用于探测发光二极管设备中的至少一个发光二极管的失灵的方法和电路装置

摘要

本发明涉及一种用于探测在发光二极管设备（2）中的至少一个发光二极管（3）的失灵的方法，利用恒流源（6）经由供电接头（7）给所述发光二极管设备施加供电电流（I），并针对该发光二极管设备，借助相应的开关部件（4）通过相应的短路（31）分别单独地或者成组地调节各发光二极管（3）的相应的发光状态，其中，按照该方法，通过电路装置（8）在供电接头（7）上量取在各发光二极管（3）上下降的、与各开关部件（4）的相应的开关状态有关的链电压（U1）的电压信号（U1′）。本发明规定，把电压信号（U1′）输送给电路装置（8）的模拟的最大值探测器（9）；该最大值探测器（9）在预定的测量时段（T）内工作；在经过测量时段（T）之后在最大值探测器（9）的输出端（13）上提供电压信号（U1′）的最大值信号（U2）。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于探测在发光二极管设备、特别是具有多个发光二极管的发光二极管阵列中的至少一个发光二极管（LED）的失灵的方法。该探测在发光二极管设备的供电接头上进行，发光二极管设备通过供电接头也接收供电电流。本发明还涵盖用于实施所述方法的电路装置以及带有该发光二极管设备和该电路装置的照明装置。该照明装置尤其可以设计成汽车的前照灯。

背景技术

汽车前照灯构造中的趋势涉及所谓的发光二极管阵列式前照灯。按照这种阵列式配置，多个发光二极管组成多个行和多个列，例如1x8、3x5、4x10。

结合本发明，发光二极管阵列因而尤其也系指由多个发光二极管构成的一个单行或单排，比如1x8。

然而在本发明的范畴内，发光二极管也可以采用其它几何布局方式，例如圆形布局。

在发光二极管阵列中，允许诊断各个发光二极管的短路或导线中断（负载断开），作为极其重要的支持措施。特别是在汽车领域中却就是需要这种诊断，以便在前照灯有缺陷时警告驾驶员。诊断困难的原因是，各个发光二极管的导通电压是供电电流或发光二极管电流以及发光二极管温度还有材料温度和生产温度的函数。因此，各个发光二极管的导通电压已经会具有显著的散差。另外，短路的发光二极管并非一定形成低电阻的短路，而是可能通过短路的发光二极管始终都有电压降，该电压可能处于0伏特和1.4伏特之间的范围内。

把各个发光二极管与诊断电路相应地连接起来，以此方式对各个发光二极管进行的诊断或检查导致太大的布线代价。而若测量在整个发光二极管阵列上下降的总电压，则随着发光二极管阵列中的发光二极管数量的增加会出现诊断的精准可靠性降低的问题，因为在链电压中具有低导通电压的功能正常的发光二极管与具有高短路电压的短路的发光二极管之间的差只会再引起小百分比的变化，该变化可以处于诊断电路的测量准确性的范围内。

如果例如发光二极管串或发光二极管行由八个发光二极管构成，这些发光二极管在无故障状态下且在500mA、25摄氏度情况下的总链电压为8x3.1V=24.8V，则相同的发光二极管串（但其中一个发光二极管有熔合短路的缺陷，这个发光二极管由于其材料特性始终都有约1.0V的剩余电压降）在-20摄氏度、1200mA发光二极管电流情况下也有7x3.4V+1.0V=24.8V。因而这就无法与发光二极管阵列的无故障状态区分开了。

在分析供电接头之间的总电压时的另一问题是，实际上必须全部的发光二极管也都要激活工作，亦即必须被施加供电电流。这对于可切换的和/或可消隐的发光二极管阵列式前照灯而言并非始终都是这种情况。例如由US 8 558 463 B2已知，在发光二极管阵列中可以分别单独地或者成组地切换发光二极管。由该文献已知，为了诊断发光二极管，因而使得各个发光二极管组交替地与诊断电路连接。这导致所述高昂的布线成本。

对于具有发光二极管阵列的汽车前照灯来说，也按照前述周期性消隐模式来切换发光二极管。这可以通过开关部件来实现，这些开关部件为了使得发光二极管切断或变暗而将该发光二极管跨接或短路。于是有受控的供电电流流经相应的发光二极管。通过打开开关部件，供电电流便流经发光二极管。

但是，为了针对这种阵列式前照灯基于总电压来探测失灵的或有缺陷的发光二极管，必须知道在全部发光二极管都应工作时所在的时间点。否则就不清楚是否因有缺陷的发光二极管或者因按照消隐模式被跨接的或短路的发光二极管引起了总电压变化。而探测该时间点却同样需要高昂的布线技术代价。

发明内容

本发明的目的在于，以小的布线技术代价在发光二极管设备中探测至少一个发光二极管的失灵。

该目的通过独立权利要求的主题得以实现。本发明的有利的改进由从属权利要求的特征给出。

通过本发明提出了一种用于探测在发光二极管设备、特别是发光二极管阵列中的至少一个发光二极管的失灵的方法。失灵既指发光二极管中的短路即熔合短路，又指空载即中断。该方法的依据是，在发光二极管设备中利用恒流源经由供电接头给发光二极管施加供电电流，并借助相应的开关部件通过相应的短路或跨接分别单独地或者成组地调节各发光二极管的相应的发光状态。换句话说，亦即可以分别给各发光二极管并联一个开关部件例如晶体管，利用该晶体管按所述方式来调节相应发光二极管的发光状态。对于汽车前照灯来说，例如利用微控制器来调节对各开关部件的控制，该微控制器执行相应的照明程序或消隐模式。

针对该方法现在提出，通过电路装置，在供电接头上量取在各发光二极管上下降的、与各开关部件的相应的开关状态有关的链电压的电压信号。该电路装置因而不必与各个发光二极管分别单独地电连接，而是仅仅观察或接收在供电接头上产生的电压信号，该电压信号表明了在各发光二极管上下降的链电压。

现在为了能够实现单独地借助该电压信号来诊断至少一个发光二极管的失灵，根据本发明规定，把电压信号输送给电路装置的模拟的最大值探测器。该最大值探测器在预定的测量时段内工作，且在经过测量时段之后在最大值探测器的输出端上提供电压信号的最大值信号。该最大值信号因而例如可以是模拟的电压信号，该电压信号的幅度与电压信号的最大值一致或相关联，电压信号在测量时段期间就已经指明了所述最大值。

通过本发明得到了如下优点：不必知道在电压信号已指明最大值时所在的时间点。模拟的最大值探测器在测量时段内观察电压信号，以此方式在电压信号中连续地探测最大值，并通过最大值信号来反应或者通报该最大值。因而无需快速的模式-数字-转换器，这种转换器必须快速地工作，从而它也必须能够探测到电压信号很短暂地上升到最大值。对于最大值信号来说，现在也可以认为，它表明了发光二极管设备的全部发光二极管对链电压的影响。因而若把测量时段选择得足够长，就可以认定，全部发光二极管至少有一次共同地借助其相关的开关部件工作，也就是说，相关开关部件已被切换至打开状态下。因而能以小的布线技术代价单独地由链电压求取每个发光二极管对链电压的影响，进而借助最大值信号探测出发光二极管设备中的至少一个发光二极管是否失灵。

术语“全部发光二极管”在此系指，控制开关部件的应用软件使得所述全部发光二极管（LED）在当前的或具体的光照场景下持久地或脉动式地工作。这并非必须是在物理上处于一串中的全部发光二极管（例如可以有六个）。在汽车前照灯的近光中，开关部件的控制软件只需要少数几个例如4个发光二极管，而剩下的两个则持久地跨接。下面把应用所需的LED的数量记为“N”，但这并不一定就等于实际装配的LED的数量。然而，永久地跨接的发光二极管也不需要检查其功能可靠性，因为它们本来就未使用。

本发明还涵盖可选的改进，由这些改进的特征得到了附加的优点。

根据一种改进，将最大值信号传递给电路装置的处理器机构的模式-数字-转换器。利用处理器机构来识别出最大值信号是否满足了预定的失灵标准。若满足了失灵标准，就产生故障信号。失灵标准因而规定了最大值信号的、指明至少一个发光二极管的故障状态的全部值。如果未满足失灵标准，这意味着，最大值信号具有在发光二极管设备功能正常时即当全部发光二极管都无故障时会产生的值。通过该改进得到了如下优点：可以借助处理器机构基于比较简单的模拟-数字-转换器进行数字分析，因为该转换器的用于由最大值信号的模拟的幅度值产生数字值的转换时段可以大于发光二极管设备的开关部件的最小接通时间，该接通时间由消隐模式的切换节拍时长和精度产生。

根据一种改进，失灵标准包括，最大值信号相比于参考值的差处于预定的值间隔之外。提供值间隔具有的好处是，即能探测出熔合短路的发光二极管，也能探测出空载的发光二极管。对于熔合短路的发光二极管来说，低于值间隔的下限，而对于空载的发光二极管而言，则超出了值间隔的上限。

参考值例如可以作为恒定值存储在电路装置中。而一种改进则规定，使参考值适配于发光二极管设备。按照这种改进，参考值由最大值信号形成，其方式为，在测量时段内，发光二极管设备的控制部件保持不受电路装置影响。换句话说，发光二极管设备独立于电路装置工作。由此在测量时段内有一次达到一种切换状态，在该切换状态下，全部的开关部件都被切换至断开的或非导通的状态下。最大值信号的此时产生的值被用作参考值。对于至少一个其它的测量时段即至少一个其它的测量过程或测量流程来说，通过电路机构分别产生控制信号，利用该控制信号使得开关部件之一在测量时段期间保持闭合导通，即处于电导通状态下。于是由此有针对性地使得发光二极管之一或者使得一组发光二极管电短路或被跨接。于是，借助所产生的在参考值（全部开关部件都处于电截止的状态下）与最大值信号（开关部件持久地关闭）之间的差，可以求取一个单发光二极管或一组特定的发光二极管对链电压的影响。如果该影响未处于所述值间隔之内，就探测到了一个有缺陷的或失灵的发光二极管。采样该改进因而可以实现对发光二极管设备内部的单发光二极管或发光二极管部分组进行单独诊断。

一种改进涉及发光二极管设备，其中，按照预定的消隐模式借助于脉宽调制周期性地切换开关部件。脉宽调制的周期时段例如可以小于10毫秒。由此由于视觉感觉的惯性，对于人眼来说，产生一种无闪烁的光，所述光的亮度由消隐模式确定。按照这种设计，选定用于检测最大值信号的测量时段，使得该测量时段至少等于消隐模式的周期时段。由此得到如下优点：对最大值信号的测量或检测独立于消隐模式的周期的起始点。

一种改进相应地规定，电路装置相对于脉宽调制的定时电路异步地工作。换句话说，电路装置与发光二极管设备的脉宽调制相独立地或者有相移地工作。由此得到如下优点：并不需要例如通过同步导线进行繁琐的同步。

根据一种改进，量取的电压信号在被输送给最大值探测器之前利用低通滤波机构滤波。由此得到如下优点：最大值信号并不是非所愿地提高到最大值，该最大值可以在切换开关部件时通过暂态的电压尖峰而产生。该最大值并不代表发光二极管的状态。作为低通滤波机构，可以设置带有滤波电容器的电路。

另一设计规定，电压信号通过电压分配器来量取。由此可以使得最大值信号适配于模拟-数字-转换器的输入电平。

根据一种改进，测量时段的开始通过触发信号来确定，其方式为，在最大值探测器中根据触发信号将最大值信号复位。例如可以将存储电容器排空或放电，最大值信号作为电压信号在所述存储电容器上下降。通过这种改进得到了如下优点：最大值探测器无源地工作，并且，测量时间间隔即测量时段的开始可以通过电路装置的另一组件例如通过所述处理器机构来确定。

本发明还涵盖用于实施本发明的方法的电路装置。该电路装置因而被设置用于探测在发光二极管设备中的特别是在发光二极管阵列中的至少一个发光二极管的失灵。电路装置具有用来从发光二极管设备的供电接头接收电压信号的测量输入端。模拟的最大值探测器与测量输入端耦接。测量输出端与最大值探测器耦接，且被设置用来输出最大值探测器的最大值信号。本发明的电路装置具有如下优点：它可以与发光二极管设备的供电接头耦接，且在经过测量时段之后在测量输出端上提供最大值信号，该最大值信号的幅度值与发光二极管的状态相关，即使在测量时段期间各个发光二极管有时已被切断。

根据一种改进，最大值探测器的形成方式为，使得运算放大器的输出端通过沿导通方向接通的二极管既与电容器电连接，又与运算放大器的倒转的输入端电连接，并且，测量输出端与电容器电连接，测量输入端与运算放大器的非倒转的输入端电连接。该最大值探测器可以用廉价的、可弄到的电子的和电的组件提供，因而可以特别廉价地且在技术上简单地设计电路装置。

一种改进规定，提出一种处理器机构，其通过模拟-数字-转换器与测量输出端连接，且被设计用来识别出最大值信号是否满足预定的失灵标准，若满足失灵标准就产生故障信号。电路装置由此进行全面的诊断，其方式为，借助故障信号来通报至少一个发光二极管的失灵。

根据一种改进，电路装置具有用来接收触发信号或引发信号的触发输入端。放电机构被设计用来根据触发信号来使得电容器放电。因而由此可以确定测量时段或测量间隔的开始。放电机构例如可以由开关比如晶体管来构成。在具有晶体管的放电机构情况下，可以将触发信号设计成电压脉冲。

替代地，作为放电机构，也可以提供微控制器的控制输出端。通过将控制输出端切换至“低”，同样将电流从电容器经由控制输出端引出至接地电位，因为控制输出端低电阻地与接地电位耦接，如果该控制输出端被切换至“低”。

电路装置还包括具有一些特征的其它改进，这些特征比如已经结合本发明的方法的改进介绍过。出于这个原因，本发明的电路装置的相应改进在此不再赘述。最后，本发明还涵盖由发光二极管设备特别是发光二极管阵列和本发明的电路装置构成的组合。本发明的照明装置因而包括一种具有多个发光二极管的发光二极管设备特别是一种具有多个发光二极管的发光二极管阵列和本发明的电路装置的实施方式，该电路装置与发光二极管设备的供电接头连接或耦接。通过该供电接头，发光二极管设备也可以从电流源接收供电电流。

照明装置尤其可以被构造成汽车前照灯。

附图说明

下面介绍本发明的实施例。为此：

图1示出本发明的照明装置的一个实施方式的示意性的电路图；

图2为比如会在图1的照明装置中出现的电压信号的示意性的时间曲线图；

图3为比如会在图1的照明装置中出现的电压信号的另一示意性的时间曲线图；

图4为本发明的方法的一个实施方式的流程图，该方法比如用图1的照明装置的电路装置来实施；

图5示出本发明的照明装置的一个替代的实施方式的示意性的电路图。

具体实施方式

下述实施例是本发明的优选实施方式。在这些实施例中，各实施方式的所述组件分别是本发明的要相互独立地考察的各个特征，这些特征也彼此独立地分别改进了本发明，因而也可单独地或者以与所示不同的组合被视为本发明的组成部分。此外，所述实施方式也可用本发明的其它已述特征予以补充。

在这些附图中，相同功能的部件分别标有相同的附图标记。

图1示出了一个照明装置1，它例如可以是汽车前照灯。照明装置1具有发光二极管阵列形式的发光二极管设备2，其可以具有多个发光二极管3。发光二极管3的总数量N例如可以大于3。用省略号来表明，总数量N可以大于或小于图1中所示的总数量N=4。为了区分这些发光二极管3，用相应的标记LED1~LEDN把这些发光二极管3区分开。每个发光二极管3都分别并联一个开关部件4，这些开关部件各自用标号S1、S2、S3、…SN来表示。每个开关部件4例如都可以分别是晶体管。这些开关部件4可以用控制机构4来切换，以便调节照明装置1中的整体亮度。

发光二极管设备2的发光二极管3被电流源6施加以供电电流I，该供电电流可以通过供电接头7馈入到发光二极管设备2中，并经由接地电位8流走。

发光二极管3和发光二极管设备2在图1所示的例子中例如连接成串联电路。通过开关部件4的切换，利用控制机构5来确定各并联的发光二极管3是否发光。该控制机构5为此例如可以被提供为微控制器或处理器机构。这些开关部件4可以分别单独地予以控制。通过相应开关部件4的关闭，并联的发光二极管3被跨接或短路，从而它并不发光。这些开关部件4在此利用控制机构5分别通过PWM信号（脉冲宽度调制）相移地切换，以便减小因发光二极管设备2的所产生的跳跃响应引起的电流源6的荷载。

频率或周期时段Tpwm在图2中示出。图2还示出是如何通过发光二极管设备2在供电接头7上整体产生链电压U1的。

照明装置1还具有电路装置8，通过该电路装置可以借助链电压U1来确定发光二极管3之一是否有缺陷，进而导致不发光，但仍电导通，也就是说，永久地熔合短路或短路。独立于控制机构4的用于切换开关部件4的定时，电路装置8产生链电压U1的最大值信号U2，并将其存储起来。最大值信号U2与激活的或功能正常的发光二极管3的数量有关，这对于发光二极管-诊断来说是XXX。电路装置8在此满足如下要求。它在预定的时间点检测发光二极管-链电压U1的相应的最大值信号U2，并将其存储起来。在此，它可在任何时间点起动，从而它从起动时间点起在预定的测量时段T内分析链电压U1，以便产生最大值信号U2。它因而可以与其它处理器机构异步地工作，特别是与用来控制开关部件4的控制机构5异步，而不会由此有损于其功能性。而且它成本低廉，节省资源，进而发挥了其效用，代替了全集成的解决方案。

在此，电路装置8按照如下方法工作，在人眼觉察不到的时段内，即在开关部件4的切换周期的一个单周期期间，该方法分别切断一个单发光二极管3。分别交替地在整个周期时段Tpwm内将发光二极管3之一切断，由此分别单独地和/或特定地检查发光二极管3是否功能正常。对功能性的诊断或检查针对可信性耐用且可靠地予以检查。

为了所述诊断，电路装置8具有最大值探测器9。该最大值探测器9例如可以基于运算放大器10来构造，该运算放大器的输出端11通过沿导通方向接通的二极管D1一方面可以与倒转的输入端12连接，另一方面可以与存储电容器或电容器C2连接。在电容器C2上下降的电压可以在测量输出端13作为最大值信号U2量取。运算放大器10的非倒转的输入端14通过电压分配器15与供电接头7连接。电压分配器15由链电压U1通过两个电阻元件R1、R2产生关联的电压U1′。关联的电压U1′可以通过低通滤波机构16被滤波，由此消平偶发性的电压尖峰。低通滤波机构16例如可以基于电容器C1来提供。关联的、借助低通滤波机构16被滤波的或消平的电压U1′在运算放大器10的非倒转的输入端14上提供。

为了使得在最大值探测器9的输出端13处的电容器C2放电，可以借助放电机构17将其复位至初始值，也就是说，电容器C2可以通过放电机构17放电。放电机构17可以基于晶体管E2来提供。为了控制放电机构17，提供了触发输入端18，该触发输入端可以通过处理器机构19来控制。处理器机构19例如可以是微控制器。触发输入端18可以与处理器机构19的控制输出端20连接。在触发输入端18上，处理器机构19产生触发信号START。触发信号START的时长例如可以处于50微秒至200微秒的范围内。于是，电容器C2通过接地电位GND放电。放电机构17也可以具有第二晶体管E1，通过该第二晶体管，低通滤波机构16的电容器C1也可以放电。

处理器机构19在模拟-数字-转换器21处接收最大值信号U2。借助于模拟-数字-转换器21，由最大值信号U2产生最大值22，该最大值可以与参考值23相比较。例如可以求取最大值22与参考值23之间的差24例如差值。如果差24满足预定的失灵标准25，就通过处理器机构19产生失灵信号26，该失灵信号表明，发光二极管3之一有缺陷。失灵标准25例如可以规定一个值范围，差24必须位于该值范围内，这样就不规定失灵信号26了。因而如果差24位于该值间隔之外，那就产生失灵信号26。

为了借助电路装置8针对各个发光二极管3分别检查其是否有缺陷，就在测量时段T内不受影响地检测开关部件4的切换组合，该切换组合比如利用控制机构5按照具有所述PWM周期时段Tpwm的PWM切换模式来调节。换句话说，借助触发信号START，通过电容器C2的放电将最大值信号U2复位到复位值27，并在PWM周期时段Tpwm加上模拟-数字-转换器21的采样时间Tadc的时长内，根据转换的链电压U1′产生最大值信号U2。所产生的电压曲线在图2中示出。图2表明，产生最大值22时所在的转换时间点28可以独立于消隐模式29的曲线来选择。换句话说，最大值探测器9可以与控制机构5异步地或独立地工作。

在另一测量周期内，通过处理器机构19产生控制信号30，利用该控制信号，通过控制机构5使得开关部件4之一在测量周期的时段内为了产生最大值信号U2而在电导通的状态下接通，从而相应并联的发光二极管3永久地被跨接或短路。为此在图2所示的例子中，作为控制信号30，针对发光二极管LED1产生了用于切换开关机构S1的控制信号US1。这在图1中在测量周期32的时段内象征性地用短路31表示。由此产生了链电压U1，该链电压的最大值缺少周期区段33，在该周期区段内，全部的开关部件4都不接通，也就是说，全部的发光二极管3都工作。相应地产生了较小的链电压。链电压U1按所述方式被电压分配器15划分，被低通滤波机构16滤波，然后作为U1′施加在运算放大器10的非倒转的输入端14上。电容器C1事先已通过晶体管E1放电。放大器10与二极管D1和在倒转的输入端12处的负反馈共同地始终都将电容器C2充电至电压U1′的最大值，该反馈从二极管D1的二极管阴极伸展至倒转的输入端12。

电容器C2事先已借助触发信号START通过保护电阻R3放电，于是该电容器仅仅在相应的测量时段T内存储最大值22。在PWM周期Tpwm加上模拟-数字-转换器21的采样时间Tadc流逝之后，可以在模拟-数字-转换器21上对采样值采样。于是，当全部发光二极管都同时激活时，将保证最大的链电压U2，并作为最大值22存储起来。

因此在任一时间点都借助控制信号30把要诊断的发光二极管3之一跨接。这应至少在PWM周期Tpwm加上模拟-数字-转换器21的采样时间Tadc内发生，以便能够确保已达到电压最大值。在跨接发光二极管之后紧接着就可以通过电容器C1、C2的再次放电来开始诊断。然后等待PWM周期Tpwm加上电容器C1、C2的放电时间，以便产生当前转换的特征电压U1′的最大值。然后又可以对最大值信号U2采样。

在图2所示的例子（N=4）中，在开关部件4不受影响的情况下，当未产生控制信号30时，针对四个发光二极管得到了最大的链电压U2=3.25伏特。如果借助控制信号30例如产生了短路31，则作为最大值信号得到了U2=2.44伏特。省去的最大值33因而为3.25伏特-2.44伏特=0.81伏特。这在电压分配器15的比例R1:R2=3:1时相当于发光二极管LED1的发光二极管电压为4x0.81伏特=3.24伏特。这是功能正常的发光二极管的正向偏压或导通电压的典型值。因此发光二极管LED1正常。

图3示出了一个例子，这个例子假定发光二极管LED3有缺陷，也就是说，它永久地电导通。这在图1中以下述方式来表示：给发光二极管LED3虚拟地或者虚幻地并联一个跨接电路34，该跨接电路用两个二极管表示。这表明，发光二极管LED3的导通电压仅仅为1.4伏特，而不是名义上的3.24伏特。

图3示出，在未产生控制信号30时，因而在开关部件4未受影响的情况下，产生最大的最大值信号U2=2.81伏特。通过产生控制信号30，得到了最大值信号U2=2.44伏特，通过所述控制信号产生了用于开关部件S3的开关信号US3，用于跨接发光二极管LED3。因而差值为2.81伏特-2.44伏特=0.37伏特。这在R1:R2=3:1时相当于发光二极管LED3的发光二极管电压为4x0.37伏特=1.48伏特。发光二极管LED3因而不正常，因为它的导通电压太小，所以肯定有缺陷（熔合短路）。

图4示出用来分别单独地检查每个发光二极管3的缺陷的方法的整个流程。在步骤ST1中，处理器机构19将二极管计数器置为m=0，将检查计数器置为p=1。作为失灵标准23，可以规定值间隔U_LO-U_HI，它规定了功能正常的发光二极管的值间隔。为了控制放电机构17，例如可以将放电时段Tdis调节至100微秒。此外，在处理器机构19中求取PWM周期时段，例如作为固定地存入的值被读出。例如这里求得PWM周期时段为3毫秒，该周期时段比如可以通过控制机构5被设置用来调节消隐模式29。

在步骤ST2中求取要检查的发光二极管3的总数量N。总数量N可以固定地存储在处理器机构19中。在步骤ST3中借助放电机构17在时段Tdis内接通触发信号START，由此使得电容器C1、C2放电。在步骤ST4中将触发信号START复位，从而电容器C1、C2可以重新存储电压。

在步骤ST5中借助最大值探测器9在电容器C2中至少针对PWM周期时段Tpwm产生最大值信号U2。接下来在步骤ST6中在模拟-数字-转换器21内产生最大值22，该最大值存储在阵列Uled[m]中。由此在步骤ST6中在开关部件4不受影响的情况下提供参考值23作为Uled[0]。在步骤ST7中将控制信号30复位。

在步骤ST8中检查是否还要检查其它发光二极管。如果情况如此（加符号“+”），则在步骤ST9中使得发光二极管计数器m增加。然后在步骤ST10中针对当前的发光二极管m产生控制信号30，从而发光二极管LEDm借助相应的控制信号Usm持久地通过并联的开关部件Sm在测量时段T内短路。随后重复步骤ST3，也就是说，电容器C1、C2放电，接下来按照流程图4又产生最大值信号U2，并把所产生的最大值22存储在阵列Uled[m]中。

如果在随后重复的步骤ST8中确定全部发光二极管都已被检查，则在步骤ST11中针对每个发光二极管都计算差24作为Delta值Δ，并针对每个Delta值Δ在步骤ST12中检查失灵标准23，即检查Delta值Δ是否位于值间隔U_LO-U_HI内。如果情况并非如此（减符号“-”），则在步骤ST13中产生用于当前检查的发光二极管LEDp的故障信号26。如果发光二极管LEDp正常（加符号“+”），则在步骤ST14中检查是否也要检查其它发光二极管。如果情况并非如此（减符号“-”），则在步骤ST15中结束该方法，并将全部发光二极管都表明为OK。在其它情况下（加符号“+”），在步骤ST16中使得检查计数器p增加，并针对下一个发光二极管在步骤ST11中计算Delta值Δ。

总之，由此在发光二极管设备2的发光二极管3的PWM工作中产生动态的诊断。这里提出的方法在节拍式的PWM工作中实际上是几乎实时的诊断。所提出的电路最晚在一个PWM周期Tpwm之后独立于PWM定时地存储LED链电压U1的最大值22。这很重要，因为发光二极管3在阵列式配置中密集地且主要地在PWM工作中工作。在这里，在这种诊断模式下，亮度并无会让观察者感觉到的光学变化。对于电压检测来说，诊断方法需要比每个发光二极管3的一个PWM周期Tpwm略微长久。这意味着，要测试的发光二极管3仅仅在一个PWM周期Tpwm内不发光。假定PWM周期Tpwm的时长通常为3～4毫秒，这相当于333赫兹～250赫兹，则在短暂的诊断时段内也感觉不到半个消隐频率即166赫兹～125赫兹，因为人眼在70～80赫兹以下才感觉到亮度波动。

也提供了对各发光二极管的全面诊断，即单LED诊断。通过检测在全部发光二极管都开通时的发光二极管-链电压与要诊断的发光二极管切断时的发光二极管-链电压之间的电压差，求取实际上每个单发光二极管3的电压降，并检查可信性。因而不存在过长的故障链，因为仅仅精确地测量在各个发光二极管上下降的且对于单LED诊断至关重要的电压。

在此也产生处理器机构19的小的处理器荷载，因为对最大值探测器9的纯模拟的最大值存储器的使用及其控制使得处理器机构19免于对链电压U1的整个信号的持续的模拟-数字-转换器-采样。处理器机构19的资源仅仅被诊断例程偶尔使用，然后仅仅在短暂的时间内且以不紧要的定时得到使用。该定时特别是因如下方式而不紧要：对最大的发光二极管-链电压值的求取和存储模拟地进行，模拟-数字-转换器21不必与控制机构5的PWM脉冲同步地扫描，这对于处理器机构19的控制软件和硬件来说是一种简化。在很多情况下，ADC扫描（ADC-模拟-数字-转换器）相对于PWM的同步根本就无法实现。这里介绍的切换方法可应用于任何任意的硬件解决方案和所选的处理器机构19，前提条件是：可以实现借助用于跨接开关部件4的控制信号30进行单LED控制。

如已述，该测量方法的误差链很短且一目了然。它主要由模拟-数字-转换器21的在现代的微控制器中能良好地掌控的ADC精确度（精度、量化误差、偏差、参考电压）以及电压分配器15的误差（因电阻R1、R2的误差以及温度相关性引起）以及运算放大器10的特性（偏差、偏压）构成，在要测量的电压相对高且放大倍数为1时，所述特征可忽略不计。始终都求取各发光二极管的电压降，无需与温度和电流相关的LED链模型，对于这种模型而言，误差随着链长度的增长而累加。

电路装置8只需少量的、广泛应用的组件，即运算放大器、小二极管和一对电阻和用于每个要监视的发光二极管设备2的陶瓷电容器。

为此，图5再次介绍了一种替代的实现方案，按照这种方案，为了使得存储电容器C1、C2放电，也可以采样微控制内部的晶体管，其方式为，这些晶体管通过放电电阻R3、R3′与控制器开漏输出端35连接。

总之示出了采样本发明可以提供用于诊断LED阵列中的各LED的方法和电路的一个例子。

附图标记清单

1照明装置

2发光二极管设备

3发光二极管

4开关部件

5控制机构

6电流源

7供电接头

8电路装置

9最大值探测器

10 运算放大器

11 输出端

12 倒转的输入端

13 输出端

14 非倒转的输入端

15 电压分配器

16 低通滤波机构

17 放电机构

18 触发输入端

19 处理器机构

20 控制输出端

21 模拟-数字-转换器

22 最大值

23 差值

24 差

25 失灵标准

26 失灵信号

27 复位值

28 转换时间点

29 消隐模式

30 控制信号

31 短路

32 测量周期

33 周期区段

34 跨接电路

35 控制器开漏输出端

C1、C2电容器

D1 二极管

E1、E2晶体管

GND接地电位

I供电电流

m二极管计数器

N总数量

p检查计数器

R1、R2电阻元件

R3、R3′ 放电电阻

ST1 – ST16 步骤

START触发信号

T测量时段

Tadc 转换时段

Tdis 放电时段

Tpwm 周期时段

U1 链电压

U1′关联的电压

U2 最大值信号

US1控制信号

US3开关信号

USm控制信号

Δ Delta值。