本發(fā)明涉及一種用于發(fā)光二極管裝置的饋電和監(jiān)控的方法，該發(fā)光二極管裝置具有至少兩個(gè)發(fā)光二極管的串聯(lián)電路，在所述方法中，所述至少一個(gè)串聯(lián)電路由電源饋給電流，測(cè)量所述串聯(lián)電路上的總電壓并且反復(fù)與閾值電壓進(jìn)行比較，并且如果當(dāng)前的總電壓低于所述閾值電壓，就表明至少一個(gè)發(fā)光二極管的短路，在初始化階段，在正常的發(fā)光二極管的情況下測(cè)量所述至少一個(gè)由至少兩個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成的串聯(lián)電路的總電壓并且保存所測(cè)得的電壓值，由所保存的電壓值通過與系數(shù)k相乘算出所述閾值電壓，這一用于在運(yùn)行中反復(fù)比較的閾值電壓被保存，并且系數(shù)k根據(jù)所測(cè)得的、表示所述發(fā)光二極管的當(dāng)前溫度的溫度來選擇，其中，所述與溫度相關(guān)的系數(shù)隨著溫度的升高，考慮到所述發(fā)光二極管的正向電壓的溫度相關(guān)性，而變得更小。

本發(fā)明同樣還涉及一種用于發(fā)光二極管裝置的饋電和監(jiān)控的電路裝置。

背景技術(shù)：

自從提供了高亮度的發(fā)光二極管LED以來，這些LED越來越多地在汽車工業(yè)中被應(yīng)用在照明裝置中。因?yàn)檫@些LED要作為與安全相關(guān)的因素進(jìn)行分級(jí)，所以它們必須盡可能地關(guān)于其規(guī)定的功能被監(jiān)控，或應(yīng)該通過向駕駛員報(bào)警表明故障功能或失靈。盡管能夠簡(jiǎn)單地通過測(cè)量所述LED的串聯(lián)電路上的總電壓來確定LED的斷開，但困難的是識(shí)別單個(gè)LED的短路。如果例如在一個(gè)LED中出現(xiàn)短路，則該LED就不再照明，并且所述串聯(lián)電路上的總電壓減少這一發(fā)光二極管的正向電壓的值。在LED的串聯(lián)電路中，通過測(cè)量總電壓，不再能夠足夠可靠地偵測(cè)單個(gè)短路，因?yàn)榘l(fā)光二極管的正向電壓由于公差而具有相對(duì)寬的電壓范圍并且由此與靜態(tài)的比較值的比較可能是不可靠的。

由DE 10 2014 112 176 A1已知一種開頭所述類型的方法以及電路裝置。根據(jù)該文獻(xiàn)，串聯(lián)電路的當(dāng)前總電壓與根據(jù)正向電壓的總和所確定的閾值電壓進(jìn)行比較。所述正向電壓，也被稱作通流電壓或閾值電壓，通常從所使用的LED的參數(shù)單得知，但這些值絕不必須對(duì)應(yīng)于當(dāng)前所安裝的發(fā)光二極管的值，這就導(dǎo)致在識(shí)別單個(gè)短路時(shí)的如上面所提到的不可靠性。系數(shù)k的引入也是在結(jié)合考慮到溫度相關(guān)性的情況下源自DE 102006049291 A1。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種方法和一種相應(yīng)的電路裝置，該方法容許非?？煽康刈R(shí)別單個(gè)短路。

該任務(wù)通過一種開頭所述類型的方法來解決，在該方法中，根據(jù)本發(fā)明，也依據(jù)所測(cè)量的、通過所述串聯(lián)電路的當(dāng)前電流來選擇系數(shù)k。通過這種對(duì)于電流相關(guān)性的考慮，可以在識(shí)別故障性能時(shí)進(jìn)一步提高可靠性。

所提出的任務(wù)也通過一種開頭所述類型的用于發(fā)光二極管裝置的饋電和監(jiān)控的電路裝置來解決，該發(fā)光二極管裝置具有至少兩個(gè)發(fā)光二極管的串聯(lián)電路，該電路裝置具有：電源；用于所述串聯(lián)電路上的總電壓的測(cè)量裝置以及分析裝置，所述分析裝置被設(shè)置用于將當(dāng)前的總電壓與閾值電壓進(jìn)行反復(fù)比較，以及如果當(dāng)前的總電壓低于所述閾值電壓，則用于表明至少一個(gè)發(fā)光二極管的短路；和用于保存在初始化階段所測(cè)得的總電壓的第一存儲(chǔ)器；用于在運(yùn)行狀態(tài)下反復(fù)所測(cè)量的當(dāng)前總電壓與系數(shù)k相乘的乘法器；用于保存這樣算出的閾值電壓的值的第二存儲(chǔ)器以及用于保存所反復(fù)測(cè)量的當(dāng)前總電壓的第三存儲(chǔ)器，其中所述第二和所述第三存儲(chǔ)器的值被輸送給所述分析裝置以用于當(dāng)前存儲(chǔ)值的反復(fù)比較；以及函數(shù)表，所述函數(shù)表被設(shè)置用于根據(jù)借助至少一個(gè)溫度傳感器所測(cè)量的、表示所述發(fā)光二極管的當(dāng)前溫度的溫度來確定所述系數(shù)k，其中k隨著溫度的升高、考慮到所述發(fā)光二極管的正向電壓的溫度相關(guān)性、而變得更小在，并且該電路裝置中，函數(shù)表根據(jù)本發(fā)明被設(shè)置為，附加地也依據(jù)借助電流傳感器所測(cè)得的、通過所述串聯(lián)電路的當(dāng)前電流來確定系數(shù)k。

附圖說明

下面借助示例性的、在附圖中被予以展示的實(shí)施方式進(jìn)一步闡述本發(fā)明連同其他優(yōu)點(diǎn)。其中：

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的第一優(yōu)選的實(shí)施方式的框圖的示意圖；

圖2示出LED的一種示例性的、典型的I/U圖；

圖3借助圖形示出了LED的正向電壓相對(duì)于參考溫度下的值的溫度相關(guān)性；

圖4以示例性的圖形示出了系數(shù)k與溫度和電流的相關(guān)性；

圖5示出用于說明根據(jù)本發(fā)明的方法的第一優(yōu)選實(shí)施方式的流程圖；

圖6以示意圖示出根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的第二優(yōu)選的實(shí)施方式的框圖；以及

圖7示出用于說明根據(jù)本發(fā)明的方法的第二優(yōu)選實(shí)施方式的流程圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)借助圖1來說明根據(jù)本發(fā)明的方法或一種相應(yīng)工作的電路裝置的第一實(shí)施方式，其中應(yīng)該明白的是，在此涉及示例性的實(shí)施方式，其是-以相關(guān)技術(shù)人員的知識(shí)為前提-被示意性地示出以及加以闡述的。

本發(fā)明的出發(fā)點(diǎn)是一種發(fā)光二極管裝置，尤其是一種由電源2饋電的多個(gè)發(fā)光二極管D₁、D₂......D_n的串聯(lián)電路1。在應(yīng)用于汽車的情況下，這種電源通常是、但并非必須是電子的電壓轉(zhuǎn)換器，其例如按照可用的車載電壓或在串聯(lián)電路中的二極管的數(shù)量而被構(gòu)造為升壓或降壓轉(zhuǎn)換器。于是，所述發(fā)光二級(jí)管是汽車照明裝置、例如前照燈的集成化組成部分，其中當(dāng)然LED的多個(gè)串聯(lián)電路也可以屬于一個(gè)照明裝置并且必要時(shí)也可設(shè)置串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的組合。通過所述串聯(lián)電路的電流根據(jù)需要也可發(fā)生改變（變暗），既包括模擬式的，但也包括數(shù)字式的（脈寬調(diào)制）。

首先，在詳細(xì)討論本發(fā)明之前，應(yīng)該借助數(shù)例來闡述開頭所述的識(shí)別單個(gè)短路的問題。

由于LED正向電壓的公差（通常為2.75V至3.75V，下面以U_LEDmin或U_LEDmax表示），在大于三個(gè)LED的串聯(lián)電路中，不能可靠地識(shí)別具有短路的LED的失靈，因?yàn)樗惭b的LED的正向電壓實(shí)際上有多高并不是已知的。

例如假設(shè)有四個(gè)LED的串聯(lián)電路：

4 × U_LEDmin = 4× 2.75V = 11V具有4個(gè)LED在正常運(yùn)行狀態(tài)下的總電壓

因此，監(jiān)控閾值調(diào)至＜11V。

3 ×U_LEDmax = 3 × 3.75V = 11.25V

在一個(gè)LED短路時(shí)的故障情況下的總電壓，將不會(huì)識(shí)別到短路，因?yàn)樗龃?lián)電路的總電壓＞11V。

因此，與基于參數(shù)表值的固定設(shè)定的下限響應(yīng)閾值的比較并不會(huì)識(shí)別出一個(gè)LED的短路，因?yàn)樵诠收锨闆r下三個(gè)具有最大正向電壓的LED的情況下的電壓高于四個(gè)具有最小正向電壓的LED的正常運(yùn)行狀態(tài)下的電壓。

也如上已經(jīng)提及的那樣，正向電壓還另外根據(jù)LED的溫度發(fā)生改變，該正向電壓就像在所有的半導(dǎo)體二極管中那樣，隨著溫度的升高而下降，這在電壓比較法中帶來了額外的不可靠性。此外，還存在正向電壓與LED電流的根據(jù)二極管的U/I圖的相關(guān)性。

再回到圖1，所述串聯(lián)電路1上存在的總電壓U_G被輸送給至少用于所述串聯(lián)電路上的電壓的測(cè)量裝置3。在初始化階段、例如在前照燈的工廠驗(yàn)收時(shí)，在正常的發(fā)光二極管的情況下測(cè)量所述至少一個(gè)由至少兩個(gè)發(fā)光二極管D₁、D₂......D_n組成的串聯(lián)電路1的總電壓U_G，并且所測(cè)得的電壓值U_Gi被保存在非易失性的第一存儲(chǔ)器4（“保存初始值”）內(nèi)，為了該目的，觸發(fā)信號(hào)s_i可被輸送給該存儲(chǔ)器。

為了由所測(cè)得的電壓值U_Gi推導(dǎo)出可用于稍后的比較的閾值電壓，電壓值U_Gi被輸送給乘法器5并且在此與系數(shù)k相乘，所述系數(shù)來自存儲(chǔ)器-或者如在當(dāng)前情況中那樣-來自函數(shù)表6。這一函數(shù)表6被設(shè)置用于依據(jù)借助至少一個(gè)溫度傳感器7所測(cè)得的、表示所述發(fā)光二極管當(dāng)前溫度的溫度θ確定所述系數(shù)k或“乘數(shù)”，其中k（θ）隨著溫度的升高、考慮到所述發(fā)光二極管的正向電壓的溫度相關(guān)性、而變得更小并且在溫度升高時(shí)變得更大。

在正向電壓的電流相關(guān)性方面，可附加地規(guī)定，也依據(jù)借助電流傳感器11所測(cè)量的、通過所述串聯(lián)電路的當(dāng)前電流I_S來選擇所述系數(shù)k作為k（θ，I_S）。

在所述函數(shù)表6的下方形象地畫出了兩幅圖，其應(yīng)該參考正向電壓與電流或者溫度的相關(guān)性。而且，這種相關(guān)性在圖2或3中被示出，圖2或3表明，通過在正向方向上運(yùn)行的發(fā)光二極管的電流隨著其正向電壓比例過大地增加，或者正向電壓在確定的電流值、例如1000mA下相對(duì)于參考溫度值、通常為室溫25℃而言在溫度上升時(shí)減小并且相應(yīng)地在溫度返回時(shí)升高。

圖4借助一個(gè)示例示出了系數(shù)k與溫度和電流的相關(guān)性，其中在此假設(shè)，初始化階段在室溫條件（25℃）下進(jìn)行。該類型的圖是函數(shù)表6的基礎(chǔ)。還看得出，k可取1以上的值。這是因?yàn)樾Ｕ禂?shù)應(yīng)該跟蹤被考慮用于比較過程的總電壓由于電流改變（變暗、過電流）以及尤其是溫度而相對(duì)于在工廠中的校準(zhǔn)過程中（在大約25℃的室溫條件下）所確定的總電壓（初始化階段）的改變。因此，在電流保持相同的情況下，在溫度相對(duì)于校準(zhǔn)過程而言較小時(shí)，系數(shù)k就已經(jīng)大于1，在溫度和電流與校準(zhǔn)過程中相同的情況下，k等于1，其中由于老化決定的二極管值的改變被忽略不計(jì)。

因此，閾值電壓U_S的“實(shí)際”值可以從所述乘法器輸送給第二存儲(chǔ)器8并且被保存在其內(nèi)作為動(dòng)態(tài)的極限值。

另一方面，設(shè)置第三存儲(chǔ)器9，在該存儲(chǔ)器內(nèi)反復(fù)地、例如周期性地以通過觸發(fā)信號(hào)S_a觸發(fā)的方式來保存LED的串聯(lián)電路1上的所測(cè)量的當(dāng)前的總電壓U_GA，作為當(dāng)前測(cè)量值?，F(xiàn)僅仍必須將來自所述第三存儲(chǔ)器9的所測(cè)量的當(dāng)前總電壓U_GA的值和來自所述第二存儲(chǔ)器8的閾值電壓U_S相互比較，這可在分析裝置10內(nèi)進(jìn)行，上述值被輸送給該分析裝置，并且該分析裝置被設(shè)置用于當(dāng)前總電壓U_GA與閾值電壓U_S的反復(fù)比較，以及如果當(dāng)前總電壓低于閾值電壓U_S，表明至少一個(gè)發(fā)光二極管的所推測(cè)的短路。周期性地觸發(fā)比較的觸發(fā)信號(hào)S_W例如可以被輸送給該分析裝置。

上述電路裝置的主要元件，可能除了例如可位于所述發(fā)光二極管的冷卻體上的溫度傳感器以外，均被符合目的地包含在照明裝置的鎮(zhèn)流器內(nèi)，該鎮(zhèn)流器也可被設(shè)置用于確定和監(jiān)控其他故障狀態(tài)、如串聯(lián)電路的斷開、過熱等等。

在圖5中再次以流程圖示出了上面已經(jīng)從原理上予以說明的方法，其中利用了在上面已經(jīng)使用的術(shù)語?？吹贸觯谒龇椒ǖ淖罱K，存在故障信號(hào)形式的故障報(bào)警，該故障信號(hào)提示一個(gè)或至少一個(gè)發(fā)光二極管短路。

在上面的說明中已經(jīng)表明，電壓的當(dāng)前測(cè)量值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器9內(nèi)并且動(dòng)態(tài)極限值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器8內(nèi)，但本發(fā)明的一種實(shí)施方式也是可以的，該實(shí)施方式并不規(guī)定這樣的存儲(chǔ)，并且因此沒有圖1的存儲(chǔ)器8和9也夠用。這作為第二實(shí)施例在圖6（與圖1類似）和圖7（與圖2類似）中予以示出。根據(jù)對(duì)圖1和5以及所屬說明的了解，所述圖6和7不言自明，因此詳細(xì)的重復(fù)成為多余。僅僅要注意，在圖6中缺少了圖1的存儲(chǔ)器8和9，并且為了執(zhí)行所述方法，始終使用溫度、電壓和電流的當(dāng)前所測(cè)量的值。

正向電壓的電流相關(guān)性的考慮改進(jìn)了識(shí)別故障性能時(shí)的可靠性。因?yàn)殚撝惦妷阂虼瞬皇庆o態(tài)的、并未考慮到實(shí)際正向電壓的值，而是基于測(cè)量值所計(jì)算并加以保存的值，其中該測(cè)量值例如在前照燈或者其他照明裝置的最終檢驗(yàn)時(shí)被確定，所以識(shí)別單個(gè)短路-或者甚至多個(gè)單個(gè)短路-時(shí)的可靠性明顯更高。在發(fā)光二極管的正向電壓的溫度相關(guān)性方面，特別有利的是，依據(jù)所測(cè)量的、表示所述發(fā)光二極管的當(dāng)前溫度的溫度來確定所述系數(shù)k，其中溫度相關(guān)的系數(shù)k（θ）隨著溫度的升高、考慮到所述發(fā)光二極管的正向電壓的溫度相關(guān)性、而變得更小。