DE10062363A1 - Elektronischer Schaltkreis und Verfahren zur Erzeugung einer Speisespannung - Google Patents

Abstract

Zur Erzeugung der Speisespannung für eine Elektrolumineszenzfolie wird das Ausgangssignal eines Mikroprozessors 2 verwendet. Die Frequenz des Ausgangssignals wird programmgesteuert so festgelegt, dass die Elektrolumineszenzfolie die gewünschte Farbe und Helligkeit hat. Eine vorteilhafte Anwendung ist die Hinterleuchtung von Flüssigkristallanzeigen etwa in Hausgeräten.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Schaltkreis und ein Verfahren zur Er­ zeugung einer Speisespannung für ein Elektrolumineszenz-Element sowie eine entsprechende Anzeigevorrichtung und ein Hausgerät, das mit einer solchen An­ zeigevorrichtung ausgestattet ist.

Hausgeräte, wie z. B. Waschmaschinen, Trockner, Kühlschränke, Spül­ maschinen, Staubsauger, Küchenmaschinen und dergleichen werden - wie auch andere Elektro- und Elektronikgeräte - häufig mit Flüssigkristallanzeigen auf der Bedien- und Anzeigeblende ausgestattet. Über die Flüssigkristallanzeige werden dem Benutzer Informationen über den Betriebszustand des Gerätes angezeigt; ebenso erfolgt zum Teil eine Anzeige der verschiedenen Bedienmöglichkeiten des Gerätes. Bei sogenannten Touchscreen-Anzeigen erfolgt auch die Bedienung des Gerätes unmittelbar über die Anzeige. Ebenso ist es aus dem Stand der Technik bekannt, zur Beleuchtung einer Flüssigkristallanzeige elektrolumineszierende Elemente, z. B. Elektrolumineszenzfolien zu verwenden.

Üblicherweise wird die Flüssigkristallanzeige mit einer Elektrolumineszenzfolie zur Hinterleuchtung von auf der Flüssigkristallanzeige dargestellten Symbolen und Zeichen hinterlegt. Ein Vorteil der Verwendung von Elektrolumineszenzfolien ist die damit erzielbare gleichmäßige Ausleuchtung und die Verfügbarkeit unter­ schiedlicher Farben.

Die Versorgung einer Elektrolumineszenzfolie mit Speisespannung erfolgt übli­ cherweise über einen Spannungswandler oder Inverter, der aus einer Gleich­ spannung von ca. 5 bis 10 Volt unter Zwischenschaltung eines Transformators eine Wechselspannung von 100 bis 200 Volt mit einer belastungsabhängigen Frequenz von ca. 400 bis 600 Hz erzeugt. Bei einigen aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsformen kann die Frequenz über ein Potentiometer einge­ stellt werden. Nachteilig dabei ist, dass bei der Hinterleuchtung mehrerer Flächen, d. h. bei Anschluss mehrerer Elektrolumineszenzfolien, die erhöhte sekundärseitige Last zu einer Frequenzänderung des Spannungswandlers und damit zu einer Helligkeits- und/oder Farbänderung der Elektrolumineszenzfolien führt.

Aus der US 5,153,575 ist ein Flachbildschirm mit einem Mikroprozessor zur Er­ zeugung von Attributen für auf dem Bildschirm darzustellende Zeichen bekannt. Dabei kann auch eine Elektrolumineszenzfolie zum Einsatz kommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen verbesserten elektronischen Schaltkreis und ein verbessertes Verfahren zur Erzeugung einer Speisespannung sowie eine verbesserte Anzeigevorrichtung und ein Hausgeräts mit einer Anzeige­ vorrichtung der genannten Art zu schaffen.

Die der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgabe wird durch die Merkmale der un­ abhängigen Patentansprüche gelöst.

Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen ange­ geben.

Die Erfindung erlaubt es, den in einem Hausgerät üblicherweise ohnehin vorhan­ denen Mikroprozessor zur Erzeugung der Speisespannung für die Elektrolumines­ zenzfolie zu benutzen. Dazu wird der Mikroprozessor so programmiert, dass einer seiner Ausgangsports mit der gewünschten, veränderlichen Frequenz zwischen den Pegeln logisch Null und logisch Eins, d. h. etwa zwischen 0 Volt und 5 Volt, schwankt.

Der Ausgang des Mikroprozessors kann direkt oder über Verstärkerelemente zur Erzeugung der Speisespannung für die Elektrolumineszenzfolie dienen. Nach ei­ ner bevorzugten Ausführungsform wird dabei ein Transformator zur Spannungs­ wandlung eingesetzt. Nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Umwandlung einer aus der Netzspannung erzeugten Gleichspannung über einen von dem Ausgangsport des Mikroprozessors gesteuerten Halbleiterschalter in die für die Speisespannung erforderliche Wechselspannung der gewünschten Fre­ quenz.

Die Erfindung kann vorteilhafterweise für die Hinterleuchtung von auf Flüssigkri­ stallanzeigen dargestellten Symbolen oder Zeichen wie auch für die Ausleuchtung von Flächen in Hausgeräten verwendet werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Elektrolumineszenzfolien, die mit der erfindungsgemäß erzeugten Speisespannung beaufschlagt werden, in Form der darzustellenden Zeichen oder Symbole oder in Form der auszuleuchtenden Flächen strukturiert.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist, dass die Frequenz der erzeugten Spei­ sespannung programmgesteuert ist, und damit nicht von der Belastung, d. h. von der Anzahl der aktiven Elektrolumineszenz-Elemente abhängt. Dadurch ist insbe­ sondere das Ein- bzw. Ausschalten und die Regelung der Helligkeit der Elektrolu­ mineszenzfolien über eine programmgesteuerte Frequenzänderung der Speise­ spannung realisierbar.

Ebenso ist auf diese Art und Weise die Farbe des von der oder den Elektrolumi­ neszenzfolien abgestrahlten Lichts programmgesteuert regelbar, da sich die Far­ be des abgestrahlten Lichts bei einer Frequenzänderung der Speisespannung verändert.

Bei einem Elektrolumineszenzdisplay mit verschiedenen Foliensegmenten kann es vorteilhaft sein, verschiedene Speisespannungen für die verschiedenen Folien­ segmente zu erzeugen. Dazu können unterschiedliche Ausgangsports des Mikro­ prozessors verwendet werden, die verschiedenen Foliensegmenten zugeordnet sind, und die durch diesen jeweils zugeordnete Programme gesteuert werden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass die Realisierung des elektronischen Schaltkreises zur Erzeugung der Speisespannung kostengünstig ist, da auf einen Transformator verzichtet werden kann. Ebenso ist die Realisierung der mikropro­ zessorsteuerbaren Frequenzänderung der Speisespannung und der damit ver­ bundenen Regelung der Helligkeit und Farbe des abgestrahlten Lichts kostengün­ stig, da ein Mikroprozessor zumeist ohnehin vorhanden ist.

Im Weiteren werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform des elektro­ nischen Schaltkreises zur Erzeugung einer Speisespannung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform.

Der in der Fig. 1 gezeigte elektronische Schaltkreis 1 hat einen Mikroprozessor 2 mit einem Ausgangsport 3, der an einen Eingang eines Verstärkers 4 gekoppelt ist. Ein Ausgang 5 des Verstärkers 4 ist an die Primärseite eines Transformators 6 geschaltet. Die Sekundärseite des Transformators 6 liefert die Speisespannung für eine Elektrolumineszenzfolie 7, die mit ihren Anschlüssen an die Sekundär­ seite des Transformators 6 gekoppelt ist.

Der Mikroprozessor 2 beinhaltet - wie an sich bekannt - einen Programmspei­ cher. Die entsprechende Programmlogik definiert die gewünschte Helligkeit und Farbe des von der Elektrolumineszenzfolie 7 abzustrahlenden Lichts durch Fest­ legung der Frequenz des von dem Mikroprozessor 2 an dessen Ausgangsport 3 auszugebenden logischen Signals. Die Programmsteuerung kann dabei von ver­ schiedenen Eingangsparametern, beispielsweise dem Betriebszustand des Ge­ räts oder Eingaben des Benutzers abhängen.

Vorteilhafterweise führt der Mikroprozessor auch andere Steuerungs- und Rege­ lungsaufgaben durch, etwa die Motorsteuerung oder die Generierung von darzu­ stellenden Symbolen. Der Mikroprozessor 2 ist dazu vorteilhafterweise als Mikro­ controler oder sogenanntes "embedded system" ausgebildet.

Das programmsteuert von dem Mikroprozessor 2 generierte logische Signal an dessen Ausgangsport 3 wird von dem Verstärker 4 verstärkt. Über den Transfor­ mator 6 erfolgt die Umwandlung in die gewünschte Speisespannung.

Die Fig. 2 zeigt ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 entsprechende Elemente der Fig. 2 sind mit den­ selben Bezugszeichen der Fig. 1 bezeichnet.

In dem Schaltkreis 1 der Fig. 2 ist der Mikroprozessor 2 über seinen Ausgangsport 3 mit den Steuereingängen der Halbleiterschalter 8 und 9 verbunden.

Bei dem Halbleiterschalter 8 handelt es sich um einen Schalter des "normally-off"- Typs; bei dem Halbleiterschalter 9 handelt es sich um einen Halbleiterschalter des "normally-on"-Typs. Bei dem "normally-off"-Typ ist der Halbleiterschalter geöffnet, sofern keine Spannung an dessen Steuereingang anliegt. Der Halbleiterschalter vom "normally-on"-Typ ist dagegen geschlossen, wenn keine Spannung an des­ sen Steuereingang anliegt.

Alternativ kann auch der Halbleiterschalter 8 vom "normally-on"-Typ und der Halbleiterschalter 9 vom "normally-off"-Typ sein. Bei den Halbleiterschaltern 8 und 9 handelt es sich vorzugsweise um Feldeffekttransistoren.

An einem Eingang des Halbleiterschalters 8 liegt eine Gleichspannungsquelle 10 an, die aus der Netzspannung eine Gleichspannung erzeugt. Der Hallbleiterschal­ ter 9 ist dagegen mit dem Massepotential verbunden. Die jeweils verbleibenden Anschlüsse der Halbleiterschalter 8 und 9 sind miteinander und über einen Filter­ kondensator 11 mit der Elektrolumineszenzfolie 7 verbunden. Die Elektrolumines­ zenzfolie 7 ist ebenfalls mit dem Massepotential verbunden.

Das von dem Mikroprozessor 2 programmgesteuert erzeugte logische Signal an dessen Ausgangsport 3 bestimmt durch dessen Wechselfrequenz zwischen lo­ gisch Null und logisch Eins die Schaltfrequenz der Halbleiterschalter 8 und 9. Die an dem Halbleiterschalter 8 anliegende Gleichspannung wird entsprechend "zer­ hackt", so dass eine Speisespannung der gewünschten Frequenz an der Elektro­ lumineszenzfolie 7 anliegt. Dieses bevorzugte Ausführungsbeispiel ist besonders vorteilhaft, da auf die Verwendung eines Transformators verzichtet werden kann.

Claims (11)

1. Elektronischer Schaltkreis zur Erzeugung einer Speisespannung für ein Elektrolumineszenz-Element, gekennzeichnet durch einen Mikroprozes­ sor (2) zur Erzeugung eines logischen Signals und Mitteln (4, 6; 8, 9, 10) zur Umsetzung des logischen Signals in die Speisespannung.

2. Elektronischer Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Elektrolumineszenz-Element um eine Elektrolumines­ zenzfolie (7) handelt.

3. Elektronischer Schaltkreis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Mikroprozessor an einen Eingang eines Verstärkers (4) gekoppelt ist, so dass das logische Signal in den Eingang des Verstärkers einspeisbar ist, und ein Ausgang des Verstärkers über einen Transformator an das Elektrolumineszenz-Element koppelbar ist.

4. Elektronischer Schaltkreis nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das logische Signal mit dem Eingang eines steuerbaren Halbleiterschalters gekoppelt ist, so dass an dem Halbleiterschalter anlie­ gende Gleichspannung in Wechselspannung umwandelbar ist.

5. Elektronischer Schaltkreis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Helligkeit und/oder Farbe des von dem Elektrolumineszenz-Element abgestrahlten Lichts durch die Änderungsfre­ quenz des logischen Signals steuerbar ist.

6. Anzeigevorrichtung mit einem Mikroprozessor zur Erzeugung von Signalen zur Darstellung von Zeichen auf einer Anzeige, mit einem Elektrolumines­ zenz-Element zur Beleuchtung der Anzeige, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor (2) zur Erzeugung eines logischen Signals programmiert ist, und mit Mitteln (4, 6; 8, 9, 10) zur Umsetzung des logischen Signals in eine Speisespannung für das Elektrolumineszenz-Element.

7. Hausgerät mit einer Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6.

8. Verfahren zur Erzeugung einer Speisespannung für ein Elektrolumines­ zenz-Element, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• a) Erzeugung eines logischen Signals mittels eines Mikroprozessors und
• b) Umsetzung des logischen Signals in die Speisespannung.

9. Verfahren zur Erzeugung einer Speisespannung nach Anspruch 8, da­ durch gekennzeichnet, dass die Umsetzung des logischen Signals mittels eines Verstärkers erfolgt, der über einen Transformator an das Elektrolumi­ neszenz-Element koppelbar ist.

10. Verfahren zur Erzeugung einer Speisespannung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung des logischen Signals durch die Steuerung eines Halbleiterschalters erfolgt, an dem eine Gleich­ spannung anliegt.

11. Verfahren zur Erzeugung einer Speisespannung nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Helligkeit und/oder Farbe des von dem Elektrolumineszenz-Element abgestrahlten Lichts durch die Ände­ rungsfrequenz des logischen Signals gesteuert wird.