DE-102018113736-B4 - Detektion eines LED-Einzelkurzschlusses in LED-Ketten

Abstract

Schaltung, umfassend: eine Kurzschluss-Detektionsschaltung, umfassend: ein Einzelkurzschluss-Detektionsausgangselement; und eine Auswahlschaltung, die ausgelegt ist, eine Serienlastspannung von jedem Ausgangselement des einen oder der mehreren Ausgangselemente zu empfangen und eine Serienlastspannung aus dem einen oder den mehreren Ausgangselementen auszuwählen, wobei die Kurzschluss-Detektionsschaltung ausgelegt ist: die ausgewählte Serienlastspannung mit einem vorherbestimmten Schwellenspannungswert zu vergleichen, und ansprechend darauf, dass die ausgewählte Serienlastspannung den vorherbestimmten Schwellenspannungswert erfüllt, die Kurzschluss-Detektionsschaltung ausgelegt ist, ein Kurzschluss-Detektionssignal am Einzelkurzschluss-Detektionsausgangselement auszugeben.

Inventors

• Marco Pamato
• Maurizio Galvano
• Roberto Guerra
• Aurelio Pellegrini
• Damiano Sartori
• Enrico Tonazzo

Assignees

• INFINEON TECHNOLOGIES AG

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20180608

Priority Date

20170627

Claims (20)

1. Schaltung, umfassend: eine Kurzschluss-Detektionsschaltung, umfassend: ein Einzelkurzschluss-Detektionsausgangselement; und eine Auswahlschaltung, die ausgelegt ist, eine Serienlastspannung von jedem Ausgangselement des einen oder der mehreren Ausgangselemente zu empfangen und eine Serienlastspannung aus dem einen oder den mehreren Ausgangselementen auszuwählen, wobei die Kurzschluss-Detektionsschaltung ausgelegt ist: die ausgewählte Serienlastspannung mit einem vorherbestimmten Schwellenspannungswert zu vergleichen, und ansprechend darauf, dass die ausgewählte Serienlastspannung den vorherbestimmten Schwellenspannungswert erfüllt, die Kurzschluss-Detektionsschaltung ausgelegt ist, ein Kurzschluss-Detektionssignal am Einzelkurzschluss-Detektionsausgangselement auszugeben.
2. Schaltung nach Anspruch 1 , wobei die Kurzschluss-Detektionsschaltung ausgelegt ist, das Kurzschluss-Detektionssignal während einer Startphase auszugeben, und die Kurzschluss-Detektionsschaltung ausgelegt ist, das Kurzschluss-Detektionssignal während einer Betriebsphase auszugeben.
3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2 , ferner umfassend ein oder mehrere Ausgangselemente, wobei jedes Ausgangselement ausgelegt ist, einen Ausgangsstrom an eine Serienlast, die N Lasten umfasst, wobei N eine ganze Zahl größer als Eins ist, zu liefern.
4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 - 3 , wobei der Schwellenspannungswert ansprechend auf eine Bedienereingabe einstellbar ist.
5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 - 4 , wobei die Auswahlschaltung eine Minimumauswahlschaltung ist, die ausgelegt ist, eine minimale Spannung aus einer oder mehreren Ausgangsspannungen an dem einen oder den mehreren Ausgangselementen zu bestimmen, und die minimale Spannung als ausgewählte Ausgangsspannung auszuwählen.
6. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 - 4 , wobei die Auswahlschaltung eine Maximumauswahlschaltung ist, die ausgelegt ist, eine maximale Spannung aus einer oder mehreren Ausgangsspannungen an dem einen oder den mehreren Ausgangselementen zu bestimmen, und die maximale Spannung als ausgewählte Ausgangsspannung auszuwählen.
7. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 - 6 , wobei das Kurzschluss-Detektionssignal ausgelegt ist, von einer externen Schaltung als Anzeige interpretiert zu werden, dass mindestens eine Last der N Lasten einen Kurzschlussfehler aufweist.
8. System, umfassend: eine Vielzahl von Leuchtdioden-Strängen, wobei: jeder Leuchtdioden-Strang in der Vielzahl von Leuchtdioden-Strängen N Leuchtdioden in Serie aufweist, wobei N eine ganze Zahl größer als Eins ist, und jede Leuchtdiode der N Leuchtdioden in einem Leuchtdioden-Strang einen erwarteten Durchlassspannungsabfall aufweist; eine Treiberschaltung, umfassend eine Vielzahl von Ausgangselementen, wobei: jedes jeweilige Ausgangselement mit einem jeweiligen Leuchtdioden-Strang gekoppelt ist; und die Treiberschaltung ausgelegt ist, einen jeweiligen Ausgangsstrom von jedem jeweiligen Ausgangselement an jeden jeweiligen Leuchtdioden-Strang zu liefern; eine Auswahlschaltung, die ausgelegt ist, eine Serienlastspannung einer Vielzahl von Serienlastspannungen auszuwählen, wobei jede jeweilige Serienlastspannung der Vielzahl von Serienlastspannungen einem jeweiligen Leuchtdioden-Strang der Vielzahl von Leuchtdioden-Strängen entspricht; eine Vergleichsschaltung, die ausgelegt ist: zu bestimmen, ob die ausgewählte Serienlastspannung einen vorherbestimmten Schwellenspannungswert erfüllt, und ansprechend auf die Bestimmung, dass die ausgewählte Serienlastspannung den vorherbestimmten Schwellenspannungswert erfüllt, ein Kurzschluss-Detektionssignal auszugeben.
9. System nach Anspruch 8 , wobei der Schwellenspannungswert derart eingestellt wird, dass die Vergleichsschaltung das Kurzschluss-Detektionssignal ausgibt, wenn eine Einzelkurzschlussbedingung unter irgendeiner der N Leuchtdioden in irgendeinem Leuchtdioden-Strang der Vielzahl von Leuchtdioden-Strängen auftritt.
10. System nach Anspruch 8 oder 9 , wobei: die Auswahlschaltung eine Minimumauswahlschaltung ist, die ausgelegt ist, eine minimale Serienlastspannung unter der Vielzahl von Serienlastspannungen zu bestimmen, und die minimale Serienlastspannung als ausgewählte Serienlastspannung auszuwählen, jedes Ausgangselement der Treiberschaltung ausgelegt ist, einen jeweiligen Ausgangsstrom an einen jeweiligen Leuchtdioden-Strang von der High-Side jedes jeweiligen Leuchtdioden-Strangs zu liefern.
11. System nach Anspruch 8 , wobei: die Auswahlschaltung eine Maximumauswahlschaltung ist, die ausgelegt ist, eine maximale Serienlastspannung unter der Vielzahl von Serienlastspannungen zu bestimmen, und die maximale Serienlastspannung als ausgewählte Serienlastspannung auszuwählen, jedes Ausgangselement der Treiberschaltung ausgelegt ist, einen jeweiligen Ausgangsstrom an einen jeweiligen Leuchtdioden-Strang von der Low-Side jedes jeweiligen Leuchtdioden-Strangs zu liefern.
12. Verfahren, umfassend: Liefern, durch eine Kurzschluss-Detektionsschaltung und an jedes Ausgangselement eines oder mehrerer Ausgangselemente der Kurzschluss-Detektionsschaltung, eines Ausgangsstroms an jede Serienlast, die mit jedem Ausgangselement gekoppelt ist, wobei: jede Serienlast N Lasten umfasst, und N eine ganze Zahl größer als Eins ist; Bestimmen, durch die Kurzschluss-Detektionsschaltung, einer jeweiligen Serienlastspannung für eine jeweilige Serienlast der einen oder mehreren Serienlasten, die mit dem einen oder den mehreren Ausgangselementen gekoppelt sind; Auswählen, durch die Kurzschluss-Detektionsschaltung, einer ausgewählten Serienlastspannung aus der einen oder den mehreren Serienlastspannungen; Bestimmen, durch die Kurzschluss-Detektionsschaltung, ob die ausgewählte Ausgangsspannung einen vorherbestimmten Schwellenspannungswert erfüllt; und ansprechend auf die Bestimmung, dass die ausgewählte Ausgangsspannung den Schwellenspannungswert erfüllt, Ausgeben, durch die Kurzschluss-Detektionsschaltung, eines Kurzschluss-Detektionssignals.
13. Verfahren nach Anspruch 12 , wobei: die Kurzschluss-Detektionsschaltung ausgelegt ist, den Ausgangsstrom an jedes Ausgangselement des einen oder der mehreren Ausgangselemente in einem vorherbestimmten Arbeitszyklus zu liefern, während die Kurzschluss-Detektionsschaltung in einem Betriebsmodus ist, wobei der Betriebsmodus eine Startphase und eine Betriebsphase umfasst, und die Kurzschluss-Detektionsschaltung ausgelegt ist zu bestimmen, ob die erste Ausgangsspannung einen Schwellenspannungswert in irgendeiner Phase des Betriebsmodus erfüllt.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13 , wobei das Auswählen der ausgewählten Serienlastspannung ein Auswählen einer minimalen Spannung aus der einen oder der mehreren Serienlastspannungen umfasst.
15. Verfahren nach Anspruch 14 , wobei jedes Ausgangselement der Kurzschluss-Detektionsschaltung ausgelegt ist, jede jeweilige Serienlast, die mit jedem jeweiligen Ausgangselement gekoppelt ist, von der High-Side jeder jeweiligen Serienlast zu treiben.
16. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13 , wobei das Auswählen der ausgewählten Serienlastspannung ein Auswählen einer maximalen Spannung aus der einen oder der mehreren Serienlastspannungen umfasst.
17. Verfahren nach Anspruch 16 , wobei jedes Ausgangselement der Kurzschluss-Detektionsschaltung ausgelegt ist, jede jeweilige Serienlast, die mit jedem jeweiligen Ausgangselement gekoppelt ist, von der Low-Side jeder jeweiligen Serienlast zu treiben.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 - 17 , wobei jede Last jeder Serienlast von N Lasten eine lichtemittierende Diode (LED) ist, wobei jede der LEDs einen erwarteten Durchlasspannungsabfall aufweist, und wobei der Schwellenspannungswert derart ausgewählt wird, dass der Schwellenspannungswert gleich ungefähr der Hälfte der erwarteten Durchlassspannung ist.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 - 18 , weiter umfassend ein Einstellen des Schwellenspannungswerts ansprechend auf eine Bedienereingabe.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 - 19 , wobei der Schwellenspannungswert derart eingestellt wird, dass die Kurzschluss-Detektionsschaltung das Kurzschluss-Detektionssignal ausgibt, wenn eine Einzelkurzschlussbedingung unter irgendeiner der N Lasten in irgendeiner der Serienlasten, die mit irgendeinem der Ausgangselemente gekoppelt sind, auftritt.

Description

TECHNISCHES GEBIET Die Offenbarung betrifft die Fehlerdetektion in Ketten elektrischer Lasten. HINTERGRUND Die US 9 835 668 B2 offenbart eine Schaltung zur Detektion von Kurzschlussfehlern in Ketten von Leuchtdioden. Die US 2010 / 264 828 A1 offenbart eine weitere Schaltung zur Fehlerdetektion in Ketten von Leuchtdioden, wobei hier elektrische Potenziale verglichen werden. Die US 9 544 971 B2 offenbart eine weitere Möglichkeit zur Kurzschlusserfassung in Ketten von Leuchtdioden. Für eine Schaltungsvorrichtung, die eine oder mehrere Zweige mit Ketten elektrischer Lasten treibt, wie eine Kette lichtemittierender Dioden (LEDs), kann es zweckmäßig sein, einen Fehler in einer der Lasten zu detektieren. Im Beispiel einer Last, die aufgrund einer Schaltkreisunterbrechung ausfällt, wird der Strom für den Zweig mit dem unterbrochenen Schaltkreis aufhören zu fließen. Die Schaltungsvorrichtung kann detektieren, dass der Strom für diesen Zweig aufgehört hat, zu fließen, und daher den Stromkreisunterbrechungsfehler detektieren. Im Beispiel einer Last, die aufgrund eines Kurzschlusses ausfällt, kann die Detektion eines Lastfehlers in einer Kette von Lasten eine größere Herausforderung sein. Es ist daher eine Aufgabe, für solche Fälle eine Lösung bereitzustellen. KURZFASSUNG DER ERFINDUNG Zur Lösung dieser Aufgabe werden eine Schaltung nach Anspruch 1, ein System nach Anspruch 8 sowie ein Verfahren nach Anspruch 12 bereitgestellt. Die Unteransprüche definieren weitere Ausführungsformen. Im Allgemeinen ist die Offenbarung auf eine Schaltung gerichtet, die einen einzelnen Kurzschluss in einer Kette von Lasten detektieren kann, wie lichtemittierenden Dioden (LEDs). Die Schaltung kann entweder mehrere LED-Ketten oder eine einzelne LED-Kette treiben, um zu bestimmen, ob eine oder mehrere der LEDs in der LED-Kette wegen eines Kurzschlusses nicht mehr arbeitet. Die Schaltung bestimmt, ob die LED-Kettenspannung eine Schwelle erfüllt, auf der Basis eines einzelnen LED-Spannungsabfalls. Daher kann dieselbe Schaltung für Anwendungen ungeachtet der Anzahl von LEDs in einer LED-Kette verwendet werden. Zusätzlich kann die Schaltung gemäß den Techniken dieser Offenbarung keine anderen Ausgangskontaktstifte verwenden als jene, die verwendet werden, um Strom an LED-Ketten zu liefern, ungeachtet der Anzahl von LED-Ketten, welche die Schaltung treibt. Das „Erfüllen“ einer Schwelle und dergleichen bedeutet dabei, dass ein vorgegebenes Kriterium bezüglich der Schwelle erfüllt ist, insbesondere dass die Spannung größer ist als die Schwelle oder kleiner ist als die Schwelle, wobei die Art der Relation (größer oder kleiner) von den Vorzeichen der Spannungen abhängen können. In einem Beispiel ist die Offenbarung auf eine Schaltung gerichtet, die eine Kurzschluss-Detektionsschaltung umfasst, umfassend: ein Einzelkurzschluss-Detektionsausgangselement; und eine Auswahlschaltung, die ausgelegt ist, eine Serienlastspannung von jedem Ausgangselement des einen oder der mehreren Ausgangselemente zu empfangen und eine Serienlastspannung aus dem einen oder den mehreren Ausgangselementen auszuwählen, wobei die Kurzschluss-Detektionsschaltung ausgelegt ist: die ausgewählte Serienlastspannung mit einem vorherbestimmten Schwellenspannungswert zu vergleichen, und ansprechend darauf, dass die ausgewählte Serienlastspannung den vorherbestimmten Schwellenspannungswert erfüllt, die Kurzschluss-Detektionsschaltung ausgelegt ist, ein Kurzschluss-Detektionssignal am einzelnen Kurzschluss-Schaltungsausgang auszugeben. In einem anderen Beispiel ist die Offenbarung auf ein System gerichtet, umfassend: eine Vielzahl von LED-Strängen, wobei: jeder LED-Strang in der Vielzahl von LED-Strängen N LEDs in Serie aufweist, wobei N eine ganze Zahl größer als Eins ist, und jede LED der N LEDs in einem LED-Strang einen erwarteten Durchlassspannungsabfall aufweist; eine Treiberschaltung, umfassend eine Vielzahl von Ausgangselementen, wobei: jedes jeweilige Ausgangselement mit einem jeweiligen LED-Strang gekoppelt ist; und die Treiberschaltung ausgelegt ist, einen jeweiligen Ausgangsstrom von jedem jeweiligen Ausgangselement an jeden jeweiligen LED-Strang zu liefern; eine Auswahlschaltung, die ausgelegt ist, eine Serienlastspannung einer Vielzahl von Serienlastspannungen auszuwählen, wobei jede jeweilige Serienlastspannung der Vielzahl von Serienlastspannungen einem jeweiligen LED-Strang der Vielzahl von LED-Strängen entspricht; eine Vergleichsschaltung, die ausgelegt ist: zu bestimmen, ob die ausgewählte Serienlastspannung einen vorherbestimmten Schwellenspannungswert erfüllt, und ansprechend auf die Bestimmung, dass die ausgewählte Serienlastspannung den vorherbestimmten Schwellenspannungswert erfüllt, ein Kurzschluss-Detektionssignal auszugeben. In einem weiteren Beispiel ist die Offenbarung auf ein Verfahren gerichtet, umfassend: Liefern, durch eine Kurzschluss-Detektionsschaltung und an jedes Ausgangselement eines oder mehrerer Ausgangselemente der Kurzschluss-Detektionsschaltung