用于診斷有錯的發(fā)光器件的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及用于診斷在具有至少兩個發(fā)光器件、尤其是發(fā)光二極管的支路中的有 錯的發(fā)光器件的裝置和方法，其中所述發(fā)光器件被劃分成至少兩個組并且為每個組確定電 測量量或者給每個組分配用于確定電測量量的測量器件。
【背景技術(shù)】
[0002] 在尤其是具有試制樣品的發(fā)光器件、例如發(fā)光二極管（LED)中，迄今僅僅能夠W顯 著的電路技術(shù)花費來識別錯誤和故障。因此完全可能的是：所述發(fā)光器件雖然不再福射光， 但是仍然保持導電并且因此支路此外還被電流流過并且是運行中的。同時，例如在汽車技 術(shù)中使用L邸或L邸組由于高的預(yù)期壽命、緊湊并且魯椿的結(jié)構(gòu)方式W及高的效率在價格 下降的同時越發(fā)變得有吸引力，其中考慮從內(nèi)部空間照明直至主光源和信號光源的極其不 同的應(yīng)用領(lǐng)域。所使用的光源通常必須滿足安全性規(guī)章、例如最小亮度要求。各個發(fā)光器 件已經(jīng)故障或者有錯的發(fā)光器件的可靠的診斷因此是重要的并且經(jīng)常甚至在法律上是意 義重大的。
[0003] 解決方案是測量在支路中的每個單個發(fā)光器件的正向電壓并且與標稱的、對于相 應(yīng)的發(fā)光器件特定的電壓值進行比較。在此，（在LED中基礎(chǔ)決定的）導通電壓的溫度相關(guān) 性被加劇，其在機動車領(lǐng)域中要考慮的從-40°C到125C的溫度內(nèi)經(jīng)受通常顯著的波動。此 夕F，在發(fā)光器件的內(nèi)部(例如在LED的阻擋層中）的重要的溫度的估計僅僅間接地可能并且 因此相應(yīng)地是不精確并且不可靠的。
[0004] 用于識別發(fā)光二極管短路的電路裝置在DE10 2008 008 217中被示出，其中每 個L邸被分配一個用于監(jiān)控的電子開關(guān)；每個開關(guān)視L邸的狀態(tài)也即正常運行或短路情況 而定地在斷開狀態(tài)和閉合狀態(tài)之間切換。由此改變的電壓降被探測。在此，不利的是監(jiān)控 元件的一般來說不精確并且不可調(diào)整的靈敏度界限W及高的價格、例如巧FT晶體管的高 的價格、W及所需大數(shù)量的構(gòu)件。此外，分析是純模擬的并且因此是與溫度W及構(gòu)件容差相 關(guān)的、不精確并且不可參數(shù)化的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 相應(yīng)地，本發(fā)明的任務(wù)是提出一種可靠、簡單并且經(jīng)濟的技術(shù)，W便診斷一個或多 個LED的故障。
[0006] 開始所述類型的根據(jù)本發(fā)明的方法通過如下方式來解決該任務(wù)：針對每組確定測 量量相對于參考值的變化并且借助在所述組中的變化的比值來識別發(fā)光器件的缺陷并且 將所述缺陷用信號通知。
[0007] 在根據(jù)本發(fā)明的相應(yīng)裝置中，用于將測量量的變化與參考值進行比較的診斷單元 與至少兩個組的測量器件相連接。
[000引該方法或該裝置具有W下優(yōu)點；在每個組的發(fā)光器件的數(shù)量增加的情況下監(jiān)控花 費保持不變，尤其是不與發(fā)光器件的數(shù)量成比例地增加。此外，監(jiān)控與構(gòu)件波動無關(guān)，因為 僅僅分析測量量的變化，而不是其絕對數(shù)值。此外，只要所有組都經(jīng)受同樣的影響，則監(jiān)控 就起作用，與周圍環(huán)境決定的影響無關(guān)，因為所述診斷基于測量量的變化比值來建立。因此 該方法或裝置基于W下假設(shè)：在相同條件下在分離的組中可觀察到相同的行為并且因此 在所分析的測量量的變化之間存在基本上恒定的比值。
[0009] 測量量優(yōu)選可W為電壓，其中確定在每個組上的電壓降并且確定該電壓降的可能 的變化。電壓的測量尤其是在通過恒定電流源給發(fā)光器件供電的情況下是有利的，其中發(fā) 光器件在該情況下優(yōu)選串聯(lián)連接，該例如在LED中對應(yīng)于常見的控制理念。
[0010] 在實施當前方法時被證實為有利的是，為了識別發(fā)光器件的缺陷，將測量量的變 化的比值與每組發(fā)光器件的數(shù)量的比值進行比較并且在存在偏差時將缺陷用信號通知。因 此，可簡單的方式將監(jiān)控適配于當前的發(fā)光器件數(shù)量，并且不必針對每個配置重新確 定變化的恒定比值。當然，該簡單的解決方案僅僅可W在完全相同類型的發(fā)光器件的情況 下被使用。
[0011] 因為實際上對于單獨的組來說通常不能實現(xiàn)精確相同的周圍環(huán)境條件，因此有利 的是，只有在偏差處于容差范圍之外時才將缺陷用信號通知。此外，該容差范圍還可能是 需要的，W便即使在相同類型的發(fā)光器件中出現(xiàn)的構(gòu)件容差也被考慮，并且最后也在具有 例如由于量化、偏置電流或不被考慮的電阻引起的不可避免的測量誤差的測量范圍中被考 慮。在選擇容差范圍時，必須在正常運行中描繪的偏差和錯誤情況下的測量量、例如最大 L邸導通電壓的預(yù)期的變化之間進行權(quán)衡。
[0012] 為了本方法能夠W大的安全性診斷錯誤、即與無誤行為的偏差，優(yōu)選地在支路的 光和電控制之后立即確定并且規(guī)定所述組的參考值。通過該種方式，也即在生產(chǎn)期間已經(jīng) 規(guī)定參考值的情況下，能夠避免；參考值已經(jīng)對應(yīng)于錯誤情況并且存在的錯誤因此不可探 巧。，因為不能確定測量量(相對于有錯的參考值）的相應(yīng)的變化。
[0013] 為了獲得盡可能可復(fù)制的參考值，可W為了確定參考值而使用在微秒范圍中的電 流脈沖。短電流脈沖的使用具有W下優(yōu)點：發(fā)光器件因此幾乎不被加熱并且測量量與溫度 影響無關(guān)、尤其是與在發(fā)光器件之間的由溫度決定的交互作用無關(guān)地被確定并且可W被規(guī) 定為參考值。同樣有利的是，為了在功能測試時、例如在裝備有該裝置的車輛開始運轉(zhuǎn)時確 定測量量，類似地使用短電流脈沖，因為因此測試的發(fā)光器件的閃爍對于人眼不可見或者 幾乎不可見。
[0014] 因為在其中可W在相對低成本的情況下實現(xiàn)高預(yù)期壽命和高效率，所W有利的 是，發(fā)光器件是發(fā)光二極管（LED)、優(yōu)選地是相同結(jié)構(gòu)方式、類型和顏色的LED。在L邸的情 況下，可W觀察到導通電壓的特別突出的溫度相關(guān)性，使得可能僅僅基于電壓測量而不能 在錯誤情況和在全功能時的溫度上升之間進行區(qū)分。因此，根據(jù)本發(fā)明的裝置結(jié)合LED的 優(yōu)點尤其明顯，該尤其是設(shè)及周圍環(huán)境條件的補償或獨立性。
[0015] 為了支持該裝置的探測原理，有利的是；全部發(fā)光器件在相同條件下工作或組的 條件至少是對稱的。因此可W在發(fā)光器件之間設(shè)置熱連接。所述熱連接在此可W優(yōu)選為在 所有發(fā)光器件上的均勻的溫度分布或者至少為在發(fā)光器件組之間的對稱的溫度分布而設(shè) 立。
[0016] 在發(fā)光器件之間的熱連接的優(yōu)選的變型方案在于，為發(fā)光器件設(shè)置共同的冷卻 面。因為發(fā)光器件通常本來就需要冷卻，所W共同的冷卻或冷卻面可簡單的方式并且 無附加花費地導致所希望的溫度分布。
[0017] 當發(fā)光器件與測量裝置和診斷單元一起布置在唯一的電路板（PCB)上時，可W特 別成本經(jīng)濟地制造根據(jù)本發(fā)明的裝置。發(fā)光器件和診斷電路的結(jié)構(gòu)統(tǒng)一提高了整個布置的 可靠性，因為在該情況下診斷單元的安全性功能固定地與發(fā)光器件相連接，該減小了診斷 單元被錯誤連接或被繞開的概率。
[001引當測量裝置和診斷單元被集成在微控制器中時，整個裝置可W特別靈活、緊湊和 成本經(jīng)濟地制造，其中發(fā)光器件組的端子優(yōu)選地通過分壓器與微控制器的輸入端連接。在 使用微控制器的情況下，可W通過重新的參數(shù)化來檢測不同發(fā)光器件類型，并且參數(shù)適配 是簡單并且不增加成本的。容差范圍和相關(guān)測量可W幾乎無花費地被實現(xiàn)。此外，存在用 于根據(jù)微控制器的可用端子和資源來監(jiān)控多個發(fā)光器件支路的可能性。在生產(chǎn)中的校準方 法也是成本經(jīng)濟的，并且由于所有重要元件的集成而僅僅需要少量的構(gòu)件W用于實現(xiàn)該裝 置。因此，該裝置可W被實施為單層的布局，該尤其是在使用受制于結(jié)構(gòu)和溫度經(jīng)常