DE102004033980A1 - Control of an electrical load such as a light emitting diode has load current measured and compared with reference - Google Patents
Control of an electrical load such as a light emitting diode has load current measured and compared with reference Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer Last, wie z.B. einer Leuchtdiode (LED), mit einem elektrischen Strom.The The invention relates to a method and a circuit arrangement for driving a load, e.g. a light emitting diode (LED), with an electric current.
Eine klassische Methode bzw. Schaltungsanordnung um eine Last, z.B. eine LED, mit einer vorbestimmten Stromstärke anzusteuern besteht in der Reihenschaltung eines vorzugsweise ohmschen Widerstands zur Last. Diese Lösung arbeitet nur dann zuverlässig, wenn der Spannungsabfall an der Last und die Spannung der Energiequelle konstant sind. Dies trifft jedoch in den meisten Fällen nicht zu. Eine höhere Quellenspannung führt zu einer höheren Stromstärke und einer höheren Verlustleistung in der Last, was wiederum mit einer verringerten Lebensdauer der Last verbunden ist. Im Falle einer LED als Last führt eine veränderte Stromstärke darüber hinaus zu einer nicht gleichbleibenden Helligkeit.A classical method or circuitry around a load, e.g. a LED, to drive with a predetermined amperage consists in the series connection of a preferably ohmic resistor to Load. This solution only works reliably, when the voltage drop across the load and the voltage of the power source are constant. However, this is not true in most cases to. A higher one Source voltage leads to a higher amperage and a higher one Power loss in the load, which in turn with a reduced Lifetime of the load is connected. In the case of an LED as a load leads one changed amperage about that out to a non-consistent brightness.
Aus
der
Die US 2002/0140380 A1 beschreibt einen gepulsten Stromgenerator als Ansteuerschaltkreis für ein LED-Array. Dieser ge pulste Stromgenerator wird bei einer mittleren Stromstärke betrieben, eine Begrenzung von Stromspitzen auf eine Maximalstromstärke findet nicht statt. Dies wirkt sich negativ auf die Lebensdauer der Last aus.The US 2002/0140380 A1 describes a pulsed current generator as Control circuit for an LED array. This pulsed current generator is at a medium amperage operated, a limitation of current peaks to a maximum current strength finds not happening. This has a negative effect on the service life of the load out.
Alle vorstehend beschriebenen Stromregelschaltungen erfordern mehr als zwei Anschlussklemmen. Werden diese Stromregelschaltungen auf einem Siliziumchip realisiert, so benötigen sie eine vergleichsweise große Chipfläche, was wiederum mit einem großen Packungsvolumenbedarf und aufwendiger Kontaktierung verbunden ist. Darüber hinaus lassen sich diese Ausführungsvarianten nicht einfach als Zweipol in Serie zu der anzusteuernden Last schalten, da wenigstens ein Versorgungsspannungsanschluss und in einigen Fällen auch Anschlüsse zu externen Komponenten vorgesehen werden müssen.All The current control circuits described above require more than two terminals. Are these current control circuits on a Silicon chip realized, so need a comparatively large one Chip area, which in turn is a big one Pack volume requirement and consuming contacting is connected. About that In addition, these variants can be not simply as a two-pole in series with the load to be controlled, because at least one supply voltage connection and in some cases also connections to external components must be provided.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer Last mit einem elektrischen Strom vorzustellen, welche sich gegebenenfalls als Zweipol in Serie zu der anzusteuernden Last schalten lässt. Darüber hinaus soll ein Verfahren bzw. eine Schaltungsanordnung vorgestellt werden, welches bzw. welche auch bei vergleichsweise stark unterschiedlichen Eingangsspannungen oder großen Spannungsschwankungen mit hoher Genauigkeit einen konstanten Strom liefert.The The object of the invention is therefore a circuit arrangement to introduce for controlling a load with an electric current, which optionally as a dipole in series with the load to be controlled can be switched. About that In addition, a method or a circuit arrangement is presented be, which or which also comparatively strongly different Input voltages or large Voltage fluctuations with high accuracy a constant current supplies.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst.These The object is achieved by a method having the features of the patent claim 1 or by a circuit arrangement with the features of the claim 6 solved.
Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous versions and further developments of the invention are specified in the subclaims.
Erfindungsgemäß ist demnach ein Verfahren bzw. eine Schaltungsanordnung vorgesehen, bei dem bzw. bei der mit entsprechenden Mitteln ein Fehlersignal gebildet wird, welches ein Maß für die Differenz eines Spannungsabfalls an einer in Se rie zur Last angeordneten Impedanz und einer Referenzspannung ist. Eine den elektrischen Strom für die Last bereitstellende Leistungsstufe wird von dem Fehlersignal angesteuert.Accordingly, according to the invention a method or a circuit arrangement is provided in which or formed at the corresponding means an error signal which is a measure of the difference a voltage drop across an impedance arranged in series with the load and a reference voltage. An electric current for the load providing power level is driven by the error signal.
Die Erfindung stellt eine Lösung bereit, welche oberhalb einer gewissen Mindestspannung einen konstanten elektrischen Strom liefert. Die Festlegung des die Last treibenden Stroms wird dadurch erreicht, dass die an der in Reihe zur Last angeordneten Impedanz abfallende Spannung auf einen vorbestimmten Wert eingeregelt wird. Wenn die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, wie in den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen, auf einem Halbleiter- (vorzugsweise Silizium-) Chip angeordnet ist, so kann die Impedanz in den Chip integriert sein oder als separates (z.B. diskretes) Bauteil außerhalb des Chips angeordnet sein. Bei Verwendung einer internen Impedanz lässt sich die Schaltungsanordnung als Zweipol ohne zusätzliche Anschlüsse ausführen, sofern die konstante Referenzspannung aus der zwischen den beiden Anschlüssen des Zweipols abfallenden Spannung erzeugt wird.The Invention provides a solution ready, which above a certain minimum voltage a constant electrical power supplies. The determination of the load driving Electricity is achieved by placing it in line with the load arranged impedance dropping voltage to a predetermined Value is adjusted. When the circuit arrangement according to the invention, such in the embodiments described below, on a Semiconductor (preferably silicon) chip is arranged so can the impedance may be integrated into the chip or as a separate (e.g. discrete) component outside be arranged of the chip. When using an internal impedance let yourself perform the circuit as a two-terminal without additional connections, if the constant reference voltage between the two terminals of the Zweipol's declining voltage is generated.
Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der Zweipol ohne zusätzliche Leitungen, Schaltungsanordnungen oder sonstige Komponenten in Serie zur Last geschaltet werden kann. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung liefert einen konstanten Strom, wodurch die Lebensdauer der Last erhöht und im Falle einer LED oder einer Leuchtdiodenanordnung als Last eine konstante Helligkeit erzeugt wird.Of the Advantage of the invention is that the two-terminal without additional Lines, circuit arrangements or other components in series can be switched to the load. The circuit arrangement according to the invention delivers a constant current, reducing the life of the load elevated and in the case of an LED or a light emitting diode array as a load a constant brightness is generated.
Die konstante Stromstärke wird mit Hilfe eines Schaltkreises fest eingestellt, welcher den Spannungsabfall an der in Reihe zur Last geschalteten, nachfolgend als Messimpedanz bezeichneten Impedanz mit einer fest vorgegebenen konstanten Referenzspannung vergleicht. Als Vergleichseinrichtung ist vorzugsweise ein Komparator oder Differenzverstärker vorgesehen.The constant amperage is using egg Fixed circuit which compares the voltage drop at the connected in series to the load, hereinafter referred to as the measuring impedance impedance with a fixed constant reference voltage. As comparator, a comparator or differential amplifier is preferably provided.
Die vom Komparator (Differenzverstärker) erzeugte Differenzspannung wird gemäß der Erfindung zur Ansteuerung einer Trei berstufe verwendet, welche wiederum die nachgeschaltete vorerwähnte Leistungsstufe ansteuert. Die Leistungsstufe kann ebenso wie Differenzverstärker, Referenzspannungsquelle und Treiberstufe beispielsweise in MOS- (Akronym für Metal Oxide Semiconductor), DMOS- (Akronym für Diffusion Metal Oxide Semiconductor) oder BJT- (Akronym für Bipolar Junction Transistor) Technologie ausgeführt sein. Die Leistungsstufe liefert den hohen Strom zur Ansteuerung der Last. Der Vorteil einer vorzugsweise verwendeten hohen Schleifenverstärkung (engl.: loop gain) liegt in der Erzielung einer hohe Regelgenauigkeit auch bei vergleichsweise hohen Temperaturschwankungen und Eingangsspannungsschwankungen, weiter Toleranzen der Einzelbauteile der Schaltungsanordnung und Fehlanpassungen der Einzelkomponenten der Schaltungsanordnung.The generated by the comparator (differential amplifier) Differential voltage is according to the invention used to control a Trei berstufe, which in turn the downstream aforementioned power level controls. The power stage can as well as differential amplifier, reference voltage source and driver stage, for example, in MOS (acronym for Metal Oxide Semiconductor), DMOS (Acronym for Diffusion Metal Oxide Semiconductor) or BJT (acronym for Bipolar junction transistor) technology. The performance level provides the high current to drive the load. The advantage of a preferably used high loop gain (English: loop gain) is in achieving a high control accuracy even with comparatively high temperature fluctuations and input voltage fluctuations, further tolerances of the individual components of the circuit arrangement and mismatches the individual components of the circuit arrangement.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Verwendung der Leistungsstufe allein zur Bereitstellung des Laststroms garantiert einen höheren Grad an Genauigkeit im Vergleich zu vorstehend beschriebenen Lösungen gemäß dem Stand der Technik, bei denen eine Leistungsstufe als Stromspiegel verwendet wird. Die Ungenauigkeit der Verwendung der Leistungsstufe als Stromspiegel liegt in Komponenten-Fehlanpassungen sowie in Temperaturgradienten auf dem Chip begründet. Sie führen zu unterschiedlicher Erwärmung des Messtransistors relativ zum Leistungstransistor. Bei der vorliegenden Lösung fallen Streuungen der Komponenten durch den zwei Spannungen vergleichenden Schaltkreis weniger ins Gewicht. Die Genauigkeit des Laststroms wird im vorliegenden Fall gemäß der Erfindung lediglich durch die Genauigkeit der Messimpedanz und der eingestellten Referenzspannung bestimmt. Sehr hohe Genauigkeiten können erreicht werden, wenn die Impedanz (vorzugsweise wird ein rein ohmscher Widerstand verwendet) einstellbar ist. Der Begriff einstellbar schließt ein trimmen einer beispielsweise auf einem gemeinsamen Chip realisierten (internen) Impedanz (insbesondere eines ohmschen Widerstands) ein.Of the Advantage of the use according to the invention the power level alone guarantees the provision of the load current a higher one Degree of accuracy compared to above-described solutions according to the state the technique where a power stage is used as a current mirror becomes. The inaccuracy of using the power stage as a current mirror lies in component mismatches as well as in temperature gradients based on the chip. They lead to different warming of the sense transistor relative to the power transistor. At the present solution scattering of the components due to the two voltages are comparative Circuit less significant. The accuracy of the load current is in the present case according to the invention only by the accuracy of the measuring impedance and the set Reference voltage determined. Very high accuracies can be achieved when the impedance (preferably, a pure ohmic resistance used) is adjustable. The term adjustable includes a trim one realized on a common chip (internal) Impedance (in particular an ohmic resistance).
Weiterhin ist es für eine hohe Einstellgenauigkeit des Laststroms unerlässlich, dass der gesamte durch die Last fließende Strom über den (vorzugsweise ohmschen) Widerstand fließt und somit vom Schaltkreis kontrolliert wird. Hierzu gehören insbesondere (was bei der Realisierung der Schaltungsanordnung auf einem Chip zu beachten ist) auch Versorgungs-, Ruhe, Basis- und Substratströme. Im Falle einer auf der BJT-Technologie basierenden Leistungsstufe werden Regelungenauigkeiten durch Basis- und/oder Substratströme vermieden.Farther is it for a high setting accuracy of the load current is essential that the entire current flowing through the load over the (preferably ohmic) resistor flows and thus from the circuit is controlled. These include in particular (which in the realization of the circuit arrangement a chip is to be considered) also supply, rest, base and Substrate currents. In the case of one on the BJT technology level of control are inaccurate due to base and / or substrate currents avoided.
Darüber hinaus kann die Einstellgenauigkeit des Laststroms dadurch erhöht werden, dass der (vorzugsweise ohmsche) Widerstand und die Mittel zur Erzeugung der Referenzspannung derart ausgebildet sind, dass sie ein identisches Temperaturverhalten aufweisen. Näherungsweise lässt sich dies dadurch erreichen, dass die maßgeblichen Komponenten im vornehmlich interessierenden Betriebstemperaturbereich einen identischen Temperaturkoeffizienten aufweisen.Furthermore the adjustment accuracy of the load current can thereby be increased, in that the (preferably ohmic) resistor and the means for generating the reference voltage are designed such that they are identical Have temperature behavior. Approximately let yourself achieve this by making the relevant components predominantly Operating temperature range of interest identical temperature coefficient exhibit.
Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass die Spannungsversorgung (dies schließt eine Stromversorgung selbstverständlich mit ein) einzelner oder (wie oben bereits angedeutet wurde) vorzugsweise aller Einzelkomponenten nicht über eine externe Quelle erfolgt, sondern dass innerhalb des Zweipols selbst eine entsprechende Spannungsversorgungseinrichtung (Stromversorgungseinrichtung eingeschlossen) vorgesehen ist. Eine einfache Realisierungsmöglichkeit besteht darin, dass der Komparator und/oder die Treiberstufe und/oder die Mittel zur Erzeugung der Referenzspannung von der Leistungsstufe mit einer Versorgungsspannung versorgt werden.According to the invention is further provided that the power supply (this includes a power supply Of course with a) single or (as already indicated above) preferably of all individual components not over an external source takes place, but that within the two-pole itself a corresponding voltage supply device (power supply device included) is provided. A simple realization possibility is that the comparator and / or the driver stage and / or the means for generating the reference voltage from the power stage with a supply voltage be supplied.
Es ist bekannt, dass sich (über einen großen Temperaturbereich) konstante Ströme wesentlich einfacher erzeugen lassen als konstante Spannungen. Das Temperaturverhalten einer an einem mit einem konstanten Strom beaufschlagten ohmschen Widerstand abfallenden Spannung lässt sich jedoch sehr genau vorherbestimmen. Die Erfindung sieht daher vor, dass die Mit tel zur Erzeugung der Referenzspannung (nachfolgend der Einfachheit halber als Referenzspannungsquelle bezeichnet) Mittel zur Erzeugung eines Referenzstroms sowie einen ohmschen Widerstand umfassen, über den der Referenzstrom fließt, so dass an dem ohmschen Widerstand die Referenzspannung abfällt. Auf diese Weise kann das Temperaturverhalten der Referenzspannungsquelle und des Messwiderstands vergleichsweise einfach einander angepasst werden, was (wie oben dargelegt wurde) für ein präzises Einstellen bzw. Einregeln des Laststroms unerlässlich ist.It is known to be (over a large temperature range) constant currents much easier to generate than constant voltages. The Temperature behavior of an acted upon by a constant current Ohmic resistance dropping voltage can be very accurate predetermine. The invention therefore provides that the tel with for generating the reference voltage (hereinafter simplicity half referred to as a reference voltage source) means for generating a reference current and an ohmic resistance, over the the reference current flows, so that the reference voltage drops at the ohmic resistance. On this way, the temperature behavior of the reference voltage source and the measuring resistance comparatively easily adapted to each other what is set (as stated above) for precise tuning of the load current is essential is.
Dabei hat es sich als günstig erwiesen, die Stromstärke des Referenzstroms zur Verlustminimierung (vorzugsweise wenigstens eine Größenordnung kleiner als die Stromstärke des Laststroms zu wählen.there it has to be cheap proved the amperage the reference current for loss minimization (preferably at least an order of magnitude smaller as the current of the load current to choose.
Weiterhin sieht die Erfindung vor, den Referenzstrom zur Polarisierung des Komparators zu verwenden. Dies hat den Vorteil, dass dann der Biasstrom des Komparators selbst die gewünschte Referenzspannung erzeugen kann.Furthermore, the invention provides ver to the reference current to polarize the comparator turn. This has the advantage that then the bias current of the comparator itself can generate the desired reference voltage.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsvariante der Erfindung sieht darüber hinaus eine Übertemperatursicherungseinrichtung und gegebenenfalls auch eine Überlastungs-Schutzeinrichtung (in der angelsächsischen Literatur wird diese als SOA protection bezeichnet, wobei SOA ein Akronym für safe operation area = sicherer Arbeitsbereich ist) vor.A particularly advantageous embodiment The invention looks over it In addition, an overtemperature protection device and optionally also an overload protection device (in the Anglo-Saxon This literature is referred to as SOA protection, where SOA is one Acronym for safe operation area = safe area).
Die Erfindung wird nunmehr anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:The Invention will now be described with reference to the drawing. Show it:
- a) ein Blockschaltbild eines Schaltkreises mit beliebiger Last
- b) eine prinzipielle Laststrom-Batteriespannungs-Kennlinie
- c) ein Blockschaltbild eines Schaltkreises mit LED als Last
- a) a block diagram of a circuit with any load
- b) a principal load current battery voltage characteristic
- c) a block diagram of a circuit with LED as a load
- a) Referenzspannungsquelle als Kombination einer ersten Teilreferenzspannungsquelle mit positivem Temperaturkoeffizienten und einer zweiten Teilreferenzspannungsquelle mit negativem Temperaturkoeffizienten
- b) Referenzspannungsquelle basierend auf einer einem ohmschen Widerstand einen Konstantstrom aufprägenden Referenzstromquelle, welche wiederum als Kombination einer ersten Teilreferenzstromquelle mit positivem Temperaturkoeffizienten und einer zweiten Teilreferenzstromquelle mit negativem Temperaturkoeffizienten ausgebildet ist
- c) Schaltungstechnische Realisierung der Referenzstromquelle
- a) reference voltage source as a combination of a first partial reference voltage source with a positive temperature coefficient and a second partial reference voltage source with a negative temperature coefficient
- b) Reference voltage source based on a reference current impressing a reference current source, which in turn is formed as a combination of a first partial reference current source with a positive temperature coefficient and a second partial reference current source with a negative temperature coefficient
- c) circuit realization of the reference current source
Wie oben im Einzelnen aufgeführt wurde, kann eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung dort eingesetzt werden, wo ein Ansteuerbaustein gebraucht wird, welcher einen genauen Strom garantiert, thermisch kompensiert ist, eine konstante Stromstärke über einen weiten Eingangsspannungsbereich liefert und an dem lediglich eine geringe Spannung abfällt. Die Schaltungsanordnung kann als Zweipol ausgeführt sein, welche unmittelbar in Serie zu einer Last angeordnet werden kann.As detailed above has been, a circuit arrangement according to the invention can there be used, where a Ansteuerbaustein is needed, which Guaranteed a precise current, thermally compensated, one constant current over one provides wide input voltage range and on the only one low voltage drops. The circuit arrangement can be designed as a two-terminal, which directly can be arranged in series to a load.
Die
Die
Der
Vollständigkeit
halber zeigt die
Die
Die
der Leistungsstufe
Die
prinzipielle Arbeitsweise der in den
An
dem in Serie zur Last
At the in series to the load
Durch
die Anordnung der Komponenten Rsense,
Die Stärke des einzustellenden Stroms I wird durch geeignete Wahl des Messwiderstands Rsense und/oder der Referenzspannung Uref vorgegeben. Die Einstellgenauigkeit des Stroms I ist daher allein abhängig vom Messwiderstand Rsense und der Referenzspannung Uref. Insbesondere ist es unbeachtlich, ob die gesamte Schaltungsanordnung in Bipolartransistortechnologie oder in MOS-, DMOS-, oder sonstiger Technologie ausgeführt ist.The strength of the current I to be set is predetermined by a suitable choice of the measuring resistor R sense and / or the reference voltage U ref . The setting accuracy of the current I is therefore dependent solely on the measuring resistor R sense and the reference voltage U ref . In particular, it is irrelevant whether the entire circuit arrangement is implemented in bipolar transistor technology or in MOS, DMOS or other technology.
Das Temperaturverhalten des Laststroms I ist lediglich eine Funktion des Temperaturkoeffizienten der Referenzspannung Uref und des Messwiderstands Rsense Es ist daher günstig, die jeweiligen Temperaturkoeffizienten CTRsense, CTUref weitgehend identisch zu wählen, um das Temperaturverhalten des Messwiderstands Rsense zu kompensieren und damit einen von der Temperatur T unabhängigen Laststrom I zu erhalten.The temperature behavior of the load current I is merely a function of the temperature coefficient of the reference voltage U ref and of the measuring resistor R sense. It is therefore favorable to choose the respective temperature coefficients CTR sense , CTU ref largely identical, in order to compensate the temperature behavior of the measuring resistor R sense and thus one to obtain independent of the temperature T load current I.
Rechnerisch
ergibt sich die bevorzugte identische Wahl des Temperaturkoeffizienten
CTRsense des Messwiderstands Rsense und
des Temperaturkoeffizienten CTUref der Referenzspannung
Uref wie folgt:
Der Komparator
The comparator
Der
Strom
Hieraus
ergibt sich
Diese
Gleichung stellt die Gleichung für
die Temperaturkoeffizienten CTUdar, CTRsense der Referenzspannung Uref und
des Messwiderstandes Rsense dar, so dass
diese umgeschrieben werden kann in folgender Weise:
Vorzugsweise
wird die Referenzspannungsquelle
Darüber hinaus
kann auch eine Kompensation des Temperaturverhaltens der Last
In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Referenzspannungsquelle
Schaltungstechnisch
kann eine Referenzspannungsquelle
Der
ohmsche Widerstand Rb muss mit den Widerständen Rc und Ra ein von
der Temperatur und etwaigen Produktschwankungen unabhängiges Verhältnis bilden.
Bei integrierten Schaltungen spricht man von gepaarten Widerständen. Der
Referenzteilstrom Iref,PTAT mit positivem
Temperaturkoeffizienten CTIref,PTAT ergibt
sich zu
Der
Teilreferenzstrom Iref,NTAT mit negativem Temperaturkoeffizienten
CTIref,NTAT berechnet sich zu
Die
Referenzspannung Uref ergibt sich damit zu
Die
Widerstandsverhältnisse
Ra/Rb und Ra/Rc müssen so
gewählt
werden, dass obige Temperaturkoeffizientengleichung, nämlich
Als
Komparator
Als
Treiberstufe
Erfindungsgemäß kann eine Übertemperaturschutzeinrichtung
vorgesehen werden.
Darüber hinaus
kann eine Überlastungsschutzeinrichtung
vorgesehen sein. Ein Beispiel für eine
derartige Überlastungsschutzeinrichtung
Steigt die Eingangsspannung über einen
durch die Zenerspannung Uz der Zehnerdiode
If the input voltage rises above a zener voltage U z of the zener diode
Ein
wesentlicher Parameter ist der minimale Spannungsabfall an dem Zweipol
(siehe UBatt,min in
Der
minimal erforderliche Spannungsabfall Udrop,min am
Zweipol (zwischen den beiden Anschlussklemmen
Die
Der kritische Pfad enthält hier nur eine Basis-Emitter-Schwellspannung und eine Sättigungsspannung, z. B.: Ube(T33) + UCESat(T32), also Ca. 1V Dropspannung Udrop,min(worst case) im ungünstigsten Fall.The critical path contains here only a base-emitter threshold voltage and a saturation voltage, z. For example : U be (T33) + U CESat (T32) , ie approx. 1V drop voltage U drop, min (worst case) in the worst case.
- 11
- Schaltungsanordnungcircuitry
- 22
- erste Klemmefirst clamp
- 33
- zweite Klemmesecond clamp
- 44
- Lastload
- 55
- Batteriebattery
- 66
- Leuchtdiodeled
- 77
- Komparator/DifferenzverstärkerComparator / differential amplifier
- 88th
- Treiberstufedriver stage
- 99
- ReferenzspannungsquelleReference voltage source
- 9a9a
- Referenzspannungsquelle mit positivem TemperaturReference voltage source with a positive temperature
- koeffizientencoefficients
- 9b9b
- Referenzspannungsquelle mit negativem TemperaturReference voltage source with negative temperature
- koeffizientencoefficients
- 1010
- Leistungsstufepower stage
- 1111
- ZenerdiodeZener diode
- 1212
- ReferenzstromquelleReference current source
- 1313
- ÜbertemperatursicherungseinrichtungOvertemperature protection scheme
- 1414
- ÜberspannungsschalteinrichtungOvervoltage switching device
- T1T1
- erster Transistorfirst transistor
- T2T2
- zweiter Transistorsecond transistor
- T3T3
- dritter Transistorthird transistor
- T4T4
- vierter Transistorfourth transistor
- T5T5
- fünfter Transistorfifth transistor
- T6T6
- sechster Transistorsixth transistor
- T7T7
- siebter Transistorseventh transistor
- T8T8
- achter Transistoreight transistor
- T9T9
- neunter Transistorninth transistor
- T10T10
- zehnter Transistortenth transistor
- T11T11
- elfter Transistoreleventh transistor
- T12T12
- zwölfter Transistortwelfth transistor
- T13T13
- dreizehnter Transistorthirteenth transistor
- T14T14
- vierzehnter Transistorfourteenth transistor
- T15T15
- fünfzehnter Transistorfifteenth transistor
- T16T16
- sechzehnter Transistorsixteenth transistor
- T17T17
- siebzehnter Transistorseventeenth transistor
- T18T18
- achtzehnter Transistoreighteenth transistor
- T19T19
- neunzehnter Transistornineteenth transistor
- T20T20
- zwanzigster Transistortwentieth transistor
- T21T21
- einundzwanzigster Transistortwenty first transistor
- T22T22
- zweiundzwanzigster Transistortwenty second transistor
- T23T23
- dreiundzwanzigster Transistortwenty third transistor
- T24T24
- vierundzwanzigster Transistortwenty-fourth transistor
- T25T25
- fünfundzwanzigster Transistortwenty-fifth transistor
- T26T26
- sechsundzwanzigster Transistortwenty sixth transistor
- T27T27
- siebenundzwanzigster Transistortwenty seventh transistor
- T28T28
- achtundzwanzigster Transistortwenty-eighth transistor
- T29T29
- neunundzwanzigster Transistortwenty-ninth transistor
- T30T30
- dreißigster Transistorthirtieth transistor
- T31T31
- einunddreißigster Transistorthirty first transistor
- T32T32
- zweiunddreißigster Transistorthirty-second transistor
- T33T33
- dreiunddreißigster Transistorthirty third transistor
- T34T34
- vierunddreißigster Transistorthirty fourth transistor
- CTRsense CTR sense
- Temperaturkoeffizient Rsense Temperature coefficient R sense
- CTUref CTU ref
- Temperaturkoeffizient Uref Temperature coefficient U ref
- CTIref CTI ref
- Temperaturkoeffizient Iref Temperature coefficient I ref
- RD R D
- DarlingtonwiderstandDarlingtonwiderstand
- Ccomp C comp
- Kompensationskapazität/-KondensatorCompensation capacitor / condenser
- II
- Laststromload current
- Isat I sat
- SättigungslaststromstärkeSaturation load amperage
- Iref I ref
- Referenzstromreference current
- Iref,PTAT I ref, PTAT
- Referenzstromanteil mit positivem TemperaturkoefReference current portion with a positive temperature coefficient
- fizientencoefficients
- Iref,NTAT I ref, NTAT
- Referenzstromanteil mit negativemReference current portion with negative
- Temperaturkoeffiziententemperature coefficient
- Rsense R sense
- ohmscher Messwiderstandohmic measuring resistor
- UBatt U Batt
- Batteriespannungbattery voltage
- UBatt,min U Batt, min
- Mindest-BatteriespannungMinimum battery voltage
- U0 U 0
- Versorgungsspannungsupply voltage
- Uref U ref
- Referenzspannungreference voltage
- Uref,PTAT U ref, PTAT
- Referenzspannungsanteil mit positivem TemperaturReference voltage component with a positive temperature
- koeffizientencoefficients
- Uref,NTAT Uref, NTAT
- Referenzspannungsanteil mit negativem TemperaturReference voltage component with negative temperature
- koeffizientencoefficients
- UD U D
- Differenzspannungdifferential voltage
- Usense U sense
- Messspannungmeasuring voltage
- Ube U be
- Positive Ermitter-Spannungpositive Emitter of voltage
- Uce U ce
- Kollektor-Ermitter-SpannungCollector-emitter of voltage
- Udrop U drop
-
Spannungsabfall
am Zweipol zwischen den Klemmen
2 Voltage drop across the two-pole between the terminals2 -
und
3 and3 - Udrop,min U drop, min
- minimale Dropspannung, die zur Funktion derminimum Drop voltage that contributes to the function of
- Schaltung benötigt wirdcircuit needed becomes
- ++
- nicht invertierender EingangNot inverting input
- –-
- invertierender Einganginverting entrance
- Rstart-up R start-up
- Polarisationwiderstandpolarization resistance
- Ra R a
- erster Widerstandfirst resistance
- Rb R b
- zweiter Widerstandsecond resistance
- Rc R c
- dritter Widerstandthird resistance
- Rd R d
- vierter Widerstandfourth resistance
- Re R e
- fünfter Widerstandfifth resistance
- Rf R f
- sechster Widerstandsixth resistance
- Rg R g
- siebter Widerstandseventh resistance
Claims (19)
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DE102004033980A Ceased DE102004033980A1 (en) | 2004-07-14 | 2004-07-14 | Control of an electrical load such as a light emitting diode has load current measured and compared with reference |
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---|---|
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008130308A1 (en) | 2007-04-19 | 2008-10-30 | Syntune Ab | Device for controlling the current through a pn junction. |
DE102010028795A1 (en) * | 2010-05-10 | 2011-11-10 | Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Circuit for operating a light unit and luminaire with such a circuit |
DE102010028804A1 (en) * | 2010-05-10 | 2011-11-10 | Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Circuit and method for operating a light unit and lamp with such a circuit |
DE102015219367A1 (en) * | 2015-10-07 | 2017-04-13 | H4X E.U. | LED LIGHT WITH CONTROLLER |
CN109343637A (en) * | 2018-12-26 | 2019-02-15 | 吉林大学 | A kind of voltage-tracing type constant-current source device |
CN109358695A (en) * | 2018-12-26 | 2019-02-19 | 吉林大学 | A kind of loaded self-adaptive constant-current source device |
CN109445506A (en) * | 2018-12-26 | 2019-03-08 | 长春工程学院 | A kind of Portable voltage following-up type constant current source module |
DE102015120378B4 (en) | 2014-11-29 | 2023-02-09 | Infineon Technologies Ag | Dual mode linear low dropout regulator |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4507600A (en) * | 1982-04-02 | 1985-03-26 | Hitachi, Ltd. | Two-terminal current regulator |
US5025204A (en) * | 1990-01-05 | 1991-06-18 | Hewlett-Packard Company | Current mirror using resistor ratios in CMOS process |
EP0656575A1 (en) * | 1993-12-03 | 1995-06-07 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Band-gap reference current source with compensation for saturating current spread of bipolar transistor |
EP0707255A1 (en) * | 1994-10-13 | 1996-04-17 | AT&T Corp. | Cascaded multiplying current mirror driver for led's |
DE19726773A1 (en) * | 1997-06-24 | 1999-01-07 | Bosch Gmbh Robert | Method of balancing current regulator |
US5966110A (en) * | 1995-11-27 | 1999-10-12 | Stmicroelectronics S.A. | Led driver |
US6184670B1 (en) * | 1997-11-05 | 2001-02-06 | Stmicroelectronics S.R.L. | Memory cell voltage regulator with temperature correlated voltage generator circuit |
US20020140380A1 (en) * | 2001-03-28 | 2002-10-03 | Patent-Treuhand-Gesellschaft Fur Elektrische Gluhlampen Mbh | Drive circuit for an LED array |
US20040032243A1 (en) * | 2002-04-23 | 2004-02-19 | Stmicroelectronics Sa | Supply voltage comparator |
-
2004
- 2004-07-14 DE DE102004033980A patent/DE102004033980A1/en not_active Ceased
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4507600A (en) * | 1982-04-02 | 1985-03-26 | Hitachi, Ltd. | Two-terminal current regulator |
US5025204A (en) * | 1990-01-05 | 1991-06-18 | Hewlett-Packard Company | Current mirror using resistor ratios in CMOS process |
EP0656575A1 (en) * | 1993-12-03 | 1995-06-07 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Band-gap reference current source with compensation for saturating current spread of bipolar transistor |
EP0707255A1 (en) * | 1994-10-13 | 1996-04-17 | AT&T Corp. | Cascaded multiplying current mirror driver for led's |
US5966110A (en) * | 1995-11-27 | 1999-10-12 | Stmicroelectronics S.A. | Led driver |
DE19726773A1 (en) * | 1997-06-24 | 1999-01-07 | Bosch Gmbh Robert | Method of balancing current regulator |
US6184670B1 (en) * | 1997-11-05 | 2001-02-06 | Stmicroelectronics S.R.L. | Memory cell voltage regulator with temperature correlated voltage generator circuit |
US20020140380A1 (en) * | 2001-03-28 | 2002-10-03 | Patent-Treuhand-Gesellschaft Fur Elektrische Gluhlampen Mbh | Drive circuit for an LED array |
US20040032243A1 (en) * | 2002-04-23 | 2004-02-19 | Stmicroelectronics Sa | Supply voltage comparator |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2151145A1 (en) * | 2007-04-19 | 2010-02-10 | Syntune AB | Device for controlling the current through a pn junction. |
US7911157B2 (en) | 2007-04-19 | 2011-03-22 | Syntune Ab | Device for controlling the current through a PN junction |
EP2151145A4 (en) * | 2007-04-19 | 2011-07-13 | Syntune Ab | Device for controlling the current through a pn junction. |
WO2008130308A1 (en) | 2007-04-19 | 2008-10-30 | Syntune Ab | Device for controlling the current through a pn junction. |
DE102010028795A1 (en) * | 2010-05-10 | 2011-11-10 | Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Circuit for operating a light unit and luminaire with such a circuit |
DE102010028804A1 (en) * | 2010-05-10 | 2011-11-10 | Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Circuit and method for operating a light unit and lamp with such a circuit |
WO2011141207A1 (en) * | 2010-05-10 | 2011-11-17 | Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Circuit and operation of a lighting unit, as well as a light having a circuit such as this |
DE102010028804B4 (en) * | 2010-05-10 | 2013-03-14 | Osram Ag | Circuit and method for operating a light unit and lamp with such a circuit |
DE102015120378B4 (en) | 2014-11-29 | 2023-02-09 | Infineon Technologies Ag | Dual mode linear low dropout regulator |
DE102015219367A1 (en) * | 2015-10-07 | 2017-04-13 | H4X E.U. | LED LIGHT WITH CONTROLLER |
DE102015219367B4 (en) | 2015-10-07 | 2022-07-14 | H4X E.U. | LED LIGHT WITH CONTROL CIRCUIT |
US10143048B2 (en) | 2015-10-07 | 2018-11-27 | H4X E.U. | LED light with control circuit |
CN109343637A (en) * | 2018-12-26 | 2019-02-15 | 吉林大学 | A kind of voltage-tracing type constant-current source device |
CN109358695A (en) * | 2018-12-26 | 2019-02-19 | 吉林大学 | A kind of loaded self-adaptive constant-current source device |
CN109445506A (en) * | 2018-12-26 | 2019-03-08 | 长春工程学院 | A kind of Portable voltage following-up type constant current source module |
CN109358695B (en) * | 2018-12-26 | 2020-08-11 | 吉林大学 | Load self-adaptive constant current source device |
CN109445506B (en) * | 2018-12-26 | 2023-09-01 | 长春工程学院 | Portable voltage tracking type constant current source module |
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