TREIBERANORDNUNG UND VERFAHREN ZUR DETEKTION EINES FEHLERZUSTANDES EINER LEUCHTEINHEIT

Die Erfindung betrifft eine Treiberanordnung für eine Leuchteinheit, eine Beleuchtungsanordnung mit einer solchen Treiberanordnung sowie ein Verfahren zur Detektion eines Fehlerzustandes einer Leuchteinheit.

Bei aktuellen Beleuchtungsanwendungen werden vielfach Leuchteinheiten eingesetzt, bei denen als Leuchtmittel lichtemit ^¬ tierende Dioden, LEDs, verwendet werden. Beispielsweise wer ^¬ den solche Leuchteinheiten als Hintergrundbeleuchtung für Flachbildschirme auf LCD- oder TFT-Basis genutzt. Zur Ansteu- erung der Leuchteinheiten sind üblicherweise Treiberanordnungen vorgesehen, welche Strom und Spannung an der Leuchteinheit regeln. Beispielsweise weist eine solche Leuchteinheit mehrere Stränge von in Serie geschalteten LEDs auf, bei denen in jedem Strang eine gesteuerte Stromquelle vorgesehen ist, welche den Strom durch die Serienschaltung der Dioden festlegen kann. In vielen Fällen sind dabei sämtliche Stränge mit der gleichen Betriebsspannung versorgt, welche zum Beispiel von einem geschaltet betriebenen Spannungswandler bereitge- stellt wird.

Neben der eigentlichen Treiberfunktion kann eine solche Treiberanordnung für eine Leuchteinheit auch Mittel zur Fehlerde- tektion in der Leuchteinheit aufweisen, mit denen beispiels- weise Stränge erkannt werden können, die aufgrund von Bau ^¬ teilfehlern, mechanischer Beschädigung oder ähnlichem, keinen Anschluss an die Betriebsspannung haben, beziehungsweise durch die deswegen kein Stromfluss erfolgt. Weiterhin kann mit solchen Mitteln zu erkennen versucht werden, ob in einer der Serienschaltungen der Dioden ein Kurz- schluss auftritt, welcher eine oder mehrere Dioden in der Se- rienschaltung elektrisch überbrückt. In einem solchen Fall kann es wegen des geringeren Spannungsabfalls über die Se ^¬ rienschaltung der Dioden zu einer überhöhten Belastung der Stromquelle führen, welche beispielsweise dadurch erhöhte Verlustleistung erzeugt, welche als Wärme von der Leuchtein- heit abgegeben wird. Dies kann dazu führen, dass die Leucht ^¬ einheit beziehungsweise die Treiberanordnung einen sicheren Betriebsbereich verlässt, wodurch Schaltungsteile beschädigt werden können oder es sogar zu einer Gefährdung eines Benutzers des betroffenen Gerätes führt.

Bei herkömmlichen Treiberanordnungen wird beispielsweise eine Spannung am Verbindungspunkt zwischen der Serienschaltung der LEDs und der Stromquelle abgegriffen, um auf Basis dieser Spannung einen möglichen Fehlerzustand des entsprechenden Strangs zu detektieren, da diese Spannung direkt den Spannungsabfall über die Serienschaltung der Dioden wiedergibt. Jedoch können an diesem Messpunkt sowohl relativ hohe Spannungen im Bereich der Betriebsspannung der Leuchteinheit als auch sehr niedrige Spannungen, beispielsweise 0, auftreten, je nach Leitungszustand der Serienschaltung. Eine Fehleraus ^¬ werteschaltung in einer herkömmlichen Treiberanordnung ist daher mit erhöhtem Aufwand auch für die Verarbeitung solcher höherer Spannungen auszulegen. Bei Anwendungen mit erhöhten Betriebsspannungen für die

Leuchteinheit kann es zudem notwendig sein, zusätzliche, ex ^¬ terne Bauelemente vorzusehen, welche die mögliche hohe Mess ^¬ spannung an den genannten Messpunkten auf ein Spannungsniveau herabsetzen, welches von der Treiberanordnung verarbeitet werden kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Konzept zur Detektion eines Fehlerzustandes in einer Leuchteinheit mit mehreren Strängen mit lichtemittierenden Dioden anzugeben.

Diese Aufgabe wird mit den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausgestaltungsformen und Weiterbildun- gen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Beispielsweise weist eine Leuchteinheit, bei der potenziell ein Fehlerzustand detektiert werden soll, eine Vielzahl von Strängen auf. Jeder Strang der Leuchteinheit weist eine Se- rienschaltung von lichtemittierenden Dioden und eine Stromquelle mit einem ersten und einem zweiten Anschluss auf, wo ^¬ bei die Serienschaltung von Dioden zwischen einem Versor- gungsspannungseingang der Leuchteinheit und dem ersten Anschluss der Stromquelle geschaltet ist und der zweite An- schluss der Stromquelle über ein Widerstandselement mit einem Referenzpotenzialanschluss verbunden ist. Die lichtemittie ^¬ renden Dioden sind beispielsweise herkömmliche LEDs oder auch Laserdioden . Sowohl im regulären Betrieb als auch bei der Detektion eines potenziellen Fehlerzustandes kann über einen Steuerwert be ^¬ ziehungsweise ein Steuersignal eine Ausgangsspannung eines Spannungswandlers eingestellt werden, welche der Leuchtein ^¬ heit an den Versorgungsspannungseingang bereitgestellt wird.

An dem zweiten Anschluss der Stromquelle jedes Strangs werden Messwerte erfasst, um auf Basis der Messwerte sowie einge ^¬ stellter Steuerwerte beziehungsweise Steuersignale einen po- tenziellen Fehlerzustand in einem oder mehreren der Stränge detektieren zu können. Die Messwerte entsprechen beispielsweise dem jeweiligen Spannungsabfall über dem Widerstandsele ^¬ ment des Strangs. Durch die Messung an dem zweiten Anschluss der Stromquelle kann unabhängig von einer möglichen höheren beziehungsweise zu hohen Spannung am ersten Anschluss der Stromquelle mit verringertem Aufwand eine Analyse erfolgen, ob in einem der Stränge ein Fehlerzustand vorliegt. Der zwei ^¬ te Anschluss der jeweiligen Stromquellen kann dementsprechend auch als Strommessanschluss bezeichnet werden.

Gemäß einer Ausführungsform weist eine Treiberanordnung für eine Leuchteinheit, wie zuvor beschrieben, eine Steuereinheit auf. Die Steuereinheit ist eingerichtet, aus einem jeweils in der Steuereinheit eingestellten Steuerwert ein entsprechendes Steuersignal für einen Spannungswandler zu erzeugen, welcher eingerichtet ist, auf der Basis des Steuersignals eine Aus ^¬ gangsspannung an dem Versorgungsspannungseingang der Leuchteinheit bereitzustellen. Die Steuereinheit ist zudem einge- richtet, an jedem der zweiten Anschlüsse der Stromquellen einen Messwert zu erfassen, und auf der Basis der erfassten Messwerte für jeden Strang einen der eingestellten Steuerwerte zu speichern. Ferner ist die Steuereinheit eingerichtet, auf der Basis der gespeicherten Steuerwerte zu detektieren, ob in einem der Stränge ein Fehlerzustand vorliegt.

Somit können für bestimmte Steuerwerte beziehungsweise Steu ^¬ ersignale jeweils Messwerte an den zweiten Anschlüssen der Stromquellen der einzelnen Stränge erfasst werden, um bei- spielsweise aus einer Kombination des erfassten Messwerts und des dafür eingestellten Steuerwerts einen potenziellen Fehlerzustand eines jeden Strangs zu analysieren. Dabei kann der eingestellte Steuerwert zusammen mit dem Messwert gespeichert werden, wenn ein bestimmter Messwert vorliegt, oder aber ein gemessener Messwert kann zusammen mit einem bestimmten eingestellten Steuerwert als Ergebnis der Einstellung gespeichert werden .

Die Messung an den zweiten Anschlüssen der Stromquellen beziehungsweise an einem Verbindungspunkt zwischen Stromquelle und Widerstandselement kann mit geringem Aufwand und ohne die Notwendigkeit von weiteren schaltungstechnischen Elementen, beispielsweise zum Spannungsschutz, erfolgen. Insbesondere kann auf eine Messung an den ersten Anschlüssen der Stromquellen, an denen üblicherweise Spannungen anliegen, die größer als der Arbeitsbereich der Treiberschaltung ist, verzichtet werden.

Beispielsweise ist die Steuereinheit eingerichtet, auf der Basis der gespeicherten Steuerwerte zu detektieren, ob in einem der Stränge eine oder mehrere Dioden elektrisch überbrückt, insbesondere niederohmig überbrückt, und/oder kurzge- schlössen sind. Beispielsweise kann demnach detektiert wer ^¬ den, ob in einem oder mehreren der Stränge eine Kurzschlusssituation vorhanden ist, welche die Betriebssicherheit der Leuchteinheit beziehungsweise der Treiberanordnung gefährden könnte. Im Fall der Detektion eines solchen Fehlerzustandes kann der betroffene Strang beispielsweise von der Treiberanordnung deaktiviert werden, während die übrigen Stränge ohne Fehlerzustand weiter betrieben werden können.

Gemäß einer Ausgestaltungsform ist die Steuereinheit einge- richtet, den Steuerwert variabel einzustellen, auf der Basis der erfassten Messwerte für jeden Strang einen Leitungszustand des Strangs für den eingestellten Steuerwert zu ermit ^¬ teln, und auf der Basis von ermittelten Leitungszuständen für wenigstens zwei unterschiedliche Steuerwerte zu detektieren, ob in einem der Stränge ein Fehlerzustand vorliegt.

Der Leitungszustand ist beispielsweise dadurch definiert, ob ein Stromfluss durch den Strang vorhanden ist oder nicht, beziehungsweise ob in dem Strang eine elektrische Leitung stattfindet oder nicht.

Die Steuereinheit ist beispielsweise dazu eingerichtet, den Leitungszustand des Strangs durch einen Vergleich des an dem zweiten Anschluss der Stromquelle des Strangs erfassten Mess ^¬ werts mit einem Zustandsreferenzwertes zu ermitteln. Bei ^¬ spielsweise weist die Treiberanordnung oder die Steuereinheit einen oder mehrere Komparatoren auf, denen der Messwert eines jeden Strangs sowie der Zustandsreferenzwert zugeführt wer ^¬ den .

In verschiedenen Ausführungsformen werden von der Steuereinheit zwei oder mehr verschiedene Steuerwerte eingestellt, welche zu unterschiedlichen Ausgangsspannungen des Spannungswandlers führen, welche an dem Versorgungsspannungseingang der Leuchteinheit anliegen. Für jeden der unterschiedlichen Spannungswerte am Versorgungsspannungseingang der Leuchteinheit kann auf Basis des erfassten Messwerts an jedem Strang der entsprechende Leitungszustand festgestellt werden. Durch eine Auswertung des jeweils eingestellten Steuerwerts und der daraus resultierenden Leitungszustände der einzelnen Stränge kann ein Rückschluss auf einen potenziellen Fehlerzustand der einzelnen Stränge gezogen werden. Dabei wird insbesondere auf mögliche Zustandsänderungen des Leitungszustandes in den ein ^¬ zelnen Strängen bei verschiedenen eingestellten Steuerwerten abgestellt . Beispielsweise ist die Steuereinheit eingerichtet, den Steu ^¬ erwert in mehreren Schritten stufenweise einzustellen, und auf der Basis der für die eingestellten Steuerwerte ermittel ^¬ ten Leitungszustände für jeden Strang den Steuerwert zu er- mittein, für den sich der Leitungszustand des Strangs ändert, um einen Änderungssteuerwert für den Strang zu erhalten. Ferner ist die Steuereinheit dabei eingerichtet, auf der Basis der Änderungssteuerwerte zu detektieren, ob in einem der Stränge ein Fehlerzustand vorliegt.

Die Einstellung der Steuerwerte erfolgt beispielsweise in wertemäßig ansteigenden Schritten oder alternativ in wertemäßig abfallenden Schritten, in jedem Fall aber vorzugsweise mit monotoner Steigung.

Insbesondere wird beispielsweise für jeden eingestellten Steuerwert und für jeden Strang jeweils der Leitungszustand des Strangs bestimmt und überprüft, ob sich der Leitungszu ^¬ stand eines Strangs für den eingestellten Steuerwert von dem Leitungszustand für den zuletzt eingestellten Steuerwert un ^¬ terscheidet. Wenn ein solcher Leitungszustandwechsel bezie ^¬ hungsweise eine Leitungszustandsänderung in einem Strang de- tektiert wird, wird der aktuell eingestellte Steuerwert oder der zuletzt eingestellte Steuerwert als Änderungssteuerwert für den Strang gespeichert. Eine Detektion, ob ein Fehlerzu ^¬ stand in einem Strang vorliegt, wird beispielsweise durch ei ^¬ nen Vergleich der einzelnen Änderungssteuerwerte der Stränge durchgeführt . In einer Ausgestaltungsform ist die Steuereinheit hierbei eingerichtet, einen Extremwert der Änderungssteuerwerte zu ermitteln, also einen Maximalwert oder einen Minimalwert, und einen Fehlerzustand in einem Strang zu detektieren, wenn eine Abweichung zwischen dem Änderungssteuerwert dieses Strangs und dem Extremwert größer als ein Änderungsschwellwert ist. Bei einer Fehlerfreiheit der Stränge ist zu erwarten, dass die Änderungssteuerwerte in einem bestimmten Bereich liegen, der beispielsweise durch Fertigungstoleranzen bezüglich

Durchlassspannungen der Dioden gegeben ist. Bei einer zu großen Abweichung von dem Extremwert wird angenommen, dass die Abweichung jenseits von Fertigungstoleranzen begründet durch einen Fehlerzustand ist. Dementsprechend wird bei einer Ab- weichung größer als der Änderungsschwellwert ein Fehlerzu ^¬ stand in dem Strang detektiert.

Bei einer weiteren Ausgestaltungsform der Treiberanordnung, bei der die Steuereinheit eingerichtet ist, den Steuerwert variabel einzustellen, und auf der Basis der erfassten Messwerte für jeden Strang einen Leitungszustand des Strangs für den eingestellten Steuerwert zu ermitteln, ist die Steuereinheit zudem eingerichtet, den Steuerwert auf einen ersten Steuerwert einzustellen und für jeden Strang den Leitungszustand des Strangs für den ersten Steuerwert zu ermitteln, und den Steuerwert auf einen zweiten Steuerwert einzustellen und für jeden Strang den Leitungszustand des Strangs für den zweiten Steuerwert zu ermitteln. Die Steuereinheit ist ferner dabei eingerichtet, einen Fehlerzustand in einem Strang zu detektieren, wenn der Leitungszustand dieses Strangs für den ersten Steuerwert gleich dem Leitungszustand dieses Strangs für den zweiten Steuerwert ist.

Beispielsweise ist der erste Steuerwert derart gewählt, dass erwartungsgemäß alle Stränge den gleichen Leitungszustand aufweisen, beispielsweise alle Stränge sich in einem stromleitenden Zustand befinden. Der zweite Steuerwert ist bei ^¬ spielsweise derart gewählt, dass solche Stränge, in denen sich kein Fehlerzustand befindet, für den zweiten Steuerwert einen geänderten Leitungszustand, beispielsweise einen nicht ^¬ leitenden Zustand aufweisen. Wenn jedoch einer der Stränge keine Änderung in seinem Leitungszustand zwischen erstem und zweitem Steuerwert zeigt, kann von einem Fehlerzustand in diesem Strang ausgegangen werden, so dass von der Steuereinheit ein Fehlerzustand für diesen Strang detektiert wird.

Der erste Steuerwert ist beispielsweise gewählt aus einem üb- liehen Arbeitsbereich für den Betrieb der Leuchteinheit, bei dem eine für die Ansteuerung der Stränge ausreichende Span ^¬ nung an den Versorgungsspannungseingang der Leuchteinheit bereitgestellt wird. Der zweite Steuerwert ist für eine Span ^¬ nung des Spannungswandlers vorgesehen, die niedriger als die Ausgangsspannung für den ersten Steuerwert ist, wobei diese zweite, niedrigere Ausgangsspannung beispielsweise so gewählt ist, dass sie erwartungsgemäß nicht für eine ausreichende Spannungsversorgung während des Betriebs der Leuchteinheit geeignet ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform ist die Steuereinheit eingerichtet, für jeden Strang die Stromquelle des Strangs zu aktivieren und die Stromquellen der anderen Stränge zu deaktivieren, den Steuerwert derart einzustellen, dass der Mess- wert an dem Strang mit der aktivierten Stromquelle einen vorbestimmten Wert erreicht, und den für den Strang mit der aktivierten Stromquelle eingestellten Steuerwert zu speichern. Die Steuereinheit ist zudem eingerichtet, auf der Basis eines Vergleichs der gespeicherten Steuerwerte zu detektieren, ob in einem der Stränge ein Fehlerzustand vorliegt.

Die Stromquellen in den Strängen lassen sich beispielsweise durch eine Steuerspannung einstellen beziehungsweise regeln, so dass eine solche Stromquelle beispielsweise dadurch deak ^¬ tiviert werden kann, dass keine Steuerspannung an die Stromquelle zugeführt wird. Auf Basis des Messwerts an dem jeweils einzigen aktivierten Strang erfolgt eine Regelung der Aus- gangsspannung des Spannungswandlers durch Variation des Steu ^¬ erwerts, der von der Steuereinheit erzeugt wird, um den Span ^¬ nungswandler zu steuern. Aufgrund von Fertigungstoleranzen bei den Dioden kann es zu Abweichungen zwischen den einzelnen Strängen kommen, welche Ausgangsspannung eingestellt werden muss, um den vorbestimmten Wert für den Messwert an dem zweiten Anschluss zu erreichen. Eine solche Abweichung bewegt sich jedoch üblicherweise in vorbekannten Grenzen, so dass eine zu große Abweichung des einzustellenden Steuerwerts auf einen Fehlerzustand in dem betroffenen Strang hinweist.

Beispielsweise ist die Steuereinheit eingerichtet, einen Ex ^¬ tremwert der gespeicherten Steuerwerte zu ermitteln, also beispielsweise einen Minimalwert oder einen Maximalwert, und einen Fehlerzustand in einem Strang zu detektieren, wenn eine Abweichung zwischen dem gespeichertem Steuerwert dieses

Strangs und dem Extremwert größer als ein Aktivierungs ^¬ schwellwert ist.

Beispielsweise ist bei überbrückten oder kurzgeschlossenen Dioden in einem Strang eine geringere Ausgangsspannung des

Spannungswandlers nötig, um den vorbestimmten Wert als Mess ^¬ wert dieses Strangs zu erhalten. Dementsprechend ergibt sich für diesen Strang eine Abweichung von dem Extremwert, insbesondere von dem Maximalwert der Steuerwerte, welche größer als der Aktivierungsschwellwert ist.

Eine weitere Ausführungsform betrifft eine Beleuchtungsanord ^¬ nung mit einer Treiberanordnung gemäß einer der zuvor be- schriebenen Ausführungsformen, sowie mit einer Leuchteinheit wie zuvor beschrieben und mit einem Spannungswandler, welcher eingerichtet ist auf der Basis eines von der Treiberanordnung abgegebenen Steuersignals eine Ausgangsspannung an den Ver- sorgungsspannungseingang der Leuchteinheit bereitzustellen.

Eine weitere Ausführungsform betrifft ein Verfahren zur De- tektion eines Fehlerzustandes einer Leuchteinheit gemäß der zuvor beschriebenen Art. Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens werden in aufeinanderfolgender Weise wenigstens zwei Steuerwerte eingestellt und aus einem jeweils eingestellten Steuerwert ein Steuersignal für einen Spannungswandler erzeugt, welche eingerichtet ist auf der Basis des Steuersig ^¬ nals eine Ausgangsspannung an dem Versorgungsspannungseingang der Leuchteinheit bereitzustellen. An jedem der zweiten Anschlüsse der Stromquellen wird ein Messwert erfasst. Für je ^¬ den Strang wird einer der eingestellten Steuerwerte auf der Basis der erfassten Messwerte gespeichert, und auf der Basis der gespeicherten Steuerwerte wird detektiert, ob in einem der Stränge ein Fehlerzustand vorliegt.

In einer Ausgestaltungsform des Verfahrens erfolgt ferner ein variables Einstellen des Steuerwerts, ein Ermitteln, für je ^¬ den Strang, eines Leitungszustands des Strangs für den einge- stellten Steuerwert auf der Basis der erfassten Messwerte, und ein Detektieren auf der Basis von ermittelten Leitungszu- ständen für wenigstens zwei unterschiedliche Steuerwerte, ob in einem der Stränge ein Fehlerzustand vorliegt. Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform des Verfahrens wird für jeden Strang die Stromquelle des Strangs aktiviert und die Stromquellen der anderen Stränge deaktiviert. Der Steuerwert wird derart eingestellt, dass der Messwert an dem Strang mit der aktivierten Stromquelle einen vorbestimmten Wert erreicht. Der für den Strang mit der aktivierten Stromquelle eingestellte Steuerwert wird gespeichert und auf der Basis eines Vergleichs der gespeicherten Steuerwerte wird detek- tiert, ob in einem der Stränge ein Fehlerzustand vorliegt.

Weitere Ausgestaltungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den verschiedenen Ausführungsformen, die in Zusammenhang mit der Treiberanordnung beziehungsweise der Steuereinheit der Treiberanordnung beschrieben sind. Insbesondere lässt sich das beschriebene Verfahren beispielsweise mit beziehungsweise in einer solchen Treiberanordnung oder Steuereinheit ausführen .

Die Erfindung wird nachfolgend an mehreren Ausführungsbei ^¬ spielen anhand der Figuren näher erläutert. Funktions- bezie hungsweise wirkungsgleiche Elemente tragen hierbei gleiche Bezugs zeichen . Es zeigen:

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer Treiberanordnung,

Figur 2 ein Ausführungsbeispiel einer Beleuchtungsanordnung mit einer Treiberanordnung,

Figur 3 ein erstes beispielhaftes Signal-Zeit-Diagramm von

Signalen in Zusammenhang mit der Treiberanordnung, Figur 4 ein zweites beispielhaftes Signal-Zeit-Diagramm von

Signalen in Zusammenhang mit der Treiberanordnung, ein drittes beispielhaftes Signal-Zeit-Diagramm von Signalen in Zusammenhang mit der Treiberanordnung, und Figur 6 ein viertes beispielhaftes Signal-Zeit-Diagramm von

Signalen in Zusammenhang mit der Treiberanordnung.

Figur 1 zeigt eine Ausführungsform einer Treibereinheit 100 für eine hier nicht dargestellte Leuchteinheit. Die Treiber- einheit 100 weist unter anderem eine Steuereinheit 110 auf, welche einen Testblock 111, Multiplexer 113, 114, einen Digi- tal-Analog-Wandler IDAC 116 mit Stromausgang, einen Regelblock NxGC 118, einen Verarbeitungsblock 120 für eine digitale Rückkopplungsschleife DFL und einen Komparatorenblock 122 mit Vergleicher 123, 124, 125, 126 umfasst. Ferner weist die Treiberanordnung 100 ein Steuerungsregister REG 128 auf, welches über den Multiplexer 114 mit dem Regelblock 118 gekoppelt ist. Ein Ausgang des Digital-Analog-Wandlers 116 ist mit einem Spannungssteuerausgang 130 gekoppelt. Der Regelblock 118 ist über n separate Leitungen mit entsprechenden

Stromsteuerausgängen 140, 142 verbunden, und weist zudem n separate Leitungen zu Messeingängen 150, 152 auf. Die n Mess ^¬ eingänge 150, 152 sind ferner mit invertierenden Eingängen der n separaten Vergleicher 123, 124, 125, 126 verbunden, die aus Übersichtsgründen nur teilweise dargestellt sind. Die Vergleicher 123, 124, 125, 126 sind mit ihrem jeweiligen nicht invertierenden Eingang an einem Anschluss zur Zuführung eines Zustandsreferenzwertes VTH angeschlossen. Die Ausgänge der Vergleicher sind über eine n-fache Leitung an den Test- block 111 geführt.

Der Regelblock 118 ist ausgangsseitig über eine Rückkopp ^¬ lungsleitung an den Verarbeitungsblock 120 angeschlossen, welcher ein Steuersignal FBEN an den Testblock 111 und einen Eingang des Multiplexers 113 liefert, insbesondere in digita ^¬ ler Form. Ein zweiter Eingang des Multiplexers 113 wird von dem Testblock 111 mit einem Steuerwert IC versorgt, wobei in Abhängigkeit eines ersten Auswahlsignals BIST1 entweder der Steuerwert FBIN oder der Steuerwert IC als digitales Signal an den Digital-Analog-Wandler 116 zur Umsetzung in ein analoges Stromsignal am Spannungssteuerausgang 130 geliefert wird. Ein Eingang des zweiten Multiplexers 114 ist an das Steue ^¬ rungsregister 128 angeschlossen, während der zweite Eingang vom Testblock 111 mit einem Steuersignal FBEN versorgt wird. Eine Steuerung des Multiplexers 114 erfolgt über ein zweites Auswahlsignal BIST2, welches ebenfalls vom Testblock 111 be- reitgestellt wird. Das vom zweiten Multiplexer 114 abgegebene Signal ist ein n-fach Signal, entsprechend der Anzahl der Stromsteuerausgänge 140, 142 beziehungsweise der Messeingänge 151, 152. Im regulären Betrieb wird von der Treiberanordnung 100 über den Digital-Analog-Wandler 116 ein Steuersignal an einen Spannungswandler abgegeben, um die Ausgangsspannung dieses Spannungswandlers einzustellen. Die Ausgangsspannung wird zur Versorgung einer Leuchteinheit mit mehreren Strängen von Leuchtdioden verwendet. Steuerwerte für den Digital-Analog- Wandler werden im herkömmlichen Betrieb vom Verarbeitungsblock 120 über das Signal FBIN bereitgestellt. Die Stränge weisen jeweils eine gesteuerte Stromquelle auf, deren Steue ^¬ rung über vom Regelblock 118 an den Stromsteuerausgängen 141, 142 bereitgestellten Signale erfolgt. Eine Regelung dieser Steuersignale für die Stromquellen erfolgt auf Basis von Messsignalen, die an den Messeingängen 150, 152 erfasst werden. Über das Ausgangssignal des Steuerungsregisters 128, welches über den zweiten Multiplexer 114 an den Regelblock 118 zugeführt wird, kann im regulären Betrieb festgesetzt werden, welche der n verschiedenen Stromquellen aktiviert beziehungsweise geregelt werden und welche inaktiv bleiben sol- len .

Im Testbetrieb können über den Testblock 111 die Multiplexer 113, 114 umgeschaltet werden, so dass die vom Testblock 111 gelieferten Steuersignale IC beziehungsweise FBEN an den Di- gital-Analog-Wandler 116 beziehungsweise den Regelblock 118 geliefert werden. Um einen möglichen Fehlerzustand der einzelnen Stränge zu analysieren beziehungsweise detektieren, werden im Testbetrieb Messwerte an den Messeingängen 150, 152 aufgezeichnet, über den Komparatorenblock 122 verarbeitet, und zur weiteren Analyse an den Testblock 111 gegeben.

Eine detailliertere Ausführung zu möglichen Testverfahren erfolgt im folgenden im Zusammenhang mit dem in Figur 2 dargestellten Blockschaltbild und den in den Figur 3 bis Figur 6 dargestellten Signal-Zeit-Diagrammen.

Figur 2 zeigt eine Beleuchtungsanordnung mit einer Treiberanordnung 100 entsprechend der Figur 1. Ferner umfasst die Be ^¬ leuchtungsanordnung einen geschaltet betriebenen Spannungs- wandler SMPS 210, eine Steuerungseinheit SMPS CTRL 220 für den Spannungswandler sowie eine Leuchteinheit LU 230. Der Spannungswandler 210 weist einen Versorgungsspannungseingang 211 auf, an dem eine Eingangsspannung zuführbar ist. An den Spannungseingang 211 ist eine Spule 212 angeschlossen, welche an ihrem zweiten Anschluss über einen Schalter 213 und ein

Widerstandselement 214 mit einem Bezugspotenzialanschluss und über eine Diode 215 an den Spannungsausgang 216 des Spannungswandlers 210 angeschlossen ist. Kathodenseitig sind an die Diode 215 eine Serienschaltung zweier Widerstandselemente 217, 218 sowie ein zu dieser Serienschaltung parallel geschalteter Kondensator 219 angeschlossen. Die Steuerungseinheit 220 weist einen Pulsweitenmodulator PWM 222 sowie einen Rückkopplungsblock FB 224 auf. Ein Anschluss des Rückkopplungsblocks 224 ist mit einem Verbindungsknoten zwischen dem Schalter 213 und dem Widerstandselement 214 verbunden, während der zweite Anschluss des Rückkopplungsele- ments 224 an einen Verbindungsknoten zwischen den Widerstandselementen 217, 218 angeschlossen ist. Der Pulsweitenmodulator 222 wird eingangsseitig über ein Taktsignal CLK sowie ein Ausgangssignal des Rückkopplungsblocks 224 versorgt. Aus- gangsseitig steuert der Pulsweitenmodulator 222 den Öffnungs- zustand des Schalters 213. Mit dem getaktet betriebenen Span ^¬ nungswandler 210 und dazugehörigen Steuerungseinheit 220 wird in bekannter Weise in einem so genannten Boost-Modus eine Spannungswandlung der Eingangsspannung am Spannungseingang 211 zu einer Ausgangsspannung am Spannungsausgang 216 durch- geführt.

Der Verbindungsknoten der Widerstandselemente 217, 218 ist mit dem Spannungssteuerausgang 130 der Treiberanordnung 100 verbunden, wobei durch die Höhe des Stroms, welche von den Digital-Analog-Wandler 116 gezogen wird, sich eine Höhe der Ausgangsspannung am Spannungsausgang 216 steuern lässt.

Diese Ausgangsspannung wird an einen Versorgungsspannungsein- gang 231 der Leuchteinheit 230 abgegeben und dient zur Span- nungsversorgung der mehreren, insbesondere n Strängen 240, 250, 260 der Leuchteinheit 230. Jeder der Stränge 240, 250, 260 umfasst eine Serienschaltung von lichtemittierenden Dioden 242, 252, 262, welche insbesondere als LEDs ausgebildet sind. Die Serienschaltungen 242, 252, 262 sind jeweils über eine als MOS-Transistor ausgebildete Stromquelle 243, 253, 263 sowie ein in Serie geschaltetes Widerstandselement 245, 255, 265 mit einem Referenzpotenzialanschluss verbunden. Die Steuereingänge der Transistoren 243, 253, 263 sind mit den n Stromsteuerausgängen 140, 142 der Treiberanordnung 100 verbunden. Die zweiten Anschlüsse 246, 256, 266 der Stromquellen beziehungsweise der Transistoren 243, 253, 263 sind an die n Messeingänge 151, 152 der Treiberanordnung 100 angeschlossen. Die zweiten Anschlüsse 246, 256, 266 bilden gleichzeitig ei ^¬ nen Knotenpunkt zwischen den Transistoren 243, 253, 263 und den Widerstandselementen 245, 255, 265. Die zweiten Anschlüsse 246, 256, 266 dienen beispielsweise als Strommessanschlüs ^¬ se .

Beispielsweise werden im regulären Betrieb bei eingestellter Spannung des Spannungswandlers 210 die Stromquellen bezie ^¬ hungsweise Transistoren 243, 253, 263 so von dem Regelblock 118 gesteuert, dass die jeweiligen Messwerte an den Anschlüs- sen 246, 256, 266, insbesondere die Spannung über die Wider ^¬ standselemente 245, 255, 265 einen vorbestimmten Wert errei ^¬ chen. Beispielsweise wird bei zu kleinem Spannungsabfall über eines der Widerstandselemente 245, 255, 265 die Gatespannung am entsprechenden Transistor soweit aufgesteuert , bis sich die gewünschte Spannung einstellt. Falls eine weitere Span ^¬ nungserhöhung durch das Aufsteuern der Gates nicht mehr möglich ist, erfolgt über eine Rückkopplung an den Verarbeitungsblock 120 eine Aufforderung, die Ausgangsspannung des Spannungswandlers zu erhöhen, insbesondere durch Erhöhung des von den Digital-Analog-Wandler 116 gezogenen Stroms. Die Regelung erfolgt somit beispielsweise zweistufig. Die dargestellte Anordnung, insbesondere die Treiberanordnung 100 ermöglicht aber zudem eine Detektion, ob in einem der Stränge 240, 250, 260 ein Fehlerzustand vorliegt, insbesonde ^¬ re ob in einer der Serienschaltungen 242, 252, 262 eine oder mehrere Dioden niederohmig überbrückt und/oder kurzgeschlos ^¬ sen sind. Dazu kann in verschiedenen Variationen und Ausführungsformen ein jeweils am Eingang des Digital-Analog- Wandlers 116 eingestellte Steuerwert zusammen mit dem bei diesem Steuerwert resultierenden Messwert an den Anschlüssen 246, 256, 266 ausgewertet werden um Unregelmäßigkeiten fest ^¬ zustellen, die auf einen Fehlerzustand in einem der Stränge 240, 250, 260 hinweisen.

Figur 3 zeigt ein erstes beispielhaftes Signal-Zeit-Diagramm, bei dem Signale der Treiberanordnung 100 beziehungsweise der Steuereinheit 110 dargestellt sind. Zum Zeitpunkt tO wird be ^¬ gonnen, den Steuerwert IC als Eingangswert für den Digital- Analog-Wandler 116 vom Wert 0 schrittweise, beispielsweise in ler Schritten zu erhöhen, so dass sich die Ausgangsspannung U des Spannungswandlers 210 kontinuierlich erhöht. Bei der an ^¬ fänglich niedrigen Ausgangsspannung U des Spannungswandlers 210 findet wegen der notwendigen Durchlassspannung der Dioden keine Leitung statt, so dass die Messwerte an den zweiten An ^¬ schlüssen 246, 256, 266 der Stromquellen 243, 253, 263 gegen 0 gehen und somit kleiner als der Zustandsreferenzwert VTH sind. Über den Komparatorenblock 122 können somit die Lei- tungszustände Cl, C2, C3, Cn der n Stränge 240, 250, 260 er- fasst und um Zeitpunkt tO als nicht leitend festgestellt wer ^¬ den .

Zum Zeitpunkt tl ist die kontinuierliche Erhöhung des Steuer ^¬ werts IC die Ausgangsspannung U des Spannungswandlers 210 so ^¬ weit angestiegen, dass der Leitungszustand Cl in einem der Stränge von nicht leitend auf leitend wechselt. Der entspre ^¬ chend dafür eingestellte Steuerwert IC kann für den betroffe ^¬ nen Strang als Änderungssteuerwert gespeichert werden. In ähnlicher Weise ändern sich die Leitungszustände C2, C3, Cn zu den Zeitpunkten t3, t4, t5, woraus sich wiederum entspre ^¬ chende Änderungssteuerwerte mit den jeweils eingestellten Steuerwerten IC ergeben.

Wenn sämtliche Leitungszustände ihren Zustand von nicht lei- tend auf leitend gewechselt haben, kann der maximale Ände ^¬ rungssteuerwert der zuvor erfassten und gespeicherten Steuerwerte bestimmt werden, welche vorliegend bei 9F beziehungs ^¬ weise A0 liegt. Im Folgenden können die Abweichungen der Änderungssteuerwerte der einzelnen Stränge von dem maximal er- mitteltem Änderungssteuerwert berechnet werden, wodurch sich beispielsweise für den Strang mit dem Leitungszustand Cl ein Unterschied Δ1 und für den Strang mit dem Leitungszustand C2 ein Unterschied Δ2 ergibt. Aufgrund unterschiedlicher Ferti ^¬ gungsabweichungen bei den LEDs, insbesondere im Bezug auf die Durchlassspannung kann es zu geringfügigen Abweichungen der insgesamt minimalen Durchlassspannung kommen. Diese Abweichungen lassen sich aber unterscheiden von größeren Abweichungen, die aus einem Kurschluss oder einer Überbrückung von Dioden in einem der Stränge resultieren. Dem entsprechend kann ein Änderungsschwellwert TH1 festgelegt werden, der als maximale Abweichung vom größten Änderungssteuerwert zugelas ^¬ sen wird, um keinen Fehlerzustand in dem Strang zu detektie- ren. Folglich ist der Strang mit dem Leitungszustand Cl mit einem Kurzschluss behaftet, da die Abweichung Δ1 größer als der Änderungsschwellwert TH1 ist.

Figur 4 zeigt ein weiteres Signal-Zeit-Diagramm, das auf einer Abwandlung des in Figur 3 beschriebenen Verfahrens ba- siert. Insbesondere wird bei dem in Figur 4 dargestellten Ab ^¬ lauf mit größeren Steuerwerten IC begonnen, die in einer jeweils höheren Ausgangsspannung des Spannungswandlers 210 re ^¬ sultieren. Als Startwert für den Steuerwert IC wird dabei beispielsweise ein Steuerwert gewählt, bei dem eine so hohe Ausgangsspannung u des Spannungswandlers 210 resultiert, bei der üblicherweise sämtliche Stränge einen leitenden Leitungs ^¬ zustand aufweisen. Der Steuerwert wird anschließend soweit schrittweise reduziert, bis der letzte der Stränge seinen Leitungszustand von leitend auf nicht leitend gewechselt hat. Die Detektion des Leitungszustands erfolgt wiederum über den Komparatorenblock 122 mittels des Vergleichs des Zustandsre- ferenzwert VTH. Dementsprechend wechseln zu den Zeitpunkten tO, tl, t2 die

Stränge mit den Leitungszuständen C2, C3, Cn ihren Leitungszustand von leitend auf nicht leitend, während der Strang mit dem Leitungszustand Cl erst zum Zeitpunkt t4 in einen nicht leitenden Leitungszustand übergeht. Ähnlich wie bei dem in Figur 3 beschriebenen Verfahren werden die Steuerwerte zu den Änderungszeitpunkten als Änderungssteuerwerte für den jewei ^¬ ligen Strang gespeichert, um abschließend aus den gespeicher ^¬ ten Änderungssteuerwerten den maximalen Änderungssteuerwert zu bestimmen. Aus der Abweichung der einzelnen Änderungssteu- erwerten von dem maximalen Steuerwert ergibt sich wiederum, ob in einem der Stränge ein Fehlerzustand vorliegt.

In dem dargestellten Beispiel ist ähnlich wie in Figur 3 ein Änderungsschwellwert TH2 festgelegt, innerhalb dessen kein Fehlerzustand für die jeweiligen Stränge festgestellt wird, beispielsweise für den Strang mit dem Leitungszustand Cn und der Abweichung Δ2. Für den Strang mit dem Leitungszustand Cl beträgt die Abweichung Δ1, welche größer als der Änderungs- schwellwert TH2 ist, weshalb für diesen Strang ein Fehlerzu ^¬ stand, insbesondere ein Kurzschluss über eine oder mehrere der Dioden detektiert wird. Bei einer Durchführung eines Tests auf fehlerbehaftete, ins ^¬ besondere kurzschlussbehaftete Stränge einer Leuchteinheit gemäß dem in Figur 4 beschriebenen Ablauf werden die Stränge anfangs mit einer höheren Spannung U versorgt, die beispiels ^¬ weise im Bereich der Spannung während des regulären Betriebs der Leuchteinheit liegt. Dadurch kommt es für einen Betrach ^¬ ter der Leuchteinheit nur zu einem kürzeren Abdunkeln der Leuchteinheit, welches in Abhängigkeit des Zeitpunkts einer potenziellen Fehlerdetektion nahezu unbemerkt bleiben kann. Figur 5 zeigt ein weiteres Signal-Zeit-Diagramm, welches auf einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens zur Detektion eines Fehlerzustandes mit der Treiberan ^¬ ordnung 100 beziehungsweise der Steuereinheit 110 beruht. Bei dieser Ausgestaltungsform wird von dem Testblock 111 zunächst ein erster Steuerwert, hier der Wert C5 eingestellt, welcher beispielsweise einer üblichen Arbeitspunktspannung für die Leuchteinheit 230 entspricht. Für diesen eingestellten Steu ^¬ erwert werden zunächst die verschiedenen Leitungszustände Cl, C2, C3, Cn der Stränge 240, 250, 260 ermittelt. Bei dem dar- gestellten Signalverlauf wird für alle Leitungszustände Cl, C2, C3, Cn ein leitender Zustand festgestellt.

Anschließend wird von dem Testblock 111 der Steuerwert IC auf einen zweiten Steuerwert eingestellt, vorliegend den Wert Bl, welcher einer niedrigeren Spannung U entspricht. Der zweite

Steuerwert ist beispielsweise derart gewählt, dass die daraus resultierende Ausgangsspannung des Spannungswandlers 210 bei fehlerfreien Strängen zu einem nichtleitenden Zustand führt. Nach einer Einschwingzeit Ts wird wiederum für jeden der Stränge 240, 250, 260 der entsprechende Leitungszustand Cl, C2, C3, Cn ermittelt. Bei dem vorliegend dargestellten Sig ^¬ nalverlauf ergibt sich für die Leitungszustände C2, C3, Cn eine Änderung auf den nicht leitenden Zustand, so dass für die zugehörigen Stränge eine Fehlerfreiheit angenommen werden kann, also kein Fehlerzustand detektiert wird. Der Leitungs ^¬ zustand Cl verbleibt jedoch auch nach der Einschwingzeit TS in dem leitendem Zustand, sodass der Leitungszustand des zu- gehörigen Strangs für den ersten Steuerwert gleich dem Leitungszustand dieses Strangs für den zweiten Steuerwert ist. Aufgrund der fehlenden Änderung des Leitungszustands wird demnach für den zugehörigen Strang ein Fehlerzustand, insbesondere ein Kurzschluss über eine oder mehrere Dioden des Strangs detektiert.

Wegen des größeren Spannungssprungs bei dem in Zusammenhang mit Figur 5 erläutertem Verfahren kommt es kurzzeitig zu ei ^¬ ner möglicherweise sichtbaren Abdunklung der Leuchteinheit 230. Jedoch kann die Detektion durch den in einem Schritt durchgeführten Test in kürzerer Zeit erfolgen.

Die Einschwingzeit ts ergibt sich beispielsweise aus der Zeit, die der Spannungswandler 210 benötigt, um die mit dem zweiten Steuerwert eingestellte Spannung einzustellen.

Figur 6 zeigt ein weiteres Signal-Zeit-Diagramm, welches auf einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Detektion eines Fehlerzustands mit der Treiberanordnung 100 beziehungsweise der Steuereinheit 110 beruht. Hierbei werden während einer

Testphase TT nacheinander die Stromquellen 243, 253, 263 von vorliegend acht verschiedenen Strängen aktiviert, während die jeweils übrigen Stränge deaktiviert werden. Die Aktivierung erfolgt beispielsweise über das Steuersignal FBEN des Test ^¬ blocks 111, welches über den Multiplexer 114 an den Regelblock 118 geführt wird. Beispielsweise wird zur Deaktivierung der übrigen Stränge beziehungsweise Stromquellen keine Span- nung an die entsprechenden Gateanschlüsse bzw. Steueranschlüsse der Transistoren geführt. Für den jeweils einzelnen aktivierten Strang, also den Strang mit der aktivierten

Stromquelle wird eine herkömmliche Spannungsregelung wie im Arbeitsbetrieb durchgeführt.

Dementsprechend wird von dem Regelblock 118 durch Auswertung der Messwerte an dem betroffenen Messeingang eine Spannungsregelung durchgeführt, bis der Messwert einen vorbestimmten Wert erreicht. Dazu wird zum Einen die Gate-Spannung bzw. Steuerspannung an dem Stromsteuerausgang des betroffenen

Strangs eingestellt, aber auch über die Rückkopplung über den Verarbeitungsblock 120 eine Anpassung des Steuerwerts FBIN derart durchgeführt, dass über den Digital-Analog-Wandler 116 die Spannung U am Spannungswandler 210 entsprechend einge- stellt wird.

Daraus folgend ergibt sich für jeden der Stränge im jeweils eingeschwungenen Zustand ein Steuerwert, welcher für diesen Strang eine passende Spannung U repräsentiert. Am Ende der Testphase werden die für die einzelnen Stränge gespeicherten Steuerwerte miteinander verglichen, um daraus einen möglichen Fehlerzustand in einem der Stränge zu detektieren. Insbesondere wird aus den gespeicherten Steuerwerten ein Extremwert, insbesondere ein Maximalwert ermittelt, sowie die Abweichung der gespeicherten Steuerwerte für jeden der Stränge von diesem Extremwert. Die Abweichungen ergeben sich bei einem fehlerfreien Strang beispielsweise wiederum durch produktionstechnisch bedingte Unterschiede in der Durchlassspannung der Dioden. Größere Abweichungen deuten jedoch darauf hin, dass eine oder mehrere Dioden kurzgeschlossen oder niederohmig überbrückt sind. In dem beispielhaft dargestellten Signaldia ^¬ gramm ergibt sich für den sechsten Strang eine Abweichung Δ6, die größer als ein Aktivierungsschwellwert TH3 ist, so dass für diesen sechsten Strang ein Fehlerzustand detektiert wird. Die Abweichungen der übrigen Stränge liegen unterhalb des Aktivierungsschwellwerts TH3, sodass für diese Stränge eine Fehlerfreiheit angenommen wird.

Mit der in Figur 1 dargestellten Treiberanordnung lassen sich die in Zusammenhang mit den Figuren 3 bis Figur 6 beschriebenen Testverfahren alternativ ausführen. Beispielsweise kann die Wahl eines der Verfahren davon abhängig gemacht werden, ob ein reiner Testbetrieb außerhalb des regulären Betriebs der Leuchteinheit durchgeführt wird oder ob ein Test in kur ^¬ zen Testphasen während des regulären Betriebs durchgeführt wird. Die Ausführungsformen der beschriebenen Treiberanordnung 100 zeichnen sich durch geringen zusätzlichen Schal- tungsaufwand aus, da insbesondere die Regelung des Spannungs ^¬ wandlers und die Regelung der Stromquellen der einzelnen Stränge ohnehin für den regulären Betrieb der Treiberanord ^¬ nung benötigt werden. Bei der vorliegend beschriebenen Anordnung erfolgt zur Detek- tion eines Fehlerzustandes eine Auswertung einer Spannung an den Anschlüssen 246, 256, 266, also den Sourceanschlüssen der als MOS-Transistoren ausgebildeten Stromquellen 243, 253, 263. Dem entsprechend kann auf eine Spannungsauswertung an den Drainanschlüssen der Transistoren 243, 253, 263 verzichtet werden, an denen üblicherweise eine höhere Spannung an ^¬ liegen kann als sie direkt, also ohne Verwendung zusätzlicher Schaltungsteile, ausgewertet werden kann. Ebenso kann auf ex- terne Dioden verzichtet werden, welche über Komparatoren eine als höchste auftretende Spannung in der Beleuchtungseinheit 230 detektieren. Die beschriebenen Ausführungsformen der Treiberanordnung sind auch unabhängig davon, ob, wie vorlie- gend dargestellt, MOS-Transistoren als Stromquellen oder

Bipolar-Transistoren oder weitere bekannte Stromquellenschal ^¬ tungen als Stromquellen eingesetzt werden.

Der in Figur 2 dargestellte Spannungswandler und die zugehö- rige Steuerungseinheit 220 dienen lediglich als Beispiel für eine durch die Treiberanordnung gesteuerte Spannungsquelle zur Versorgung der Leuchteinheit 230. Eine alternative Aus ^¬ gestaltung einer solchen Spannungsquelle beziehungsweise ei ^¬ nes Spannungswandlers kann ohne weiteres mit der beschriebe- nen Treiberanordnung verwendet werden, solange eine Steuerung der Spannungshöhe über die Treiberanordnung möglich ist. Ferner kann statt des Digital-Analog-Wandlers mit Stromausgang auch ein anderes Element verwendet werden, welches den in der Treiberanordnung eingestellten Steuerwert in ein Steuersignal für den Stromwandler umsetzt. Ebenso ist es möglich, dass ein Stromwandler direkt durch den Steuerwert bezüglich seiner Ausgangsspannung eingestellt wird.