in der EP 1 992 542 A2 gezeigten LED-Anordnungen anwendbar, wobei die Offenbarung von EP 1 992 542 A2 durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung einbezogen ist.
  • Eine LED-Einheit der Erfindung für Lichtsignalgeber, umfasst:
    • eine Leuchteinheit, umfassend einen ersten LED-Strang und einen zweiten LED-Strang,
    • eine erste Schalteinrichtung mit einer Funktion zum Anschließen des ersten LED-Stranges an einen ersten Stromquellenpol und eine weitere Schalteinrichtung mit einer Funktion zum Anschließen des zweiten LED-Stranges an einen zweiten Stromquellenpol,
    • einen Stromquellenanschluss zum Bereitstellen von einem Gegenpol für sowohl den ersten als auch den zweiten Stromquellenpol,
    • einen den ersten und zweiten LED-Strängen gemeinsamen Rückleiteranschluss an den Stromquellenanschluss, wobei jeder der ersten und zweiten LED-Stränge zwischen einer der ersten bzw. weiteren Schalteinrichtung und den Stromquellenanschluss geschaltet ist,
    • eine Steuerung der ersten und weiteren Schalteinrichtungen, welche eine erste Steuerfunktion zum alternierenden Einschalten der ersten und zweiten LED-Stränge mit den ersten und weiteren Schalteinrichtungen umfasst und
    • eine Messeinheit der Steuerung mit einer Funktion zur Detektion eines Ausfalls der Leuchteinheit. Eine Funktion der weiteren Schalteinrichtung zum Anschließen des zweiten LED-Stranges an den Stromquellenanschluss, eine zweite Steuerfunktion der Steuerung zum nicht-alternierenden bzw. unterbrochenen Anschluss des ersten Stromquellenpols an den ersten LED-Strang mit der ersten Schalteinrichtung und Anschließen des zweiten LED-Stranges an den Gegenpol mit der weiteren Schalteinrichtung bei Trennung von dem zweiten Stromquellenpol und eine Umschaltfunktion der Steuerung zum Umschalten von der ersten auf die zweite Steuerfunktion bei Detektion des Ausfalls mit der Messeinheit stellen sicher, dass ein Ausfall eines Lichtsignalgebers bei der LED-Einheit selbst bei beschädigtem Rückleiter vermieden werden kann. Vorteilhaft kann ein Schadendiagnosesignal der Messeinheit für eine Fehlermeldung genutzt werden.
  • Für die weitere Schalteinrichtung sind eine zweite und eine dritte Schalteinrichtung vorgesehen und jeder der ersten und zweiten LED-Stränge ist Teil eines zwischen zwei Pole anschließbaren Leuchtmittels. Die Erfindung betrifft somit eine LED-Einheit für Lichtsignalgeber, umfassend:
    • eine Leuchteinheit, umfassend einen dreipoligen Anschluss, ein erstes Leuchtmittel mit einem ersten LED-Strang, ein zweites Leuchtmittel mit beliebiger Anschlussrichtung und einem zweiten LED-Strang, eine erste Schalteinrichtung an einem ersten Pol des dreipoligen Anschlusses, mit der der erste LED-Strang in Reihe zwischen den ersten Pol und einen dritten Pol des dreipoligen Anschlusses geschaltet ist, und eine zweite Schalteinrichtung an einem zweiten Pol des dreipoligen Anschlusses, mit der der zweite LED-Strang in Reihe zwischen den zweiten Pol und den dritten Pol geschaltet ist,
    • einen Rückleiter zwischen dem dritten Pol und einem Stromquellenanschlusspol,
    • eine Steuerung der ersten und zweiten Schalteinrichtungen, welche eine erste Steuerfunktion zum alternierenden Einschalten der ersten und zweiten LED-Stränge mit den ersten und zweiten Schalteinrichtungen umfasst und
    • eine Messeinheit der Steuerung mit einer Funktion zur Detektion eines Ausfalls der Leuchteinheit.
  • Die LED-Einheit umfasst erfindungsgemäß
    • eine dritte Schalteinrichtung an dem Stromquellenanschlusspol, wobei das zweite Leuchtmittel zwischen den dritten Pol und die dritte Schalteinrichtung geschaltet ist,
    • eine zweite Steuerfunktion der Steuerung zum nicht-alternierenden Anschluss des ersten Leuchtmittels mit der ersten Schalteinrichtung an den ersten Pol und Anschließen des zweiten Leuchtmittels an den Stromquellenanschlusspol mit der dritten Schalteinrichtung bei Trennung mit der zweiten Schalteinrichtung von dem zweiten Pol,
    • eine Umschaltfunktion der Steuerung zum Umschalten von der ersten auf die zweite Steuerfunktion bei Detektion des Ausfalls mit der Messeinheit.
  • Das zweite Leuchtmittel kann eine beliebige Anschlussrichtung aufweisen, da der zweite LED-Strang mit wenigstens einem weiteren LED-Strang kombiniert ist, der in entgegengesetzter Anschlussrichtung zu dem zweiten LED-Strang vorgesehen ist und der bei Ausfall des Rückleiters aktiv wird. Vorteilhaft ist der zweite LED-Strang über einen Brückengleichrichter des zweiten Leuchtmittels zwischen den dritten Pol und die zweite Schalteinrichtung geschaltet. Das erste Leuchtmittel kann ebenso wie das zweite Leuchtmittel einen Brückengleichrichter aufweisen.
  • Ein Rückleiterausfall kann beispielsweise dadurch ermittelt werden, dass die Funktion zur Detektion umfasst:
    • eine erste Strommessfunktion des Dioden-Flussstroms des ersten LED-Strangs bei Anschluss an den ersten Stromquellenpol mit der ersten Schalteinrichtung,
    • eine zweite Strommessfunktion des Dioden-Flussstroms des zweiten LED-Strangs bei Anschluss an den zweiten Stromquellenpol mit der zweiten Schalteinrichtung,
    • eine Addition der Dioden-Flussströme, die mit den ersten und zweiten Strommessfunktionen ermittelt sind,
    • eine Ausfalldetektionssignalausgabe, wenn die Addition wenigstens einen Wert unterhalb eines Schwellenwertes ergibt.
  • Um kostengünstig detailliertere Fehlermeldungen, insbesondere bei Durchlegierung einer oder mehrerer einzelner LEDs eines der LED-Stränge zu ermöglichen, umfasst die Messeinheit vorteilhaft eine weitere Funktion zur Detektion, umfassend:
    • eine erste Spannungsmessfunktion der Dioden-Flussspannung des ersten LED-Strangs bei Anschluss an den ersten Stromquellenpol mit der ersten Schalteinrichtung,
    • eine zweite Spannungsmessfunktion der Dioden-Flussspannung des zweiten LED-Strangs bei Anschluss an den zweiten Stromquellenpol mit der zweiten Schalteinrichtung,
    • einen Vergleich der mit den ersten und zweiten Spannungsmessfunktionen ermittelten Dioden-Flussspannungen,
    • eine Ausfalldetektionssignalausgabe, wenn der Vergleich wenigstens einen Absolutwert einer Spannungsdifferenz oberhalb eines Schwellenwertes ergibt. Insbesondere wenn der erste und der zweite LED-Strang je einen Satz von Hochleistungs-LEDs und ein gleiches Binning für einander angeglichene Leistungsaufnahmen aufweisen, ist dann leicht eine Durchlegierung einer oder mehrerer einzelner LEDs eines der LED-Stränge zu durch Vergleich der LED-Stränge, insbesondere ihrer Flussspannungen möglich und eine Eingangsspannungsmessung ermöglicht eine Bestimmung, ob ein LED-Strang eingeschaltet ist. Jeder Satz kann z.B. drei bis sechs Hochleistungs-LEDs aufweisen.
  • Dabei kann für den Schwellenwert ein erster Wert bei einer ersten Ausführung der ersten Steuerfunktion bei einer Initialisierung der LED-Einheit und ein zweiter Wert bei jeder weiteren Ausführung der ersten Steuerfunktion, d.h. pro Zyklus des alternierenden Einschaltens der LED-Stränge, vorgesehen sein, wobei der erste Wert niedriger als der zweite Wert ist.
  • Vorteilhaft umfasst die LED-Einheit:
    • einen ersten Gleichspannungswandler, wobei das erste Leuchtmittel und somit der erste LED-Strang zwischen den ersten Gleichspannungswandler und den dritten Pol geschaltet sind und die erste Schalteinrichtung als spannungsgesteuerter Schalter des ersten Gleichspannungswandlers und somit für die Funktion zum Anschließen des ersten LED-Stranges an den ersten Stromquellenpol ausgebildet ist,
    • einen zweiten Gleichspannungswandler, wobei der zweite LED-Strang zwischen den zweiten Gleichspannungswandler und den dritten Pol geschaltet ist und die zweite Schalteinrichtung als spannungsgesteuerter Schalter des zweiten Gleichspannungswandlers und somit für die Funktion zum Anschließen des zweiten LED-Stranges an den zweiten Stromquellenpol ausgebildet ist. Um eine beliebige Anschlussrichtung des zweiten Leuchtmittels sicherzustellen ist dabei vorzugsweise der zweite LED-Strang über einen Brückengleichrichter zwischen den zweiten Gleichspannungswandler und den Gegenpol geschaltet. Der erste Gleichspannungswandler kann eine Abwärtswandlertopologie und der zweite Gleichspannungswandler eine Aufwärtswandlertopologie, eine Synchronwandlertopologie oder ebenfalls eine Abwärtswandlertopologie besitzen. Auch können beide Gleichspannungswandler eine Synchronwandlertopologie oder, derzeit besonders bevorzugt, eine Abwärtswandlertopologie besitzen, so dass vorteilhaft einheitliche Baugruppen verwendet werden können. Die Gleichspannungswandler können Teil der in EP 1 992 542 A2 veranschaulichten Konstantstromquellen sein.
  • Vorteilhaft ist die Leuchteinheit und bevorzugt auch die Steuereinheit der LED-Einheit auf einer Platine angeordnet, was nicht nur die Nachrüstung bei Lichtsignalgebern erleichtern, sondern auch eine thermische Kopplung der LEDs beider Stränge sicherstellen und somit zuverlässigere Vergleiche gemessener Spannungen unter den ersten und zweiten LED-Strängen ermöglichen kann.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst von einem Lichtsignalgeber, insbesondere in Form einer Signalleuchte für Bahnübergänge, gekennzeichnet durch eine LED-Einheit der Erfindung, deren Leuchteinheit und bevorzugt auch deren Steuereinheit auf einer Platine angeordnet sind, und die ferner eine Optik umfasst, wobei die LED-Einheit einen Kollimator und/oder eine Streulinse zur Ausrichtung von Licht umfasst, das von den LED-Strängen abgestrahlt wird.
  • Der Lichtsignalgeber bzw. seine LED-Einheit können gemäß einem Verfahren entsprechend den Funktionen der LED-Einheit bzw. ihrer Steuerung betrieben werden.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche. Durch eine erfindungsgemäß vorsehbare Spannungsüberwachung wird es auch möglich, den Ausfall einer einzelnen LED eines Strangs zuverlässig zu detektieren.
  • Unter dem Begriff "LED-Strang" wird hier eine Reihenschaltung von LEDs verstanden. Vorzugsweise hat ein LED-Strang gemäß der Erfindung zwei bis acht LEDs, bevorzugt drei bis sechs LEDs, insbesondere vier LEDs. Bevorzugt unterscheidet sich die Flussspannung unter den ersten und zweiten LED-Strängen um nicht mehr als 0,7 V, bevorzugt nicht mehr als 0,5 V. Bevorzugt werden bei der Erfindung Hochleistungs-LEDs mit einer Leistungsaufnahme von 3 bis 7 W, insbesondere 5 W eingesetzt.
  • Unter dem Begriff "Ausfall bei der Leuchteinheit" wird hier ein vollständiger Ausfall eines LED-Strangs, beider LED-Stränge und/oder einzelner LEDs in einem LED-Strang verstanden.
  • Unter dem Begriff "Ausfall der Leuchteinheit" wird hier ein unterbrochener Stromfluss durch beide LED-Stränge verstanden.
  • Der Stromquellenanschlusspol 4 kann einen Batterieminuspol und jeder der ersten und zweiten Anschlusspole kann je einen Batteriepluspol einer separaten Stromquelle bereitstellen oder kann einen Batteriemittelabgriff bereitstellen, wenn die ersten und zweiten Anschlusspole ein Paar aus Batterieplus- und Batterieminuspol bereitstellen.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden rein beispielhaften und nicht-beschränkenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
    • Fig. 1A, 1B und 1C
    veranschaulichen schematisch Schaltzustände einer LED-Einheit einer Ausführung der Erfindung, die nach einer Anschlussvariante an ein Stromquellenpaar angeschlossen ist.
    Fig. 2A, 2B und 2C
    veranschaulichen schematisch die Schaltzustände der in Fig. 1A, 1B und 1C gezeigten LED-Einheit, die nach einer weiteren Anschlussvariante an ein Stromquellenpaar angeschlossen ist..
    Fig. 3
    veranschaulicht Details einer Ausführung der in Fig. 1A, 1 B und 1C bzw. 2A, 2B und 2C veranschaulichten LED-Einheit.
    Fig. 4
    veranschaulicht als Schaltbild Teileinheiten zur Spannungsüberwachung an einer zur Bezugnahme veranschaulichten LED-Einheit.
    Fig. 5
    veranschaulicht Details einer Ausführung der in Fig. 1A, 1B und 1C bzw. 2A, 2B und 2C veranschaulichten LED-Einheit.
    BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Bei den in den Figuren veranschaulichten Beispielen weisen der erste und der zweite LED-Strang von ersten und zweiten Leuchtmitteln 11, 12 je einen Satz von vier Hochleistungs-LEDs mit gleichem Binning auf. Gleiches Binning bedeutet, dass LEDs einer Herstellungscharge und daher mit im Wesentlichen gleicher Flussspannung und im Wesentlichen gleicher Leistungsaufnahme so verwendet werden, dass die beiden Sätze im Wesentlichen eine homogene Leistungsaufnahme haben.
  • Wie in den Fig. 1A bzw. 2A gezeigt, ist ein erstes Leuchtmittel 11 über eine erste Schalteinrichtung 21 an einen Pol einer Stromquelle S1 und über einen zwischen zwei Verzweigungspunkten P1, P2 der Schaltung vorgesehenen Rückleiter an einen weiteren Pol der Stromquelle S1 angeschlossen, während ein zweites Leuchtmittel 12 wird durch eine zweite Schalteinrichtung 22 von einem Pol einer weiteren Stromquelle S2 getrennt ist.
  • Wie in Fig. 1 B bzw. 2B gezeigt, ist das zweite Leuchtmittel 12 über die zweite Schalteinrichtung 22 an den einen Pol der weiteren Stromquelle S2 angeschlossen und über den zwischen den zwei Verzweigungspunkten P1, P2 der Schaltung vorgesehenen Rückleiter an einen weiteren Pol der weiteren Stromquelle S2 angeschlossen, während das erste Leuchtmittel 11 durch die erste Schalteinrichtung 21 von dem einen Pol der einen Stromquelle S1 getrennt ist.
  • Von den Verzweigungspunkten P1, P2 verzweigt somit ein Verzweigungspunkt P1 von dem Rückleiter zu den ersten und zweiten Leuchtmitteln und ein Verzweigungspunkt P2 von dem Rückleiter zu den weiteren Polen der einen und der weiteren Stromquelle S1, S2. Bei der in den Fig. 1A, 1B und 1C gezeigten Anschlussvariante ist der Rückleiter über den Verzweigungspunkt P2 an gleiche Pole der einen und der weiteren Stromquelle S1, S2, insbesondere Batteriepluspole angeschlossen. Bei der in den Fig. 2A, 2B und 2C gezeigten Anschlussvariante ist der Rückleiter über den Verzweigungspunkt P2 an unterschiedliche Pole der einen und der weiteren Stromquelle S1, S2, insbesondere an einen Batteriemittenabgriff angeschlossen.
  • Eine Steuerung der ersten und zweiten Schalteinrichtungen 21, 22 sichert mit einer ersten Steuerfunktion ein alternierendes Einschalten der ersten und zweiten Leuchtmittel mit den ersten und zweiten Schalteinrichtungen 21, 22, d.h. ein Alternieren zwischen den in Fig. 1A und 1 B bzw. zwischen den in Fig. 2A und 2B gezeigten Zuständen. Eine dritte Schalteinrichtung 23 zwischen dem Verzweigungspunkt P2 und dem zweiten Leuchtmittel 12 ist dabei geöffnet, um sicherzustellen, dass das zweite Leuchtmittel 12 mit der Schalteinrichtung 22 ein-und ausgeschaltet wird.
  • Die Fig. 1C bzw. 2C veranschaulichen eine bei Trennung des Rückleiters bzw. Detektion eines Ausfalls der LED-Einheit infolge der Trennung des Rückleiters vorgesehene zweite Steuerfunktion der Steuerung. Dabei erfolgt ein nichtalternierender Anschluss des ersten Leuchtmittels 11 mit der ersten Schalteinrichtung 21 an den Pol der einen Stromquelle S1. Die dritte Schalteinrichtung 23 ist zum Anschließen des zweiten Leuchtmittels 12 an den weiteren Pol der einen Stromquelle S1 geschlossen. Dabei ist eine Trennung der weiteren Stromquelle S2 mit der zweiten Schalteinrichtung 22 von dem zweiten Leuchtmittel 12 vorgesehen. Somit sind die Leuchtmittel in Reihe an die eine Stromquelle S1 angeschlossen und die weitere Stromquelle S2 ist ausgeschaltet.
  • Wie weiter in Fig. 3 veranschaulicht, wird mittels der zweiten Steuerfunktion der Steuerung zum nicht-alternierenden Anschluss des ersten Leuchtmittels 11 mit der ersten Schalteinrichtung 21 an den ersten Pol und Anschließen des zweiten Leuchtmittels 12 an den Stromquellenanschlusspol mit der dritten Schalteinrichtung 23 bei Trennung mit der zweiten Schalteinrichtung 22 von dem zweiten Pol 32 und mittels einer Umschaltfunktion der Steuerung zum Umschalten von der ersten auf die zweite Steuerfunktion bei Detektion des Ausfalls durch die Messeinheit eine hohe Betriebssicherheit erreicht.
  • Wie in Fig. 3 veranschaulicht, umfasst eine erfindungsgemäße LED-Einheit für Lichtsignalgeber eine Leuchteinheit, umfassend einen ersten und einen zweiten LED-Strang L von einem ersten bzw. zweiten Leuchtmittel 11 bzw. 12, eine erste Schalteinrichtung 21 mit einer Funktion zum Anschließen des ersten LED-Stranges an einen ersten Pol 31 eines dreipoligen Anschlusses der Leuchteinheit und eine zweite Schalteinrichtung 22 mit einer Funktion zum Anschließen des zweiten LED-Stranges an einen zweiten Pol 32 des dreipoligen Anschlusses der Leuchteinheit. Ein Stromquellenanschlusspol 4 kann einen Gegenpol für sowohl den ersten als auch den zweiten Pol 31, 32 anbieten, wobei von einem den ersten und zweiten LED-Strängen gemeinsamen dritten Pol 33 des dreipoligen Anschlusses der Leuchteinheit ein Rückleiter zu dem Stromquellenanschlusspol 4 vorgesehen ist. Jeder der ersten und zweiten LED-Stränge L ist zwischen einer der ersten bzw. zweiten Schalteinrichtungen 21, 22 und den dritten Pol 33 über einen Brückengleichrichter mit 4 Gleichrichterdioden geschaltet. Die Steuerung der ersten und zweiten Schalteinrichtungen 21, 22 umfasst die erste Steuerfunktion.
  • Die Steuerung umfasst eine Messeinheit, von der in Fig. 3 Spannungsmesseinrichtungen 51, 52, 61, 62 und Strommesseinrichtungen 81, 82 gezeigt sind, und weist eine Funktion zur Detektion eines Ausfalls der Leuchteinheit und eine weitere Funktion zur Detektion eines Ausfalls bei der Leuchteinheit auf.
  • Die Steuerung weist die zweite Steuerfunktion auf, um bei Trennung von dem zweiten Pol 32 den ersten Pol 31 nicht-alternierend an den ersten LED-Strang 11 mit der ersten Schalteinrichtung 21 und den zweiten LED-Strange 12 an den Stromquellenanschlusspol 4 mit der dritten Schalteinrichtung 23 anzuschließen.
  • Zur Sicherung des Betriebs der LED-Einheit bei Unterbrechung des Rückleiteranschlusses dient eine Umschaltfunktion der Steuerung zum Umschalten von der ersten auf die zweite Steuerfunktion, wenn die Messeinheit einen Ausfall detektiert.
  • Eine erste Teileinheit T1 der Messeinheit besitzt eine Eingangsspannungsmesseinheit 51 zur Bestimmung, ob der erste LED-Strang ausgeschaltet und folglich der zweite LED-Strang (gemäß der Steuerfunktion zum alternierenden Einschalten der LED-Stränge) an den zweiten Pol 32 mit der zweiten Schalteinrichtung 22 angeschlossen ist. Dazu ist diese Eingangsspannungsmesseinheit 51 parallel zu dem ersten LED-Strang zwischen die erste Schalteinrichtung 21 und den Rückleiteranschluss geschaltet.
  • Die erste Teileinheit T1 der Messeinheit besitzt ferner eine Dioden-Flussspannungsmesseinheit 62, um die Dioden-Flussspannung an dem zweiten LED-Strang zu messen. Die Eingangsspannungsmesseinheit 51 und die Dioden-Flussspannungsmesseinheit 62 sind Teil einer Spannungsmessfunktion der Dioden-Flussspannung des zweiten LED-Strangs bei Anschluss an den zweiten Pol 32 mit der zweiten Schalteinrichtung 22.
  • Eine zweite Teileinheit T2 der Messeinheit besitzt eine Eingangsspannungsmesseinheit 52 zur Bestimmung, ob der zweite LED-Strang ausgeschaltet und folglich der erste LED-Strang (gemäß der Steuerfunktion zum alternierenden Einschalten der LED-Stränge) an den ersten Pol 31 mit der ersten Schalteinrichtung 21 angeschlossen ist. Dazu ist diese Eingangsspannungsmesseinheit 52 parallel zu dem zweiten LED-Strang zwischen die zweite Schalteinrichtung 22 und den dritten Pol 33 bzw. den Rückleiter geschaltet.
  • Die zweite Teileinheit T2 der Messeinheit besitzt ferner eine Dioden-Flussspannungsmesseinheit 61, um die Dioden-Flussspannung an dem ersten LED-Strang zu messen. Die Eingangsspannungsmesseinheit 52 und Dioden-Flussspannungsmesseinheit 61 sind Teil einer Spannungsmessfunktion der Dioden-Flussspannung des ersten LED-Strangs bei Anschluss an den ersten Pol 31 mit der ersten Schalteinrichtung 21.
  • Die Funktion zur Detektion der Messeinheit umfasst einen Vergleich der mit den beiden genannten Teileinheiten T1, T2 und Spannungsmessfunktionen ermittelten Dioden-Flussspannungen und eine Ausfalldetektionssignalausgabe, wenn der Vergleich wenigstens einen Absolutwert einer Spannungsdifferenz oberhalb eines Schwellenwertes ergibt. Insbesondere ist vorgesehen, dass für den Schwellenwert ein erster Wert bei einer ersten Ausführung der ersten Steuerfunktion bei einer Initialisierung der LED-Einheit und ein zweiter Wert bei jeder weiteren Ausführung der ersten Steuerfunktion vorgesehen ist, wobei der erste Wert niedriger als der zweite Wert ist. So sind beispielswiese der erste Wert auf 0,7 V und der zweite Wert auf 1,0 V festgelegt.
  • Fig. 3 zeigt auch eine erste Dioden-Flussstrommesseinheit 81 für eine erste Strommessfunktion, wobei der erste LED-Strang zwischen diese und den dritten Pol 33 geschaltet ist und eine zweite Dioden-Flussstrommesseinheit 82 für eine zweite Strommessfunktion, wobei der zweite LED-Strang zwischen diese und den dritten Pol 33 geschaltet ist. Dabei umfasst die Funktion zur Detektion der Messeinheit:
    • die erste Strommessfunktion zur Messung Dioden-Flussstroms des ersten LED-Strangs bei Anschluss an den ersten Pol 31 mit der ersten Schalteinrichtung 21,
    • die zweite Strommessfunktion zur Messung des Dioden-Flussstroms des zweiten LED-Strangs bei Anschluss an den zweiten Pol 32 mit der zweiten Schalteinrichtung 22,
    • eine Addition der Dioden-Flussströme, die mit den ersten und zweiten Strommessfunktionen ermittelt sind, und
    • eine Ausfalldetektionssignalausgabe, wenn die Addition wenigstens einen Wert unterhalb eines Schwellenwertes ergibt.
  • Bei den ersten und zweiten Strommessfunktionen erfolgt die Bestimmung, ob der erste bzw. zweite LED-Strang mit der jeweiligen Schalteinrichtung 21, 22 an den jeweiligen ersten bzw. zweiten Pol 31, 32 angeschlossen ist, entsprechend den oben in Verbindung mit den Teileinheiten T1, T2 und ihren Eingangsspannungsmesseinheiten 51, 52 beschriebenen Funktionen.
  • Die Schalteinrichtungen 21, 22 sind jeweils Teil einer pulsweitenmodulierten Stromquelle (PWM-Stromquelle) des jeweiligen LED-Strangs bzw. des jeweiligen Leuchtmittels 11, 12, den/das sie an einen der Pole 31, 32 anschließen können. Gemäß der Umschaltfunktion der Erfindung schalten gemäß der ersten Steuerfunktion die PWM-Stromquellen vom Pluspol als Stromquellenpol an Pol 31 und 32 abwechselnd je einen der LED-Stränge an, die über den einen Rückleiter gegen Minus geschaltet sind. Ist der Rückleiter unterbrochen, beispielsweise in Folge von Vandalismus an einem Bahnübergangssignal, kann gemäß der ersten Steuerfunktion kein Strom mehr fließen, die LED-Stränge bleiben dunkel. Sobald der Fehler durch die Steuerung erkannt wird, schaltet der Ausgang der Stromquelle mit der zweiten Schalteinrichtung 22 an den Minuspol durch, und die Stromquelle mit der ersten Schalteinrichtung 21 übernimmt die Stromversorgung der beiden LED-Stränge. Der Stromkreis ist dann mit Reihenschaltung der LED-Stränge 11, 12 wieder geschlossen. Es leuchten beide LED-Stränge. Somit ist es möglich, die Stromquellen so umzustellen, dass bei der Rückleiter-Trennung ein Lichtsignalgeber mit der LED-Einheit, z.B. ein Bahnübergangslicht weiter leuchtet. Der Minus- bzw. Pluspol kann beispielsweise der einer Batterie wie z.B. einer 36 V-Batterie sein. Entsprechend führt eine erfindungsgemäße LED-Einheit mit der veranschaulichten Schaltung im Normalbetrieb die erste Steuerfunktion und bei Ausfall des Rückleiteranschlusses die zweite Steuerfunktion aus.
  • Die Leuchteinheit der LED-Einheit ist auf einer Platine mit thermischer Kopplung unter den ersten und zweiten LED-Strängen ausgebildet.
  • Wie beschrieben umfasst die in der mit Fig. 3 veranschaulichte Ausführung die Funktion zur Detektion eine erste Strommessfunktion des Dioden-Flussstroms des ersten LED-Strangs bei Einschaltung des ersten LED-Strangs, eine zweite Strommessfunktion des Dioden-Flussstroms des zweiten LED-Strangs bei Einschaltung des zweiten LED-Strangs, eine Addition der Dioden-Flussströme, die mit den ersten und zweiten Messfunktionen ermittelt sind, und eine Detektionssignalausgabe, wenn die Addition einen Wert unterhalb eines Schwellenwertes ergibt.
  • Fig. 4 veranschaulicht eine nachfolgend noch näher beschriebene Ausführung der in Fig. 3 veranschaulichten Teileinheiten T1, T2 in Kombination mit einer LED-Einheit 1, die einer in EP 1 992 542 A2 beschriebenen LED-Einheit entspricht.
  • Wie in Fig. 5 ersichtlich, kann sich eine erfindungsgemäße Ausführung von der in Fig. 4 veranschaulichten LED-Einheit 1 insbesondere dadurch unterscheiden, dass bei einem Spannungswandler, der die in Fig. 3 veranschaulichte zweite Schalteinrichtung 22 in Form eines spannungsgesteuerten Schalters 92 aufweist, die in Fig. 4 gezeigte Freilaufdiode 112 durch einen weiteren spannungsgesteuerten Schalter 112B ersetzt ist, der die in Fig. 3 veranschaulichte dritte Schalteinrichtung 23 bildet.
  • Wie in Fig. 5 veranschaulicht, erfolgt bei den ersten und zweiten Strommessfunktionen die Bestimmung, ob der erste bzw. zweite LED-Strang mit der jeweiligen Schalteinrichtung 21, 22 an den jeweiligen Pol 31, 32 angeschlossen ist, mit Eingangsstrommesseinheiten 71, 72 erfolgt. Die Eingangsspannungsmesseinheit 71 dient zur Bestimmung, ob der erste LED-Strang ausgeschaltet und folglich der zweite LED-Strang (gemäß der Steuerfunktion zum alternierenden Einschalten der LED-Stränge) an den zweiten Pol 32 mit der zweiten Schalteinrichtung 22 angeschlossen ist. Dazu ist diese Eingangsspannungsmesseinheit 71 zwischen die erste Dioden-Flussstrommesseinheit 81 und den ersten LED-Strang 11 geschaltet.
  • Die Eingangsspannungsmesseinheit 72 dient zur Bestimmung, ob der zweite LED-Strang ausgeschaltet und folglich der erste LED-Strang (gemäß der Steuerfunktion zum alternierenden Einschalten der LED-Stränge) an den ersten Pol 31 mit der ersten Schalteinrichtung 21 angeschlossen ist. Dazu ist diese Eingangsspannungsmesseinheit 72 zwischen die zweite Dioden-Flussstrommesseinheit 82 und den zweiten LED-Strang geschaltet.
  • Wie in Fig. 5 veranschaulicht, umfassen die Eingangsstrommesseinheiten 71, 72 und Dioden-Flussstrommesseinheiten 81, 82 jeweils eine Kombination aus einem Messwiderstand R1, R2, R3, R4 und einem Komparator N1, N2, N3, N4, die passend gewählt und geschaltet sind, um am Komparatorausgang jeweils ein Signal zu erhalten, das dem Eingangsstrom bzw. dem Durchflussstrom des ersten LED-Strangs bzw. des zweiten LED-Strangs repräsentiert. Der Stromquellenanschlusspol 4 und über den Rückleiter auch der dritte Pol 33 sind zum Bereitstellen eines gemeinsamen Batterieminuspols zweier Stromquellen vorgesehen. Die ersten und zweiten Pole sind als Pluspole von für die Stromquellen vorgesehenen Spannungswandlern vorgesehen. Die veranschaulichten Schalter 91 und 92 dienen sowohl der Spannungswandlung als auch als erste bzw. zweite Schalteinrichtung.
  • Die oben genannten Stromquellen besitzen pulsweitenmodulierte Gleichspannungswandler. Der erste LED-Strang ist zwischen einen ersten der Gleichspannungswandler und den Minuspol 4 geschaltet und die erste Schalteinrichtung 21 umfasst einen MOSFET als spannungsgesteuerten Schalter 91 für die Funktion zum Anschließen des ersten LED-Stranges 11 an den ersten Pol 31. Der zweite LED-Strang 12 ist zwischen einen zweiten der Gleichspannungswandler und den Minuspol 4 geschaltet und die zweite Schalteinrichtung 22 umfasst zwei MOSFETs als spannungsgesteuerten Schalter 92 für die Funktion zum Anschließen des zweiten LED-Stranges 12 an den zweiten Pol 32 bzw. als weiteren spannungsgesteuerten Schalter 112B zum Anschließen des zweiten LED-Stranges 12 an den Minuspol 4. Gemäß der Schaltungstopologie sind der erste der und der zweite Gleichspannungswandler Abwärtswandler bzw. Buck-Konverter.
  • An einem Gatter des weiteren spannungsgesteuerten Schalters 112B zum Anschließen des zweiten LED-Stranges 12 an den Gegenpol 4 ist ein Ausgang eines Signalgebers 112A vorgesehen. Der Signalgeber 112A ist ein Treiber, der eine Spannung an seinem Eingang invertiert. Für diesen Eingang und ein Gatter des spannungsgesteuerten Schalters 92 des zweiten Gleichspannungswandlers ist ein gemeinsamer Signaleingang über einen Widerstand 92A vorgesehen. Damit umfasst der erste Gleichspannungswandler:
    • den spannungsgesteuerten Schalter 91 der ersten Schalteinrichtung 21 und für die Funktion zum Anschließen des ersten LED-Strangs an den ersten Pol 31,
    • eine Drosselspule 101, die zwischen den ersten LED-Strang und diesen spannungsgesteuerten Schalter 91 geschaltet ist,
    • eine Freilaufdiode 111, die zwischen eine Verzweigung unter dem Schalter 91 und der Drosselspule 101 einerseits und den Stromquellenanschlusspol 4 andererseits geschaltet ist,
    • einen Elektrolytkondensator 131, der zwischen eine Verzweigung unter dem ersten LED-Strang und der Drosselspule 101 einerseits und den Stromquellenanschlusspol 4 andererseits geschaltet ist, und
    • einen weiteren Kondensator 121, der zur Stabilisierung zwischen den ersten Stromquellenpol 31 und den Stromquellenanschlusspol 4 geschaltet ist.
  • Der zweite Gleichspannungswandler umfasst:
    • den spannungsgesteuerten Schalter 92 der zweiten Schalteinrichtung 22 und für die Funktion zum Anschließen des zweiten LED-Strangs an den zweiten Pol 32,
    • eine Drosselspule 102, die zwischen den zweiten LED-Strang und den spannungsgesteuerten Schalter 92 geschaltet ist,
    • eine Kombination aus dem Signalgeber 112A und weiteren spannungsgesteuerten Schalter 112B als Gleichrichtereinrichtung, die zwischen eine Verzweigung unter dem spannungsgesteuerten Schalter 92 und der Drosselspule 102 einerseits und den Stromquellenanschlusspol 4 andererseits geschaltet ist, und
    • einen Kondensator 122, der zwischen eine Verzweigung unter dem zweiten LED-Strang und der Drosselspule 102 einerseits und den Stromquellenanschlusspol 4 andererseits geschaltet ist, und
    • einen Elektrolytkondensator 132, der zwischen eine Verzweigung unter dem weiteren spannungsgesteuerten Schalter 112B und den Stromquellenanschlusspol 4 einerseits und den zweiten Pol 32 andererseits geschaltet ist.
  • Alle in Fig. 2 gezeigten Schalter 91, 92, 112B sind als MOSFETs ausgeführt. Sie sind über Schaltersignalwiderstände 91A, 92A von der Steuerung (nicht gezeigt) angesteuert. Mit der Steuerung wird über die Gleichspannungswandler ist die erste und zweite Steuerfunktion sichergestellt. Der der Signalgeber 112A erzeugt ein Signal auf Basis des an den Schalter 92 abgegebenen Signals, um einen Synchrongleichspannungswandlermodus im Normalbetrieb mit einer Stromversorgung entsprechend jener des Gleichstromwandlers am ersten Stromquellenpol 31 sicherzustellen sowie vorteilhaft die erste Steuerfunktion.
  • Fig. 4 veranschaulicht die Spannungsüberwachung mit den Teileinheiten T1 und T2 der zu Fig. 3 beschriebenen Ausführung, wobei jedoch vorgesehen ist, dass der Stromquellenanschlusspol 4 einem Batteriemittelabgriff, der erste Pol 31 einem Batteriepluspol und der zweiten Pol 32 einem Batterieminuspol entspricht. Die veranschaulichte Spannungsüberwachung ist so insbesondere zur Spannungsüberwachung von zwei Batterien verwendbar. Die Strommesseinheiten und die Funktion der zweiten Schalteinrichtung zum Anschließen des zweiten LED-Strangs an den Gegenpol sind zur Vereinfachung nicht dargestellt. Als Stromquellenanschlusspol 4 ist ein durch einen Batteriemittelabgriff erhaltener Pol vorgesehen. Der zweite Pol 32 ist bei der veranschaulichten Ausführungsform der Batterieminuspol.
  • Wie in Fig. 4 gezeigt, sind mit jeweils dem ersten Gleichspannungswandler am ersten Pol 31 und dem ersten LED-Strang bzw. dem zweiten Gleichspannungswandler am zweiten Pol 32 und dem zweiten LED-Strang jeweils eine der Teileinheiten T1 bzw. T2 für Spannungsmessungen über Sätze von Widerständen R5, R7 bzw. R6, R8 verbunden. Jede der Teileinheiten T1, T2 weist dabei je zwei Kombinationen aus einem Komparator N5, N6, N7, N8 und einem die Komparatoreingänge verbindenden Messwiderstand R5, R6, R7, R8 auf.
  • In jeder der Teileinheiten T1, T2 sind die Komparatoren über Eingänge unterschiedlicher Polung miteinander verbunden und die entsprechende Verbindung verzweigt zu dem Batteriemittelabgriff. Ein aus Komparatoren N5, N6 der ersten und zweiten Teileinheit T1, T2 gebildetes Komparatorpaar ist dabei mit seinen Plus-Eingängen jeweils über Widerstände R9, R12 mit dem ersten LED-Strang eines ersten Leuchtmittels 11 verbunden, und zwar mit seinem mit der Drosselspule 101 des ersten Gleichspannungswandlers verbundenen Ende. Entsprechend ist ein anderes Paar von aus der ersten und zweiten Teileinheit T1, T2 gewählten Komparatoren N7, N8 mit seinen Minuseingängen jeweils über Widerstände R10, R11 mit dem zweiten LED-Strang 12 verbunden, und zwar mit seinem mit der Drosselspule 102 des zweiten Gleichstromwandlers verbundenen Ende. Dabei ist vorgesehen, dass am Ausgang des Komparators N5 eine Eingangsspannung des ersten LED-Strangs erhalten wird, am Ausgang des Komparators N6 eine Dioden-Flussspannung des ersten LED-Strangs erhalten wird, am Ausgang des Komparators N7 eine Eingangsspannung des zweiten LED-Strangs 12 erhalten wird und am Ausgang des Komparators N8 eine Dioden-Flussspannung des ersten LED-Strangs erhalten wird. Unter erhaltener Spannung ist dabei ein die entsprechende Spannung repräsentierender Spannungswert zu verstehen.
  • Die LEDs beider LED-Stränge der Leuchtmittel 11, 12 sind auf einer Platine und mit thermischer Kopplung angeordnet, durch eine gemeinsame Platzierung der LEDs der ersten und zweiten Gruppen auf einer Leiterkarte und einem Kühlkörper. Auf diese Weise ist es möglich, das Verfahren der Spannungsüberwachung so umzustellen, dass LEDs mit unterschiedlichen Spannungs-BINs bis zu dem zulässigen maximalen Leitungswiderstand betrieben werden können. Die Spannungsüberwachung eines zweikanaligen Signalgebers mit der LED-Einheit ist auf einen bestimmten LED-Typ mit festgelegtem Spannungs-BIN ausgelegt. Wenn dieser Typ nicht verfügbar ist, kann ein Ersatztyp nicht erst nach Änderung eines Sollwerts zur Spannungsüberwachung eingesetzt werden.
  • Durch die Spannungsüberwachung kann zuverlässig ein Kurzschluss bei einem LED-Strang L erkannt werden. Somit wird von einer Spannungsüberwachung auf Basis eines Vergleichs der beiden LED-Stränge profitiert. Bei den ersten beiden Einschaltungen der beiden LED-Stränge wird als Initialisierung die Spannung beider LED-Stränge ermittelt. Der Unterschied der beiden Spannungen darf bei diesem Beispiel nicht größer sein als 0,7 V. Wenn dies als Initialisierung sichergestellt ist, beginnt die Betriebsphase (Normalbetrieb). In der Betriebsphase wird dann überwacht, ob von dem letzten Spannungswert kein Spannungssprung > 1 V erfolgt ist. Eine Temperaturnachführung der Spannungsgrenzen entfällt.
  • Ein mit der LED-Einheit ausgeführtes Verfahren funktioniert bei entsprechender Toleranzvorgabe des Vergleichs unabhängig vom Spannungs-BIN der LEDs. Kommt es zu einem Ausfall einer LED, wird eine Differenz der Dioden-Durchflussspannungen beider LED-Stränge ungleich Null und über- oder unterschreitet eine vorgesehene detektierbare Toleranz. Es ist eine enge Toleranzvorgabe erlaubt, da durch Vergleich von Vorwärtsspannungen der ersten und zweiten Gruppe Vorwärtsspannungsschwankungen aufgrund von Produktionstoleranzen der LEDs gemittelt sind. Bei der Überwachung des Paars aus erstem und zweitem LED-Strang ist vorgesehen, dass die LEDs in jedem der Stränge von einem gleich großen Strom durchflossen werden.
  • Gemäß der Erfindung können die veranschaulichten Schaltungsmerkmale in einer LED-Einheit zu einer Schaltung kombiniert sein.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    LED-Einheit
    11
    erstes Leuchtmittel
    12
    zweites Leuchtmittel
    21
    erste Schalteinrichtung
    22
    zweite Schalteinrichtung
    23
    dritte Schalteinrichtung
    31, 32, 33
    Anschlusspole
    4
    Stromquellenanschlusspol
    51, 52
    Eingangsspannungsmesseinheit
    61, 62
    Dioden-Flussspannungsmesseinheit
    71, 72
    Eingangsstrommesseinheit
    81, 82
    Dioden-Flussstrommesseinheit
    91, 92
    Schalter
    91A, 92A
    Schaltersignalwiderstand
    101, 102
    Drosselspule
    111, 112
    Freilaufdiode
    112A
    Signalgeber
    112B
    weiterer Schalter
    121, 122
    Kondensator
    131, 132
    Elektrolytkondensator
    D
    Gleichrichterdiode
    L
    LED-Strang
    N1 - N8
    Komparator
    R1 - R12
    Widerstand
    S1, S2
    Stromquelle
    T1, T2
    Teileinheit

Claims (12)

  1. LED-Einheit für Lichtsignalgeber, umfassend:
    - eine Leuchteinheit, umfassend einen dreipoligen Anschluss, ein erstes Leuchtmittel (11) mit einem ersten LED-Strang, ein zweites Leuchtmittel (12) mit beliebiger Anschlussrichtung und einem zweiten LED-Strang, eine erste Schalteinrichtung (21) an einem ersten Pol (31) des dreipoligen Anschlusses, mit der der erste LED-Strang in Reihe zwischen den ersten Pol (31) und einen dritten Pol (33) des dreipoligen Anschlusses geschaltet ist, und eine zweite Schalteinrichtung (22) an einem zweiten Pol (32) des dreipoligen Anschlusses, mit der der zweite LED-Strang in Reihe zwischen den zweiten Pol (32) und den dritten Pol (33) geschaltet ist,
    - einen Rückleiter zwischen dem dritten Pol und einem Stromquellenanschlusspol (4)
    - eine Steuerung der ersten und zweiten Schalteinrichtungen (21, 22), welche eine erste Steuerfunktion zum alternierenden Einschalten der ersten und zweiten LED-Stränge mit den ersten und zweiten Schalteinrichtungen (21, 22) umfasst, und
    - eine Messeinheit (51, 52, 61, 62, 71, 72, 81, 82) der Steuerung mit einer Funktion zur Detektion eines Ausfalls der Leuchteinheit,
    gekennzeichnet durch
    - eine dritte Schalteinrichtung (23) an dem Stromquellenanschlusspol (4), wobei das zweite Leuchtmittel (12) zwischen den dritten Pol und die dritte Schalteinrichtung (23) geschaltet ist,
    - eine zweite Steuerfunktion der Steuerung zum nicht-alternierenden Anschluss des ersten Leuchtmittels (11) mit der ersten Schalteinrichtung (21) an den ersten Pol und Anschließen des zweiten Leuchtmittels (12) an den Stromquellenanschlusspol (4) mit der dritten Schalteinrichtung (23) bei Trennung mit der zweiten Schalteinrichtung (22) von dem zweiten Pol (32) und
    - eine Umschaltfunktion der Steuerung zum Umschalten von der ersten auf die zweite Steuerfunktion bei Detektion des Ausfalls mit der Messeinheit.
  2. LED-Einheit für Lichtsignalgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite LED-Strang über einen Brückengleichrichter des zweiten Leuchtmittels (12) zwischen den dritten Pol und die zweite Schalteinrichtung (22) geschaltet ist.
  3. LED-Einheit für Lichtsignalgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit eine weitere Funktion zur Detektion umfasst, umfassend:
    - eine erste Spannungsmessfunktion der Dioden-Flussspannung des ersten LED-Strangs bei Anschluss an den ersten Stromquellenpol (31) mit der ersten Schalteinrichtung (21),
    - eine zweite Spannungsmessfunktion der Dioden-Flussspannung des zweiten LED-Strangs bei Anschluss an den zweiten Stromquellenpol (32) mit der zweiten Schalteinrichtung (22),
    - einen Vergleich der mit den ersten und zweiten Spannungsmessfunktionen ermittelten Dioden-Flussspannungen,
    - eine Ausfalldetektionssignalausgabe, wenn der Vergleich wenigstens einen Absolutwert einer Spannungsdifferenz oberhalb eines Schwellenwertes ergibt.
  4. LED-Einheit für Lichtsignalgeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für den Schwellenwert ein erster Wert bei einer ersten Ausführung der ersten Steuerfunktion bei einer Initialisierung der LED-Einheit und ein zweiter Wert bei jeder weiteren Ausführung der ersten Steuerfunktion vorgesehen ist, wobei der erste Wert niedriger als der zweite Wert ist.
  5. LED-Einheit für Lichtsignalgeber nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion zur Detektion umfasst:
    - eine erste Strommessfunktion des Dioden-Flussstroms des ersten LED-Strangs bei Anschluss an den ersten Pol (31) mit der ersten Schalteinrichtung (21),
    - eine zweite Strommessfunktion des Dioden-Flussstroms des zweiten LED-Strangs bei Anschluss an den zweiten Pol (32) mit der zweiten Schalteinrichtung (22),
    - eine Addition der Dioden-Flussströme, die mit den ersten und zweiten Strommessfunktionen ermittelt sind,
    - eine Ausfalldetektionssignalausgabe, wenn die Addition wenigstens einen Wert unterhalb eines Schwellenwertes ergibt.
  6. LED-Einheit für Lichtsignalgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei jedes der Leuchtmittel einen LED-Strang mit einem Satz von drei bis sechs Hochleistungs-LEDs aufweist.
  7. LED-Einheit für Lichtsignalgeber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite LED-Strang eine thermische Kopplung und die Sätze von Hochleistungs-LEDs ein gleiches Binning für einander angeglichene Leistungsaufnahmen aufweisen.
  8. LED-Einheit für Lichtsignalgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend:
    - einen ersten Gleichspannungswandler, wobei das erste Leuchtmittel (11) zwischen den ersten Gleichspannungswandler und den dritten Pol (33)geschaltet ist und die erste Schalteinrichtung (21) ein spannungsgesteuerter Schalter (91) des ersten Gleichspannungswandlers ist,
    - einen zweiten Gleichspannungswandler, wobei das zweite Leuchtmittel (12) zwischen den zweiten Gleichspannungswandler und den dritten Pol (33) geschaltet ist und die zweite Schalteinrichtung (22) ein spannungsgesteuerter Schalter (92) des zweiten Gleichspannungswandlers ist.
  9. LED-Einheit für Lichtsignalgeber nach Anspruch 8, wobei der zweite Gleichspannungswandler ein Synchronwandler und/oder ein Abwärtswandler ist und die dritte Schalteinrichtung (23) eine Kombination aus Signalgeber (112A) und weiterem spannungsgesteuerten Schalter (112B) des zweiten Gleichspannungswandlers ist.
  10. LED-Einheit für Lichtsignalgeber nach Anspruch 9, wobei der Signalgeber (112A) ein Treiber mit Spannungsinversion ist und ein gemeinsamer Signaleingang zu einem Gatter des spannungsgesteuerten Schalters (92) des zweiten Gleichspannungswandlers und zu einem Eingang des Signalgebers (112A) vorgesehen ist.
  11. Lichtsignalgeber für Bahnübergänge mit wenigstens einer LED-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, deren Leuchteinheit auf einer Platine und mit einer Optik gebildet ist, wobei die LED-Einheit einen Kollimator und/oder eine Streulinse zur Ausrichtung von Licht umfasst, das von den LED-Strängen abgestrahlt wird.
  12. Lichtsignalgeber für Bahnübergänge nach Anspruch 11, umfassend wenigstens eine LED-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, deren Leuchteinheit und Steuereinheit auf der Platine angeordnet ist.
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