WO2016030382A2 - Verfahren zum betreiben einer optoelektronischen baugruppe und optoelektronische baugruppe - Google Patents

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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an optoelectronic assembly and an optoelectronic assembly
  • An optoelectronic assembly may, for example, have one, two or more light-emitting diode elements.
  • Light-emitting diode elements can, for example, light-emitting diodes
  • LEDs and / or organic light emitting diodes (OLEDs) or parts or segments of light emitting diodes (LEDs) or organic
  • OLEDs Be light emitting diodes
  • Light-emitting diode elements can not be completely ruled out that the light-emitting diode elements in the application
  • a typical fault pattern for a spontaneous failure is a short circuit between the electrodes of the corresponding light emitting diode element.
  • Such a short circuit is usually small area. Therefore, much of the total current is concentrated in the small-area short-circuit point. Consequently, the current density is significantly increased in the short-circuit point, so that this short end point can strongly heat up depending on its areal extent. This can cause melting of the electrodes, dark spots in the
  • Illuminating the OLED lead to a completely dark OLED and / or to a hot spot on the OLED.
  • a plurality of light-emitting diode elements can be connected in a light-emitting diode i row and / or several light-emitting diodes can be connected in series.
  • a plurality of light-emitting diode elements can be connected in a light-emitting diode i row and / or several light-emitting diodes can be connected in series.
  • many applications for example in the automotive sector or in the
  • Light-emitting diode elements electrically connected in series. If single defective LED elements are to be recognized in a series connection with simple methods, this represents a special challenge.
  • WO 2012 004 720 A2 discloses methods for determining
  • Short circuits of individual OLEDs are known in which an overvoltage or undervoltage at the corresponding OLED is used as a criterion for a defect. On the detection of the
  • Short circuit is with a bypassing of the drive current (bypassing) and / or with an error signal generation
  • Output voltage range have.
  • a variable number of light-emitting diode elements can be connected to the control devices.
  • the actual connected number is not known in the programming and / or the development of the control devices.
  • Driver circuits from the field of general lighting for example, between two and seven OLEDs be connected. The number is in the given
  • Detection thresholds can not be set in the driver circuit.
  • FIG. 1 shows a conventional optoelectronic assembly 10, which has a first light-emitting diode element 12, a second light-emitting diode element 12, a second light-emitting diode element 12, and a second light-emitting diode element 12
  • Light emitting diode element 14 a third light emitting diode element 16 and a fourth light emitting diode element 18 has.
  • Component strand 22 of the optoelectronic assembly 10 is arranged.
  • the second light-emitting diode element 14 has a short circuit, which is shown in FIG. 1 as a short-circuit resistance 24.
  • the short-circuit resistor 24 is electrically connected in parallel with the second light emitting diode element 14 and behaves electrically similar to an ohmic
  • Resistance wherein the value of the resistor may vary depending on the type of short circuit.
  • Short circuit resistance 24 is, for example in an OLED, in a wide range, for example between 10 ohms and several kohms. With an input of the device string 22 and an output of the device string 22 may in
  • the total voltage is exactly at the detection threshold, which does not provide sufficient detection reliability in the case of scattering of the corresponding measured values occurring in reality.
  • Detection threshold U_T 21V is not recognized as such. This may be due to the fact that a corresponding short-circuit can be higher-impedance than the organic short-circuited OLED. The individual voltage of the corresponding OLED is thus determined mainly by the organics and not by the short circuit. Nevertheless, the current density at the Short-cut point increases, which leads to the temperature increase, which is why should respond to the short circuit.
  • the present signature of the short circuit is difficult or even impossible to detect, because for undefined strand lengths, a separate error threshold would have to be set for each strand length.
  • Luminous diode element 12, 14, 16, 18 does not necessarily significantly decrease due to the voltage drop across the short circuit in nominal operation compared to a light emitting diode element 12, 14, 16, 18 without short circuit and that in an unknown number of light emitting elements 12, 14, 16, 18 is not It can be detected whether the total voltage is normal or lower than normal due to a short circuit.
  • each light-emitting element element is contacted individually with a transistor for switching the light-emitting diode element and corresponding lines are present to the transistors
  • a dimming and / or a flashing system for example, for a dimming and / or a flashing system.
  • Fig. 2 shows a conventional optoelectronic assembly 10, which are largely as explained above
  • the optoelectronic assembly 10 can be, for example, from the automotive sector, for example a direction indicator of a motor vehicle, for example an animated turn signal.
  • Light emitting diode elements 12, 14, 16, 18 are intended individually
  • the light emitting diode elements 12, 14, 16, 18 are electrically connected in series and there is only one driver circuit 20th
  • a fast-regulating power source such as a DC-DC converter.
  • Light-emitting diode element 12, 14, 16, 18 is electrically connected in parallel with a respective switch, for example, a first transistor 32, a second transistor 34, a third transistor 36 and a fourth transistor 36, respectively.
  • the current can thus be passed individually to each light-emitting diode element 12, 14, 16, 18 and nevertheless through the other light-emitting diode elements 12, 14, 16, 18. For dimming you can the
  • Transistors 32, 34, 36, 38 also pulse width modulated
  • the individual forward voltage can be measured relatively simply compared to FIG. It can be one
  • Measuring system connected to the total voltage detected, and one after the other all but one switch can be closed, so that all
  • Short circuits are not suitable, do not work well enough or are only with increased technical and / or
  • the conventional methods can thus not reliably or only with great technical effort one or more short-circuited light emitting diode elements within a series connection reliably.
  • An object of the invention is to provide a method of operating an optoelectronic assembly which enables: a short circuit of a single one
  • Light emitting diode element of the optoelectronic assembly to reliably detect a short circuit of a light emitting diode element in a series circuit of light emitting elements of the
  • Another object of the invention is to provide an optoelectronic assembly which makes it possible: to reliably detect a short circuit of a single light emitting diode element of the optoelectronic assembly, a short circuit of a
  • Detecting light emitting diode elements of the optoelectronic assembly safely detecting the short circuit with only one input and one output of a driver circuit of the optoelectronic assembly, minimizing a disturbance influence of aging and / or temperature on the detection of the short circuit and / or the safe detection of the short circuit without knowledge the number of series connected and / or with a driver circuit
  • the objects are achieved according to one aspect of the invention by a method for operating an optoelectronic assembly.
  • the optoelectronic assembly has at least one Bauelemen strand with at least one section.
  • the section has at least one light-emitting diode element.
  • the section is supplied with electrical energy.
  • the supply of energy to the section is interrupted.
  • An input of the section is electrically coupled to an output of the section.
  • a maximum value of an electric discharge current flowing across the section is detected. Depending on the detected maximum value, it is determined whether the section of the component string has a short circuit.
  • Light-emitting element in particular in an electrical critiquenschaItung, in the section to reliably detect.
  • Light emitting diode elements must not be known for detecting the short circuit, since the maximum value of the discharge current is independent of the number of light emitting diode elements.
  • a driver circuit for operating, in particular for driving, for controlling and / or regulating, the light-emitting diode elements of the component string can be used to detect the short circuit
  • the light-emitting diode element is, for example, an OLED or an LED or a part or a segment of an OLED or LED.
  • the maximum value of the discharge current can be measured via the input and the output of the section. The maximum value
  • Maximum value is independent or at least approximately independent of the resistance value of the short circuit.
  • the maximum value is independent or at least approximately independent of the strand length of the component strand and in particular of the section, wherein the strand length refers to the number of light-emitting diode elements in the component strand or the section. The maximum value is thus
  • Component strand and in particular the portion and / or the number of light emitting diode elements in the Component string, and in particular in the section means, for example, that the maximum value within acceptable in reality to retender tolerances
  • the entire component strand can be supplied with electrical energy. Demen speaking when interrupting the supply of electrical energy only the supply of the section or the supply of / section in
  • Supply of the component strand is interrupted with energy.
  • a warning signal can be generated and sent to a higher-level unit, such as a
  • Arithmetic unit such as a board computer of a motor vehicle, are passed and / or the short-circuited LED element can be electrically bypassed.
  • This can be connected, for example, in the automotive sector and / or in the field of general lighting, in particular in a flexible driver circuit to which different numbers of light-emitting diode elements, and / or in the consumer area, for example in a flashlight with a single or multiple OLEDs, to be interesting .
  • the section has the short circuit if the detected maximum value is equal to or at least approximately equal to zero, and it it is detected that the section has no short circuit if the detected maximum value is nonzero. This helps to identify the short circuit in a simple manner, if the section, the component strand and / or the optoelectronic assembly only a light emitting diode element on iron.
  • the detected first maximum value is compared with a predetermined desired value, which is greater than zero. It is recognized that the section of the
  • Component string has the short circuit, if the
  • Bauelemen strand has no short circuit, if the detected maximum value is equal to or at least approximately equal to or greater than the predetermined setpoint. This helps to easily detect the short circuit a f if the portion, the component string and / or the optoelectronic assembly is two, three or more
  • the predetermined desired value can correspond, for example, to a quotient of a slip voltage and an electrode resistance of one of the light-emitting diode elements.
  • the electrode resistance is the ohmic
  • Resistance of the anode and / or the cathode of the corresponding light-emitting element element can be determined, for example, empirically, stored and then specified.
  • the input of the section and the output of the section only a predetermined
  • the predetermined period of time may be in a range, for example, from 50 ps to 60 s, for example from 500 ps to 1 s, for example from 1 ms to 500 ms, for example from 10 m to 100 ms. This can help to accurately determine the maximum value and / or to reliably detect the short circuit. According to a development, it is determined according to which
  • Component rank corresponds to a sum of the lock voltages of all light-emitting elements of the section, and in which the determined time duration is specified as the predetermined time duration.
  • the input and the output are only then electrically coupled and the maximum value of the discharge current is detected only when the respective electrical voltages across the light-emitting diode elements of the
  • the time period can be determined empirically, for example,
  • the power supply of the section is interrupted by switching off a driver circuit for operating the component string or interrupting an electrical connection between the driver circuit and the component string. This can help to safely and / or easily interrupt powering the device string with energy.
  • the shutdown of the driver circuit for example, by means of a computing unit for driving, controlling or
  • Component strand can for example by means of a
  • the electrical coupling between the input and the output of the first section is interrupted.
  • Component string the at least one second
  • Light emitting diode element are supplied with energy.
  • Section with energy is interrupted again.
  • An input of the first section and an output of the second section are electrically coupled together.
  • Section has a short circuit, if the detected second maximum value is smaller than the predetermined setpoint. It will be appreciated that the second portion does not short-circuit if the detected second maximum value is equal to or at least approximately equal to or greater than the predetermined setpoint. In other words, the method is performed twice, first in the first section and then in the whole
  • Component strand in particular the first and the second section. If the first section is exactly one
  • the presence of the short circuit in the first section can be easily detected if the first maximum value is zero or approximately zero. If the short circuit is not present, the first maximum value is not equal to zero and, if the light-emitting element of the first section is similar or identical to the light-emitting element (s) of the second section, can be used as a reference value, in particular as a setpoint, for further measurements,
  • the detected maximum values are independent of the number of light-emitting diode elements in one of the sections. This can contribute to largely or even completely eliminate disturbing influences, such as temperature and / or aging, on the detection of the short circuit, since the first
  • Light emitting diode element in the first section is usually subject to the same influences as the others
  • switched second section of the component strand which has at least one second light-emitting diode element, is supplied with energy.
  • the supply of energy to the second section is interrupted.
  • An input of the second section and an output of the second section are electrically coupled together.
  • the detected second maximum value is given a predetermined second
  • Section has a short circuit, if the detected second maximum value is smaller than the predetermined second setpoint. It will be appreciated that the second portion does not short-circuit if the detected second maximum value is equal to or at least approximately equal to or greater than the predetermined second setpoint.
  • the second setpoint may be equal to the first setpoint.
  • the second setpoint value can be equal to the first detected maximum value or the first setpoint maximum value can be specified as the second setpoint value.
  • the method is carried out at least twice, first in the first section and then in the second section and / or in the entire component strand.
  • the component string can be divided into further sections and the method can be carried out correspondingly more often. The shorter the section, the more pronounced the difference of the maximum value of the
  • Discharge current between the section with short circuit and the section without short circuit can help to realize a particularly high recognition accuracy, with a fault tolerance is higher, and / or disturbing influences, such as temperature and / or aging, on the detection of the
  • the setpoint for determining the short circuit in one of the sections is set so that it is a quotient of a lock voltage and a
  • Electrode resistance of one of the light emitting diode elements having the portion corresponds.
  • the lock voltage can also be referred to as the threshold voltage.
  • the setpoint is thus specified depending on one of the light-emitting diode elements and is independent of the number of
  • the objects are achieved according to another aspect by an optoelectronic assembly.
  • the optoelectronic assembly is achieved according to another aspect by an optoelectronic assembly.
  • Assembly comprises: at least the component strand with at least the portion, wherein the portion has the at least one light emitting diode element; one with the Component strand electrically coupled power source for supplying the component strand with electrical energy;
  • a first switch for interrupting the supply of power to the component string; a second switch for electrically coupling the input of the portion of the
  • Component string an ammeter for detecting the
  • Evaluation unit which is adapted to determine, depending on the detected maximum value, whether the portion of the component strand, in particular the light-emitting diode element of the component strand, has the short circuit.
  • the optoelectronic assembly is suitable for carrying out the method explained above. In particular, by means of the first switch, the supply of the
  • the power source may be, for example, the driver circuit, referred to as a driver circuit or be part of the driver circuit.
  • the first switch is so
  • driver circuit can be turned on or off or that an electrical connection between the driver circuit and the component strand connected or can be interrupted.
  • the component strands have the first portion and the second portion electrically connected in series with the first portion.
  • the first Section has at least the first light-emitting element on.
  • the second section has at least the second one
  • the optoelectronic assembly has a third switch, which in its first
  • Switching state electrically couples an output of the first portion with an output of the second portion and in its second switching state, the output of the first
  • the third switch allows the first section to be independent of the second section
  • the fourth switch allows the second section to be independent of the first section
  • Light emitting diode elements an inorganic light emitting diode or a part of an inorganic light emitting diode and parallel to the inorganic light emitting diode, a capacitor and an electrical resistance are connected in series. The capacitor and the electrical resistance allow in the
  • the electrodes of an inorganic light emitting diode are relatively small compared to an OLED and a relatively low electrical resistance and a small
  • Capacitance and electrical resistance provide for electronic conditions in the
  • Optoelectronic assembly which performs the Allow procedure.
  • At least one of the light-emitting diode elements is an organic light-emitting diode or a segment of an organic light-emitting diode. According to a development, at least one section of the component strand has at least two light-emitting diode elements.
  • Optoelectronic assembly is a circuit diagram of a conventional
  • Figure 4 is a circuit diagram of an embodiment of a
  • Figure 5 is a circuit diagram of an embodiment of a game
  • Figure 6 is a circuit diagram of an embodiment of a
  • Figure 7 is a circuit diagram of an embodiment of a
  • FIG. 9 shows a diagram with exemplary courses of FIG
  • FIG. 10 shows a table with exemplary measurement results
  • Figure 11 is a circuit diagram of an embodiment of a
  • Figure 12 is a circuit diagram of an embodiment of a
  • An optoelectronic assembly may have one, two or more light emitting diode elements.
  • a light emitting diode element may be included in an optoelectronic assembly.
  • Optoelectronic assembly also one, two or more
  • Component may have, for example, an active and / or a passive component.
  • An active electronic component may comprise, for example, a driver circuit, an energy source, a computing, control and / or regulating unit and / or a transistor.
  • a passive one is
  • Electronic component can, for example, a
  • Capacitor a resistor, a diode or a coil.
  • a light emitting diode element may be an electromagnetic radiation emitting semiconductor light emitting diode element, a
  • LED inorganic light emitting diode
  • organic light emitting diode organic light emitting diode
  • a light-emitting diode element can also be only a part or a segment of a light-emitting diode, for example an LED or an OLED.
  • the OLED can be segmented and have a light-emitting diode segment in each segment.
  • Several light emitting diode elements in a light emitting diode may be electrically connected in parallel and / or electrically in series.
  • a light emitting diode element may be part of an integrated circuit.
  • a plurality of light-emitting diode elements may be provided, for example housed in a common housing.
  • LED light can emit, for example, light in the visible range, UV light and / or infrared light.
  • Fig. 1 shows a conventional optoelectronic assembly
  • Light emitting diode element 14 a third light emitting diode element 16 and a fourth light emitting diode element 18 on eist.
  • Light emitting diode elements 12, 14, 16, 18 are in one
  • Component strand 22 of the assembly 10 is arranged.
  • Light-emitting diode elements 12, 14, 16, 18 are electrically connected in series.
  • a driver circuit 20 is arranged and used for operating, in particular for controlling, the light-emitting diode elements 12, 14, 16, 18.
  • the second light-emitting diode element 14 has a short circuit, which in FIG. 1 acts as a short-circuit resistance 24
  • the short-circuit resistor 24 is electrically connected in parallel with the second light emitting diode element 14 and behaves electrically similar to an ohmic
  • the value of the ohmic resistance depends on the type of short circuit, for example, on an area of the short circuit.
  • FIG. 2 shows a conventional optoelectronic assembly 10.
  • the conventional optoelectronic assembly 10 can be largely similar to that shown in FIG.
  • the light emitting diode elements 12, 14, 16, 18 are each one
  • Switch for example, a first transistor 32, a second transistor 34, a third transistor 36 and a fourth transistor 36, electrically connected in parallel.
  • the current can thus individually past each LED element 12, 14, 16, 18 and yet through the other
  • FIG. 3 shows a conventional optoelectronic assembly 10 which is substantially as shown in FIG.
  • Light emitting diode elements 12, 14, 16 has.
  • Light-emitting diode elements 12, 14, 16 are shown in FIG Equivalent circuit diagrams shown. In the equivalent circuit diagrams are intrinsic to each light-emitting element 12, 14, 16 intrinsic
  • the light-emitting diode elements 12, 14, 16, on account of their intrinsic properties, have capacitances and resistances which, in addition to the diode symbols, are shown in FIG.
  • the diode symbols are merely representative of the light-emitting layers of FIG.
  • the first light emitting diode element 12 has a first one
  • Electrode resistor 42 a first intrinsic capacitance, shown as first capacitor 44, and a first bulk resistor 46.
  • the second light-emitting diode element 1 has a second electrode resistance 48, a second intrinsic capacitance, which is shown as a second capacitor 50, and a second bulk resistance 52.
  • the third light-emitting element 16 has a third one
  • Electrode resistance 54 a third intrinsic capacitance, shown as third capacitor 56, and a third bulk resistor 58.
  • the light emitting diode elements 12, 14, 16 are OLEDs and the
  • Electrode resistors 42, 48, 54 are the ohmic
  • the bulk resistors 46, 52, 58 correspond to the bulk resistances typical for diodes and allow leakage currents to flow via the light-emitting diode elements 12, 14, 16.
  • the light-emitting diode elements 12, 14, 16 may also be LEDs, in which case the values of the resistors and / or the capacitances may be smaller than in the case of the OLEDs.
  • the second electrode resistor 48 is connected to the
  • Short circuit resistor 24 electrically connected in series.
  • the short-circuit resistor 24 is electrically connected in parallel with the second capacitor 50 and the second bulk resistor 52.
  • Fig. 4 shows an exemplary embodiment of an optoelectronic assembly 100.
  • the assembly 100 has the component strand 22 and the first light-emitting diode element 12. The first
  • Light-emitting diode element 12 has the intrinsic capacitance and the intrinsic electrode resistance, which are not shown in FIG. 4 for reasons of clarity.
  • the component strand 22 has a section 102 in which the first light-emitting diode element 12 is arranged.
  • Section 102 has an entrance 106 of the section and an exit 108 of section 102.
  • a first switch 101 is electrically coupled to the input 106 of the section 102 and to the driver circuit 20. The first
  • Switch 101 causes in its first switching state, an electrical coupling between the input 106 of the portion 102 and the driver circuit 20, and is therefore closed in its first switching state, and in its second switching state inhibits this electrical coupling, and is thus geöff e in its second switching state ,
  • a second Switch 104 is electrically coupled to input 106 and output 108. The second switch 104 causes in its first switching state an electrical coupling
  • the input 106 and / or the output 108 are at a closed second switch 104 with a current eating device 105, in particular a first current measuring device 105,
  • Current measuring device 105 makes it possible, with the second switch 104 closed, to detect a discharge current which flows from the input 106 to the output 108 or from the output 108 to the input 106.
  • the current measuring device 105 is disposed between the second switch 104 and the output 108, the current measuring device 105 also being connected between the driver circuit and the output 108
  • Current measuring device 105 may alternatively be arranged between the second switch 104 and the input 106, wherein the current measuring device 105 additionally between the first
  • Switch 101 and the input 106 may be arranged, which allows the current measuring device 105 in normal operation of the optoelectronic assembly 100 for controlling the
  • the optoelectronic package 100 may be simple
  • Light emitting diode element 12 so if there is no short circuit in the first light emitting diode element 12, discharges after Interrupting the supply of the component strand 22 with electrical energy, the first light-emitting element 12 via the optically functional layer structure, in particular the light-emitting layers in normal operation, the first light-emitting element 12 and the intrinsic bulk resistance of the light-emitting element 12 initially only so far, to
  • Light emitting diode element 12 corresponds to the maximum value of
  • the electrode resistance of the first light-emitting diode element 12 can be specified as a setpoint value for the maximum value when the light-emitting diode element 12 is intact. If there is a short circuit in the first light emitting diode element 12, the first light emitting diode element 12 discharges before the electrical coupling of the input 106 to the output 108 via the short circuit and the electrical
  • the first switch 101 For checking the first light emitting diode element 12 with respect to the short circuit, consequently, the first switch 101 is first switched to its first switching state, ie
  • Light-emitting element 12 are by means of
  • Driver circuit 20 is supplied with electrical energy.
  • the driver switch circuit 20 is turned off and / or the first switch 101 is opened, so that the supply of the device strand 22 is interrupted with electrical energy.
  • the second switch 104 is closed so that a direct electrical coupling between the input 106 and the output 108 is established. In other words, the input 106 and the output 108 are short-circuited via the two switches 104.
  • Current measuring device 105 detects the discharge current flowing in electrically coupling the input 106 to the output 108 via the second switch 104.
  • the second switch 104 the second switch 104
  • the discharge current and / or the maximum value of the discharge current are equal to zero or approximately equal to zero, it is recognized that a short-circuit exists in the first light-emitting diode element 12. If the maximum value of the discharge current is not equal to zero, in particular greater than zero, and / or corresponds, for example, to a predetermined nominal value of the discharge current, then it is detected that there is no short circuit.
  • the predetermined desired value can be stored on a memory unit of an evaluation unit and / or arithmetic unit z m checking the optoelectronic module 100 with respect to the short circuit.
  • the predetermined period of time can be determined empirically, for example. For example, after which period of time after the interruption of the supply of the component strand 22 with energy, a voltage can be determined over the time period
  • Section 102 corresponds.
  • the time period determined in this way can be specified as the predetermined time duration.
  • the input 106 and the output 108 are then electrically coupled and the maximum value of the discharge current only detected when the respective voltages on the light emitting diode elements 12 of the section 102 on the
  • the predetermined time duration may be in a range, for example, of 50 s to 60 s, for example of 500 ys to 1 s, for example of 1 ms to 500 ms, for example of 10 ms to 100 ms. This can help to accurately determine the measured value and / or to reliably detect the short circuit.
  • Optoelectronic assembly 100 can be traversed, for example, as a special test scenario, for example, when turning off the driver circuit 20 and / or in the automotive sector when turning off the car light having the optoelectronic assembly 100.
  • the test method can be used in a pulsed operation (PWM operation) of the optoelectronic assembly 100,
  • Motor vehicle is, once, repeatedly and / or regularly carried out in one or more pulse pauses.
  • FIG. 5 shows a circuit diagram of an exemplary embodiment of an optoelectronic assembly 100, which for example
  • Assembly 100 may correspond.
  • Assembly 100 has four light emitting diode elements 12, 14, 16, 18, which are electrically connected in series in the component strand 22 and the section 102. If the light-emitting diode elements 12, 14, 16, 18 no
  • the total voltage thus corresponds to a sum of the individual voltages.
  • Light emitting diode elements 12, 14, 16, 18 corresponds to the
  • Total voltage one quadruple of the individual voltages.
  • a residual amount of energy remains stored in the light-emitting diode elements 12, 14, 16, 18, which can be measured as a total voltage.
  • a total electrical resistance across the section 102 results from the sum of the electrode resistances of the
  • the maximum value of the discharge current therefore corresponds to the quotient of n times the
  • Electrode resistors where n can be shortened and the quotient is independent of the number n of the light emitting diode elements 12, 14, 16, 18.
  • Coupling the input 106 with the output 108 via the second switch 104 thus discharges the energy stored in the module strand 22 over the second switch 104, and the maximum value of the discharge current is discharged by means of the second switch 104
  • Discharge current corresponds to the quotient of the sum of the lock voltages of the intact light-emitting diode elements 12, 16, 18 and the electrode resistors of all light-emitting diode elements 12, 14, 16, 18. That is, in the number of n
  • predetermined setpoint can be detected by means of a computing unit, not shown, for example, an evaluation unit, which is coupled to the current measuring device 105 and / or the driver circuit 20.
  • the predetermined setpoint value can, for example, in the arithmetic unit or the
  • Component string 22 in particular the portion 102,
  • the discharge current via the electrical coupling reaches the maximum value at the time of the electrical coupling and directly after the electrical coupling. Then, the discharge current decreases as the total capacitance (Cges) of the section 102, which depends on the capacitances of the sections
  • the maximum value ⁇ I_MAX) is given by
  • I_MAX Uges / Rges.
  • the total resistance Rges of the section 102 results approximately from the sum of the resistances Rele of the electrode resistors 42, 48, 54;
  • Total resistance Rges also line resistances and / or electrical resistance of a S ronmessvorraum include, which are neglected in this embodiment, however.
  • the current measuring device can advantageously be chosen so that it has a small electrical
  • Resistance has, in particular, a negligible
  • Leuchtdiodeneimplenten 12, 16, 18 and a short-circuited LED element 1 discharges the short-circuited LED element 14 very quickly over the
  • Discharge current in the present short circuit must be smaller than in a component strand 22, in particular a
  • Light emitting diode elements 12, 14, 16, 18 in section 102 i. it can be permanently programmed into a corresponding evaluation unit.
  • a corresponding evaluation unit In particular, approximately
  • strand lengths of, for example, 2 to 7 components, which is typical for SELV ⁇ 60V, for example, the
  • the optoelectronic assembly 100 may include more than one component strand 22, more than one portion 102, and / or more or fewer light emitting diode elements 12, 14, 16, 18.
  • FIG. 6 shows a circuit diagram of an exemplary embodiment of an optoelectronic assembly 100, for example
  • Assembly 100 may correspond.
  • Assembly 100 has the component strand 22, wherein the component strand 22, the portion 102, in this
  • the first section 102 has the input 106 and the output 108, which are referred to in this context as the first input 106 and the first output 108, respectively.
  • the second section 110 has a second input 116 and a second output 118.
  • the first output 108 may correspond to the second input 116 or may be directly electrically coupled thereto.
  • a third switch 112 is electrically connected in parallel with the second portion 110.
  • the third switch 112 is on the one hand with the first output 108 and / or the second input 116 and on the other hand with the second output 118, the current measuring device 105 and the drive circuit 20 is electrically coupled.
  • the third switch 112 in its first switching state electrically couples the first output 108 to the second output 118 and / or the second switch 104. In other words, in the first switching state of the third switch 112, the current is deflected around the second section 110, so that only the first portion 102 is energized.
  • the third switch 112 becomes
  • N-MOSFETs or NPN transistors can be used.
  • Switching state is, corresponds to the function of the optoelectronic assembly 100 shown in Figure 6 of the optoelectronic assembly 100 shown in Figure 4, wherein the first light emitting diode element 12 according to the optoelectronic assembly 100 shown in Figure 4 can be examined with respect to the short circuit.
  • the third switch 112 can first be closed and then the first switch 101 can be closed and the first section 102 can be closed
  • Power can be supplied or first, the first switch 101 can be closed and the whole component strand 22 are energized and then the third switch 112 are closed. Subsequently, the coupling of the first input 106 to the first output 108 by means of the second switch 104 and the determination of the maximum value of the
  • the first switch 101 can be closed and the device strand 22 can be energized.
  • de second maximum value is equal to or at least approximately equal to the first
  • the second, the third and the fourth light emitting diode element 14, 16, 18 have no short circuit. If the second maximum value is not equal or not
  • Light emitting diode element 12 has no short circuit can be particularly advantageous if the second, third and fourth
  • the temperature of the LED elements 12, 14, 16, 18 can not change too much and can falsify the investigation. There is no need to pre - program a good / bad smoke in the form of a setpoint for the discharge current. to have given and thus the optoelectronic assembly 100 to a certain type of
  • Light emitting diode elements 12, 1.4, 16, 18 are arranged in the component strand 22, as long as they are all of the same type.
  • the check with respect to the short circuit is therefore not only strand length independent, but also independent of the type of light-emitting diode elements 12, 14, 16, 18, in particular independent of the OLED Ty used.
  • temperature and aging effects are minimized, with only one more switch, in particular the third switch 112 is additionally required.
  • the third switch 112 may, for example, a
  • corresponding mosfet may be based on mass.
  • the third switch 112 may also be connected between the input of the first section 102 and between the third and fourth light-emitting diode elements 16, 18. The third switch 112 then bridges in closed state the first, second and third
  • Light emitting diode element of the component strand 22, in particular the fourth light emitting diode element 18, can be operated and checked independently of the other
  • Figure 7 shows a circuit diagram of an embodiment of an optoelectronic assembly 100, for example
  • Assembly 100 may be designed accordingly.
  • the first section 102 has at least the first and the second
  • the second section 110 has at least the third and fourth light-emitting diode elements 16, 18.
  • the first output 108 and the second input 116 are arranged between the second light-emitting diode element 14 and the third light-emitting diode element 16.
  • Switch 112 is electrically coupled on the one hand to the first output 108 and / or the second input 116 and on the other hand to the second output 108.
  • the third switch 112 is electrically connected in parallel with the second portion 110.
  • the third switch 112 electrically couples the first output 108 and the second output 118 in its first switching state.
  • the assembly 100 has a fourth switch 114.
  • the fourth switch 114 is electrically coupled on the one hand to the first input 106 and on the other hand to the first output 108 and / or the second input 116.
  • the fourth switch 114 is electrically connected in parallel with the first portion 102.
  • the fourth switch 114 in its first switching state, electrically couples the first input 106 and the second input 108 to each other.
  • the detected maximum values can be compared with each other, whereby a relative and / or redundant check of the existence of a short circuit is possible.
  • the maximum value generally drops to the ((n-1) / n) -fold of the maximum value without a short circuit. For example, two
  • the component strand 22 is halved by means of the sections 102, 110 and the third and fourth switches 112, 114, and the signature of a short circuit in the component strand 22 becomes clearer. There are two instead of one review. Optionally, additional switches can be added, for example, if the component strand 22 still further light emitting diode elements 12, 14, 16, 18 on eist.
  • FIG. 8 shows a circuit diagram of an exemplary embodiment of an optoelectronic assembly 100, for example
  • Assembly 100 has inorganic light emitting diode elements 12, 14, 16.
  • the inorganic light emitting diode elements 12, 14, 16 have relatively small electrodes compared to organic light emitting diode elements and the electrode resistances as well as the intrinsic capacitances are relatively small. Therefore, in this optoelectronic assembly 100, electronic components are electrically connected in parallel with the light-emitting diode elements 12 in such a way that an electronic behavior of the component strand 22 with the inorganic components is achieved
  • Light emitting diode elements 12, 14, 16 at least similar to the electronic behavior of a corresponding
  • Component string with organic light emitting diode elements is.
  • a first capacitor 44 and a first ohmic are parallel to the first light-emitting diode element 12
  • Light emitting diode element 14 a second capacitor 50 and a second resistor 48 maralte.
  • Parallel to the third light-emitting diode element 16 are a third
  • the capacitors 44, 50, 58 correspond to the corresponding intrinsic
  • the capacitors 44, 50, 56 charge. After interrupting the power supply of the component strand 22, the component strand 22 discharges except for in the
  • Capacitors 44, 50, 56 stored energy. When closing the second switch 104, the capacitors 44, 50, 56 discharge via the second switch 104, so that the maximum value of the discharge current can be detected by means of the current measuring device 105. If one of the light-emitting diode elements 12, 14, 16 has a short circuit, then the load is
  • Capacitor 44, 50, 56 decreases, causing the
  • Resistors 42, 48, 54 each form a parallel RC element in pairs and cause the resistance across which the capacitances discharge when closing from the second switch 104 to be linear with the number n of LED modules.
  • the light-emitting diode elements 12, 14, 16 increases.
  • the maximum value of the discharge current is again independent of a short circuit as explained above the number of LED modules.
  • the capacitors 44, 50, 56 cause the gate voltages to be kept sufficiently long as the intrinsic capacitances of the organic light-emitting diode elements.
  • the capacitor 44, 50, 56 of a short-circuited LED module is discharged quickly via the short circuit of the LED module and its lock voltage is missing at the moment of closing the second switch 104.
  • the resistor 42, 48, 52 of the short-circuited LED module still in the discharge circuit, causing the total resistance of the
  • Component strand remains the same, since the discharge current at the time of closing the second switch 104 is a high-frequency current, for which the capacitors 44, 50, 56 represent only small resistors.
  • the capacitors 44, 50, 56 and the corresponding resistors 42, 48, 54 can not easily and cheaply on the one
  • the capacitors 44, 50, 56 can also be used as additional smoothing capacitors (current ripple).
  • FIG. 9 shows a first voltage curve 120 and a second voltage curve 122.
  • the device strand 22 is supplied with energy and the
  • the first voltage curve 120 corresponds to the voltage if there is a short circuit and the second voltage curve 122 corresponds to the voltage if there is no short circuit.
  • the supply of the Transistor strand 22 is interrupted with energy so that the total voltage drops to the sum of the load cell voltages of the intact LED elements 12, 14, 16.
  • the first voltage profile 120 drops to a third voltage value 128 and the second voltage profile 122 drops to a fourth voltage value 130.
  • the lower diagram in FIG. 9 shows the current profile of the discharge current, which is basically zero except for the second instant 134, during which it briefly reaches the maximum value 136 of the
  • the detected maximum value 130 is only intact, that is perfect
  • Component strand 22 and / or one of the sections 102, 110 are also included in the composition.
  • Fig. 10 shows an exemplary table of measured values.
  • n of the first column of the table is the number n of
  • the maximum value I_MAX of the discharge current is indicated, if there is no short circuit in the corresponding section 102, 110.
  • the total voltage Uges across the corresponding section 102, 110 is indicated, if not
  • Light emitting diode elements 12, 14, 16, 18 indicated.
  • the maximum value I_MAX of the discharge current is indicated, if in each case one of the light-emitting diode elements 12, 14, 16, 18 has a short circuit.
  • the total voltage Uges is indicated via the corresponding section 102, 110 if one of the light-emitting diode elements 12, 14, 16, 18 has the short circuit.
  • the average single voltage Uges / (n-1) over each of the light emitting diode elements 12, 14, 16, 18 is indicated if one of the light emitting diode elements 12, 14, 16, 18 the
  • Short circuit has.
  • VGL percentage deviations VGL of the empirically determined maximum values I_MAX of the discharge current in the presence of a short circuit with respect to the corresponding empirically determined maximum values I__MAX of the discharge current with exclusively perfect light-emitting diode elements 12, 14, 16, 18.
  • the corresponding ones are theoretical
  • Previous illustrated assemblies 100 can be detected easily and reliably.
  • Total forward voltages in operation of the optoelectronic package 100 may vary widely depending on the type, size, and / or resistance of the short circuit.
  • Maximum value 136 of the discharge current is basically, taking account of acceptable tolerances, regardless of the number n of the light-emitting diode elements 12, 14, 16, 18. The maximum value 136 decreases with a short-circuited
  • FIG. 11 shows a circuit diagram of an exemplary embodiment of an optoelectronic assembly 100, which, for example, FIG
  • Assembly 100 may be designed accordingly.
  • the first section 102 has at least the first light-emitting diode element 12.
  • the second section 110 has at least the first and second light-emitting diode elements 12, 14.
  • Section 140 has at least the first, second and third Leuchtdeiodeneiement 12, 14, 16.
  • the first input 106 and the second input 116 correspond to each other.
  • the first input 106 and the second input 116 correspond to each other.
  • Exit 108 is between the first and the second
  • Light emitting diode element 12, 14 arranged.
  • the second output 118 is arranged between the second and the third light-emitting diode element 14, 16.
  • a third input of the third section 140 corresponds to the first and the second input 106, 116.
  • An output of the third section 140 is between the third and the fourth light-emitting diode element 16, 18
  • a fourth section shows all
  • an input of the fourth section corresponds to the first and second inputs 106, 116th
  • the third switch 112 is on the one hand with the second
  • the third switch 112 bridges the third and the fourth light-emitting diode element 16, 18 in its first switching state.
  • a fourth switch 144 is electrically coupled on the one hand to the first output 108 and on the other hand to a third current measuring device 142.
  • the fourth switch 144 bridges the second, third and fourth light-emitting diode elements 14, 16, 18 in its first switching state.
  • a fifth switch 146 is electrically coupled on the one hand to the third output of the third section 140 and on the other hand to a fourth current measuring device 143.
  • the fifth switch 146 bridges the fourth light-emitting diode element 18 in its first switching state.
  • Section 140 are supplied with electrical energy. If the second, fourth and fifth switches 112, 144, 146 are open and thus each in their second
  • Light emitting diode elements 12, 14, 16, 18 sets existing corresponding total voltage Uges.
  • a short discharge current flows via the electrical coupling due to this slip voltage.
  • Light emitting diode element 12 corresponds to the maximum value of
  • Light emitting diode element 12 can be specified as a setpoint value for the maximum value when the light emitting diode element 12 is intact, if the first section 102 is only the first one
  • Light emitting diode element 12 of the short circuit is present, so the first light emitting diode element 12 discharges before the
  • the first switch 101 is first switched to its first switching state, ie
  • Switches 104, 112, 144, 146 are in their second
  • Component strand 22 is powered by the driver circuit 20 with electrical energy. Next, the driver switch circuit 20 is turned off and / or the first switch 101 is opened so that the supply of the
  • Component strand 22 is interrupted with electrical energy. After the predetermined period of time become the second
  • Switch 104 and the third, fourth or fifth switch 104, 112, 144, 146 closed, so that a direct electrical coupling between one of the inputs 106, 116 of the sections 102, 110, 140 and the corresponding output 108, 118th
  • corresponding current measuring device 105, 142, 141, 143 detects the discharge current flowing in the electrical coupling.
  • the maximum value of the discharge current is detected.
  • the examination with respect to the short circuit can be essentially corresponding to those in the pre ehend
  • Sections of the device string 22, the second switch 104 remain open. For example, a section may then be defined to be only the fourth
  • the section in particular the fourth light emitting diode element 18, can then be examined for short circuiting by electrically coupling the input of the corresponding section via the fifth switch 146 and the fourth current measuring device 143 to the output of the corresponding section.
  • the maximum value of the discharge current over the corresponding section can then be used with the fourth
  • a section can then be defined such that it has only the third and the fourth light-emitting diode element 16, 18 and the corresponding section, in particular the third and fourth light-emitting diode element 16, 18, can then be examined with respect to the short circuit by the
  • Switch 112 and the second current measuring device 141 is electrically coupled to the output of the corresponding portion.
  • Light emitting diodes 14, 16, 18 may then be examined for short circuiting by electrically coupling the input of the corresponding section via the fourth switch 144 and the third current measuring device 142 to the output of the corresponding section.
  • Section may then be detected with the third current measuring device 142. Corresponding sections are explained below with reference to FIG. Alternatively or additionally, the detected maximum values can be determined taking into account the different numbers of
  • Light emitting diode elements 12, 14, 16, 18 in the sections 102, 110, 140 are compared with each other, whereby a relative and / or redundant check of the presence of a
  • Short circuit is possible. Basically, when the maximum value is detected, the signature of the short circuit is all the more
  • Switch 144 or the fifth switch 146 are omitted or even further switches can be arranged so that they define new sections and are each directly connected to ground.
  • FIG. 12 shows a circuit diagram of an exemplary embodiment of an optoelectronic assembly 100, which, for example,
  • Assembly 100 may be designed accordingly.
  • the first portion 102 is defined to have only the fourth light emitting diode element 18.
  • the second portion 110 is defined to include the third and fourth light emitting diode elements 16, 18
  • the third portion 140 is defined to include the second, third and fourth light emitting diode elements 18.
  • the first current measuring device 105 is connected between the output of the device strand 22 and the switches 112, 144, 146 and the driver circuit 20.
  • the second switch 104 may be closed and the third, fourth, and fifth switches 112, 144, 146 may remain open.
  • the first section 102, in particular the fourth light-emitting diode element 18, can
  • the second section 110 in particular the third and fourth light-emitting diode elements 16, 18, can be examined with respect to the short-circuit by the input of the second section 110 via the third
  • Output of the second portion 110 is electrically coupled.
  • the maximum value of the discharge current via the second section 110 can then be detected with the first current measuring device 105.
  • the third section 140 in particular the second, third and fourth
  • Light emitting diode element 14, 16, 18, are examined with respect to the short circuit by the input of the third section 140 via the fourth switch 144 and the first
  • Section 140 is electrically coupled. The maximum value of the discharge current via the third section 140 can then be detected with the first current measuring device 105.
  • each of the switches 112, 14, 146 may be a transistor, such as a MOSFET, that is directly grounded
  • Current measuring device 105 may be directly related to ground. This allows a cost effective execution of
  • Optoelectronic assembly 100 and / or a particularly precise detection of the maximum values.
  • the first current measuring device 105 during normal operation of the optoelectronic assembly 100 for controlling the
  • optoelectronic assembly 100 can be used.
  • the component strands 22 shown can each have more or fewer light-emitting diode elements 12, 14, 16, 18 and / or more or fewer sections 102, 110, 140 and correspondingly more or fewer switches 10, 112, 144, 146.
  • the optoelectronic assembly 100 may have one, two or more have further component strands 22.
  • the embodiments can be combined with each other.
  • inorganic light emitting diode elements 12, 14, 16, 18 are used, for example, with the corresponding capacitors 44, 50, 56 and resistors 42, 48, 54th
  • an input of the component strand 22 can correspond to an input of the first section 102 and / or to a first electrode of the first light-emitting element 12 and an output of the component strand 22 to an output of the last one
  • Section for example, the output of the second portion 110, and / or a second electrode of the last
  • Light emitting diode element of the device strand 22, for example, the fourth light emitting diode element 18, correspond kan.
  • one output of the component strand 22 is an output of the first portion 102 and / or a second electrode of the first one
  • Light emitting diode element 12 may correspond and that an input of the device strand 22 an input of the longest
  • Light emitting diode element 12 of the component strand 22 may correspond.
  • a second electrode of one of the light-emitting diode elements 12, 14, 16 can correspond to the first electrode of the following light-emitting diode element 14, 16, 18.
  • the component strand 22 has a plurality of sections 102, 110, in principle an output of the one can
  • Component strand 22 may be referred to. If a section 102 and / or a component strand 22 is only one
  • Light-emitting element 12 is basically representative of the section 102 and the Bauteilst ang 22nd

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

In verschiedenen Äusführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Betreiben einer optoelektronischen Baugruppe (100) bereitgestellt. Die optoelektronische Baugruppe (100) weist mindestens einen Bauelementsträng (22) mit mindestens einem Abschnitt (102, 110) auf. Der Abschnitt (102, 110) weist mindestens ein Leuchtdiodenelement (12, 14, 16, 18) auf. Der Abschnitt (102, 110) wird mit elektrischer Energie versorgt. Die Versorgung des Abschnitts (102, 110) mit elektrischer Energie wird unterbrochen. Ein Eingang (106, 116) des Abschnitts (102, 110) des Bauelementstrangs (22) wird mit einem Ausgang (108, 118) des Abschnitts (102, 110) des Bauelementstrangs (22) elektrisch gekoppelt. Ein Maximalwert eines elektrischen Entladestroms, der über die elektrische Kopplung des Abschnitts (102, 110) fließt, wird erfasst. Abhängig von dem erfassten Maximalwert wird ermittelt, ob der Abschnitt (102, 110) des Bauelementstrangs (22) einen Kurzschluss aufweist.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Betreiben einer optoelektronischen Baugruppe und optoelektronische Baugruppe
Die Erf ndung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer optoelektronischen Baugruppe und eine optoelektronische
Baugruppe . Eine optoelektronische Baugruppe kann beispielsweise ein, zwei oder mehr Leuchtdiodenelemente aufweisen. Die
Leuchtdiodenelemente können beispielsweise Leuchtdioden
(LEDs) und/oder organische Leuchtdioden (OLEDs) oder Teile oder Segmente von Leuchtdioden (LEDs) bzw. organischen
Leuchtdioden (OLEDs) sein.
Trotz aufwändiger Qualitätskontrollen von
Leuchtdiodenelementen, kann nicht, vollständig ausgeschlossen werden, dass die Leuchtdiodenelemente in der Anwendung
spontan ausfallen. Beispielsweise bei einer OLED ist ein typisches Fehlerbild für einen Spontanausfall ein Kurzschluss (englisch: Short) zwischen den Elektroden des entsprechenden Leuchtdiodenelements . Solch ein Kurzschluss ist in der Regel kleinflächig . Es konzentriert sich daher ein Großteil des GesamtStromes in dem kleinflächigen Kurzschlusspunkt . Die Stromdichte ist folglich in dem KurzSchlusspunkt deutlich überhöht , womit sich dieser Kurz Schlusspunkt abhängig von seiner flächigen Ausdehnung stark erhitzen kann. Dies kann zum Aufschmelzen der Elektroden, zu dunklen Flecken im
Leuchtbild der OLED, zu einer komplett dunklen OLED und/oder zu einer heiß werdenden Stelle auf der OLED führen .
Um eine potenzielle Gefahr durch diese Überhitzung
(Verbrennungsgefahr, Brand, Bersten etc . ) zu verhindern, sollte ein solcher Kurzschluss von einer Treiberelektronik der optoelektronischen Baugruppe erkannt werden und eine geeignete Schutzreaktion eingeleitet werden (Abschaltung der OLED oder der optoelektronischen Baugruppe , Umleiten des VersorgungsStroms um die kurzgeschlossene OLED, Ausgeben eines Warnsignals etc . } . Beispielsweise im Automobilbereich wird gefordert, dass defekte OLEDs oder LEDs, beispielsweise in Rückleuchten, elektronisch erkannt und zumindest ans Bordsystem gemeldet werden.
Eine gängige VerSchaltungen von Leuchtdiodenelementen, beispielsweise OLEDs, einer optoelektronischen Baugruppe in der Anwendung ist aus technischen Gründen und aus
Kostengründen die Serienschaltung der Leuchtdiodenelemente . Beispielsweise können mehrere Leuchtdiodenelemente in einer Leuchtdiode i Reihe geschaltet werden und/oder es können mehrere Leuchtdioden in Reihe geschaltet werden. Bei vielen Anwendungen, beispielsweise im Automobilbereich oder im
Bereich der Allgemeinbeleuchtung, werden daher mehrere
Leuchtdiodenelemente elektrisch in Reihe geschaltet . Sollen mit einfachen Verfahren einzelne defekte Leuchtdiodenelemente in einer Reihenschaltung erkannt werden, stellt dies eine besondere Heraus orderung dar.
Aus US 2011 204 792 AI, WO 2010 060 458 AI und
WO 2012 004 720 A2 sind Verfahren zum Ermitteln von
Kurzschlüssen einzelner OLEDs bekannt , bei denen eine Über- oder Unterspannung an der entsprechenden OLED als Kriterium für einen Defekt verwendet wird. Auf die Erkennung des
Kurzschlusses wird mit einem Umleiten des Ansteuerstroms (Bypassing) und/oder mit einer Fehlersignalerzeugung
reagiert . Im Bereich der Allgemeinbeleuchtung ist es typisch, dass flexible Steuervorrichtungen einen variablen
Ausgangsspannungsbereich haben . Dadurch kann eine variable Anzahl an Leuchtdiodenelementen an die Steuervorrichtungen angeschlossen werden. Die tatsächlich angeschlossene Anzahl ist bei der Programmierung und/oder der Entwicklung der Steuervorrichtungen nicht bekannt . An einen typischen
TreiberSchaltkreis aus dem Bereich der Ällgemeinbeleuchtung können beispielsweise zwischen zwei und sieben OLEDs angeschlossen werden . Die Anzahl ist in dem vorgegebenen
Rahmen variabel, d.h. feste Unterspannungs -
Erkennungsschwellen können bei dem Treiberschaltkreis nicht festgelegt werden. Eine Eingabemöglichkeit am
Treiberschaltkreis zum Eingeben der Anzahl der
angeschlossenen Leuchtdiodenelemente ist aufwändig und teuer.
Fig. 1 zeigt eine herkömmliche optoelektronische Baugruppe 10, die ein erstes Leuchtdiodenelement 12 , ein zweites
Leuchtdiodenelement 14 , ein drittes Leuchtdiodenelement 16 und ein viertes Leuchtdiodenelement 18 aufweist. Die
Leuchtdiodenelernente 12, 14, 16, 18 sind in einem
Bauelementstrang 22 der optoelektronischen Baugruppe 10 angeordnet . Das zweite Leuchtdiodenelement 14 weist einen Kurzschluss auf, der in Figur 1 als Kurzschlusswiderstand 24 eingezeichnet ist . Der Kurzschlusswiderstand 24 ist zu dem zweite Leuchtdiodenelement 14 elektrisch parallel geschaltet und verhält sich elektrisch ähnlich zu einem ohmschen
Widerstand, wobei der Wert des Widerstandes abhängig von der Art des Kurzschlusses variieren kann.
Mit einer Messung der VorwärtsSpannung gemäß den
herkömmlichen Verfahren zum Ermitteln des Kurzschlusses bei den in den Figuren 1 und 2 dargestellten optoelektronischen Baugruppen 10 ergeben sich, sofern nicht an jedem
Leuchtdiodenelement 12 , 14, 16 , 18 einzeln gemessen wird, folgende Probleme .· Der Widerstandswert (R_Short) des
Kurzschlusswiderstands 24 liegt, beispielsweise bei einer OLED, in einem weiten Bereich, beispielsweise zwischen 10 Ohm und mehreren kOhm . Mit einem Eingang des BauelementStrangs 22 und einem Ausgang des BauelementStrangs 22 kann im
Nennbetrieb nur eine GesamtSpannung (Uges) über alle
Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16, 18 erfasst werden . Die
GesamtSpannung entspricht somit bei gleichen
Leuchtdiodenelementen 12 , 14 , 16 , 18 einem Vierfachen
entsprechender Einzelspannungen (Uf ) der Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16 , 18 und ergibt sich ohne Kurzschluss zu Uges = 4 x Uf.
Liegt bei einem der Leuchtdiodenelemente 12 , 14, 16, 18 der Kurzschluss vor, so ergibt sich
Uges = 3 x Uf + R_Short x I .
Bei einer EinzelSpannung von Uf = 6V, einem Nennbetriebsström (I) von 300 mA und einem Kurzschluss mit einem
Widerstandswert von 10 Ohm ergibt sich die GesamtSpannung zu
Uges = 3 x 6V + 10Ohm x 0 , 3A = 21V.
Stellt man die Erkennungsschwelle (U__T) für den Kurzschluss bei einem der Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16, 18 auf das dreieinhalbfache der Einzelspannung, so ergibt sich die Erkennungsschwelle zu
U_T = 3,5 x 6V = 21V.
Somit liegt die GesamtSpannung bei diesem Beispiel exakt auf der Erkennungsschwelle , was bei in der Realität auftretenden Streuungen der entsprechenden Messwerte keine ausreichende ErkennungsSicherheit ergibt .
Weist der Kurzschluss lediglich einen Widerstandswert von beispielsweise 50 0hm auf , so ergibt sich die GesamtSpannung zu Uges = 3 x 6V + 4,8V = 22,8V, weshalb der Kurzschluss mit der vorstehenden
Erkennungsschwelle U_T = 21V nicht als solcher erkannt wird. Dies kann darin begründet sein, dass ein entsprechender Kurzschluss hochohmiger sein kann als die Organik der kurzgeschlossenen OLED. Die EinzelSpannung der entsprechenden OLED wird somit hauptsächlich von der Organik bestimmt und nicht von dem Kurzschluss . Dennoch ist die Stromdichte an dem KurzSchlusspunkt erhöht, was zu der Temperaturerhöhung führt, weshalb auf den Kurzschluss reagiert werden sollte.
Bei flexiblen Steuervorrichtungen zum Anschließen
verschiedener Anzahlen von Leuchtdiodenelementen 12, 14, 16, 18 geht die herkömmlich erkennbare Reduzierung der
GesamtSpannung durch einen Kurzschluss prozentual unter, insbesondere bei langen Stranglängen, oder wird durch den Spannungsabfall an dem Kurzschluss teilweise aufgehoben und ist damit toleranzanfällig . Eine bei der GesamtSpannung
vorliegende Signatur des Kurzschlusses ist schwer oder gar nicht erkennbar, da bei Undefinierten Stranglängen, für j ede Stranglänge eine eigene Fehlerschwelle festgelegt werden müsste .
Somit ergeben sich die Probleme, dass bei einem Kurzschluss die EinzelSpannung über das kurzgeschlossene
Leuchtdiodenelement 12 , 14, 16, 18 wegen dem Spannungsabfall an den Kurzschluss im Nennbetrieb nicht unbedingt signifikant abfällt verglichen mit einem Leuchtdiodenelement 12 , 14 , 16, 18 ohne Kurzschluss und dass bei einer unbekannten Anzahl von Leuchtdiodenelementen 12 , 14 , 16, 18 grundsätzlich nicht erkannt werden kann, ob die GesamtSpannung normal oder wegen eines Kurzschlusses niedriger als normal ist .
Daher ist es bekannt , lediglich ein Leuchtdiodenelement pro Treiberschaltkreis vorzusehen, also keine Reihenschaltung, oder an jedem Leuchtdiodenelement wird eine eigene
Detektionselektronik angebracht oder es müssen an j edem OLED- Verbindungspunkt Spannungsmesslei ungen zur
Treibe steue elektronik geführt werden, was einen erhöhten Verdrahtungsaufv;and bedeutet . Diese Ansätze sind teuer und aufwändig . Zum Messen der einzelnen VorwärtsSpannungen muss somit entweder an jede OLED ein Messsystem angeschlossen, was einen hohen Verdrahtungsauf and und eine hohe Anzahl an
Messsystemen erfordert und somit hohe Kosten verursacht , oder ein einziges Messsystem muss auf jeweils die einzelnen OLEDs durchgeschaltet werden, beispielsweise mittels Multiplexen, was j edoch ebenf lls einen hohen Verdrahtungsaufwand und
Aufwand zum Multiplexen erfordert 'und somit hohe Kosten verursacht .
Es sind jedoch Systeme bekannt, bei denen bauartbedingt jedes Leuchtdiodenelement einzeln mit einem Transistor zum Schalten des Leuchtdiodenelements kontaktiert ist und entsprechende S euerleitungen zu den Transistoren vorhanden sind,
beispielsweise für eine Dimmung und/oder ein Blinksystem.
Fig. 2 zeigt eine herkömmliche optoelektronische Baugruppe 10, die weitgehend der im Vorhergehenden erläuterten
herkömmlichen Baugruppe 10 entspricht . Die optoelektronische Baugruppe 10 kann beispielsweise aus dem Automotive-Bereich, beispielsweise ein Richtungsanzeiger eines Kraftfahrzeugs , beispielsweise ein animierter Blinker, sein. Die
Leuchtdiodenelemente 12, 14, 16, 18 sollen einzeln
stromkonstant angesteuert werden. Aus Kostengründen sind die Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16, 18 elektrisch in Reihe geschaltet und es wird nur ein Treiberschaltkreis 20
verwendet, beispielsweise eine schnell regelnde Stromquelle, beispielsweise ein Gleichspannungswandler . Jedes
Leuchtdiodenelement 12, 14, 16, 18 ist elektrisch parallel zu je einem Schalter, beispiels eise einem ersten Transistor 32 , einem zweiten Transistor 34, einem dritten Transistor 36 bzw. einem vierten Transistor 36, geschaltet . Der Strom kann somit individuell an jedem Leuchtdiodenelement 12, 14, 16, 18 vorbei und dennoch durch die anderen Leuchtdiodenelemente 12 , 14, 16 , 18 geleitet werden. Zum Dimmen kann man die
Transistoren 32, 34, 36, 38 auch pulsweitenmoduliert
ansteuern . Bei der in Figur 2 gezeigten herkömmlichen optoelektronischen Baugruppe können verglichen Figur 1 relativ einfach die einzelnen VorwärtsSpannung gemessen werden . Es kann ein
MessSystem angeschlossen werden, das die GesamtSpannung erfasst, und nacheinander können bis auf einen Schalter alle anderen Schalter geschlossen werden, so dass alle
Leuchtdiodenelemente bis auf eines überbrückt sind, und dann kann mittels des Messsystems die Vorwärtsspannung des
einzelnen Leuchtdiodenelements erfasst werden . Jedoch wird auch hier das entsprechende Leuchtdiodenelement im Betrieb gemessen und wie vorstehend erläutert ist abhängig von dem Kurzschlusswiderstand nicht zuverlässig ein Abfall der
VorwärtsSpannung erkennbar .
In vielen Anwendungen werden j edoch zur Reduzierung von
Kosten und Verdrahtungsaufwand mehrere OLEDs in Serie
geschalte , wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt, und von einem einzigen Treiberkanal stromgeregelt betrieben . Bei derartigen Anwendungen sind die bekannten Verfahren zur Erkennung von
Kurzschlüssen nicht geeignet, funktionieren nicht ausreichend gut oder sind nur mit erhöhtem technischen und/oder
kostenmäßigen Aufwand anwendbar . Die herkömmlichen Verfahren können somit nicht oder nur mit hohen technischen Aufwand ein oder mehrere kurzgeschlossene Leuchtdiodenelemente innerhalb einer Serienschaltung sicher erkennen.
Eine Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zum Betreiben einer optoelektronischen Baugruppe bereitzustellen, das ermöglicht : einen Kurzschluss eines einzelnen
Leuchtdiodenelements der optoelektronischen Baugruppe sicher zu erkennen, einen Kurzschluss eines Leuchtdiodenelements in einer Reihenschaltung von Leuchtdiodenelementen der
optoelektronischen Baugruppe sicher zu erkennen, die
Erkennung des Kurzschlusses mit lediglich einem Eingang und einem Ausgang eines TreiberSchaltkreises der
optoelektronischen Baugruppe , eine Minimierung eines
Störgrößeneinflusses von Alterung und/oder Temperatur auf die Erkennung des Kurzschlusses und/oder die sichere Erkennung des Kurzschlusses ohne Kenntnis der Anzahl der in Reihe geschalteten und/oder mit einem TreiberSchaltkreis
betriebenen Leuchtdiodenelemente . Eine andere Aufgabe der Erfindung ist, eine optoelektronische Baugruppe bereitzustellen, die ermöglicht: einen urzschluss eines einzelnen Leuchtdiodenelements der optoelektronischen Baugruppe sicher zu erkennen, einen Kurzschluss eines
Leuchtdiodenelements in einer Reihenschaltung von
Leuchtdiodenelementen der optoelektronischen Baugruppe sicher zu erkennen, die Erkennung des Kurzschlusses mit lediglich einem Eingang und einem Ausgang eines Treiberschaltkreises der optoelektronischen Baugruppe , eine Minimierung eines Störgrößeneinflusses von Alterung und/oder Temperatur auf die Erkennung des Kurzschlusses und/oder die sichere Erkennung des Kurzschlusses ohne Kenntnis der Anzahl der in Reihe geschalteten und/oder mit einem Treiberschaltkreis
betriebenen Leuchtdiodenelemente .
Die Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der
unabhängigen Ansprüche .
Die Aufgaben werden gemäß einem Aspekt der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer optoelektronischen Baugruppe . Die optoelektronische Baugruppe weist mindestens einen Bauelemen strang mit mindestens einem Abschnitt auf . Der Abschnitt weist mindestens ein Leuchtdiodenelement auf . Der Abschnitt wird mit elektrischer Energie versorgt . Die Versorgung des Abschnitts mit Energie wird unterbrochen. Ein Eingang des Abschnitts wird mit einem Ausgang des Abschnitts elektrisch gekoppelt . Ein Maximalwert eines elektrischen Entladestroms , der über den Abschnitt fließt , wird erfasst . Abhängig von dem erfassten Maximalwert wird ermittelt , ob der Abschnitt des BauelementStrangs einen Kurzschluss aufweist .
Die elektrische Kopplung des Eingangs und des Ausgangs des kurz zuvor noch betriebenen Abschnitts des BauelementStrangs und das Messen des dabei auftretenden Maximaiwerts des
Entladestroms , der über die elektrische Kopplung fließt, e möglichen, bereits ein einzelnes kurzgeschlossenes
Leuchtdiodenelement , insbesondere in einer elektrischen Reihenscha1tung , in dem Abschnitt sicher zu erkennen. Eine Stranglänge des Bauelementstrangs und/oder des Abschnitts oder weiterer Abschnitte des Bauelementstrangs , insbesondere die Anzahl der elektrisch in Reihe geschalteten
Leuchtdiodenelemente, muss zum Erkennen des Kurzschlusses nicht bekannt sein, da der Maximalwert des Entladestroms unabhängig von der Anzahl der Leuchtdiodenelemente ist . Ein Treiberschaltkreis zum Betreiben, insbesondere zum Ansteuern, zum Steuern und/oder zum Regeln, der Leuchtdiodenelemente des BauelementStrangs kann zum Erkennen des Kurzschlusses
verwendet werden, wobei er lediglich einen Eingang und einen Ausgang aufweisen muss . Je nach Ausführung kann der Einfluss von Störgrößen wie Alterung und Temperatur auf die Detektion minimiert/eliminiert werden, wie weiter unten näher
erläutert . Das Leuchtdiodenelement ist beispielsweise eine OLED oder eine LED oder ein Teil oder ein Segment einer OLED bzw. LED .
Der Maximalwert des Entladestroms ist über den Eingang und des Ausgang des Abschnitts messbar . Der Maximalwert
unterscheidet sich bei einem Abschnitt ohne Kurzschluss signifikant von einem Abschnitt mit Kurzschluss . Der
Maximalwert ist unabhängig oder zumindest näherungsweise unabhängig von dem Widerstandswert des Kurzschlusses . Der Maximalwert ist unabhängig oder zumindest näherungsweise unabhängig von der Stranglänge des BauelementStrangs und insbesondere des Abschnitts , wobei sich die Stranglänge auf die Anzahl von Leuchtdiodenelemente in dem Bauelementsträng bzw. dem Abschnitt bezieht . Der Maximalwert ist somit
unabhängig oder zumindest näherungsweise unabhängig von der Anzahl von Leuchtdiodenelementen in dem Bauelementsträng und insbesondere in dem Abschnitt . Dass der Kurzschluss in dem Abschnitt und/oder dem Bauelemen strang vorliegt , bedeutet dass eines der Leuchtdiodenelemente in dem entsprechenden Abschnitt bzw. Baue1ementstrang den Kurzschluss aufweist . Dass der Maximalwert näherungsweise unabhängig von dem
Widerstandswert des Kurzschlusses , der Stranglänge des
Bauelementstrangs und insbesondere des Abschnitts und/oder von der Anzahl von Leuchtdiodenelementen in dem Bauelementstrang und insbesondere in dem Abschnitt ist , bedeutet beispielsweise , dass der Maximalwert innerhalb akzeptabler in der Realität auf retender Toleranzen
entsprechend unabhängig ist und so eine Erkennung de
Kurzschlusses anhand des Maximalwertes sicher möglich ist .
Beim Versorgen des Abschnitts mit elektrischer Energie kann abhängig von entsprechenden Schaltern der entsprechende
Abschnitt isoliert oder in Verbindung mit anderen Abschnitten mit elektrischer Energie versorgt werden . Insbesondere kann z m Versorgen des Abschnitts mit elektrischer Energie der gesamte Bauelementstrang mit elektrischer Energie versorgt werden . Demen sprechend kann beim Unterbrechen der Versorgung des Abschnitts mit elektrischer Energie nur die Versorgung des Abschnitts oder die Versorgung des /Abschnitts in
Verbindung mit anderen Abschnitten unterbrochen werden.
Insbesondere kann die Versorgung des Abschnitts mit
elektrischer Energie unterbrochen werden, indem die
Versorgung des BauelementStrangs mit Energie unterbrochen wird.
Als Reaktion auf das Erkennen des Kurzschlusses kann
beispielsweise der TreiberSchaltkreis abschalten oder
abgeschaltet werden, ein Warnsignal kann erzeugt werden und an eine übergeordnete Einheit, beispielsweise eine
Recheneinheit , beispielsweise einen Boardcomputer eines Kraftfahrzeugs , geleitet werden und/ oder das kurzgeschlossene Leuchtdiodenelement kann elektrisch umgangen werden . Dies kann beispielsweise im Automotive -Bereich und/oder im Bereich der Allgemeinbeleuchtung, insbesondere bei einem flexiblen Treiberschaltkreis , an den unterschiedliche Anzahlen von Leuchtdiodenelementen angeschlossen werden können, und/oder im Verbraucher-Bereich, beispielsweise bei einer Handleuchte mit einer einzelnen oder mehreren OLEDs, interessant sein .
Gemäß einer Weiterbildung wird erkannt , dass der Abschnitt den Kurzschluss aufweist, falls der erfasste Maximalwert gleich oder zumindest näherungsweise gleich null ist , und es wird erkannt, dass der Abschnitt keinen Kurzschluss aufweist, falls der erfasste Maximalwert ungleich null ist . Dies trägt dazu bei, den Kurzschluss auf einfache Weise zu erkennen, falls der Abschnitt , der Bauelementstrang und/oder die optoelektronische Baugruppe lediglich ein Leuchtdiodenelement auf eisen .
Gemäß einer Weiterbildung wird der erfasste erste Maximalwert mit einem vorgegebenen Sollwert, der größer null ist , verglichen. Es wird erkannt , dass der Abschnitt des
BauelementStrangs den Kurzschluss aufweist , falls der
erfasste Maximalwert kleiner ist als der vorgegebene Sollwert ist . Es wird erkannt , dass der Abschnitt des
Bauelemen Strangs keinen Kurzschluss aufweist , falls der erfasste Maximalwert gleich oder zumindest näherungsweise gleich ist wie oder größer ist als der vorgegebene Sollwert . Dies trägt dazu bei , den Kurzschluss a f einfache Weise zu erkennen, falls der Abschnitt , der Bauelementsträng und/oder die optoelektronische Baugruppe zwei , drei oder mehr
Leuchtdiodenelemente auf eisen. Der vorgegebene Sollwert kann beispielsweise einem Quotienten aus einer Schleusenspannung und einem Elektrodenwiderstand eines der Leuchtdiodenelemente entsprechen . Der Elektrodenwiderstand ist der ohmsche
Widerstand der Anode und/oder der Kathode des entsprechenden Leuchtdiodenelements . Der Sollwert kann beispielsweise empirisch ermittelt , gespeichert und dann vorgegeben werden.
Gemäß einer Weiterbildung werden der Eingang des Abschnitts und der Ausgang des Abschnitts erst eine vorgegebene
Zeitdauer nach dem Unterbrechen des Versorgens des Abschnitts mit Energie elektrisch gekoppelt . Die vorgebebene Zeitdauer kann in einem Bereich liegen beispielsweise von 50 ps bis 60 s , beispielsweise von 500 ps bis 1 s , beispielsweise von 1 ms bis 500 ms , beispielsweise von 10 m bis 100 ms . Dies kann dazu beitragen, den Maximalwert präzise bestimmen zu können und/oder den Kurzschluss sicher zu erkennen . Gemäß einer Weiterbildung wird ermittelt , nach welcher
Zeitdauer nach dem Unterbrechen des Versorgens des Abschnitts mit Energie eine Spannung über dem Abschnitt des
BauelementStrangs einer Summe der Schleusenspannungen aller Leuchtdiodenelemente des Abschnitts entspricht, und bei dem die ermittelte Zeitdauer als die vorgegebene Zeitdauer vorgegeben wird . In anderen Worten werden der Eingang und der Ausgang erst dann elektrisch gekoppelt und der Maximalwert des Entladestroms erst dann erfasst , wenn die jeweiligen elektrischen Spannungen über die Leuchtdiodenelemente des
Abschnitts auf deren Schleusenspannung abgefallen sind. Die Zeitdauer kann beispielsweise empirisch ermittelt ,
gespeichert und dann vorgegeben werden . Dies kann dazu beitragen, den Maximalwert präzise bestimmen zu können und/oder den Kurzschluss sicher zu erkennen .
Gemäß einer Weiterbildung wird die Versorgung des Abschnitts mit Energie unterbrochen, indem ein Treiberschaltkreis zum Betreiben des BauelementStrangs abgeschaltet wird oder eine elektrische Verbindung zwischen dem Treiberschaltkreis und dem Bauelementsträng unterbrochen wird. Dies kann dazu beitragen, die Versorgung des BauelementStrangs mit Energie sicher und/oder auf einfache Weise zu Unterbrechen. Die Abschaltung des Treiberschaltkreises kann beispielsweise mittels einer Recheneinheit zum Ansteuern, Regeln oder
Betreiben des Treiberschaltkreises erfolgen . Die elektrische Verbindung zwischen dem Treiberschaltkreis und dem
Bauelementstrang kann beispielsweise mittels eines
entsprechenden Schalters unterbrochen werden .
Gemäß einer Weiterbildung wird zunächst ermittelt, ob ein ein erstes Leuchtdiodenelement aufweisender erster Abschnitt des BauelementStrangs einen Kurzschluss aufweist, indem ein Eingang des ersten Abschnitts des BauelementStrangs mit einem Ausgang des ersten Abschnitts des BauelementStrangs
elektrisch gekoppelt wird und ein erster Maximalwert des elektrischen Entladestroms er asst wird, der über die elektrische Kopplung des ersten Abschnitts fließt . Falls erkannt wird, dass der erste Abschnitt keinen Kurzschluss aufweist, wird der erfasste erste Maximalwert als Sollwert vorgegeben. Die elektrische Kopplung zwischen dem Eingang und dem Ausgang des ersten Abschnitts wird unterbrochen. Der erste Abschnitt des Bauelementstrangs und ein mit dem ersten Abschnitt in Reihe geschalteter zweiter Abschnitt des
BauelementStrangs , der mindestens ein zweites
Leuchtdiodenelement aufweist, werden mit Energie versorgt. Die Versorgung des ersten Abschnitts und des zweiten
Abschnitts mit Energie wird erneut unterbrochen. Ein Eingang des ersten Abschnitts und ein Ausgang des zweiten Abschnitts werden elektrisch miteinander gekoppelt . Ein zweiter
Maximalwert eines elektrischen Entladestroms wird erfasst , der über die elektrische Kopplung des Eingangs des ersten Abschnitts und des Ausgangs des zweiten Abschnitts fließt . Der erfasste zweite Maximalwert wird mit dem vorgegebenen Sollwert verglichen. Es wird erkannt , dass der zweite
Abschnitt einen Kurzschluss aufweist, falls der erfasste zweite Maximalwert kleiner ist als der vorgegebene Sollwert . Es wird erkannt , dass der zweite Abschnitt keinen Kurzschluss aufweist, falls der erfasste zweite Maximalwert gleich oder zumindest näherungsweise gleich ist wie oder größer ist als der vorgegebene Sollwert . In anderen Worten wird das Verfahren zweimal durchgeführt , erst bei dem ersten Abschnitt und dann bei dem gesamten
Bauelementstrang, insbesondere dem ersten und dem zweiten Abschnitt . Falls der erste Abschnitt genau ein
Leuchtdiodenelement auf eist , nämlich das erste
Leuchtdiodenelement , so kann das Vorliegen des Kurzschlusses bei dem ersten Abschnitt einfach erkannt werden, falls der erste Maximalwert null oder näherungsweise null ist . Falls der Kurzschluss nicht vorliegt, so ist der erste Maximalwert ungleich null und kann, falls das Leuchtdiodenelement des ersten Abschnitts dem oder den Leuchtdiodenelement (en) des zweiten Abschnitts ähnlich oder gleich ist , als Referenzwert , insbesondere als Sollwert , für weitere Messungen,
insbesondere in dem zweiten Abschnit , verwendet werden, da die erfassten Maximalwerte unabhängig von der Anzahl der Leuchtdiodenelemente in einem der Abschnitte sind. Dies kann dazu beitragen, störende Einflüsse , wie Temperatur und/oder Alterung, auf die Erkennung des Kurzschlusses weitgehend oder sogar vollständig zu eliminieren, da das erste
Leuchtdiodenelement in dem ersten Abschnitt in der Regel den gleichen Einflüsse unterliegt , wie die anderen
Leuchtdiodenelemente in dem zweiten Abschnitt , und da die störenden Einflüsse daher in den ersten Maximalwert, der in dem ersten Abschnitt erfasst wurde , bereits eingegangen und damit berücksichtigt sind.
Gemäß einer Weiterbildung wird zunächst ermittelt, ob ein ein erstes Leuchtdiodenelement aufweisender erster Abschnitt des BauelementStrangs einen Kurzschluss aufweist , indem ein
Eingang des ersten Abschnitts des Bauelementst angs mit einem Ausgang des ersten Abschnitts des BauelementStrangs
elektrisch gekoppelt wird, ein erster Maximalwert des
elektrischen Entladest oms erfasst wird, der über die
elektrische Kopplung des ersten Abschnitts fließt , und der erste Maximalwert mit einem ersten vorgegebenen Schwellenwert verglichen wird. Die elektrische Kopplung zwischen dem
Eingang und dem Ausgang des ersten Abschnitts wird
unterbrochen . Ein mit dem ersten Abschnitt in Reihe
geschalteter zweiter Abschnitt des Bauelementstrangs , der mindestens ein zweites Leuchtdiodenelement aufweist , wird mit Energie versorgt . Die Versorgung des zweiten Abschnitts mit Energie wird unterbrochen . Ein Eingang des zweiten Abschnitts und ein Ausgang des zweiten Abschnitts werden elektrisch miteinander gekoppelt . Ein zweiter Maximalwert eines
elektrischen Entladestroms , der über die elektrische Kopplung des zweiten Abschnitts fließt , wird erfasst . Der erfasste zweite Maximalwert wird mit einem vorgegebenen zweiten
Sollwert verglichen . Es wird erkannt , dass der zweite
Abschnitt einen Kurzschluss aufweist , falls der erfasste zweite Maximalwert kleiner ist als der vorgegebene zweite Sollwert . Es wird erkannt , dass der zweite Abschnitt keinen Kurzschluss aufweist , falls der erfasste zweite Maximalwert gleich oder zumindest näherungsweise gleich ist wie oder größer ist als der vorgegebene zweite Sollwert . Der zweite Sollwert kann gleich dem ersten Sollwert sein. Der zweite Sollwert kann gleich dem ersten erfassten Maximalwert sein oder der erste erf sste Maximalwert kann als zweiter Sollwert vorgegeben werden .
In anderen Worten wird das Verfahren mindestens zweimal durchgeführt , erst bei dem ersten Abschnitt und dann bei dem zweiten Abschnitt und/ oder bei dem gesamten Bauelementstrang . Ferner kann der Bauelementstrang in weitere Abschnitte unterteilt werden und das Verfahren kann entsprechend öfter durchgeführt werden. Je kürzer der Abschnitt ist , desto ausgeprägter ist der Unterschied des Maximalwerts des
Entladestroms zwischen dem Abschnitt mit Kurzschluss und dem Abschnitt ohne Kurzschluss . Dies kan dazu beitragen, eine besonders hohe Erkennungsgenauigkeit zu realisieren, wobei eine Fehlertoleranz höher ist, und/oder störende Einflüsse, wie Temperatur und/oder Alterung, auf die Erkennung des
Kurzschlusses weitgehend zu eliminieren.
Gemäß einer Weiterbildung wird der Sollwert zum Ermitteln des Kurzschlusses in einem der Abschnitte so vorgegeben, dass er einem Quotienten aus einer Schleusenspannung und einem
Elektrodenwiderstand eines der Leuchtdiodenelemente , das der Abschnitt aufweist , entspricht . Die Schleusenspannung kann auch als Schwe11enspannung bezeichnet werden . Der Sollwert wird somit abhängig von einem der Leuchtdiodenelemente vorgegeben und ist unabhängig von der Anzahl der
Leuchtdiodenelemente in dem entsprechenden Abschnitt ,
Bauelementstrang und/oder in der entsprechenden
optoelektronischen Baugruppe .
Die Aufgaben werden gelöst gemäß einem anderen Aspekt durch eine optoelektronische Baugruppe . Die optoelektronische
Baugruppe weist auf : mindestens den Bauelementstrang mit mindestens dem Abschnitt , wobei der Abschnitt das mindestens eine Leuchtdiodenelement aufweist ; eine mit dem Bauelementstrang elektrisch gekoppelte Energiequelle zum Versorgen des Bauelementstrangs mit elektrischer Energie ;
einen ersten Schalter zum Unterbrechen der Versorgung des Bauelementstrangs mit Energie; einen zweiten Schalter zum elektrischen Koppeln des Eingangs des Abschnitts des
Bauelementstrangs mit dem Ausgang des Abschnitts des
Bauelementstrangs ; einen Strommesser zum Erfassen des
Maximalwerts des elektrischen Entladestroms , der über die elektrische Kopplung des Abschnitts fließt; eine
Auswerteeinheit, die dazu eingerichtet ist, abhängig von dem erfassten Maximalwert zu ermitteln, ob der Abschnitt des Bauelementstrangs , insbesondere das Leuchtdiodenelement des Bauelementstrangs , den Kurzschluss aufweist. Die optoelektronische Baugruppe eignet sich zum Durchführen des im Vorhergehenden erläuterten Verfahrens . Insbesondere kann mittels des ersten Schalters die Versorgung des
BauelementStrangs mit Energie bereitgestellt oder
unterbrochen werden und mittels des zweiten Schalters kann die elektrische Kopplung zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Abschnitts hergestellt und unterbrochen werden. Die in Bezug auf das Verfahren genannten Vorteile und
Weiterbi1düngen können ohne weiteres auf entsprechende
Vorteile und Weiterbildungen der optoelektronischen Baugruppe übertragen werden . Die Energiequelle kann beispielsweise der Treiberschaltkreis sein, als Treiberschaltkreis bezeichnet werden oder ein Teil des Treiberschaltkreises sein.
Gemäß einer Weiterbildung ist der erste Schalter so
ausgebildet , dass mittels des ersten Schalters der
TreiberSchaltkreis zum Betreiben des BauelementStrangs
angeschaltet oder abgeschaltet werden kann oder dass eine elektrische Verbindung zwischen dem TreiberSchaltkreis und dem Bauelementstrang verbunden ode unterbrochen werden kann .
Gemäß einer Weiterbildung weist der Bauelementsträng den ersten Abschnitt und den mit dem ersten Abschnitt elektrisch in Reihe geschalteten zweiten Abschnitt auf . Der erste Abschnitt weist mindestens das erste Leuchtdiodenelement auf. Der zweite Abschnitt weist mindestens das zweite
Leuchtdiodenelement auf. Die optoelektronische Baugruppe weist einen dritten Schalter auf, der in seinem ersten
Schaltzustand einen Ausgang des ersten Abschnitts mit einem Ausgang des zweiten Abschnitts elektrisch koppelt und der in seinem zweiten Schaltzustand den Ausgang des ersten
Abschnitts und den Ausgang des zweiten Abschnitts elektrisch voneinander trennt und der mit dem zweiten Schalter
elektrisch gekoppelt ist . Der dritte Schalter ermöglicht, de ersten Abschnitt unabhängig von dem zweiten Abschnitt
bezüglich des Vorliegens des Kurzschlusses zu überprüfen .
Gemäß einer Weiterbildung weist die optoelektronische
Baugruppe einen vierten Schalter auf , der in seinem ersten Schaltzustand den Eingang des ersten Abschnitts mit dem
Eingang des zweiten Abschnitts elektrisch koppelt und der in seinem zweiten Schaltzustand den Eingang des ersten
Abschnitts und den Eingang des zweiten Abschnitts elektrisch voneinander trennt und der mit dem dritten Schalter
elektrisch gekoppelt ist . Der vierte Schalter ermöglicht , den zweiten Abschnitt unabhängig von dem ersten Abschnitt
bezüglich des Kurzschlusses zu untersuchen. Gemäß einer Weiterbildung ist mindestens eines der
Leuchtdiodenelemente eine anorganische Leuchtdiode oder ein Teil einer anorganischen Leuchtdiode und parallel zu der anorganischen Leuchtdiode sind ein Kondensator und ein elektrischer Widerstand in Reihe geschaltet . Der Kondensator und der elektrische Widerstand ermöglichen, bei der
anorganischen Leuchtdiode das im Vorhergehenden erläuterte Verfahren durchzuführen und sicher den Kurzschluss z
erkennen . Da die Elektroden einer anorganischen Leuchtdiode verglichen mit einer OLED relativ klein sind und einen relativ geringen elektrischen Widerstand und eine kleine
Kapazität haben, sorgen der Kondensator und der elektrische Widerstand für elektronische Bedingungen in der
optoelektronischen Baugruppe , die das Durchführen des Verfahrens ermöglichen. Insbesondere entspricht nach dem
Unterbrechen des Versorgens des Bauelementstrangs mit Energie die GesamtSpannung über den Bauelementstrang der Summe der Spannungen über die Kondensatoren , wobei sich im Falle eines Kurzschlusses der entsprechende Kondensator über den
Widerstand schnell en aden kann . Alternativ oder zusätzlich ist mindestens eines der Leuchtdiodenelemente eine organische Leuchtdiode oder ein Segment einer organischen Leuchtdiode . Gemäß einer Weiterbildung weist mindestens ein Abschnitt des BauelementStrangs mindestens zwei Leuchtdiodenelemente auf .
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert .
Es zeigen: ein Schaltbild einer herkömmlichen
optoelektronischen Baugruppe ,· ein Schaltbild einer herkömmlichen
optoelektronischen Baugruppe ein Schaltbild einer herkömmlichen
optoelektronischen Baugruppe ;
Figur 4 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer
optoelektronischen Baugruppe ; Figur 5 ein Schaltbild eines AusführungsbeiSpiels einer
optoelektronischen Baugruppe
Figur 6 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer
optoelektronischen Baugruppe ;
Figur 7 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer
optoelektronischen Baugruppe ; Figur 8 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer optoelektronischen Baugruppe ,·
Figur 9 ein Diagramm mit beispielhaften Verläufen von
Spannungen und Strömen;
Figur 10 eine Tabelle mit beispielhaften Messergebnissen;
Figur 11 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer
optoelektronischen Baugruppe ;
Figur 12 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer
optoelektronischen Baugruppe . In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen , die Teil dieser Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, i denen die Erfindung ausgeübt werden kann . In dieser Hinsicht wird
Richtungsterminologie wie etwa „oben" , „unten" , „vorne" , „hinten" , „vorderes" , „hinteres " , usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur (en) verwendet . Da
Komponenten von Ausführungsbeispielen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden könne , dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend . Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben . Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert . Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe
"verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung , eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Eine optoelektronische Baugruppe kann ein, zwei oder mehr Leuchtdiodenelemente aufweisen. Optional kann eine
optoelektronische Baugruppe auch ein, zwei oder mehr
elektronische Bauelemente aufweisen . Ein elektronisches
Bauelement kann beispielsweise ein aktives und/oder ein passives Bauelement aufweisen. Ein aktives elektronisches Bauelement kann beispielsweise einen Treiberschaltkrie , eine Energiequelle , eine Rechen- , Steuer- und/oder Regeleinheit und/oder einen Transistor aufweisen . Ein passives
elektronisches Bauelement kann beispielsweise einen
Kondensator, einen Widerstand, eine Diode oder eine Spule aufweisen .
Ein Leuchtdiodenelement kann ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Halbleiter-Leuchtdiodenelement , eine
anorganische Leuchtdiode {light emitting diode, LED) und/oder eine organische Leuchtdiode (organic light emitting diode,
OLED) sein. Ein Leuchtdiodenelement kann j edoch auch nur ein Teil oder ein Segment einer Leuchtdiode sein, beispielsweise einer LED oder einer OLED. Beispielsweise kann die OLED segmentiert sein und in j edem Segment ein Leuchtdiodeneiement aufweisen. Mehrere Leuchtdiodenelemente in einer Leuchtdiode können elektrisch parallel und/oder elektrisch in Reihe geschaltet sein . Ein Leuchtdiodeneiement kann Teil einer integrierten Schaltung sein . Weiterhin kann eine Mehrzahl von Leuchtdiodenelementen vorgesehen sein, beispielsweise untergebracht in einem gemeinsamen Gehäuse . Ein
Leuchtdiodeneiement kann beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich, UV-Licht und/oder Infrarot-Licht emittieren. Fig. 1 zeigt eine herkömmliche optoelektronische Baugruppe
10, die ein erstes Leuchtdiodenelement 12, ein zweites
Leuchtdiodenelement 14, ein drittes Leuchtdiodenelement 16 und ein viertes Leuchtdiodenelement 18 auf eist . Die
Leuchtdiodenelemente 12, 14, 16, 18 sind in einem
Bauelementstrang 22 der Baugruppe 10 angeordnet . Die
Leuchtdiodenelemente 12, 14, 16, 18 sind elektrisch in Reihe geschaltet. Ein Treiberschaltkreis 20 ist angeordnet und dient zum Betreiben, insbesondere zum Steuern oder Regeln, der Leuchtdiodenelemente 12, 14, 16, 18.
Das zweite Leuchtdiodenelement 14 weist einen Kurzschluss auf , der in Figur 1 als Kurzschlusswiderstand 24
eingezeichnet ist . Der Kurzschlusswiderstand 24 ist zu dem zweiten Leuchtdiodenelement 14 elektrisch parallel geschaltet und verhält sich elektrisch ähnlich zu einem ohmschen
Widerstand . Der Wert des ohmschen Widerstandes hängt von der Art des Kurzschlusses , beispielsweise von einer Fläche des Kurzschlusses , ab.
Fig. 2 zeigt eine herkömmliche optoelektronische Baugruppe 10. Die herkömmliche optoelektronische Baugruppe 10 kann beispielsweise weitgehend der in Figur 1 gezeigten
herkömmlichen optoelektronischen Baugruppe 10 entsprechen. Die Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16, 18 sind zu je einem
Schalter, beispielsweise einem ersten Transistor 32 , einem zweiten Transistor 34 , einem dritten Transistor 36 bzw. einem vierten Transistor 36, elektrisch parallel geschaltet . Der Strom kann somit individuell an jedem Leuchtdiodenelement 12 , 14 , 16, 18 vorbei und dennoch durch die anderen
Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16, 18 geleitet werden .
Fig. 3 zeigt eine herkömmliche optoelektronische Baugruppe 10 , die weitgehend der in Figur 1 gezeigten
optoelektronischen Baugruppe 10 entspricht , wobei die
optoelektronische Baugruppe 10 lediglich drei
Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16 aufweist . Die
Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16 sind in Figur 3 mit Ersatzschaltbildern dargestellt . In den Ersatzschaltbildern sind zu jedem Leuchtdiodenelement 12, 14, 16 intrinsische
Kapazitäten 44 , 50 , 56 und Elektrodenwiderstände 42, 48 , 54 sowie Bulkwiderstände 46, 52, 58 eingezeichnet. In anderen Worten weisen die Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16 aufgrund ihrer intrinsischen Eigenschaften Kapazitäten und Widerstände auf , die in Figur 3 neben den Diodensymbolen als
eigenständige elektronische Bauelemente eingezeichnet sind . In dem Ersatzschaltbild sind die Diodensymboie lediglich repräsentativ für die lichtemittierenden Schichten der
Leuchtdiodenelemente 12 , 14, 16. Figur 3 und insbesondere die in Figur 3 gezeigten Ersatzschaltbilder dienen zum besseren Verständnis der mit Bezug zu den nachfolgenden Figuren erläuterten optoelektronischen Baugruppen und Verfahren zum Betreiben der entsprechenden optoelektronischen Baugruppe .
Das erste Leuchtdiodenelement 12 weist einen ersten
Elektrodenwiderstand 42 , eine erste intrinsische Kapazität , die als erster Kondensator 44 dargestellt ist, und einen ersten Bulkwiderstand 46 auf . Das zweite Leuchtdiodenelement 1 weist einen zweiten Elektrodenwiderstand 48, eine zweite intrinsische Kapazität , die als zweiter Kondensator 50 dargestellt ist , und einen zweiten Bulkwiderstand 52 auf . Das dritte Leuchtdiodenelement 16 weist einen dritten
Elektrodenwiderstand 54 , eine dritte intrinsische Kapazität, die als dritter Kondensator 56 dargestellt ist, und einen dritten Bulkwiderstand 58 auf .
Die Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16 sind OLEDs und die
Elektrodenwiderstände 42, 48 , 54 sind die ohmschen
Widerstände der Anoden, insbesondere von ITO-Schichten, und der Kathoden der OLEDs . Die intrinsischen Kapazitäten
korrespondiere zu den Kondensatoren 44 , 50 , 56, die von je einem Anoden- Kathoden- Paar der OLEDs gebildet sind . Die Bulkwiderstände 46, 52, 58 korrespondieren zu den für Dioden typischen Bulkwiderständen und ermöglichen das Fließen von Leckströmen über die Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16. Alternativ dazu können die Leuchtdiodenelemente 12 , 14, 16 auch LEDs sein, wobei dann die Werte der Widerstände und/oder der Kapazitäten kleiner sein können als bei den OLEDs . Der zweite Elektrodenwiderstand 48 ist mit dem
Kurzschlusswiderstand 24 elektrisch in Reihe geschaltet. Der Kurzschlusswiderstand 24 ist mit dem zweiten Kondensator 50 und dem zweiten Bulkwiderstand 52 elektrisch parallel geschaltet .
Die elektronischen Eigenschaften der herkömml ichen
optoelektronischen Baugruppe 10 , die anhand der
Ersatzschaltbilder zu erkennen sind, werden im Folgenden ausgenutzt , um eine optoelektronische Baugruppe und/oder ein Verfahren zum Betreiben einer optoelektronischen Baugruppe bereitzustellen, bei denen einfach und sicher ein Kurschluss eines der Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16 erkannt werden kann . Fig . 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer optoelektronischen Baugruppe 100. Die Baugruppe 100 weis den Bauelementsträng 22 und das erste Leuchtdiodenelement 12 auf . Das erste
Leuchtdiodenelement 12 weist die intrinsische Kapazität und den intrinsischen Elektrodenwiderstand auf , die aus Gründen der Übersichtlichkeit in Figur 4 nicht gezeigt sind .
Der Bauelementstrang 22 weist einen Abschnitt 102 auf, in dem das erste Leuchtdiodenelement 12 angeordnet ist . Der
Abschnitt 102 weist einen Eingang 106 des Abschnitts und einen Ausgang 108 des Abschnitts 102 auf . Ein erster Schalter 101 ist mit dem Eingang 106 des Abschnitts 102 und mit dem TreiberSchaltkreis 20 elektrisch gekoppelt . Der erste
Schalter 101 bewirkt in seinem ersten Schaltzustand eine elektrische Kopplung zwischen dem Eingang 106 des Abschnitts 102 und dem Treiberschaltkreis 20, und ist somit in seinem ersten Schaltzustand geschlossen, und unterbindet in seinem zweiten Schaltzustand diese elektrische Kopplung, und ist somit in seinem zweiten Schaltzustand geöff e . Ein zweiter Schalter 104 ist mit dem Eingang 106 und dem Ausgang 108 elektrisch gekoppelt . Der zweite Schalter 104 bewirkt in seinem ersten Schaltzustand eine elektrische Kopplung
zwischen dem Eingang 106 und dem Ausgang 108 , und ist somit in seinem ersten Schaltzustand geschlossen, und unterbricht diese elektrische Kopplung i seinem zweiten Schaltzustand, und ist somit in seinem zweiten Schaltzustand geöffnet. Der Eingang 106 und/oder der Ausgang 108 sind bei geschlossenem zweitem Schalter 104 mit einer Strom ess orrichtung 105 , insbesondere einer ersten StrommessVorrichtung 105 ,
elektrisch in Reihe geschaltet und über diese elektrisch miteinander gekoppelt . In anderen Worten erfolgt die
elektrische Kopplung zwischen dem Eingang 106 und dem Ausgang 108 über die Strommessvorrichtung 105. Die
Strommessvorrichtung 105 ermöglicht bei geschlossenem zweitem Schalter 104 das Erfassen eines Entladestroms , der von dem Eingang 106 zu dem Ausgang 108 oder von dem Ausgang 108 zu dem Eingang 106 fließt. Die Strommessvorrichtung 105 ist zwischen dem zweiten Schalter 104 und dem Ausgang 108 angeordnet, wobei die StrommessVorrichtung 105 außerdem zwischen dem TreiberSchaltkreis und dem Ausgang 108
angeordnet sein kann , was ermöglicht, die
StrommessVorrichtung 105 im Normalbetrieb der
optoelektronischen Baugruppe 100 zum Regeln der
optoelektronischen Baugruppe 100 zu verwenden . Die
StrommessVorrichtung 105 kann alternativ zwischen dem zweiten Schalter 104 und dem Eingang 106 angeordnet sein, wobei die StrommessVorrichtung 105 zusätzlich zwischen dem ersten
Schalter 101 und dem Eingang 106 angeordnet sein kann, was ermöglicht, die Strommessvorrichtung 105 im Normalbetrieb der optoelektronischen Baugruppe 100 zum Regeln der
optoelektronischen Baugruppe 100 zu verwenden .
Bei der optoelektronischen Baugruppe 100 kann einfach
überprüft werden, ob in dem ersten Leuchtdiodenelement 12 ein elektrischer Kurzschluss vorliegt . Bei intaktem ersten
Leuchtdiodenelement 12 , also wenn kein Kurzschluss bei dem ersten Leuchtdiodenelement 12 vorliegt , entlädt sich nach Unterbrechen der Versorgung des BauelementStrangs 22 mit elektrischer Energie das erste Leuchtdiodenelement 12 über die optisch funktionelle Schichtenstruktur, insbesondere die im Normalbetrieb lichtemittierenden Schichten, des ersten Leuchtdiodenelements 12 und den intrinsischen Bulkwiderstand des Leuchtdiodenelements 12 zunächst nur soweit , bis
lediglich seine Schleusenspannung, die der Spannung über die intrinsische Kapazität des ersten Leuchtdiodenelements 12 entspricht , an dem ersten Leuchtdiodenelement 12 anliegt, da das Leuchtdiodenelement 12 bis zur Schleusenspannung noch elektrisch leitend ist. Ist die Schleusenspannung erreicht , so entlädt sich die intrinsische Kapazität des ersten
Kondensators 44 nur noch sehr langsam über den
Bulkwiderstand . Beim elektrischen Koppeln des Eingangs 106 mit dem Ausgang 108 über den ersten Schalter 104 fließt aufgrund dieser Schleusenspannung ein kurzer Entladungsström über die elektrische Kopplung . Bei intaktem erstem
Leuchtdiodenelement 12 entspricht der Maximalwert des
EntladeStroms dem Quotienten aus der Schleusenspannung und dem Elektrodenwiderstand des ersten Leuchtdiodenelements 12, wobei Zuleitungswiderstände und Kontaktwiderstände
vernachlässigt werden . Der Elektrodenwiderstand des ersten Leuchtdiodenelements 12 kann als Sollwert für de Maximalwert bei intaktem Leuchtdiodenelement 12 vorgegeben werden. Falls bei dem ersten Leuchtdiodenelement 12 der Kurzschluss vorliegt , so entlädt sich das erste Leuchtdiodenelement 12 schon vor dem elektrischen Koppeln des Eingangs 106 mit dem Ausgang 108 über den Kurzschluss und beim elektrischen
Koppeln des Eingangs 106 mit dem Ausgang 108 fließt kein Entladestrom mehr oder, falls die intrinsische Kapa ität noch nicht ganz entladen ist, nur ein sehr kleiner, über den zweiten Schalter 104.
Zum Überprüfen des ersten Leuchtdiodenelements 12 bezüglich des Kurzschlusses wird folglich zunächst der erste Schalter 101 in seinen ersten Schaltzustand geschaltet , also
geschlossen, und der zweite Schalter 104 wird in seinen zweiten Schaltzustand eingeschaltet, also geöffnet . Der Bauelementstrang 22 und insbesondere das erste
Leuchtdiodenelement 12 werden mittels des
TreiberSchaltkreises 20 mit elektrischer Energie versorgt . Als nächstes wird der Treiberschalterkreis 20 ausgeschaltet und/oder der erste Schalter 101 wird geöffnet , so dass die Versorgung des BauelementStrangs 22 mit elektrischer Energie unterbrochen ist . Nach einer vorgegebenen Zeitdauer wird der zweite Schalter 104 geschlossen, so dass eine direkte elektrische Kopplung zwischen dem Eingang 106 und dem Ausgang 108 hergestellt wird. In anderen Worten werden der Eingang 106 und der Ausgang 108 über den zwei en Schalter 104 kurzgeschlossen. Gleichzeitig wird mittels der
StrommessVorrichtung 105 der Entladestrom erfasst , der beim elektrischen Koppeln des Eingangs 106 mit dem Ausgang 108 über den zweiten Schalter 104 fließt. Insbesondere wird der
Maximalwert des Entladestroms erfasst . Falls der Entladestrom und/oder der Maximalwert des Entladestroms gleich Null oder näherungsweise gleich Null sind, so wird erkannt , dass bei dem ersten Leuchtdiodenelement 12 ein Kurzschluss vorliegt . Falls der Maximalwert des Entladestroms ungleich Null , insbesondere größer Null ist , und/oder beispielsweise einem vorgegebenen Sollwert des Entladestroms entspricht , so wird erkannt , dass kein Kurzschluss vorliegt . Gegebenenfalls kann der vorgegebene Sollwert auf einer Speichereinheit einer Auswerteeinheit und/oder Recheneinheit z m Überprüfen der optoelektronischen Baugruppe 100 bezüglich des Kurzschlusses gespeichert sei .
Die vorgegebene Zeitdauer kann beispielsweise empirisch ermittelt werden . Beispielsweise kann ermittelt werden, nach welcher Zeitdauer nach dem Unterbrechen des Versorgens des BauelementStrangs 22 mit Energie eine Spannung über dem
Abschnitt 102 des BauelementStrangs 22 einer Summe der
Schleusenspannungen aller Leuchtdiodenelemente 12 des
Abschnitts 102 entspricht . Die so ermittelte Zeitdauer kann als die vorgegebene Zeitdauer vorgegeben werden . In anderen Worten werden der Eingang 106 und der Ausgang 108 erst dann elektrisch gekoppelt und der Maximalwert des Entladestroms erst dann erfasst, wenn die jeweiligen Spannungen über die Leuchtdiodenelemente 12 des Abschnitts 102 auf deren
Schleusenspannung abgefallen sind. Die vorgebebene Zeitdauer kann in einem Bereich liegen beispielsweise von 50 is bis 60 s , beispielsweise von 500 y.s bis 1 s, beispielsweise von 1 ms bis 500 ms, beispielsweise von 10 ms bis 100 ms . Dies kann dazu beitragen, den Ma imalwert präzise bestimmen zu können und/oder den Kurzschluss sicher zu erkennen. Das vorstehend erläuterte Verfahren zum Betreiben der
optoelektronischen Baugruppe 100 kann beispielsweise als spezielles Testszenario abgefahren werden, beispielsweise beim Ausschalten des Treiberschaltkreises 20 und/oder im Automotive -Bereich beim Ausschalten der die optoelektronische Baugruppe 100 aufweisenden Autoleuchte. Alternativ oder zusätzlich kann das Testverfahren bei einem gepulsten Betrieb (PWM-Betrieb) der optoelektronischen Baugruppe 100 ,
beispielsweise falls diese Teil eines Blinkers eines
Kraftfahrzeugs ist , einmal , mehrmals und/oder regelmäßig in einer bzw. mehreren Pulspausen durchgeführt werden .
Fig . 5 zeigt ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer optoelektronischen Baugruppe 100 , die beispielsweise
weitgehend der in Fig. 4 gezeigten optoelektronischen
Baugruppe 100 entsprechen kann. Die optoelektronische
Baugruppe 100 weist vier Leuchtdiodenelemente 12 , 14, 16, 18 auf , die in dem Bauelementstrang 22 und dem Abschnitt 102 elektrisch in Reihe geschaltet sind . Falls die Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16, 18 keinen
Kurzschluss aufweisen, so entladen sich diese nach dem
Unterbrechen des Versorgens des BauelementStrangs 22 mit Energie, insbesondere nach dem Öffnen des ersten Schalters 101, aufgrund ihrer intrinsischen Kapazitäten über ihre über ihre intrinsischen Bulkwiderstände und organischen
funktionellen Schichtenstrukturen bis auf ihre
Schleusenspannungen, wobei sich die einzelnen
Schieusenspannungen zu einer GesamtSpannung über den Bauelementstrang 22 addieren. Die GesamtSpannung entspricht also einer Summe der Einzelspannungen. Bei vier
Leuchtdiodenelementen 12, 14, 16, 18 entspricht die
GesamtSpannung einem Vierfachen der Einzelspannungen . In anderen Worten bleibt aufgrund der intrinsischen Kapazitäten eine Restmenge an Energie in den Leuchtdiodenelementen 12, 14 , 16, 18 gespeichert, die als GesamtSpannung messbar ist . Ein elektrischer Gesamtwiderstand über den Abschnitt 102 ergibt sich aus der Summe der Elektrodenwiderstände der
Leuchtdiodenelemente 12, 14 , 16, 18. Dieser Gesamtwiderstand ist bei einer vorgegebenen Anzahl n von Leuchtdiodenelementen 12 , 14 , 16, 18 immer gleich, unabhängig davon, ob eines der Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16, 18 einen Kurzschluss
aufweist oder nicht . Der Maximalwert des Entladestroms entspricht daher dem Quotienten aus einem n- fachen der
Schleusenspannungen und einem n- fachen der
Elektrodenwiderstände , wobei n gekürzt werden kann und der Quotient unabhängig von der Anzahl n der Leuchtdiodenelemente 12, 14, 16, 18 ist .
Falls bei einem der Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16 , 18 der Kurzschluss vorliegt , beispielsweise bei dem zweiten
Leuchtdiodenelement 14 , so entl dt sich die in diesem zweiten Leuchtdiodenelement 14 gespeicherte Energie über den
Kurzschlusswiderstand 24 und die GesamtSpannung verringert sich um diese eine Schleusenspannung . Der Gesamtwiderstand über den Abschnitt 102 , der sich aus der Summe der
intrinsischen Elektrodenwiderstände ergibt, bleibt edoch gleich, weshalb der Wert des Quotienten und damit der
Maximalwert des Entladestroms abnehmen . Beim elektrischen
Koppeln des Eingangs 106 mit dem Ausgang 108 über den zweiten Schalter 104 entlädt sich somit die in dem Baue1ementstrang 22 gespeicherte Energie übe den zweiten Schalter 104 und der Maximalwert des Entladestroms ist mittels der
Strommessvorrichtung 105 messbar . Der Maximalwert des
Entladestroms entspricht dem Quotienten aus der Summe der Schleusenspannungen der intakten Leuchtdiodenelemente 12 , 16 , 18 und den Elektrodenwiderständen aller Leuchtdiodenelemente 12, 14, 16, 18. Das heißt , dass bei der Anzahl von n
Leuchtdiodenelementen 12, 14, 16, 18 der Maximalwert des Entladestroms beim Vorliegen des Kurzschlusses um den
Maximalwert multipliziert mit l/n kleiner ist als bei
ausschließlich intakten Leuchtdiodenelementen 12 , 14 , 16, 18. Die Abweichung des erfassten Maximalwerts von dem
vorgegebenen Sollwert kann mittels einer nicht dargestellten Recheneinheit, beispielsweise einer Auswerteeinheit , die mit der StrommessVorrichtung 105 und/oder dem Treiberschaltkreis 20 gekoppelt ist , erkannt werden . Der vorgegebene Sollwert kann beispielsweise in der Recheneinheit bzw. der
Auswerteeinheit gespeichert sein. Temperatureinflüsse auf den Maximalwert des EntladeStroms können eliminiert oder
zumindest minimiert werden, indem das Überprüfen bezüglich des Kurzschlusses immer bei der gleichen Temperatur
durchgeführt wird, beispielsweise unter Verwendung eines nicht dargestellten Temperatursensors .
Bei dem Verfahren wird somit nach Unterbrechen der
Energieversorgung des BauelementStrangs 22 der zu
untersuchende Abschnitt 102 des BauelementStrangs 22 über die elektrische Kopplung des Eingangs 106 mit dem Ausgang 108 mitteis des zweiten Schalters 104 kurzgeschlossen und der Maximalwert des Entladestroms wird gemessen. Dieser
Maximalwert des Entladestroms ist nicht signifikant von der Anzahl der Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16, 18 in dem
Bauelementsträng 22 , insbesondere dem Abschnitt 102 ,
abhängig . Der Entladestrom über die elektrische Kopplung erreicht zum Zeitpunkt der elektrischen Kopplung und direkt nach der elektrischen Kopplung den Maximalwert . Dann sinkt der Entladestrom ab, da sich die Gesamtkapazität (Cges) des Abschnitts 102 , die von den Kapazitäten der
Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16, 18 des Abschnitts 102 bestimmt wird {siehe Figur 3) , mit der Zeitkonstante T = Rges * Cges entlädt . Der Maximalwert { I_MAX) ergibt sich zu
I_MAX = Uges/Rges . Der Gesamtwiderstand Rges des Abschnitts 102 ergibt sich näherungsweise aus der Summe der WiderStandswerte Rele der Elektrodenwiderstände 42, 48, 54, ferner kann der
Gesamtwiderstand Rges auch Leitungswiderstände und/oder einen elektrischen Widerstand einer S ronmessvorrichtung umfassen, welche jedoch bei diesem Ausführungsbeispiel vernachlässigt sind. In der Praxis kann die Strommessvorrichtung vorteilhaft so gewählt werden, dass sie einen kleinen elektrischen
Widerstand hat, insbesondere einen vernachlässigbaren
elektrischen Widerstand . Liegt kein Kurzschluss vor, so ergibt sich der Maximalwert I_MAX des Entladestroms somit zu
I_MAX = n x Uf / (n x Rele) = üf/Rele, da sich die Anzahl n der Leuchtdiodenelement herauskürzt . Das heißt, dass der Maximalwert I_MAX des Entladestroms nicht von der Anzahl n der Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16, 18 abhängt .
Bei einem Kurzschluss bei einem der Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16, 18 , also bei einer Anzahl (n-1) von einwandfreien
Leuchtdiodenelernenten 12 , 16, 18 und einem kurzgeschlossenen Leuchtdiodenelement 1 entlädt sich das kurzgeschlossene Leuchtdiodenelement 14 sehr schnell über den
Kurzschlusswiderstand 24 und die kurz vor der elektrische Kopplung anliegende Spannung reduziert sich um eine
Einzelspannung Uf . Die Anzahl der Elektrodenwiderstände Rele bleibt j edoch gleich, womit der Maximalwert I_MAX des
Entladestroms bei vorliegendem Kurzschluss kleiner sein muss als bei einem Bauelementstrang 22 , insbesondere einem
Abschnitt 102 , ohne kurzgeschlossenes Leuchtdiodenelement 14. Insbesondere ergibt sich der Maximalwert des Entladestroms zu
I_MAX = Uf x (n-1) / (n x Rele) = (Uf/Rele) x (n-1) /n. Ist ein Leuchtdiodenelement 12 , 14, 16, 18 mit einem
Kurzschluss vorhanden, so ist der Maximalwert I MAX des
Entladestroms also um den Faktor (n-1) /n verringert als bei einem einwandfreien Bauelementst ang 22 ohne kurzgeschlossenes Leuchtdiodenelernent 12, 14, 16, 18.
Außerdem ist der Maximalwert I_MAX des Entladestroms
unabhängig von der Stranglänge, also der Anzahl n von
Leuchtdiodenelementen 12 , 14, 16, 18 in dem Abschnitt 102 , d.h. er kann fest in eine entsprechende Auswerteeinheit einprogrammiert werden. Insbesondere gilt näherungsweise
I_MAX (n=7) = I_MAX{n=6) > I_MAX (n=7, aber ein Kurzschluss) . Bei Stranglängen von beispielsweise 2 bis 7 Bauteilen, was beispielsweise typisch ist für SELV < 60V, sinkt der
Maximalwert I_MAX beim Auftreten eines Kurzschlusses auf einen Wert von 86% (7er Strang) bis 50% (2er Strang) ab . Es besteht somit bei 7 Leuchtdiodenelementen 12 , 14, 16 , 18 eine systematische Erkennungsmarge von 14%.
Alternativ kann die optoelektronische Baugruppe 100 mehr als einen Bauelementstrang 22 , mehr als einen Abschnitt 102 und/oder mehr oder weniger Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16 , 18 aufweisen .
Fig. 6 zeigt ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer optoelektronischen Baugruppe 100 , die beispielsweise
weitgehend der in Fig . 5 gezeigten optoelektronischen
Baugruppe 100 entsprechen kann. Die optoelektronische
Baugruppe 100 weist den Bauelementstrang 22 auf, wobei der Bauelementsträng 22 den Abschnitt 102 , der in diesem
Zusammenhang als erster Abschnitt 102 bezeichnet wird, und einen zweiten Abschnitt 110 aufweist . Der erste Abschnitt 102 weist den Eingang 106 und den Ausgang 108 auf , die in diesem Zusammenhang als erster Eingang 106 bzw. als erster Ausgang 108 bezeichnet werden. Der zweite Abschnitt 110 weis einen zweiten Eingang 116 und einen zweiten Ausgang 118 au . Der erste Ausgang 108 kann dem zweiten Eingang 116 entsprechen oder direkt elektrisch mit diesem gekoppelt sein .
Ein dritter Schalter 112 ist zu dem zweiten Abschnitt 110 elektrisch parallel geschaltet . Der dritte Schalter 112 ist einerseits mit dem ersten Ausgang 108 und/oder dem zweiten Eingang 116 und andererseits mit dem zweiten Ausgang 118 , der StrommessVorrichtung 105 und dem Treibe Schaltkreis 20 elektrisch gekoppelt . Der dritte Schalter 112 koppelt in seinem ersten Schaltzustand den ersten Ausgang 108 elektrisch mit dem zweiten Ausgang 118 und/oder dem zweiten Schalter 104. In anderen Worten wird in dem ersten Schaltzustand des dritten Schalters 112 der Strom um den zweiten Abschnitt 110 herumgelenkt , so dass lediglich der erste Abschnitt 102 mit Energie versorgt wird. Der dritte Schalter 112 wird
beispielsweise zwischen der Kathode des BauelementStrangs bzw. Masse (Ground/GND) und einen Knoten zwischen dem ersten und zweiten Leuchtdiodenelement 12 , 14 geschaltet und
überbrückt im geschlossenen Zustand alle Leuchtdiodenelemente 14 , 16, 18 , bis auf das in Figur 6 oberste , insbesondere erste Leuchtiodenelement 12 des BauelementStrangs 22. Für den zweiten und/oder dritten Schalter 10 , 112 können
kostengünstige N-Mosfets oder NPN-Transistoren verwendet werden .
Falls sich der dritte Schalter 112 in seinem ersten
Schaltzustand befindet , entspricht die Funktion der in Figur 6 gezeigten optoelektronischen Baugruppe 100 der in Figur 4 gezeigten optoelektronischen Baugruppe 100 , wobei das erste Leuchtdiodenelement 12 entsprechend der in Figur 4 gezeigten optoelektronischen Baugruppe 100 bezüglich des Kurzschlusses untersucht werden kann . Insbesondere kann zu Beginn des Untersuchens bezüglich des Kurzschlusses zuerst der dritte Schalter 112 geschlossen werden und dann der erste Schalter 101 geschlossen werden und der erste Abschnitt 102 mit
Energie versorgt werden oder zuerst kann der erste Schalter 101 geschlossen werden und der ganze Bauelementstrang 22 mit Energie versorgt werden und dann der dritte Schalter 112 geschlossen werden. Nachfolgend folgt das Koppeln des ersten Eingangs 106 mit dem ersten Ausgang 108 mittels des zweiten Schalters 104 und das Ermitteln des Maximalwerts des
En ladeStroms über die Strommessvorrichtung 105. Falls erkannt wird, dass bei dem ersten Leuchtdiodenelement 12 kein Kurzschluss vorliegt, so kann der erfasste
Maximalwert des EntladeStroms als erster Maximalwert
bezeichnet werden und für weitere Messverfahren als Sollwert vorgegeben werden .
Falls sich der dritte Schalter 112 in seinem zweiten
Schaltzustand befindet, also geöffnet ist, so entspricht die
Funktionsweise der in Figur 6 gezeigten optoelektronischen Baugruppe 100 der in Figur 5 gezeigten optoelektronischen Baugruppe 100. Im Unterschied dazu kann edoch nun beim
Untersuchen des zweiten Abschnitts 110 bezüglich des
Kurzschlusses eines der Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16, 18 der zuvor in dem ersten Abschnitt 102 ermittelte und
vorgegebene Sollwert als Referenz und Vergleichswert
herangezogen werden. Insbesondere kann bei geöff etem drittem Schalter 112 der erste Schalter 101 geschlossen werden und der Bauelementsträng 22 kann mit Energie versorgt werden.
Nachfolgend folgt ein Koppeln des ersten Eingangs 106 mit dem zweiten Ausgang 118 mittels des zweiten Schalters 104 und das Ermitteln eines zweiten Maximalwerts des EntladeStroms über die Strommessvorrichtung 105. Der zweite Maximalwert kann nun mit dem vorgegebenen Soliwert , insbesondere dem ersten
Maximalwert , verglichen werden . Falls de zweite Maximalwert gleich oder zumindest näherungsweise gleich dem ersten
Maximalwert ist , so weisen das zweite , das dritte und das vierte Leuchtdiodenelement 14 , 16, 18 keinen Kurzschluss auf . Falls der zweite Maximalwert nicht gleich oder nicht
zumindest näherungsweise gleich dem ersten Maximalwert ist , so weisen das zweite , das dri te und/oder das vierte
Leuchtdiodenelement 14 , 16, 18 den Kurzschluss auf (das erste Leuchtdiodenelement 12 wurde bereits untersucht) .
Das Ermitteln des ersten Maximalwerts und das Vorgeben des ersten Maximalwerts als Sollwert , falls das erste
Leuchtdiodenelement 12 keinen Kurzschluss hat , kann besonders vorteilhaft sein, falls das zweite , dritte und vierte
Leuchtdiodenelement 14 , 16, 18 baugleich dem ersten Leuchtdiodenelement 12 sind und damit den gleichen Alterungs- , Verschleiß- oder Temperaturzuständen unterliegen wie das erste Leuchtdiodenelement 12. Die Einflüsse des Alters , des Verschleißes bzw. der Temperatur sind dann schon in den vorgegebenen Sollwert eingegangen und so bereits
berücksichtigt und können somit vollständig oder zumindest teilweise eliminiert werden . Die Untersuchungen des ersten Leuchtdiodenelements 12 und der anderen Leuchtdiodenelemente 14 , 16 , 18 bezüglich des Kurzschlusses sollten kurz
nacheinander durchgeführt werden, beispielsweise maximal wenige Sekunden nacheinander, dami sich die Temperatur der Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16, 18 nicht zu stark ändern kann und die Untersuchung verfälschen kann . Es besteht keine Notwendigkeit eine Gut - /Schlecht-Schwelie in Form eines Sollwertes für den Entladestrom vorprogrammieren bzw . vorgegeben zu müssen und damit die optoelektronische Baugruppe 100 auf einen bestimmten Typ von
Leuchtdiodenelementen 12 , 14 , 16, 18 auszulegen. Im
Unterschied dazu können verschiedenste Typen von
Leuchtdiodenelementen 12 , 1.4 , 16, 18 in dem Bauelementstrang 22 angeordnet werden, solang alle vom gleichen Typ sind . Die Überprüfung bezüglich des Kurzschlusses ist damit nicht nur Strang1ängenunabhängig, sondern auch unabhängig vom Typ der Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16, 18 , insbesondere unabhängig vom verwendeten OLED-Ty . Des Weiteren werden Temperatur- und Alterungseinflüsse minimiert , wobei lediglich ein Schalter mehr, insbesondere der dritte Schalter 112 zusätzlich nötig ist . Der dritte Schalter 112 kann beispielsweise einen
Transistor auf eisen oder von diesem gebildet sein. Ferner ist eine einfache und kostengünstige Ansteuerung des dritten Schalters 112 möglich, da das Steuersignal für den
entsprechenden Mosfet auf Masse bezogen sein kann. Alternativ kann der dritte Schalter 112 auch zwischen den Eingang des ersten Abschnitts 102 und zwischen dem dritten und dem vierten Leuchtdiodenelement 16 , 18 angeschlossen werden. Der dritte Schalter 112 überbrückt dann in geschlossenem Zustand das erste, zweite und dritte
Leuchtdiodenelement 12, 14, 16, so dass das letzte
Leuchtdiodenelement des BauelementStrangs 22 , insbesondere das vierte Leuchtdiodenelement 18, unabhängig von den anderen betrieben und überprüft werden kann,
Figur 7 zeigt ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer optoelektronischen Baugruppe 100 , die beispielsweise
weitgehend der in Figur 6 gezeigten optoelektronischen
Baugruppe 100 entsprechend ausgebildet sein kann. Der erste Abschnitt 102 weist mindestens das erste und das zweite
Leuchtdiodenelement 12 , 14 auf . Der zweite Abschnitt 110 weist mindestens das dritte und vierte Leuchtdiodenelement 16, 18 auf . Der erste Ausgang 108 und der zweite Eingang 116 sind zwischen dem zweiten Leuchtdiodenelement 14 und dem dritten Leuchtdiodenelement 16 angeordnet . Der dritte
Schalter 112 ist einerseits mit dem ersten Ausgang 108 und/oder dem zweiten Eingang 116 und andererseits mit dem zweiten Ausgang 108 elektrisch gekoppelt . Der dritte Schalter 112 ist zu dem zweiten Abschnitt 110 elektrisch parallel geschaltet . Der dritte Schalter 112 koppelt in seinem ersten Schaltzustand den ersten Ausgang 108 und den zweiten Ausgang 118 direkt elektrisch miteinander. Die Baugruppe 100 weist einen vierten Schalter 114 auf . Der vierte Schalter 114 ist einerseits mit dem ersten Eingang 106 und andererseits mit dem ersten Ausgang 108 und/oder dem zweiten Eingang 116 elektrisch gekoppelt . Der vierte Schalter 114 ist zu dem ersten Abschnitt 102 elektrisch parallel geschaltet . Der vierte Schalter 114 koppelt in seinem ersten Schaltzustand den ersten Eingang 106 und den zweiten Eingang 108 direkt elektrisch miteinander .
Somit kann bei geschlossenem dritten Schalter 112 und
geöffnetem vierten Schalter 114 lediglich der erste Abschnitt 102 mit elektrischer Energie versorgt werden und bei
geschlossenem vierten Schalter 114 und geöffnetem dritten Schalter 112 kann lediglich der zweite Abschnitt 110 mit elektrischer Energie versorgt werden.
Beim Versorgen eines der Abschnitte 102 , 110 mit elektrischer Energie laden sich die intrinsischen Kapazitäten der
Leuchtdiodenelemente 12, 14, 16, 18 auf und entladen sich beim Unterbrechen der Energieversorgung bis zu den
Schleusenspannungen der einzelnen Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16, 18, so dass sich über dem entsprechenden Abschnitt 102 , 110 eine aus der Summe der einzelnen Schleusenspannungen bestehenden GesamtSpannung einstellt . Mit Schließen des zweiten Schalters 104 kann dann die Entladung der
entsprechenden Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16, 18 erfolgen und der Maximalwert des Entladestroms kann erfasst werden. Abhängig von dem Maximalwert des Entladestroms kann
entsprechend der im Vorhergehenden erläuterten Verfahren für j eden der Abschnitte 102 , 110 einzeln untersucht werden, ob der entsprechende Abschnit 102 , 110 ein Leuchtdiodenelement 12 , 14, 16, 18 mit einem Kurzschluss auf eist oder nicht. Die Untersuchung bezüglich des Kurzschlusses kann im Wesentlichen korrespondierend zu den im Vorstehenden erläuterten
Untersuchungen durchgeführt werden . Alternativ oder
zusätzlich können die erfassten Maximalwerte miteinander verglichen werden, wodurch eine relative und/oder redundante Überprüfung des Vorliegens eines Kurzschlusses möglich ist .
Grundsätzlich ist bei dem Erfassen des Maximalwerts des
Entladestroms die Signatur des Kurzschlusses umso
ausgeprägter, je kürzer der untersuchte Baue1ementstrang 22 bzw. Abschnitt 102 , 110, ist . Der Maximalwert sinkt im Falle eines Kurzschlusses grundsätzlich auf das ( (n-1) /n) -fache des Maxima1werts ohne Kurzschluss . Bei beispielsweise zwei
Leuchtdiodeneiementen 12 , 14 sinkt der Maximalwert auf 50% seines Werts im kurzschlussfreien Fall . Dies ist
zuverlässiger zu erkennen, insbesondere erlaubt dies eine größere Streuung, größere Toleranzen, größere
Temperaturunterschiede und/oder Alterungserscheinungen, als bei einem Bauelementstrang 22 bzw. Abschnitt 102 , 110 mit beispielsweise acht Leuchtdiodenelementen 12 , 14, 16, bei dem der Maximalwert lediglich auf 87,5% seines Werts im
kurzschlussfreien Fall fällt . Bei der in Figur 7 gezeigten optoelektronischen Baugruppe 100 ist der Bauelementsträng 22 mittels der Abschnitte 102, 110 und des dritten und vierten Schalters 112, 114 halbiert und die Signatur eines Kurzschlusses in dem Bauelementstrang 22 wird deutlicher . Dafür sind zwei anstatt einer Überprüfung durchzuführen . Es können optional noch weitere Schalter hinzugefügt werden, beispielsweise falls der Bauelementstrang 22 noch weitere Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16, 18 auf eist .
Fig. 8 zeigt ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer optoelektronischen Baugruppe 100, die beispielsweise
weitgehend der in Figur 5 erläuterten optoelektronischen Baugruppe 100 entsprechen kann . Die optoelektronische
Baugruppe 100 weis anorganische Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16 auf . Die anorganische Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16 haben verglichen mit organischen Leuchtdiodenelementen relativ kleine Elektroden und die Elektrodenwiderstände sowie die intrinsischen Kapazitäten sind relativ gering . Daher sind bei dieser optoelektronischen Baugruppe 100 elektronische Bauelemente derart zu den Leuchtdiodenelementen 12 elektrisch parallel geschalte , dass ein elektronisches Verhalten des Bauelementstrangs 22 mit den anorganischen
Leuchtdiodenelementen 12 , 14 , 16 zumindest ähnlich zu dem elektronischen Verhalten eines entsprechenden
BauelementStrangs mit organischen Leuchtdiodenelementen ist .
Insbesondere ist parallel zu dem ersten Leuchtdiodenelement 12 ein erster Kondensator 44 und ein erster ohmscher
Widerstand 42 geschaltet . Parallel zu dem zweiten
Leuchtdiodenelement 14 sind ein zweiter Kondensator 50 und ein zweiter ohmscher Widerstand 48 geschalte . Parallel zu dem dritten Leuchtdiodenelement 16 sind ein dritter
Kondensator 56 und ein dritter ohmscher Widerstand 54
elektrisch in Reihe geschaltet. Die Kondensatoren 44 , 50 , 58 korrespondieren zu den entsprechenden intrinsischen
Kapazitäten bzw. korrespondieren die Widerstände 42, 48, 54 zu den intrinsischen Elektrodenwiderständen der im
Vorhergehenden erläuterten organischen Leuchtiodenelemente 12, 14 , 16, 18.
Beim Versorgen des BauelementStrangs 22 mit elektrischer Energie laden sich die Kondensatoren 44 , 50 , 56 auf . Nach dem Unterbrechen der Energieversorgung des Bauelementstrangs 22 entlädt sich der Bauelementstrang 22 bis auf die in den
Kondensatoren 44 , 50 , 56 gespeicherte Energie . Beim Schließen des zweiten Schalters 104 entladen sich die Kondensatoren 44 , 50 , 56 über den zweiten Schalter 104 , so dass der Maximalwert des Entladestroms mittels der StrommessVorrichtung 105 erfasst werden kann . Falls eines der Leuchtdiodenelemente 12 , 14, 16 einen Kurzschluss aufweist , so lädt sich der
entsprechende Kondensator 44 , 50, 56 erst gar nicht auf oder entlädt sich bereits nach Unterbrechen der Energieversorgung durch Öffnen des ersten Schalters 101. Die nach Öffnen des ersten Schalters 101 anliegende GesamtSpannung ist dann wiederum um die KondensatorSpannung des entsprechenden
Kondensators 44, 50, 56 verringert, wodurch sich der
Maximalwert des Entladestroms um den Faktor n-l/n verringert . Somit kann das im Vorhergehenden erläuterte Verfahren zum Betreiben der optoelektronischen Baugruppe 100 , insbesondere zum Ermitteln des Kurzschlusses bei einem der
Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16, 18 , ohne weiteres auf die optoelektronische Baugruppe 100 mit den anorganischen
Leuchtdiodenelementen 12 , 14 , 16 übertragen werden.
Die Kondensatoren 44 , 50 , 56 und die entsprechenden
Widerstände 42 , 48 , 54 bilden paarweise je ein Parallel-RC- Glied und sorgen dafür, dass der Widerstand, über den sich die Kapazitäten beim Schließen von des zweiten Schalters 104 entladen, linear mit der Anzahl n der LED-Module,
insbesondere der Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16 , ansteigt . Dadurch ist der Maximaiwert des Entladestroms ohne einen Kurzschluss wie vorstehend erläutert wieder unabhängig von der Anzahl der LED-Module. Die Kondensatoren 44, 50, 56 bewirken, dass die Schleusenspannungen ausreichend lange gehalten werden, wie die intrinsischen Kapazitäten der organischen Leuchtdiodenelemente . Der Kondensator 44, 50 , 56 eines kurzgeschlossenen LED-Moduls wird über den Kurzschluss des LED-Moduls schnell entladen und seine Schleusenspannung fehlt im Moment des Schließens des zweiten Schalters 104. Für die Entladung der Gesamtkapazität ist jedoch der Widerstand 42, 48, 52 des kurzgeschlossenen LED-Moduls immer noch im Entladestromkreis , wodurch der Gesamtwiderstand des
Bauelementstrangs gleich bleibt , da der Entladestrom zum Zeitpunkt des Schließens des zweiten Schalters 104 ein hochfrequenter Strom ist, für welchen die Kondensatoren 44 , 50, 56 nur kleine Widerstände darstellen. Die Kondensatoren 44, 50 , 56 und die entsprechenden Widerstände 42 , 48, 54 können einfach und kostengünstig auf dem einer nicht
dargestellten Leiterplatte des entsprechenden LED-Moduls mit bestückt werden. Werden die Widerstandswerte der Widerstände 42 , 48, 54 klein genug und die Kapazitäten der Kondensatoren 44, 50 , 56 groß genug gewählt , so können die Kondensatoren 44, 50 , 56 auch als zusätzliche Glättungskondensatoren (Stromripple)
verwendet werden und/oder den im Allgemeinen im
Treibe Schaltkreis 20 vorhandenen Ausgangskondensator
ersetzen .
Fig. 9 zeigt Diagramme mit beispielhaften Verläufen von
Spannungen und einem Strom. Insbesondere zeigt das in Figur 9 obere Diagramm einen ersten Spannungsverlauf 120 und einen zweiten Spannungsverlauf 122. Zum Zeitpunkt t=0 wird der Bauelementsträng 22 mit Energie versorgt und die
SpannungsVerläufe 120 , 122 steigen auf je einen ersten
Spannungs ert 124 bzw. einen zweiten Spannungswert 126 an . Der erste Spannungsverlauf 120 entspricht der Spannung falls ein Kurzschluss vorliegt und der zweite Spannungsverlauf 122 entspricht der Spannung falls kein Kurzschluss vorliegt . Zu einem ersten Zeitpunkt 132 wird die Versorgung des BauelementStrangs 22 mit Energie unterbrochen so dass die GesamtSpannung auf die Summe der Schleusenspannungen der intakten Leuchtdiodenelemente 12, 14, 16 abfällt.
Insbesondere fällt der erste Spannungsverlauf 120 auf einen dritten Spannungswert 128 ab und der zweite Spannungsverlauf 122 fällt auf einen vierten Spannungswert 130 ab .
Das in Figur 9 untere Diagramm zeigt den Stromverlauf des Entladestroms, der grundsätzlich Null ist bis auf den zweiten Zeitpunkt 134, bei dem er kurz den Maximalwert 136 des
Entladestroms erreicht . Der erfasste Maximalwert 130 ist bei ausschließlich intakten, also einwandfreien
Leuchtdiodenelementen 12 , 14, 16 , 18 unabhängig von der
Anzahl n der Leuchtdiodenelemente 12 , 14, 16, 18 in dem
Bauelementstrang 22 und/oder einem der Abschnitte 102 , 110.
Fig . 10 zeigt eine beispielhafte Tabelle von Messwerten. In der ersten Spalte der Tabelle ist die Anzahl n von
Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16 , 18 in dem zu überprüfenden Abschnitt 102 , 110 angegeben . In der zweiten Spalte ist der Maximalwert I_MAX des Entladestroms angegeben, falls in dem entsprechenden Abschnitt 102 , 110 kein Kurzschluss vorliegt . In der dritten Spalte ist die Gesamt Spannung Uges über den entsprechenden Abschnitt 102 , 110 angegeben, falls kein
Kurzschluss vorliegt . In der vierten Spalte ist die
durchschnittliche EinzelSpannung Uges/n an den
Leuchtdiodenelementen 12 , 14 , 16, 18 angegeben . In der fünften Spalte ist der Maximalwert I_MAX des Entladestroms angegeben, falls jeweils eines der Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16, 18 einen Kurzschluss aufweist . In der sechsten Spalte ist die Gesamt Spannung Uges über den entsprechenden Abschnitt 102 , 110 angegeben, falls eines der Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16, 18 den Kurzschluss aufweist . In der siebten Spalte ist die durchschnittliche Einzel Spannung Uges/ (n-1) über jedes der Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16 , 18 angegeben, falls eines der Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16, 18 den
Kurzschluss aufweist . In der achten Spalte sind prozentuale Abweichungen VGL der empirisch ermittelten Maximalwerte I_MAX des Entladestroms bei Vorliegen eines Kurzschlusses bezogen auf die entsprechenden empirisch ermittelten Maximalwerte I__MAX des Entladestroms bei ausschließlich einwandfreien Leuchtdiodenelementen 12 , 14 , 16 , 18 angegeben . In der neunten Spalte sind die entsprechenden theoretisch
berechneten Erwartungswerte EW angegeben . In der zehnten Spalte sind die Unterschiede DEL der empirisch ermittelten Abweichungen VGL von den entsprechenden theoretisch
ermittelten Erwartungswerten EW angegeben.
Aus den Figuren 9 und 10 geht hervor, dass der Kurzschluss mittels des im vorhergehenden erläuterten Verfahrens zum Betreiben der Baugruppe 100 und/oder mittels den im
vorhergehenden dargestellten Baugruppen 100 auf einfache Weise und zuverlässig erkannt werden kann .
Die Diagramme und die Tabelle bestätigen die Funktionsweise der im Vorhergehenden beschriebenen Verfahren . Die durch die Spannungsverläufe 120, 122 repräsentierten
Gesamtvorwärtsspannungen im Betrieb der optoelektronischen Baugruppe 100 können abhängig von der Art , Größe und/oder Widerstandswert des Kurzschlusses stark variieren . Der
Maximalwert 136 des Entladestroms ist grundsätzlich, unter Berücksichtigung von akzeptablen Toleranzen, unabhängig von der Anzahl n der Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16, 18. Der Maximalwert 136 sinkt bei einem kurzgeschlossenen
Leuchtdiodeneiement 12 , 14 , 16, 18 auf das (n-1) /n-fache des Maximalwerts 136 ohne Kurzschluss . Fig . 11 zeigt ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer optoelektronischen Baugruppe 100 , die beispielsweise
weitgehend de in Figur 6 gezeigten optoelektronischen
Baugruppe 100 entsprechend ausgebildet sein kann . Der erste Abschnitt 102 weist mindestens das erste Leuchtdiodeneiement 12 auf. Der zweite Abschnitt 110 weist mindestens das erste und zweite Leuchtdiodeneiement 12 , 14 auf . Ein dritter
Abschnitt 140 weist mindestens das erste , zweite und dritte Leuchtdiodeneiement 12, 14, 16 auf . Der erste Eingang 106 und der zweite Eingang 116 entsprechen einander. Der erste
Ausgang 108 ist zwischen dem ersten und dem zweiten
Leuchtdiodenelement 12, 14 angeordnet. Der zweite Ausgang 118 ist zwischen dem zweiten und dem dritten Leuchtdiodenelement 14, 16 angeordnet . Ein dritter Eingang des dritten Abschnitts 140 entspricht dem ersten und dem zweiten Eingang 106 , 116. Ein Ausgang des dritten Abschnitts 140 ist zwischen dem dritten und dem vierten Leuchtdiodenelement 16 , 18
angeordnet . Ein vierter Abschnitt weist alle
Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16, 18 des BauelementStrangs 22 auf , Ein Eingang des vierten Abschnitts entspricht dem ersten und zweiten Eingang 106 , 116.
Der dritte Schalter 112 ist einerseits mit dem zweiten
Ausgang 118 und andererseits mit einer zweiten
Strommessvorrichtung 141 elektrisch gekoppel . Der dritte Schalter 112 überbrückt in seinem ersten Schaltzustand das dritte und das vierte Leuchtdiodenelement 16 , 18. Ein vierter Schalter 144 ist einerseits mit dem ersten Ausgang 108 und andererseits mit einer dritten StrommessVorrichtung 142 elektrisch gekoppelt . Der Vierte Schalter 144 überbrückt in seinem ersten Schaltzustand das zweite, dritte und das vierte Leuchtdiodenelement 14 , 16, 18. Ein fünfter Schalter 146 ist einerseits mit dem dritten Ausgang des dritten Abschnitts 140 und andererseits mit einer vierten Strommessvorrichtung 143 elektrisch gekoppelt . Der fünfte Schalter 146 überbrückt in seinem ersten Schaltzustand das vierte Leuchtdiodenelement 18. Somit kann bei geschlossenem vierten Schalter 144 lediglich der erste Abschnitt 102 mit elektrischer Energie versorgt werden. Außerdem kann bei geöffnetem vierten Schalter 144 und geschlossenem zweiten Schalter 112 der zweite Abschnitt 110 mit elektrischer Energie versorgt werden . Außerdem kann bei geöffnetem vierten Schalter 144 , geöffnetem zweiten Schalter 112 und geschlossenem fünften Schalter 146 der dritte
Abschnitt 140 mit elektrischer Energie versorgt werden . Falls der zweite, der vierte und der fünfte Schalter 112 , 144 , 146 geöffnet sind und sich somit jeweils in ihrem zweiten
Schaltzustand befinden, so kann der gesamte Bauelementstrang
22 mit Energie versorgt werden. Beim Versorgen eines der Abschnitte 102, 110, 140 oder des gesamten BauelementStrangs 22 mit elektrischer Energie laden sich die intrinsischen Kapazitäten der entsprechenden
Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16, 18 auf . Nach dem
Unterbrechen der Energieversorgung entladen sich die
intrinsischen Kapazitäten, so ern kein Kurzschluss vorliegt, nur bis zu den Schleusenspannungen der entsprechenden
einzelnen Leuchtdiodenelemente 12 , 14, 16, 18 , so dass sich über dem entsprechenden Abschnitt 102 , 110 , 140 die aus der Summe der einzelnen Schleusenspannungen der intakten
Leuchtdiodenelemente 12 , 14, 16, 18 bestehende entsprechende GesamtSpannung Uges einstellt . Beim elektrischen Koppeln des erste Eingangs 106 mit dem ersten Ausgang 108 über den zweiten Schalter 104 und den vierten Schalter 144 fließt aufgrund dieser Schleusenspannung ein kurzer Entladungsström über die elektrische Kopplung . Bei intaktem erstem
Leuchtdiodenelement 12 entspricht der Maximalwert des
EntladeStroms dem Quotienten aus der Schleusenspannung und dem Elektrodenwiderstand des ersten Leuchtdiodenelements 12 , wobei Zuleitungswiderstände und Kontakt iderst de
vernachlässigt werden . Der Elektrodenwiderstand des ersten
Leuchtdiodenelements 12 kann als Sollwert für den Maximalwert bei intaktem Leuchtdiodenelement 12 vorgegeben werden, falls der erste Abschnitt 102 lediglich das erste
Leuchtdiodenelement 12 auf eist . Falls bei dem ersten
Leuchtdiodenelement 12 der Kurzschluss vorliegt , so entlädt sich das erste Leuchtdiodenelement 12 schon vor dem
elektrischen Koppeln des ersten Eingangs 106 mit dem ersten Ausgang 108 über den Kurzschluss und beim elektrischen
Koppeln des ersten Eingangs 106 mit dem ersten Ausgang 108 fließt kein Entladeström mehr oder, falls die intrinsische
Kapazität noch nicht ganz entladen ist , nur ein sehr kleiner über den zweiten und vierten Schalter 104 , 144. Zum Überprüfen des ersten Leuchtdiodenelements 12 bezüglich des Kurzschlusses wird folglich zunächst der erste Schalter 101 in seinen ersten Schaltzustand geschaltet , also
geschlossen, und der zweite , dritte, vierte und fünfte
Schalter 104, 112 , 144 , 146 werden in ihre zweiten
Schaltzustände geschaltet , also geöffnet . Der
Bauelementstrang 22 wird mittels des Treiberschaltkreises 20 mit elektrischer Energie versorgt . Als nächstes wird der Treiberschalterkreis 20 ausgeschaltet und/oder der erste Schalter 101 wird geöffnet , so dass die Versorgung des
Bauelementstrangs 22 mit elektrischer Energie unterbrochen ist . Nac der vorgegebenen Zeitdauer werden der zweite
Schalter 104 und der dritte , vierte oder fünfte Schalter 104 , 112 , 144 , 146 geschlossen, so dass eine direkte elektrische Kopplung zwischen einem der Eingänge 106, 116 der Abschnitte 102 , 110 , 140 und dem entsprechenden Ausgang 108 , 118
hergestellt wird. Gleichzeitig wird mittels der
entsprechenden Strommessvorrichtung 105 , 142 , 141 , 143 der Entladestrom erfasst , der bei dem elektrischen Koppeln fließt . Insbesondere wird der Maximalwert des Entladestroms erfasst . Die Untersuchung bezüglich des Kurzschlusses kann im Wesentlichen korrespondierend zu den im Vors ehenden
erläuterten Untersuchungen durchgeführt werden . Alternativ kann zum Erfassen des Kurzschlusses einzelner
Abschnitte des BauelementStrangs 22 der zweite Schalter 104 geöffnet bleiben . Beispielsweise kann ein Abschnitt dann so definiert werden, dass er lediglich das vierte
Leuchtdiodenelement 18 auf eist und der entsprechende
Abschnitt , insbesondere das vierte Leuchtdiodenelement 18 , kann dann bezüglich des Kurzschlusses untersucht werden, indem der Eingang des entsprechenden Abschnitts über den fünften Schalter 146 und die vierte Strommessvorrichtung 143 mit dem Ausgang des entsprechenden Abschnitts elektrisch gekoppelt wird . Der Maximalwert des Entladestroms über den entsprechenden Abschnitt kann dann mit der vierten
Strommessvorrichtung 143 erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Abschnitt dann so definiert werden, dass er lediglich das dritte und das vierte Leuchtdiodenelement 16, 18 aufweist und der entsprechende Abschnitt, insbesondere das dritte und vierte Leuchtdiodenelement 16, 18, können dann bezüglich des Kurzschlusses untersucht werden, indem der
Eingang des entsprechenden Abschnitts über den dritten
Schalter 112 und die zweite StrommessVorrichtung 141 mit dem Ausgang des entsprechenden Abschnitts elektrisch gekoppelt wird. Der Maximalwert des Entladestroms über den
entsprechenden Abschnitt kann dann mit der zweiten
StrommessVorrichtung 141 erfasst werden . Alternativ oder zusätzlich kann ein Abschnitt dann so definiert werden, dass er lediglich das zweite , dritte und das vierte
Leuchtdiodenelement 14, 16, 18 aufweist und der entsprechende Abschnitt , insbesondere das zweite , dritte und vierte
Leuchtdiodeneiement 14 , 16, 18 , können dann bezüglich des Kurzschlusses untersucht werden, indem der Eingang des entsprechenden Abschnitts über den vierten Schalter 144 und die dritte StrommessVorrichtung 142 mit dem Ausgang des entsprechenden Abschnitts elektrisch gekoppelt wird. Der Maximalwert des Entladestroms über den entsprechenden
Abschnitt kann dann mit der dritten StrommessVorrichtung 142 erfasst werden. Entsprechende Abschnitte sind nachfolgend mit Bezug zu Figur 12 erläutert . Alternativ oder zusätzlich können die erfassten Maximalwerte unter Berücksichtigung der verschiedenen Anzahlen von
Leuchtdiodenelementen 12 , 14 , 16, 18 in den Abschnitten 102 , 110 , 140 miteinander verglichen werden, wodurch eine relative und/oder redundante Überprüfung des Vorliegens eines
Kurzschlusses möglich ist . Grundsätzlich ist bei dem Erfassen des Maximalwertes die Signatur des Kurzschlusses umso
ausgeprägter, je kürzer der untersuchte Bauelercentsträng 22 bzw. Abschnitt 102 , 110, 140 , ist . Bei dem in Figur 11 gezeigten Aus ührungsbeispiel ist immer nur ein Leuchtdiodeneiement 12 , 14, 16, 18 zwischen zwei Anschlüssen der Schalter 112, 144 , 146 angeordnet . Alternativ dazu können j edoch auch zwei oder mehr Leuchtdiodenelemente 12, 14 , 16, 18 zwischen zwei Anschlüssen der Schalter 112 , 144, 146 angeordnet sein. Ferner kann auf den vierten
Schalter 144 oder den fünften Schalter 146 verzichtet werden oder es können noch weiter Schalter so angeordnet sein, dass diese neue Abschnitte definieren und jeweils direkt mit Masse verbunden sind .
Fig. 12 zeigt ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer optoelektronischen Baugruppe 100, die beispielsweise
weitgehend der in Figur 11 gezeigten optoelektronischen
Baugruppe 100 entsprechend ausgebildet sein kann.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Abschnitt 102 so definiert , dass er nur das vierte Leuchtdiodenelement 18 auf eist . Der zweite Abschnitt 110 ist so definiert, dass er das dritte und das vierte Leuchtdiodenelement 16, 18
auf eist . Der dritte Abschnitt 140 ist so definiert, dass er das zweite , dritte und vierten Leuchtdiodenelement 18 aufweist . Die erste Strommessvorrichtung 105 ist zwischen den Ausgang des BauelementStrangs 22 und die Schalter 112 , 144 , 146 sowie den TreiberSchaltkreis 20 geschaltet .
Zum Überprüfen des gesamten Bauelementstrangs 22 bezüglich des Kurzschlusses kann der zweite Schalter 104 geschlossen werden und der dritte, vierte , und fünfte Schalter 112 , 144, 146 können geöffnet bleiben. Der erste Abschnitt 102 , insbesondere das vierte Leuchtdiodenelement 18 , kann
bezüglich des Kurzschlusses untersucht werden, indem der Eingang des ersten Abschnitts 102 über den fünften Schalter 146 und die erste Strommessvorrichtung 105 mit dem Ausgang des entsprechenden Abschnitts elektrisch gekoppelt wird. Der Maximalwert des Entladestroms über den ersten Abschnitt 102 kann dann mit der ersten StrommessVorrichtung 105 erfasst werden . Alternativ oder zusätzlich kann der zweite Abschnitt 110 , insbesondere das dritte und vierte Leuchtdiodenelement 16, 18 , bezüglich des Kurzschlusses untersucht werden, indem der Eingang des zweiten Abschnitts 110 über den dritten
Schalter 112 und die erste Strommessvorrichtung 105 mit dem W
Ausgang des zweiten Abschnitts 110 elektrisch gekoppelt wird .
Der Maximalwert des Entladestroms über den zweiten Abschnitt 110 kann dann mit der ersten Stroraraessvorrichtung 105 erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann der dritte Abschnitt 140 , insbesondere das zweite , dritte und vierte
Leuchtdiodenelement 14 , 16, 18, bezüglich des Kurzschlusses untersucht werden, indem der Eingang des dritten Abschnitts 140 über den vierten Schalter 144 und die erste
StrommessVorrichtung 105 mit dem Ausgang des dritten
Abschnitts 140 elektrisch gekoppelt wird. Der Maximalwert des Entladestroms über den dritten Abschnitt 140 kann dann mit der ersten Strommessvorrichtung 105 erfasst werden.
Bei der in Figur 12 gezeigten optoelektronischen Baugruppe 100 kann jeder der Schalter 112 , 14 , 146 ein Transistor, beispielsweise ein MOSFET, sein, der direkt mit Masse
verbunden ist . Dadurch ist eine einfache und kostengünstige Ansteuerung des entsprechenden Schalters 112 , 14 , 146 möglich, da das Steuersignal für den entsprechenden MOSFET auf Masse bezogen sein kann . Ferner ist lediglich die
Strommessvorrichtung 105 , insbesondere die erste
Strommessvorrichtung 105 , nötig, um jeden einzelnen der
Maximalwerte erfassen zu können . Auch die
Strommessvorrichtung 105 kann direkt auf Masse bezogen sein . Dies ermöglicht eine kostengünstige Ausführung der
optoelektronischen Baugruppe 100 und/oder eine besonders präzise Erfassung der Maximalwerte . Außerdem kann die erste Strommessvorrichtung 105 während des Normalbetriebs der optoelektronischen Baugruppe 100 zum Regeln der
optoelektronischen Baugruppe 100 verwendet werden.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen
Ausführungsbeispiele beschränkt . Beispielsweise können die gezeigten Bauelementstränge 22 jeweils mehr oder weniger Leuchtdiodenelemente 12 , 14, 16, 18 und/oder mehr oder weniger Abschnitte 102 , 110 , 140 und entsprechend mehr oder weniger Schalter 10 , 112 , 144 , 146 aufweisen. Ferner kann die optoelektronische Baugruppe 100 einen, zwei oder mehr weitere Bauelementstränge 22 aufweisen. Ferner können die Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden.
Beispielsweise können bei allen Ausführungsbeispielen
anorganische Leuchtdiodenelemente 12 , 14, 16 , 18 verwendet werden, beispielsweise mit den entsprechenden Kondensatoren 44 , 50 , 56 und Widerständen 42, 48, 54.
Ferner gilt grundsätzlich bei den Ausführungsformen und/oder Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 4 bis 11, dass ein Eingang des Bauelementstrangs 22 einem Eingang des ersten Abschnitts 102 und/oder einer ersten Elektrode des ersten Leuchtdiodenelements 12 entsprechen kann und dass ein Ausgang des BauelementStrangs 22 einem Ausgang des letzten
Abschnitts , beispielsweise dem Ausgang des zweiten Abschnitts 110 , und/oder einer zweiten Elektrode des letzten
Leuchtdiodenelements des BauelementStrangs 22 , beispielsweise des vierten Leuchtdiodenelements 18 , entsprechen kan .
Ferner gilt grundsätzlich bei de Ausführungsform und/oder dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 12 , dass ein Ausgang des BauelementStrangs 22 einem Ausgang des ersten Abschnitts 102 und/oder einer zweiten Elektrode des ersten
Leuchtdiodenelements 12 entsprechen kann und dass ein Eingang des BauelementStrangs 22 einem Eingang des längsten
Abschnitts und/oder einer ersten Elektrode des ersten
Leuchtdiodenelements 12 des Bauelementstrangs 22 entsprechen kann.
Ferner ka n grundsätzlich eine zweite Elektrode eines der Leuchtdiodenelemente 12 , 14 , 16 der ersten Elektrode des darauffolgenden Leuchtdiodenelements 14, 16, 18 entsprechen.
Falls der Bauelementstrang 22 mehrere Abschnitte 102 , 110 aufweist , so kann grundsätzlich ein Ausgang des einen
Abschnitts 102 einer zweiten Elektrode des letzten
Leuchtdiodenelements 12 , 14 in dem entsprechenden Abschnitt
102 und/oder einem Eingang des darauffolgenden Abschnitts 110 und/oder einer ersten Elektrode des ersten Leuchtdiodenelements 16, 18 in dem darauffolgenden Abschnitt 110 entsprechen.
Falls lediglich ein Abschnitt 102 ausgebildet ist, so kann dieser dem Bauelementstrang 22 entsprechen und/oder als
Bauelementstrang 22 bezeichnet werden. Falls ein Abschnitt 102 und/oder ein Bauelementsträng 22 lediglich ein
Leuchtdiodenelement 12 aufweist, so ist das
Leuchtdiodenelement 12 grundsätzlich repräsentativ für den Abschnitt 102 bzw. den Bauelementst ang 22.

Claims

2016/030382 50 Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer optoelektronischen
Baugruppe (100), die mindestens einen Bauelementstrang (22} mit mindestens einem Abschnitt (102, 110) aufweist, wobei der Abschnitt {102, 110) mindestens ein Leuchtdiodenelement {12, 14, 16, 18) aufweist, bei dem
der Abschnitt (102, 110) mit elektrischer Energie versorgt wird,
die Versorgung des Abschnitts {102, 110) mit
elektrischer Energie unterbrochen wird,
ei Eingang (106, 116) des Abschnitts (102 , 110) mit einem Ausgang (108, 118) des Abschnitts (102, 110) elektrisch gekoppelt wird, wobei der Abschnitt (102, 110) über die elektrische Kopplung des Eingangs (106, 116) mit dem Ausgang (108, 118) kurzgeschlossen wird,
ein Maximalwert eines elektrischen Entladestroms erfasst wird, der über den Abschnitt (102, 110) fließt,
abhängig von dem erfassten Maximalwert ermittelt wird, ob der Abschnitt (102, 110) des BauelementStrangs (22) einen Kurzschluss aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem erkannt wird, dass der Abschnitt (102 , 110) den Kurzschluss aufweist, falls der erfasste Maximalwert gleich oder zumindest näherungsweise gleich null ist, und bei dem erkannt wird, dass der Abschnitt ( 102 , 110) keinen Kurzschluss aufweist , falls der erfasste Maximalwert ungleich null ist .
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der erfasste Maximalwert mit einem vorgegebenen Sollwert , der größer null ist , verglichen wird,
erkannt wird, dass der Abschnitt (102 , 110) des
BauelementStrangs (22) einen Kurzschluss aufweist , falls der erfasste Maximalwert kleiner ist als der vorgegebene
Sollwert ,
erkannt wird, dass der Abschnitt { 102 , 110) des
BauelementStrangs (22) keinen Kurzschluss aufweist, falls der erfasste Maximalwert gleich oder zumindest näherungsweise gleich ist wie oder größer ist als der vorgegebene Sollwert.
4, Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Eingang (106, 116) des Abschnitts (102, 110) und der
Ausgang (108, 118) des Abschnitts (102 , 110 } erst eine vorgegebene Zeitdauer nach dem Unterbrechen des Versorgens des Abschnitts {102 , 110) mit elektrischer Energie elektrisch gekoppelt werden .
5. Verf hren nach Anspruch 4, bei dem ermittelt wird, nach welcher Zeitdauer nach dem Unterbrechen des Versorgens des Abschnitts (102 , 110 ) mit Energie eine Spannung über dem Abschnitt (102 , 110 ) des Bauelements rangs (22) einer Summe der Schleusenspannungen aller Leuchtdiodenelemente (12 , 14 ,
16, 18) des Abschnitts ( 102 , 110) entspricht, und bei dem die ermittelte Zeitdauer als die vorgegebene Zeitdauer vorgegeben wird . 6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche , bei dem die Versorgung des Abschnitts (102 , 110) mit Energie
unterbrochen wird, indem ein TreiberSchaltkreis (20) zum Betreiben des BauelementStrangs (22) abgeschaltet wird oder eine elektrische Verbindung zwischen dem Treiberschaltkreis (20 ) und dem Bauelementsträng (22) unterbrochen wird .
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche , bei dem zunächst ermittelt wird, ob ein erstes
Leuchtdiodenelement (12) aufweisender erster Abschnitt (102) des Bauelemen Strangs (22) einen Kurzschluss aufweist , indem ein Eingang (106) des ersten Abschnitts (102) des
BauelementStrangs (22 ) mit einem Ausgang (108 ) des ersten Abschnitts ( 102 ) des BauelementStrangs (22 ) elektrisch gekoppelt wird und ein erster Maximalwert des elektrischen Ent1adestroms erfasst wird, der über den ersten Abschnitt (102) fließt, falls erkannt wird, dass der erste Abschnitt (102) keinen Kurzschluss aufweist, der erfasste erste Maximalwert als Sollwert vorgegeben wird,
die elektrische Kopplung zwischen dem Eingang (106} und dem Ausgang (108) des ersten Abschnitts {102 ) unterbrochen wird,
der erste Abschnitt ( 102 ) des BauelementStrangs (22) und ein mit dem ersten Abschnitt (102) in Reihe geschalteter zweiter Abschnitt (110) des Baue1ementstrangs (22) , der mindestens ein zweites Leuchtdiodenelement (14 , 16, 18 ) aufweist , mit Energie versorgt werden,
die Versorgung des ersten Abschnitts (102) und des zweiten Abschnitts (110) mit Energie unterbrochen wird,
ein Eingang (116) des ersten Abschnitts {102) und ein Ausgang (118) des zweiten Abschnitts (110) elektrisch miteinander gekoppelt werden,
ein zweiter Maximalwert eines elektrischen Entladestroms erfasst wird, der über die elektrische Kopplung des Eingangs (116) des ersten Abschnitts (102) mit dem Ausgang (118) des zweiten Abschnitts (110) fließt,
der erfasste zweite Maximalwert mit dem vorgegebenen Sollwert verglichen wird,
erkannt wird, dass der zweite Abschnitt (110) einen Kurzschluss aufweist , falls der erfasste zweite Maximalwert kleiner ist als der vorgegebene Sollwert ,
erkannt wird, dass der zweite Abschnitt (110) keinen Kurzschluss aufweis , falls der erfasste zweite Maximalwert gleich oder zumindest näherungsweise gleich ist wie oder größer ist als der vorgegebene Sollwert .
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , bei dem
zunächst ermittelt wird, ob ein erstes
Leuchtdiodenelement (12 , 14 ) aufweisender erster Abschnitt (102) des Bauelementstrangs (22) einen Kurzschluss aufweist , indem ein Eingang {106) des ersten Abschnitts (102) des
BauelementStrangs (22) mit einem Ausgang {108) des ersten Abschnitts (102) des BauelementStrangs (22 ) elektrisch gekoppelt wird, ein erster Maximalwert des elektrischen En ladeStroms erfasst wird, der über die elektrische Kopplung des ersten Abschnitts (102) fließt, und der erste Maximalwert mit einem vorgegebenen ersten Sollwert verglichen wird,
die elektrische Kopplung zwischen dem Eingang (106) und dem Ausgang (108) des ersten Abschnitts (102) unterbrochen wird,
ein mit dem ersten Abschnitt (102 ) in Reihe geschalteter zweiter Abschnitt (110) des BauelementStrangs (22) , der mindestens ein zweites Leuchtdiodenelement (16, 18) aufweist , mit Energie versorgt wird,
die Versorgung des zweiten Abschnitts (110) mit Energie unterbrochen wird,
ein Eingang (116) des zweiten Abschnitts (110) und ein Ausgang (118 ) des zweiten Abschnitts (110) elektrisch
miteinander gekoppelt werden,
ein zweiter Maximalwert eines elektrischen Entladestroms erfasst wird, der über die elektrische Kopplung des zweiten Abschnitts (110) fließt,
der erfasste zweite Maximalwert mit einem vorgegebenen zweiten Sollwert verglichen wird,
erkannt wird, dass der zweite Abschnitt (110) einen Kurzschluss aufweist, falls der erfasste zweite Maximalwert kleiner ist als der vorgegebene zweite Sollwert,
erkannt wird, dass der zweite Abschnitt (110) keinen Kurzschluss auf eist , falls der erfasste zweite Maxim lwert gleich oder zumindest näherungsweise gleich ist wie oder größer ist als der vorgegebene zweite Sollwert .
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche , bei dem ein Sollwert zum Ermitteln des Kurzschlusses in einem der
Abschnitte (102 , 110) so vorgegeben wird, dass er einem
Quotienten aus einer Schleusenspannung und einem
Elektrodenwiderstand eines der Leuchtdiodenelemente (12 , 14 , 16 , 18) , das der Abschnitt (102 , 110) aufweist, entspricht .
10. Optoelektronische Baugruppe (100) , aufweisend mindestens einen Bauelementstrang (22) mit mindestens einem Abschnitt (102, 110), wobei der Abschnitt (102, 110) mindestens ein Leuchtdiodenelement (12, 14, 16, 18) aufweist, einen mit dem Bauelementstrang (22) elektrisch
gekoppelten Treiberschaltkreis (20) zum Versorgen des
Bauelementstrangs (22) mit elektrischer Energie ,
einen ersten Schalter (101) zum Unterbrechen der
Versorgung des Bauelementstrangs (22) mit Energie,
einen zweiten Schalter (104) zum elektrischen Koppeln eines Eingangs (106 , 116) des Abschnitts (102 , 110) des
BauelementStrangs (22) mit einem Ausgang (108, 118} des
Abschnitts (102 , 110) des Bauelementstrangs (22) , wobei der Abschnitt ( 102 , 110) über die elektrische Kop lung des
Eingangs (106 , 116) mit dem Ausgang (108 , 118) mittels des zweiten Schalters (104) kurzgeschlossen wird,
einen Strommesser (105) zum Erfassen eines Maximalwerts eines elektrischen Entladestroms , der über die elektrische Kopplung des Abschnitts (102, 110) fließt,
eine Auswerteeinhei , die dazu eingerichtet ist ,
abhängig von dem erfassten Maximalwert zu ermitteln, ob der Abschnitt (102 , 110) des Baue1ementstrangs (22) einen
Kurzschluss aufweist .
11. Optoelektronische Baugruppe (100) nach Anspruch 10 , bei der der erste Schalter (101) so ausgebildet ist, dass mittels des ersten Schalters (101) der TreiberSchaltkreis (20) angeschaltet oder abgeschaltet werden kann oder dass eine elektrische Verbindung zwischen dem Treiberschaltkreis (20) und dem Bauelementstrang (22) verbunden oder unterbrochen werden kann.
12. Optoelektronische Baugruppe (100) nach einem der
Ansprüche 10 oder 11 , wobei
der Bauelementsträng (22) einen ersten Abschnitt (102) und einen mit dem ersten Abschnitt ( 102 ) elektrisch in Reihe geschalteten zweiten Abschnitt (110) aufweist,
der erste Abschnitt (102) mindestens ein erstes
Leuchtdiodenelement ( 12 , 14 ) aufweist , der zweite Abschnitt (110) mindestens ein zweites
Leuchtdiodenelement (14, 16, 18) aufweist,
die optoelektronische Baugruppe (100) einen dritten Schalter ( 112 ) aufweist , der in seinem ersten Schaltzustand einen Ausgang (108) des ersten Abschnitts (102) mit einem Ausgang ( 118 ) des zweiten Abschnitts elektrisch koppelt und der in seinem zweiten Schaltzustand den Ausgang (108) des ersten Abschnitts (102) und den Ausgang (118 ) des zweiten Abschnitts elektrisch voneinander trennt und der mit dem zweiten Schalter (104 ) elektrisch gekoppelt ist .
13. Optoelektronische Baugruppe (100) nach Anspruch 12 , mit einem vierten Schalter ( 114 ) , der in seinem ersten
Schal zustand einen Eingang (106) des ersten Abschnitts (102) mit einem Eingang (116) des zweiten Abschnitts (110)
elektrisch koppelt und der in seinem zweiten Schaltzustand den Eingang (106) des ersten Abschnitts ( 102 ) und den Eingang (116 ) des zweiten Abschnitts (110) elektrisch voneinander trennt und der mit dem dritten Schalter (112) elektrisch gekoppelt ist .
14. Optoelektronische Baugruppe (100) nach einem der
Ansprüche 10 bis 13 , wobei mindestens eines der
Leuchtdiodenelemente (12 , 14 , 16, 18 ) eine anorganische
Leuchtdiode ist und bei der parallel zu der anorganischen
Leuchtdiode ein Kondensator (44 , 50 , 56) und ein elektrischer Widerstand (46 , 52, 58 ) elektrisch in Reihe geschaltet sind.
15. Optoelektronische Baugruppe (100) nach einem der
Ansprüche 10 bis 14 , bei der mindestens ein Abschnitt (102 , 110) des BauelementStrangs (22) mindestens zwei
Leuchtdiodenelemente (12 , 14 , 16, 18) auf eist .
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