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Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung
mit der Nummer 2005-0056916, die am 29. Juni 2005 angemeldet worden
ist und hier in ihrer Gesamtheit per Referenz einbezogen wird.
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Die
vorliegende Erfindung richtet sich auf eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
und insbesondere auf eine Schutzschaltung, welche fähig ist, einen
aus einem anormalen Steuersignal resultierenden fehlerhaften Betrieb
zu verhindern, auf ein Verfahren zum Treiben derselben, auf eine
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
unter Verwendung derselben und auf ein Verfahren zum Treiben einer
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
unter Verwendung derselben.
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Gewöhnlich wird
eine Flüssigkristall-Anzeige (Liquid
Crystal Display, LCD)-Vorrichtung angepasst, um ein Bild mittels
Einstellens einer Lichtdurchlässigkeit
eines Flüssigkristalls
unter Verwendung eines elektrischen Feldes anzuzeigen.
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Eine
solche LCD-Vorrichtung weist auf ein LCD-Modul zum Anzeigen eines
Bildes in Antwort auf ein Videodatensignal von einem System und
eine Pulsweitenmodulationseinheit zum Ausgeben eines Steuersignals
zum Steuern eines in dem System bereitgestellten Mikrocomputers.
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Gewöhnlich wird
das Steuersignal in den Mikrocomputer eingegeben, um dessen Betrieb
zu steuern. Dieses Steuersignal ist ein Wechselstromsignal, welches
alternierend eine Hoch-Pegel-Spannung
und eine Niedrig-Pegel-Spannung aufweist. Es weist ein gemäß seiner
Funktion festgelegtes eindeutiges Tastverhältnis auf.
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Das
heißt,
um den Mikrocomputer in die Lage zu versetzen, unterschiedliche
Operationen auszuführen,
weist das Steuersignal unterschiedliche Tastverhältnisse gemäß den Operationen auf. Das
Tastverhältnis
des Steuersignals wird mittels einer Vorrichtung, wie beispielsweise
die Pulsweitenmodulations (pulse width modulation; PWM)-Einheit eingestellt.
Die PWM-Einheit
erzeugt mit anderen Worten in Antwort auf eine Anweisung des Benutzers das
Steuersignal, welches ein Tastverhältnis gemäß der Anweisung aufweist, und überträgt es zu
dem Mikrocomputer.
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Ein
Vorgang zum Übertragen
des Steuersignals wird nachfolgend im Detail mit Bezug auf 1 beschrieben.
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1 ist eine schematische
Ansicht, welche einen üblichen
Vorgang eines Übertragens
des Steuersignals von der PWM-Einheit
zu dem Mikrocomputer darstellt.
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Wie
in 1 gezeigt, wird das
von der PWM-Einheit, mit Bezugszeichen 186 gekennzeichnet,
ausgegebene Steuersignal in den Mikrocomputer, mit Bezugszeichen 196 gekennzeichnet, über eine
Impedanzanpassungsschaltung 105 und einen Widerstand R2
eingegeben. Die Impedanzanpassungsschaltung 105 funktioniert,
um eine Impedanzanpassung zwischen der PWM-Einheit 186,
welche das Steuersignal ausgibt, und dem Mikrocomputer 196,
welcher das Steuersignal empfängt,
durchzuführen,
um so eine Verzerrung des Steuersignals von der PWM-Einheit 186 zu
verhindern, wenn dieses in den Mikrocomputer 196 eingegeben
wird. Zu diesem Zweck weist die Impedanzanpassungsschaltung 105 einen
mit einer Übertragungsleitung 111 und
einem Masseanschluss GND verbundenen Widerstand R1 und einen zu
dem Widerstand R1 parallel geschalteten Kondensator C1 auf.
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Wenn
die PWM-Einheit 186 in einem anormalen Zustand ist, kann
das Steuersignal verzerrt sein, was zu einer großen Beschädigung des Mikrocomputers 196 führt, welcher
das verzerrte Steuersignal empfängt.
Das heißt,
dass das Steuersignal in den Mikrocomputer 196 in Form
einer Überspannung eingegeben
werden kann, deren Pegel einen maximal erlaubten Spannungswert überschreitet
oder in Form einer Unterspannung, deren Pegel einen minimal erlaubten
Spannungswert nicht erreicht.
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Demgemäß ist die
vorliegende Erfindung auf eine Schutzschaltung, auf ein Verfahren
zum Treiben derselben, auf eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
unter Verwendung derselben und auf ein Verfahren zum Treiben der
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
unter Verwendung derselben gerichtet, die im Wesentlichen ein oder
mehrere Probleme aufgrund von Beschränkungen und Nachteilen des
Standes der Technik vermeidet.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen einer Schutzschaltung,
welche fähig
ist, zu bestimmen, ob ein externes Eingabesteuersignal anormal ist,
und welche fähig
ist, das Steuersignal gemäß einem
Ergebnis der Unterscheidung selektiv bereitzustellen und/oder zu
unterbinden, eines Verfahrens zum Treiben derselben, eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
unter Verwendung derselben und ein Verfahren zum Treiben der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
unter Verwendung derselben.
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Zusätzliche
Vorteile, Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden in der folgenden
Beschreibung dargelegt und werden für einen Fachmann aus der Durchführung des
folgenden ersichtlich oder können
aus der Anwendung der Erfindung gelernt werden. Die Aufgaben und
andere Vorteile der Erfindung können
durch die insbesondere in der schriftlichen Beschreibung und der Ansprüche sowie
den beigefügten
Zeichnungen herausgearbeiteten Struktur erhalten und verstanden
werden.
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Um
diese und andere Vorteile zu erzielen und in Übereinstimmung mit dem Zweck
der Erfindung, wie sie hierin verkörpert und ausführlich beschrieben
wird, weist eine Schutzschaltung auf eine Referenzspannungsausgabeschaltung
zum Ausgeben einer ersten Referenzspannung gemäß einer minimal erlaubten Spannung
eines Steuersignals zum Steuern eines Controllers und eine zweiten
Referenzspannung gemäß einer
maximal erlaubten Spannung des Steuersignals und eine Vergleichsschaltung
zum Empfangen des externen Steuersignals mittels eines Eingabeanschlusses,
zum Vergleichen eines Pegels des Steuersignals mit der ersten Referenzspannung
und der zweiten Referenzspannung und zum Bereitstellen einer Steuerspannung gemäß dem Steuersignal
an dem Controller, unter der Bedingung, dass der Pegel des Steuersignals
einen Wert zwischen der ersten Referenzspannung und der zweiten
Referenzspannung aufweist.
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Bei
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren
zum Treiben einer Schutzschaltung die Schritte auf: Vergleichen
eines Pegels eines Steuersignals zum Steuern eines Controllers mit
einer ersten Referenzspannung, welche indikativ für eine minimal
erlaubte Spannung des Steuersignals ist; Vergleichen des Pegels
des Steuersignals mit einer zweiten Referenzspannung, welche indikativ
für eine
maximal erlaubte Spannung des Steuersignals ist; und Bereitstellen
einer Steuerspannung gemäß dem Steuersignal
an dem Controller, unter der Bedingung, dass der Pegel des Steuersignals
einen Wert zwischen der ersten Referenzspannung und der zweiten
Referenzspannung aufweist.
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In
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
auf eine Anzeigeeinheit zum Anzeigen eines Bildes; eine Treiberschaltung
zum Betrei ben der Anzeigeeinheit, so dass die Anzeigeeinheit das
Bild anzeigt; eine Systemenergieversorgung zum Bereitstellen von
notwendigen Spannungssignalen an die Treiberschaltung; einen Controller
zum Steuern der Treiberschaltung und der Systemenergieversorgung; eine
Pulsweitenmodulationseinheit zum Ausgeben eines Steuersignals zum
Steuern des Controllers; eine Referenzspannungsausgabeschaltung
zum Ausgeben einer ersten Referenzspannung gemäß einer minimal erlaubten Spannung
des Steuersignals und einer zweiten Referenzspannung gemäß einer maximal
erlaubten Spannung des Steuersignals; und eine Vergleichsschaltung
zum Empfangen des Steuersignals von der Pulsweitenmodulationseinheit
mittels eines Eingabeanschlusses, zum Vergleichen eines Pegels des
Steuersignals mit der ersten Referenzspannung und der zweiten Referenzspannung und
zum Bereitstellen einer Steuerspannung gemäß dem Steuersignal an dem Controller,
unter der Bedingung, dass der Pegel des Steuersignals einen Wert zwischen
der ersten Referenzspannung und der zweiten Referenzspannung aufweist.
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Bei
noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zum Treiben einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
bereitgestellt, wobei die Anzeigevorrichtung aufweist eine Anzeigeeinheit
zum Anzeigen eines Bildes, eine Treiberschaltung zum Betreiben der
Anzeigeeinheit, so dass die Anzeigeeinheit ein Bild anzeigt, eine
Systemenergieversorgung zum Bereitstellen von notwendigen Spannungssignalen
an der Treiberschaltung und einen Controller zum Steuern der Treiberschaltung
und der Systemenergieversorgung in Antwort auf ein externes Steuersignal,
wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Vergleichen eines Pegels
des Steuersignals mit einer ersten Referenzspannung, welche indikativ
für eine
minimal erlaubte Spannung des Steuersignals ist; Vergleichen des
Pegels des Steuersignals mit einer zweiten Referenzspannung, welche
indikativ für
eine maximal erlaubte Spannung des Steuersignals ist; und Bereitstellen
einer Steuerspannung ge mäß dem Steuersignal
an dem Controller, unter der Bedingung, dass der Pegel des Steuersignals
einen Wert zwischen der ersten Referenzspannung und der zweiten
Referenzspannung aufweist.
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Es
ist anzumerken, dass sowohl die vorangegangene allgemeine Beschreibung
als auch die folgende detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung
exemplarisch und erklärend
und dafür
vorgesehen sind, eine weiterführende
Beschreibung der Erfindung, wie beansprucht, bereitzustellen.
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Die
begleitenden Zeichnungen, die eingefügt sind, um ein weiteres Verständnis der
Erfindung zu liefern und in dieser Anmeldung einbezogen sind und einen
Teil dieser bilden, stellen Ausführungsbeispiele der
Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erklärung des
Prinzips der Erfindung. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht, die einen Vorgang eines Übertragens eines Steuersignals
von einer PWM-Einheit zu einem Mikrocomputer gemäß dem Stand der Technik darstellt;
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2 ein
Schaltdiagramm, das die Konfiguration einer Schutzschaltung entsprechend
einer exemplarischen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 ein
Wellenformdiagramm von Spannungen an einem Eingabeanschluss, an
einem dritten Knotenpunkt und an einem Ausgabeanschluss gemäß 2;
und
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4 eine
schematische Ansicht einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
mit der Schutzschaltung gemäß 2.
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Auf
die bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, von denen Beispiele in den begleitenden
Zeichnungen dargestellt werden, wird nun im Detail Bezug genommen.
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2 zeigt
die Konfiguration einer Schutzschaltung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Die
Schutzschaltung gemäß dieser
Ausführungsform,
gekennzeichnet mit Bezugszeichen 200, weist auf, wie in 2 gezeigt,
eine Referenzspannungsausgabeschaltung 201 zum Ausgeben
einer ersten Referenzspannung gemäß einer minimal erlaubten Spannung
eines Steuersignals zum Steuern eines Controllers und einer zweiten
Referenzspannung gemäß einer
maximal erlaubten Spannung des Steuersignals und eine Vergleichsschaltung 202 zum Empfangen
des externen Steuersignals mittels eines Eingabeanschlusses 222a zum
Vergleichen des Pegels des Steuersignals mit der ersten Referenzspannung
und der zweiten Referenzspannung und zum Bereitstellen einer Steuerspannung
gemäß des Steuersignals
an dem Controller, unter der Bedingung, dass der Pegel des Steuersignals
einen Wert zwischen der ersten Referenzspannung und der zweiten Referenzspannung
aufweist.
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Das
Steuersignal ist ein Wechselstromsignal, welches alternierend eine
Hoch-Pegel-Spannung und eine Niedrig-Pegel-Spannung aufweist, wie in 3 gezeigt.
Das Steuersignal weist ein eindeutiges Tastverhältnis gemäß seiner Funktion auf. Dieses
Steuersignal wird in den Controller, wie beispielsweise einen Mikrocomputer,
eingegeben, um dessen Betrieb zu steuern. Das Steuersignal weist
mit anderen Worten, um den Mikrocomputer in die Lage zu versetzen,
unterschiedlicher Operationen auszuführen, unterschiedliche Tastverhältnisse
gemäß der Operationen
auf. Das Tastverhältnis
des Steu ersignals wird mittels einer Vorrichtung, wie beispielsweise
einer PWM-Einheit, eingestellt.
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Die
Referenzspannungsausgabeschaltung 201 weist auf eine Mehrzahl
von Widerständen
R1 bis R3, die mit einer ersten Spannungsquelle VDD1 und einem Masseanschluss
GND in Serie verbunden sind, und einen ersten und einen zweiten
Knotenpunkt n1 und n2 zur Ausgabe der ersten bzw. der zweiten Referenzspannung.
Die Referenzspannungsausgabeschaltung 201 teilt eine von
der ersten Spannungsquelle VDD1 bereitgestellte Spannung mittels
der Widerstände
R1 bis R3 auf, um die erste und die zweite Referenzspannung zu erzeugen.
Das heißt,
dass die Referenzspannungsausgabeschaltung 201 die ersten
Referenzspannung mittels des ersten Knotenpunktes n1 ausgibt und
die zweite Referenzspannung mittels des zweiten Knotenpunktes n2
ausgibt.
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Wie
oben dargestellt, beschreibt die erste Referenzspannung die minimal
erlaubte Spannung des Steuersignals und die zweite Referenzspannung beschreibt
die maximal erlaubte Spannung des Steuersignals. Im Detail stellen
die minimal erlaubte Spannung und die maximal erlaubte Spannung
eine untere bzw. eine obere Grenze eines Spannungsbereiches der
Steuerspannung dar, die keine anormalen Operationen bewirkt. Das
heißt,
dass das Steuersignal keine fehlerhafte Schaltoperation bewirkt, wenn
deren Pegel einen Wert zwischen der minimal erlaubten Spannung und
der maximal erlaubten Spannung aufweist. Die Referenzspannungsausgabeschaltung 201 gibt
eine erste und eine zweite Referenzspannung an die Vergleichsschaltung 202 aus, um
so Referenzpunkte bereitzustellen, mit denen die Vergleichsschaltung 202 den
Pegel des gegenwärtig eingegebenen
Steuersignals bestimmen kann. Dies bedeutet, dass der Pegel des
Steuersignals den Pegel seiner Hoch-Pegel-Spannung darstellen kann.
In dieser Hinsicht bedeutet die Tatsache, dass das Steuersignal
normal ist, dass die Hoch-Pegel-Spannung des Steuersignals einen
Wert zwischen der ersten Referenzspannung und der zweiten Referenzspannung
aufweist.
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Die
Vergleichsschaltung 202 weist auf eine zweite Spannungsquelle
VDD2 zum Bereitstellen der Steuerspannung gemäß der Hoch-Pegel-Spannung des
Steuersignals, einen ersten Komparator u1 zum Vergleichen des Pegels
des Steuersignals mit der ersten Referenzspannung und einen zweiten
Komparator u2 zum Vergleichen des Pegels des Steuersignals mit der
zweiten Referenzspannung.
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Der
erste Komparator u1 weist auf einen nicht-invertierenden Anschluss
+ zum Empfangen des Kontrollsignals, einen invertierenden Anschluss – zum Empfangen
der ersten Referenzspannung und einen Ausgabeanschluss 222b zum
Ausgeben der Steuerspannung von der zweiten Spannungsquelle VDD2.
Der zweite Komparator u2 weist auf einen invertierenden Anschluss – zum Empfangen
des Steuersignals, einen nicht-invertierenden Anschluss + zum Empfangen
der zweiten Referenzspannung und einen Ausgabeanschluss 222b zum
Ausgeben der Steuerspannung von der zweiten Spannungsquelle VDD2.
Dies bedeutet, dass der Ausgabeanschluss 222b des ersten
Komparators u1 und der Ausgabeanschluss 222b des zweiten
Komparators u2 elektrisch miteinander verbunden sind und zudem gemeinsam über einen
Pull-Up-Widerstand
R4 mit der zweiten Spannungsquelle VDD2 verbunden sind.
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Der
erste und der zweite Komparator u1 und u2 sind Komparatoren der
Bauweise des offenen Drain Anschluss-Typs. Daher wird, wenn die Hoch-Pegel-Spannung
des in den ersten Komparator u1 eingegebenen Steuersignals höher ist
als die erste Referenzspannung, eine unendliche Impedanz an dem
Ausgabeanschluss 222b des ersten Komparators u1 ausgebildet.
Auf der anderen Seite ist, wenn die Hoch-Pegel-Spannung des in den
ersten Komparator eingegebenen Steuersignals gleich oder kleiner als
die erste Referenzspannung ist, der Ausgabeanschluss 222b des
ersten Komparators u1 mit dem Masseanschluss GND verbunden.
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Während dessen
ist, wenn die Hoch-Pegel-Spannung des in dem zweiten Komparator
u2 eingegebenen Steuersignals höher
als die zweite Referenzspannung ist, der Ausgabeanschluss 222b des
zweiten Komparators u1 mit dem Masseanschluss GND verbunden. Auf
der anderen Seite ist, wenn die Hoch-Pegel-Spannung des in den zweiten Komparator
u2 eingegebenen Steuersignals gleich oder kleiner als die zweite
Referenzspannung ist, die unendliche Impedanz an dem Ausgabeanschluss 222 des
zweiten Komparators u2 ausgebildet.
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Wenn
die unendliche Impedanz an den Ausgabeanschlüssen 222b des ersten
und des zweiten Komparators u1 und u2 wie oben angegeben ausgebildet
ist, wird die Steuerspannung von der zweiten Spannungsquelle VDD2
sowohl an dem Ausgabeanschluss 222b des ersten und des
zweiten Komparators u1 und u2 angelegt. Im Ergebnis erscheint die Steuerspannung
an den Ausgabeanschlüssen 222b des
ersten und des zweiten Komparators u1 und u2. Diese Steuerspannung
entspricht der Hoch-Pegel-Spannung
des Steuersignals, wie oben beschrieben, und wird an dem Controller
bereitgestellt.
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Auf
der anderen Seite ist, weil die Niederpegelspannung des Steuersignals
immer kleiner als dessen Hoch-Pegel-Spannung, insbesondere die minimal
erlaubte Spannung der Hoch-Pegel-Spannung, ist,
sie immer unterhalb eines Spannungsbereichs, welcher durch die erste
Referenzspannung und die zweite Referenzspannung definiert ist.
Demgemäß ist, wenn
die Niederpegelspannung des Steuersignals in den ersten Komparator
u1 eingegeben ist, der Ausgabeanschluss 222b des ersten
Komparators u1 mit dem Masseanschluss GND verbunden. Der Grund dafür ist, dass
die Niederpegelspannung des in den ersten Kompara tor u1 eingegebenen
Steuersignals immer kleiner als die erste Referenzspannung ist.
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Während dessen
ist, wenn die Niederpegelspannung des Steuersignals in den zweiten
Komparator u2 eingegeben ist, die unendliche Impedanz am Ausgabeanschluss 222b des
zweiten Komparators u2 ausgebildet. Der Grund dafür ist, dass
die Niederpegelspannung des in den zweiten Komparator u2 eingegebenen
Steuersignals immer kleiner als die zweite Referenzspannung ist.
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Das
heißt,
dass in dem Fall, bei dem die Niederpegelspannung des Steuersignals
in sowohl den ersten als auch den zweiten Komparator u1 und u2 eingegeben
ist, der Ausgabeanschluss 222b des ersten Komparators u1
mit dem Masseanschluss GND verbunden und die unendliche Impedanz
an den Ausgabeanschluss 222b des zweiten Komparators u2 ausbildet
ist, wie oben dargelegt. Demgemäß ist die Steuerspannung
von der zweiten Spannungsquelle VDD2 auf den Masseanschluss GND
mittels der Ausgabeanschlüsse 222b abgeleitet.
Im Ergebnis erscheint eine Massespannung GND an den Ausgabeanschlüssen 222b.
Hier agiert der Pull-Up-Widerstand R4, um zu verhindern, dass die
zweite Spannungsquelle VDD2 und der Masseanschluss GND miteinander
kurzgeschlossen werden.
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Die
Schutzschaltung 200 gemäß der vorliegenden
Erfindung weist weiterhin die folgenden Bauteile für deren
stabilen Betrieb auf.
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Das
heißt,
dass die Schutzschaltung 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform
zusätzlich einen
ersten Stabilisierer 203a zum Stabilisieren der von dem
ersten Knotenpunkt n1 ausgegebenen Referenzspannung und einen zweiten
Stabilisierer 203b zum Stabilisieren der von dem zweiten
Knotenpunkt n2 ausgegebenen zweiten Referenzspannung aufweist. Im
einzelnen weist der erste Stabilisierer 203a einen mit
dem ersten Knotenpunkt n1 und dem Masseanschluss GND verbundenen
Kondensator C1 auf und der zweiten Stabilisierer 203b weist
einen mit dem zweiten Knotenpunkt n2 und dem Masseanschluss GND
verbundenen Kondensator C2 auf.
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Ein
Signaldämpfungsglied 204 ist
ebenfalls mit dem Eingabeanschluss 222a und der Vergleichsschaltung 202 verbunden.
Das Signaldämpfungsglied 204 funktioniert,
um das externe Steuersignal zu empfangen, dieses auf einen vorbestimmten
Pegel zu dämpfen
und das gedämpfte
Steuersignal an der Vergleichsschaltung 202 bereitzustellen.
Das Steuersignal ist ein Signal zum Steuern des Betriebs des Controllers,
wie zuvor dargestellt, und dessen Pegel ist im Allgemeinen höher als
der von der Vergleichsschaltung 202 empfangene Wert. Aus
diesem Grund teilt das Signaldämpfungsglied 204 den
Pegel des Steuersignals in ein vorbestimmtes Verhältnis auf,
um es auf einen von dem ersten und dem zweiten Komparator u1 und
u2 empfangbaren Pem ersten und dem zweiten Komparator u1 und u2
bereit. Die erste und die zweite Referenzspannung, welche in den
ersten bzw. zweiten Komparator u1 und u2 eingegeben sind, weisen
auf Basis des gedämpften Steuersignals
eingestellte Pegel auf. Im Gegensatz dazu weist die von der zweiten
Spannungsquelle VDD2 bereitgestellte Steuerspannung einen Pegel auf,
der den Pegel des Steuersignals vor seiner Dämpfung, nämlich der Hoch-Pegel-Spannung
des ursprünglichen
Steuersignals, entspricht.
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Zu
diesem Zweck weist das Signaldämpfungsglied 204 eine
Mehrzahl von mit dem Eingabeanschluss 222a und dem Masseanschluss
GND in Serie verbundene Widerstände
R5 und R6 und einen dritten Knotenpunkt n3 zum Ausgeben des Steuersignals
(gedämpften
Steuersignals) auf. Das Dämpfungsverhältnis des
Steuersignals wird mittels der Widerstände R5 und R6 bestimmt.
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Eine
Impedanzanpassungsschaltung 205 wird ebenfalls zwischen
dem Signaldämpfungsglied 204 und
dem Eingabeanschluss 222a bereitgestellt. Die Impedanzanpassungsschaltung 205 agiert,
um zu verhindern, dass das eingegebene externe Steuersignal in der
Schutzschaltung 200 verzerrt wird. Das heißt, dass
die Impedanzanpassungsschaltung 205 funktioniert, um eine
Impedanzanpassung zwischen einer externen Vorrichtung, welche das
Steuersignal ausgibt, und der Schutzschaltung 200, welche
das Steuersignal empfängt,
durchzuführen,
um so zu verhindern, dass das Steuersignal von der externen Vorrichtung
verzerrt ist, wenn es in die Schutzschaltung 200 eingegeben
ist.
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Zu
diesem Zweck weist die Impedanzanpassungsschaltung 205 einen
mit dem Eingabeanschluss 220 und dem Masseanschluss GND
in Serie verbundenen Widerstand R7 und einen zu dem Widerstand R7
parallel geschalteten Kondensator C3 auf.
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Der
Betrieb der Schutzschaltung 200 mit der oben genannten
Konfiguration gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
wird nachstehend im Detail beschrieben.
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3 ist
ein Wellenformdiagramm von Spannungen an dem Eingabeanschluss 222a,
an dem dritten Knotenpunkt n3 und an dem Ausgabeanschluss 222b in 2.
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Zuerst
erzeugt ein Steuersignalerzeuger, wie beispielsweise eine PWM-Einheit,
ein Steuersignal, wie in 3 gezeigt, und legt es an dem
Eingabeanschluss 222a der Schutzschaltung 200 an.
Es wird dabei angenommen, dass eine Hoch-Pegel-Spannung des Steuersignals zuerst an
dem Eingabeanschluss 222a angelegt wird.
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Die
Hoch-Pegel-Spannung wird in das Signaldämpfungsglied 204 mittels
der Impedanzanpassungsschaltung 205 eingegeben. Das Signaldämpfungsglied 204 dämpft die
Hoch-Pegel-Spannung in dem vorgegebenen Verhältnis und stellt die gedämpfte Hoch-Pegel-Spannung des
dritten Knotenpunktes n3 an der Vergleichsschaltung 202 bereit.
Im Detail gibt das Signaldämpfungsglied 204 die
gedämpfte
Hoch-Pegel-Spannung sowohl in den nicht invertierenden Anschluss
+ des ersten Komparators u1 als auch in den invertierenden Anschluss – des zweiten
Komparators u2 ein.
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Die
Referenzspannungsausgabeschaltung 201 teilt die Spannung
von der ersten Spannungsquelle VDD1 auf, um die erste und die zweite
Referenzspannung zu erzeugen. Die Referenzspannungsausgabeschaltung 201 gibt
anschließend
die erste Referenzspannung in den invertierenden Anschluss – des ersten
Komparators u1 ein und gibt die zweite Referenzspannung in den nicht
invertierenden Anschluss + des zweiten Komparators u2 ein.
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Anschließend vergleicht
der erste Komparator u1 die eingegebenen Hoch-Pegel-Spannung mit der
ersten Referenzspannung. Wenn die eingegebene Hoch-Pegel-Spannung
höher als
die erste Referenzspannung ist lädt
der erste Komparator u1 eine unendliche Impedanz an dessen Ausgabeanschluss 222b.
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Der
zweite Komparator u2 vergleicht die eingegebene Hoch-Pegel-Spannung mit
der zweiten Referenzspannung. Wenn die eingegebene Hoch-Pegel-Spannung
gleich oder kleiner als die zweite Referenzspannung ist, lädt der zweite
Komparator u2 die unendliche Impedanz an dessen Ausgabeanschluss 222b.
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Es
wird angenommen, dass die Hoch-Pegel-Spannung einen Wert zwischen
der ersten Referenzspannung und der zweiten Referenzspannung aufweist,
wenn sie normal ist. Wenn die Hoch-Pegel-Spannung in diesem Sinne normal
ist, laden der erste und der zweite Komparator u1 und u2 die unendliche
Impedanz an deren Ausgabeanschlüsse 222b.
Zu der Zeit, dass die unend liche Impedanz an beiden Ausgabeanschlüssen 222b des
ersten Komparators u1 und des zweiten Komparators u2 in dieser Weise
geladen ist, ist die Steuerspannung von der zweiten Spannungsquelle
VDD2 an den beiden Ausgabeanschlüssen 222b angelegt.
Die an den Ausgabeanschlüssen 222b angelegte
Steuerspannung ist anschließend
an den Controller bereitgestellt, wobei die Steuerspannung einen
Pegel aufweist, welcher dem Pegel des Steuersignals vor seiner Dämpfung entspricht.
Im Ergebnis wird der Controller mit der Steuerspannung betrieben.
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Auf
der anderen Seite, vorausgesetzt, dass die Hoch-Pegel-Spannung einen Wert
außerhalb
des Bereichs zwischen der ersten Referenzspannung und der zweiten
Referenzspannung aufweist, wird der Ausgabeanschluss 222b von
sowohl dem ersten als auch dem zweiten Komparator u1 und u2 mit
dem Masseanschluss GND verbunden. Das heißt, wenn die Hoch-Pegel-Spannung niedriger
als die erste Referenzspannung ist, dass der erste Komparator u1 seinen
Ausgabeanschluss 222b mit dem Masseanschluss GND verbindet
und der zweiten Komparator die unendliche Impedanz an seinen Ausgabeanschluss 222b lädt.
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Wenn
die Hoch-Pegel-Spannung höher
als die zweite Referenzspannung ist, gibt der erste Komparator u1
die unendliche Impedanz an seinen Ausgabeanschluss 222b und
der zweite Komparator u2 verbindet seinen Ausgabeanschluss 222b mit
dem Masseanschluss GND. Wenn der Ausgabeanschluss 222b mit
zumindest einem des ersten und des zweiten Komparators u1 und u2
mit dem Masseanschluss GND in dieser Weise verbunden ist, ist die
Steuerspannung von der zweiten Spannungsquelle VDD2 an den Masseanschluss
GND abgeleitet, so dass die Massespannung an den Ausgabeanschlüssen 222b angelegt
ist. Die an den Ausgabeanschlüssen 222b angelegte
Massespannung wird an dem Controller bereitgestellt. Im Ergebnis
wird der Controller nicht betrieben.
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Eine
Niederpegelspannung des Steuersignals ist in die Schutzschaltung 200 eingegeben, nachdem
die Hoch-Pegel-Spannung des Steuersignals angelegt ist. Da die Niederpegelspannung
immer geringer als die minimal erlaubte Spannung der Hoch-Pegel-Spannung, nämlich die
erste Referenzspannung, ist, wie oben dargelegt, verbindet der erste
Komparator u1 seinen Ausgabeanschluss 222b mit dem Masseanschluss
GND und der zweiten Komparator u2 lädt die unendliche Impedanz
an seinen Ausgabeanschluss 222b. Im Ergebnis liefert die Schutzschaltung 200 immer
die Massespannung gemäß der Niederpegelspannung
an den Controller.
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Im
Ergebnis wird, wenn die Hoch-Pegel-Spannung normal ist, der Controller
mit dem aus der Hoch-Pegel-Spannung und der Niederpegelspannung
(Massespannung) bestehenden Steuersignal betrieben. Im Gegensatz
dazu wird, wenn die Hoch-Pegel-Spannung
anormal ist, dem Controller immer die Massespannung bereitgestellt,
so dass dieser nicht betrieben wird.
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Als
nächstes
wird nachstehend eine detaillierte Beschreibung der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
(LCD-Vorrichtung) mit der Schutzschaltung 200 in der oben
genannten Konfiguration bereitgestellt.
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4 ist
eine schematische Ansicht der LCD-Vorrichtung mit der Schutzschaltung 200 gemäß 2.
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Die
LCD-Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
weist auf, wie in 4 gezeigt, ein LCD-Modul 410 zum
Anzeigen eines Bildes in Antwort auf ein Videodatensignal von einem
System 404, eine PWM-Einheit (nicht gezeigt) in dem System 404 zum
Erzeugen eines Steuersignales zum Steuern eines in dem LCD-Modul 410 bereitgestellten
Mikrocomputers 406 und die Schutzschaltung 200,
welche mit der PWM-Einheit und dem Mikrocomputer 406 verbunden
ist.
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Das
System 404 weist eine Grafikkarte (nicht gezeigt) zum Bereitstellen
eines für
das LCD-Modul 410 geeigneten Videodatensignales, etc. und
eine Systemenergieversorgung (nicht gezeigt) zum Bereitstellen von
Energie auf.
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Die
Grafikkarte konvertiert ein in diese eingegebenes Videodatensignal
zu einem zu der Auflösung
eines Flüssigkristallpanels 420 geeigneten
Videodatensignal und stellt die resultierenden Videodatensignale
an dem LCD-Modul 410 bereit. Die Grafikkarte erzeugt zudem
Steuersignale, wie beispielsweise ein Haupt-Zeit-Signal, vertikale
Synchronisationssignale und horizontale Synchronisationssignale,
die für
die Auflösung
des Flüssigkristallpanels
geeignet sind.
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Die
Systemenergieversorgung stellt für
die Grafikkarte notwendige Treiberspannungen bereit. Die Systemenergieversorgung
stellt zudem entsprechende Treiberspannungen an einer LCM-Energieversorgung 414 und
an einen Inverter 424 des LCD-Moduls 410 bereit.
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Ein
Mikrocomputer 406 in dem LCD-Modul 410 steuert
ein Ein-/Ausschalten
der Systemenergieversorgung in Antwort auf die Benutzerbefehle von der
PWM-Einheit in das System 404.
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Der
Mikrocomputers 406 steuert mit anderen Worten die Bereitstellung
einer Spannung an der LCM-Energieversorgung 414 und die
Bereitstellung einer Beleuchtungskörperspannung an dem Inverter 424 mittels
der Systemenergieversorgung. Insbesondere steuert der Mikrocomputer 406 eine
Zeit, zu der die Systemenergieversorgung die Spannung an der LCM-Energieversorgung 414 bereitstellt
und eine Zeit, zu der die Systemenergieversorgung die Beleuchtungskörperspannung
an dem Inverter 424 bereitstellt, so dass diese Zeiten
unterschiedlich sind. Gewöhnlich
steuert der Mikrocomputer 406 eine Ein-/Ausschaltzeit der Systemenergieversorgung und
eine Ein-/Ausschaltzeit
der LCM-Energieversorgung 414, so dass diese die gleichen
sind. Der Mikrocomputer 406 steuert jedoch eine Ein-/Ausschaltzeit des
Inverters 424, so dass die Einschaltzeit später als
die Einschaltzeit der Systemenergieversorgung ist und die Ausschaltzeit
früher
als die Ausschaltzeit der Systemenergieversorgung ist.
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Das
LCD-Modul 406 weist auf das Flüssigkristallpanel 420,
welches Flüssigkristallzellen
aufweist, einen Datentreiber 416 zum Treiben der Datenleitungen
DL1 bis DLm des Flüssigkristallpanels 420,
einen Gate-Treiber 418 zum Treiben von Gate-Leitungen GL1
bis GLn des Flüssigkristallpanels 420 und
einen Zeitcontroller 412 zum Steuern von Treiberzeiten
des Daten-Treibers 416 und des Gate-Treibers 418.
Das LCD-Modul 410 weist weiterhin auf die LCM-Energieversorgung 414,
welche agiert, um zum Treiben des LCD-Moduls 410 notwendige
Treiberspannungen zu erzeugen, eine Gammaschaltung 422 zum
Bereitstellen einer Gammaspannung an dem Datentreiber 416,
eine Hintergrundlichteinheit 426 zum Bereitstellen von
für eine Bildanzeige
notwendiges Licht an dem Flüssigkristallpanel 420,
den Inverter 424, welcher agiert, um eine Treiberspannung
an der Hintergrundbeleuchtungseinheit bereitzustellen und einen
Skalierer 486 zum Skalieren einer Auflösung des Videodatensignals
von einer Grafikkarte.
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Die
LCM-Energieversorgung 414 erzeugt Treiberspannungen (eine
Basistreiberspannung Vcc, ein Gate-Hoch-Pegel-Spannungssignal Vgh,
ein Gate-Niederpegelspannungssignal Vgl, eine Gammareferenzspannung,
gemeinsame Spannung, etc.), die zum Treiben des LCD-Moduls 410 notwendig sind,
unter Verwendung der von der Systemenergieversorgung bereitgestellten
Spannung und stellt die erzeugten Treiberspannungen an dem ZeitenController 412, den
Datentreiber 416, dem Gate-Treiber 418 und der
Gammaschaltung 422 bereit.
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Der
ZeitController 412 leitet die Videodatensignale von der
Grafikkarte an den Datentreiber 416 weiter.
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Weiterhin
erzeugt der ZeitController 412 Steuersignale, wie beispielsweise
ein Zeitsignal zum Steuern der Zeiten der Daten- und Gate-Treiber 416 und 418 und
ein Polaritätsinversionssignal,
in Antwort auf die Steuersignale von der Grafikkarte.
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Das
Flüssigkristallpanel 420 weist
auf einen Dünnschichttransistor
TFT, an den entsprechenden Schnittlinien der „n" Gate-Leitungen GL1 bis GLn und der „m" Datenleitungen DL1
bis DLm ausgebildet und weist auf mit dem Dünnschichttransistor TFT entsprechend
verbundene Flüssigkristallzellen,
die in Form einer Matrix angeordnet sind.
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Jeder
der Dünnschichttransistoren
TFT überträgt ein Videodatensignal
von einer zugeordneten Datenleitung der Datenleitungen DL1 bis DLm
an eine zugeordnete Flüssigkristallzelle
der Flüssigkristallzellen
in Antwort auf ein Gate-Hoch-Pegel-Spannungssignal von einer zugeordneten
Gate-Leitung der Gate-Leitungen
Gl1 bis GLn. Jede Flüssigkristallzelle
kann äquivalent
als ein Flüssigkristallkondensator
Clc dargestellt werden, da sie mit einer mit dem zugeordneten Dünnschichttransistor
verbundenen Pixelelektrode, einer der Pixelelektrode zugewandten
gemeinsamen Elektrode und einem Flüssigkristall zwischen der Pixelelektrode
und der gemeinsamen Elektrode ausgestattet ist. Diese Flüssigkristallzelle
weist auf einen mit einer Gate-Leitung der vorherigen Stufe verbundenen
Speicherkondensator Cst zum Aufrechterhalten einer in dem Flüssigkristallkondensator
Clc geladenen Datenspannung, bis die nächste Datenspannung in diesen
geladen ist.
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Der
Gate-Treiber 418 stellt nacheinander das Gate-Hoch-Pegel-Spannungssignal an
den Gate-Leitungen GL1 bis GLn in Antwort auf die Steuersignale
von dem ZeitController 412 bereit. Der Gate-Treiber 418 stellt
zudem das Gate-Niederpegelspannungsignal
an den Gate-Leitungen GL1 bis GLn in einer Periode, die eine andere
Periode ist als die, in der das Gate-Hoch-Pegel-Spannungssignal
angelegt ist, bereit.
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Der
Datentreiber 416 konvertiert das Videodatensignal von dem
ZeitController 412 in ein Videospannungssignal, welches
ein analoges Signal ist, und stellt das Videospannungssignal an
den Datenleitungen DL1 bis DLm auf einer Horizontalleitungnach-Horizontalleitung-Basis
in jeder Horizontalperiode, in welcher das Gate-Hoch-Pegel-Spannungssignal
an den Gate-Leitungen
GL1 bis GLn bereitgestellt ist, bereit. Die Gammaschaltung 422 stellt an
dem Datentreiber 416 eine Gammaspannungsvoreinstellung
bereit, um einen unterschiedlichen Spannungspegel gemäß dem Spannungspegel
des Videodatensignals aufzuweisen. Im Ergebnis konvertiert der Datentreiber 416 die
Videodatensignale in das Videospannungssignal unter Verwendung der Gammaspannung
von der Gammaschaltung 422.
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Der
Invertierer 424 konvertiert die Treiberspannung von der
Systemenergieversorgung in dem System 404 in eine hohe
Wechselspannung, die zum Leuchten eines Beleuchtungsmittels der
Hintergrundbeleuchtungseinheit 426 notwendig ist und stellt
die hohe Wechselspannung an der Hintergrundbeleuchtungseinheit 426 bereit.
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Die
Schutzschaltung 200 weist die gleiche Konfiguration und
den Betrieb auf wie die gemäß 2.
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Die
Schutzschaltung 200 vergleicht den Pegel des Steuersignals
von der PWM-Einheit in dem System 404 mit einer ersten und
einer zweiten vorbestimmten Referenzspannung und bestimmt, gemäß den Vergleichsergebnissen,
ob das Steuersignal an dem Mikrocomputer 406 bereitgestellt
wird. Wie zuvor dargelegt, bestimmt die Schutzschaltung 200, wenn
der Pegel des Steuersignals einen Wert zwischen der ersten Referenzspannung
und der zweiten Referenzspannung aufweist, das Steuersignal als normal
und stellt anschließend
das Steuersignal an dem Mikrocomputer 406 bereit. Auf der
anderen Seite bestimmt die Schutzschaltung 200, wenn der
Pegel des Steuersignals einen Wert unterhalb des Bereichs zwischen
der ersten Referenzspannung und der zweiten Referenzspannung aufweist,
das Steuersignal als anormal, und blockiert das Bereitstellen des
Steuersignals an dem Mikrocomputer 406, um so einen fehlerhaften
Betrieb des Mikrocomputers 406 zu verhindern.
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Wie
aus der obigen Beschreibung ersichtlich, überwacht die Schutzschaltung
der vorliegenden Erfindung das Steuersignal, welches an den Controller
bereitgestellt ist, und blockiert das Bereitstellen des Steuersignals
an dem Controller, wenn der Pegel des Steuersignals unterhalb eines
vorbestimmten erlaubten Spannungsbereichs ist. Demnach kann die
Schutzschaltung der vorliegenden Erfindung einen fehlerhaften Betrieb
des Controllers, welche aus einem anormalen Steuersignal resultiert, verhindern.
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Dem
Fachmann wird es ersichtlich sein, dass unterschiedliche Änderungen
und Variationen in der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden
können,
ohne den Erfindungsgedanken oder den Schutzbereich der Erfindung
zu verlassen.