用于识别光模块的LED串的至少一个LED的短路的方法与流程

本发明涉及一种用于识别光模块的led串的至少一个led的短路的方法，其中led串包括数量为至少两个的彼此串联连接的led。

背景技术：

1、光模块的多种技术应用的前提是其高的技术可靠性。为此，在工业方面常见的是，通过选择高价值的部件并且通过进行适合的光模块设计来确保尽可能高的可靠性。尽管如此，故障的出现通常不能被完全排除。

2、因此，另一技术上的任务领域涉及具有故障的最优范围的议题。为了能够对故障的存在做出反应，所述故障必须首先被识别。在具有led串的光模块中，从现有技术中已知如下监控，其中测量led串的每个led的led正向电压并且将其与期望值比较。如果在led中出现短路，那么在所述led处的正向电压失效，由此能够在测量方面检测短路故障。然而这种监控带来高的耗费。

3、另一故障识别方法在于测量整个led串的led正向电压和使用附加的温度传感器，所述温度传感器用于与温度无关地调整led正向电压的期望值。于是，能够进行整个串的测量出的led正向电压与参考值的比较。然而，所述方法使更换备件变得困难，因为所述方法对各个led正向电压非常敏感地做出反应，所述led正向电压例如会根据生产批次而强烈改变。此外，仅能受限制地预测温度影响，因此所述方法仅适合于监控led串中少量的led。

技术实现思路

1、因此，本发明的一个目的是实现一种方法，所述方法识别在led串中的led的短路故障的成本适宜的和可靠的探测，其中能够自由选择在led串中的led的数量，而所述方法在此不发生故障。所述目的借助开头提到类型的方法实现，所述方法根据本发明包括以下步骤：

2、a)提供参考值，所述参考值与led串的差分的运行交流电流-期望-电阻相关联并且将参考值保存在数据存储器上，

3、b)使led串以运行直流电压投入运行，使得led串放射光，

4、c)将与运行直流电压叠加的交流电流馈入到led串中，其中交流电流的频率至少为60hz，

5、d)在led串处测量通过根据步骤c)的交流电流引起的交流电压降，

6、e)在根据步骤d)测量的交流电压降的辅助下，推导与差分的运行交流电流-实际-电阻值相关联的比较-实际-值，

7、f)调取在数据存储器上根据步骤a)提供的参考值并且与比较-实际-值比较，其中与比较结果相关地推断led短路的存在。

8、通过根据本发明的方法实现成本适宜且同时可靠的解决方案，借助所述解决方案能够识别在led串中的led的短路。如果该方法例如在市售的机动车前照灯中使用，那么在实施时不以附加的硬件为前提，因为现代的led控制仪器本来已经具有适合于实施所述方法的硬件。如果在光模块中本来已经存在整个led链的电压测量，那么用于执行根据本发明的方法的调整如下进行：通过软件调整给led运行直流电流加载led交流电流从而对应于根据本发明的方法可确定功能正常的led的数量。串中的led的数量原则上可自由选择并且例如能够为至少四个，至少十个，在四个和四十个之间或也能够为任意其他数量。本发明的优点尤其在串中的led的数量大的情况下起作用。通过结合所使用的交流电流使用超过60hz的频率，避免可将在光强度方面的可能的少量波动视为令人不舒适的闪烁。尤其地，关于此的频率能够至少为100hz。

9、尤其地，能够提出，根据步骤c)馈入的交流电压不具有直流份额。由此使led的放射的光功率的时间上的改变尽可能最小并且将附加的能量消耗保持得小。

10、还能够提出，所馈入的交流电流具有矩形信号、三角形信号或正弦信号的时间上的变化。

11、尤其地，能够提出，根据步骤c)馈入的交流电流被选择为，使得其幅度为led串的通过运行直流电压引起的运行直流电流的额定值的绝对值的至少20％，优选在20％和60％之间。通过这些选择为适当大的电流幅度简化测量，因为待测量的电流幅度由此也显现为相应大的。也就是说，可能的测量准确性于是不那么强烈地作用到根据步骤f)的比较结果上，因为待计算的与差分的运行-交流电流-实际-电阻值相关联的比较-实际-值不那么强地波动。

12、还能够提出，根据步骤a)提供的参考值是差分的运行交流电流-期望-电阻，并且其中根据步骤e)推导的比较-实际-值是差分的运行交流电流-电阻-实际-值，其通过以下方式获得：由根据步骤d)测量的交流电压降和根据步骤c)馈入的交流电流求商。因此，所述差分的运行交流电流-电阻-实际-值对应于在相应的运行点中的led串的电流-电压-曲线的斜率。

13、尤其地，能够提出，根据步骤f)的比较是极限值比较，其中在超过可预设的最大差值时(其通过参考值和比较-实际-值的差求得)推断出led短路的存在，其中最大差值为参考值的最大10％。

14、还能够提出，在确定led短路时触发故障例程。尤其能够提出，故障例程包括故障信号的输出和/或led串的运行状态的改变。运行状态的改变例如会使得led串的运行电压的降低、led串的关断、剩余的功能正常的led串的发送功率的提高(例如因在时钟运行的情况下接通时长或占空比的提高)和/或替换串的接通。

15、还能够提出，在不存在led短路时输出用于确认无故障的信号。

16、尤其地，能够提出，在确定无短路故障的情况下在步骤e)中检测到的比较-实际-值替代当前的参考值并且存储在数据存储器上，以便在在步骤a)至f)的后续重复中用作为更新的参考值。由此能够补偿老化效应。所述方法由此变得自校准和自学习。

17、本发明还涉及一种用于执行根据本发明的方法的识别短路故障的光系统，其中识别短路故障的光系统为此包括以下：具有至少一个led串的光模块，其中至少一个led串具有数量为至少两个的彼此串联连接的led；以及短路识别系统，其中短路识别系统至少配置用于给至少一个led串供电，其中短路识别系统配置用于执行根据本发明的方法的步骤a)至f)。

18、尤其地，能够提出，短路识别系统配置为，使得叠加的交流电流的幅度与led串的运行直流电流的额定值的绝对值无关。如果叠加的交流电流与工作点无关，那么电压测量的评估应当持续地调整(例如由于led的非线性的电流-电压-特征曲线或温度影响)，以便在不同的运行直流电流中实现正确的短路识别。所述变型形式的优点在于，用于正确的短路识别的耗费能够从驱动器侧朝向测量侧移动。

19、还能够提出，短路识别系统配置为，使得叠加的交流电流的幅度与led串的运行直流电流的额定值的绝对值相关。与之前提到的变型形式不同，相关的交流电流造成：对上述影响的调整移动到驱动侧。这些设计方案例如在led的与温度相关的降额中或在从一个光功能到另一光功能的过渡效应中被视为特别有利的。能够提出，所馈入的交流电流的幅度与相应的运行状态相关地为led串的运行直流电流的额定值的绝对值的百分比，例如在20％和50％之间，尤其刚好30％。

20、本发明还涉及一种机动车前照灯，其包括根据本发明的识别短路故障的光系统。

21、此外，本发明涉及一种机动车，其包括根据本发明的识别短路故障的光系统和/或根据本发明的机动车前照灯。

22、换言之，能够如下描述关于本发明的考虑：led(半导体)的动态电阻随着温度仅非常少地改变从而能够用于识别在led的链中的短路。通过将交流电流叠加到led(直流)电流(即运行电流)上，能够通过动态电阻求取在led链处的交流电压或相反地通过检测电流和电压求取动态电阻。对于led驱动器或led控制设备，在首次投入运行时已知在限定的运行状态中的led数量和动态电阻(例如其方式为，一个参考值rref根据步骤a)提供)以便在正常运行中比较借助交流电流产生的数据。

23、由此可求取大于1的不定数量的led链中的一个或多个led的短路。交流电流份额能够被选择为，使得这既不明显影响强度也不明显影响热负荷。