WO0103474A1

Control circuit for led and corresponding operating method

Abstract

The invention relates to a control circuit for an LED array, comprising several LED lines, whereby a line consists of several LEDs mounted in series and connected to a supply current (UBatt). A semiconductor switch (Transistor T) is connected in series between the LED and the supply current and makes it possible to supply the LED current in a clocked manner. A measuring shunt (RShunt) for measuring the LED current is connected in series between the LED and the ground, whereby a feedback control circuit regulates the semiconductor switch in such a way that a constant mean value of the LED current is obtained.

Term

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19 claims: 19 independent, 0 dependent

  1. 1
    Ansprüche 1. Ansteuerschaltung für LED und zugehöriges Betriebsverfahren, insbesondere für ein LED-Array, bestehend aus einem oder mehreren Strängen von LEDs, wobei ein Strang aus mehreren in Serie angeordneten LEDs besteht, die an eine Versorgungsspannung (UBatt) angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen LED-Strang und Versorgungsspannung ein Halbleiterschalter (T) in Serie angeordnet ist, der es ermöglicht, den LED-Strom getaktet zuzuführen, und daß im Zweig für den Durchlaßstrom lF, insbesondere zwischen LEDs und Masse, ein Mittel zum Messen des Stroms lF, insbesondere ein Meßwiderstand (Rshunt). in Serie zu den LEDs angeordnet ist, wobei ein Regelkreis den Halbleiterschalter (T) so regelt, daß ein konstanter Mittelwert des LED-Stroms erzielt wird. Claims 1. Control circuit for LED and associated operating method, in particular for an LED array, consisting of one or more strands of LEDs, wherein one strand of a plurality of LEDs arranged in series, which is connected to a supply voltage (UBatt) are connected, characterized in that between LED strand and supply voltage, a semiconductor switch (T) is arranged in series, which makes it possible to supply the LED current clocked, and that in the branch for the forward current lF, in particular between LEDs and ground, a means for measuring the current lF, in particular a measuring resistor (Rshunt). is arranged in series with the LEDs, wherein a control circuit controls the semiconductor switch (T) so that a constant average value of the LED current is achieved.
  2. 2
    Ansteuerschaltung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterschalter ein Transistor (T) ist. Second Drive circuit according to Claim 1, characterized in that the semiconductor switch is a transistor (T).
  3. 3
    Ansteuerschaltung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkreis ein Integrationsglied umfaßt. Third Drive circuit according to claim 1, characterized in that the control loop comprises an integrator.
  4. 4
    Ansteuerschaltung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkreis einen Komparator umfaßt, der das Signal eines Frequenzgenerators mit der Regelspannung (URegei) vergleicht. 4th Drive circuit according to Claim 1, characterized in that the control circuit comprises a comparator which supplies the signal of a frequency generator with the control voltage (Ulivelyi) compares.
  5. 5
    Ansteuerschaltung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkreis einen Regler umfaßt, der den IST-Wert des Mittelwertes des LED-Stroms mit einem Sollwert vergleicht. 5th Drive circuit according to claim 1, characterized in that the control loop comprises a controller which compares the actual value of the mean value of the LED current with a desired value.
  6. 6
    Ansteuerschaltung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Regelspannung (URegei) von einem Mittel zur Unterbrechungserkennung überwacht wird. 6th Drive circuit according to Claim 1, characterized in that the control voltage (Ulivelyi) is monitored by an interrupt detection means.
  7. 7
    Ansteuerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere LED- Stränge dadurch überwacht werden, daß der Frequenzgeber (OSZ) seinen Takt auf einen Binärzähler gibt, der einen Analogmultiplexer (MUX) steuert, der die Regelspannungen (URegeiι,2...) aller LED-Stränge abtastet. 7th Control circuit according to claim 6, characterized in that a plurality of LED strings are monitored by the fact that the frequency generator (OSZ) gives its clock to a binary counter which controls an analog multiplexer (MUX), the control voltages (URegeiι,2...) of all LED strings.
  8. 8
    Ansteuerschaltung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Multiplexers über einen Komparator (COMP) an ein Speichermedium (FF) gegeben wird. 8th. Drive circuit according to Claim 7, characterized in that the output signal of the multiplexer is fed via a comparator (COMP) to a storage medium (FF).
  9. 9
    Ansteuerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, daß sie als integrierter Baustein (IC) realisiert ist. 9th Drive circuit according to one of the preceding claims, characterized in that it is realized as an integrated component (IC).
  10. 10
    Baustein nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine externe und damit flexible Einstellung (Programmierung) des Durchlaßstromes lF eines LED-Strangs dadurch realisiert ist, daß erstens ein interner Pull-up-Widerstand Rj mit der internen Spannungsversorgung (Uv) des Bausteins (IC) und mit einem Eingang für eine LED- Stromreferenz verbunden ist, so daß ein externer Widerstand (Rext) gegen Masse mit dem internen Pull-up-Widerstand (Rj) einen Spannungsteiler bildet und sich so die gewünschte Durchlaßstromstärke lF einstellt, und daß zweitens am Eingang für die LED-Stromreferenz eine Gleichspannung, die bis zur maximalen Durchlaßstromstärke lF eingestellt werden kann, zur Verfügung gestellt wird, die als Maß für die Durchlaßstromstärke lF dient. 10th Component according to Claim 9, characterized in that an external and therefore flexible setting (programming) of the forward current lF an LED string is realized by, first, that an internal pull-up resistor Rj with the internal power supply (Uv) of the device (IC) and connected to an input for an LED current reference, so that an external resistor (Rext) to ground with the internal pull-up resistor (Rj) forms a voltage divider and so the desired Durchlaßstromstärke lF Secondly, and at the input for the LED current reference, a DC voltage which is up to the maximum forward current intensity lF can be adjusted, provided as a measure of the Durchlaßstromstärke lF serves.
  11. 11
    Baustein nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Logikansteuerung des Bausteins (IC) dadurch realisiert ist, daß über einen Eingang (ENABLE) ein logischer Signalpegel (low oder high) den Baustein aus- oder einschaltet. 11th Component according to Claim 9, characterized in that a logic control of the component (IC) is realized in that a logic signal level (low or high) switches the component on or off via an input (ENABLE).
  12. 12
    Baustein nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fehlermeldung über einen STATUS-Ausgang dadurch realisiert ist, daß dieser Ausgang einen offenen Kollektor („Open Collector" für bipolare Integration) oder ein offenes Drain (Open Drain für CMOS Integration) besitzt und durch Anschluß eines externen Pullup- Widerstandes RP die Ausgangssignalhöhe für den Fehlersignalpegel (high-Signal) frei definiert werden kann. 12th Module according to Claim 9, characterized in that an error message via a STATUS output is realized in that this output has an open collector ("open collector" for bipolar integration) or an open drain (open drain for CMOS integration) and by connection an external pull-up resistor RP the output signal level for the error signal level (high signal) can be freely defined.
  13. 13
    Baustein nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutz gegen Verpo- lung bei Anschluß des Bausteins (IC) an eine Versorgungsspannung (z.B. Kfz- Batterie) dadurch realisiert ist, daß eine Verpolschutzdiode die internen Schaltkreise des Bausteins schützt. 13th Module according to Claim 9, characterized in that protection against distortion when the module (IC) is connected to a supply voltage (eg motor vehicle battery) is achieved by a polarity reversal protection diode protecting the internal circuits of the component.
  14. 14
    Baustein nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutz gegen auftre- tende Überspannungen am Eingang für die Versorgungsspannung dadurch reali- siert ist, daß am Eingangs-Pin für die Versorgungsspannung (UBatt) eine Kombination aus Zenerdiode und gegengepolter Diode wirksam ist. 14th Module according to Claim 9, characterized in that protection against the occurrence of overvoltages at the input for the supply voltage is realized by virtue of the fact that at the input pin for the supply voltage (UBatt) a combination of Zener diode and reverse polarity diode is effective.
  15. 15
    Verfahren zum Betreiben einer LED, insbesondere eines LED-Stranges oder -Array, dadurch gekennzeichnet, daß der LED-Durchlaßstrom lF mittels eines schnellen Halbleiterschalters (Transistor T) getaktet wird, und daß der IST-Wert des Mittelwertes des LED-Stroms mit einem externen Sollwert über einen Regler verglichen wird, wobei die Regelung durch Pulsweitenmodulation erfolgt. 15th Method for operating an LED, in particular an LED string or array, characterized in that the LED forward current lF by means of a fast semiconductor switch (transistor T) is clocked, and that the actual value of the average value of the LED current is compared with an external setpoint value via a controller, wherein the control is done by pulse width modulation.
  16. 16
    Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Reglers mit dem Signal eines Frequenzgenerators (OSZ), insbesondere eines Dreieckgenerators, verglichen wird. 16th Method according to Claim 15, characterized in that the output signal of the regulator is compared with the signal of a frequency generator (OSZ), in particular of a triangular generator.
  17. 17
    Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelsignal von einem Mittel zur Unterbrechungserkennung, insbesondere einem Flip-Flop (FF) oder mittels LED-Scanning, überwacht wird. 17th Method according to Claim 15, characterized in that the control signal is monitored by a means for detecting interruption, in particular a flip-flop (FF) or by means of LED scanning.
  18. 18
    Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine temperaturabhän- gige Regelung des Durchlaßstrom der LEDs dadurch realisiert ist, daß über einen Sensoreingang ein temperaturfühlendes Element (insbesondere ein NTC) anschließbar ist und oberhalb eines bestimmten Schwellwerts der Umgebungstemperatur TA der Durchlaßstrom lF nach einer vorgegebenen Kennlinie zurückgeregelt wird. 18th A method according to claim 15, characterized in that a temperature-dependent regulation of the forward current of the LEDs is realized in that a temperature-sensing element (in particular an NTC) can be connected via a sensor input and above a certain threshold value of the ambient temperature TA the forward current lF is regulated back according to a predetermined characteristic.
  19. 19
    Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Betrieb der Schaltung mit unterschiedlichen Versorgungsspannungen möglich ist, indem die interne Spannungsversorgung sich aus jeder Eingangsspannung (UBatt) eine stabile interne Versorgungsspannung erzeugt. 19th A method according to claim 15, characterized in that operation of the circuit with different supply voltages is possible by the internal power supply from each input voltage (UBatt) generates a stable internal supply voltage.
Independent claims19