DE102014213853A1 - Circuit arrangement and method for driving LEDs in matrix configuration - Google Patents

Circuit arrangement and method for driving LEDs in matrix configuration Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung von LEDs in einer Matrix-Konfiguration, welche m Spalten und n Zeilen aufweist, wobei jede LED (LED11, LED12, LED21, LED22) der Matrix durch Aktivierung eines entsprechenden Spaltentreibers (S01, S02) in Verbindung mit der Aktivierung eines entsprechenden Zeilentreibers (S10, S20) einzeln ansteuerbar ist, mit jeweils pro Zeile einer Bias-Einrichtung (12). Dabei umfasst die Bias-Einrichtung (12) einen ersten Bias-Anschluss (14) zur elektrischen Kopplung mit den Kathoden von m der LEDs (LED11, LED12) dieser Zeile und einem zweiten Bias-Anschluss (16) zur elektrischen Kopplung mit den Anoden der m LEDs (LED11, LED 12) dieser Zeile, wobei jede LED (LED11, LED12, LED21, LED22) der Matrix jeweils über eine Halbleiterdiode (D11, D12, D21, D22) mit dem zugehörigen Anschluss einer Spaltenansteuerung (S01, S02) gekoppelt ist, wobei außerdem n Halbleiterdioden (D11, D21), welche derselben Spalte zugeordnet sind, jeweils an einer ihrer Elektroden elektrisch miteinander verbunden sind. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Anzeigevorrichtung und ein Haushaltsgerät mit einer derartigen Schaltungsanordnung sowie ein Verfahren zur Ansteuerung von LEDs in einer Matrix-Konfiguration.The invention relates to a circuit arrangement for driving LEDs in a matrix configuration having m columns and n rows, each LED (LED11, LED12, LED21, LED22) of the matrix being activated by activation of a corresponding column driver (S01, S02) the activation of a corresponding row driver (S10, S20) is individually controllable, each with a line of a bias device (12). In this case, the bias device (12) comprises a first bias connection (14) for electrical coupling to the cathodes of m of the LEDs (LED11, LED12) of this line and a second bias connection (16) for electrical coupling to the anodes of m LEDs (LED11, LED 12) of this row, each LED (LED11, LED12, LED21, LED22) of the matrix in each case being coupled via a semiconductor diode (D11, D12, D21, D22) to the associated terminal of a column driver (S01, S02) is, wherein also n semiconductor diodes (D11, D21), which are assigned to the same column, each electrically connected to one another at one of its electrodes. Furthermore, the invention relates to a display device and a household appliance with such a circuit arrangement and to a method for driving LEDs in a matrix configuration.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung von Leuchtdioden (Light-Emitting Diodes, abgekürzt LEDs) in einer Matrix-Konfiguration, wobei jede LED der Matrix durch Aktivierung eines entsprechenden Spaltentreibers in Verbindung mit der Aktivierung eines entsprechenden Zeilentreibers einzeln ansteuerbar ist, wobei des Weiteren jeweils pro Zeile eine Bias-Einrichtung mit einem ersten Bias-Anschluss zur elektrischen Kopplung mit den Kathoden der LEDs der jeweiligen Zeile und mit einem zweiten Bias-Anschluss zur elektrischen Kopplung mit den Anoden der LEDs der jeweiligen Zeile. The invention relates to a circuit arrangement for driving light emitting diodes (Light Emitting Diodes, abbreviated LEDs) in a matrix configuration, wherein each LED of the matrix is individually activatable by activation of a corresponding column driver in connection with the activation of a corresponding row driver, wherein each further per line, a bias device having a first bias connection for electrically coupling to the cathodes of the LEDs of the respective row and having a second bias connection for electrical coupling to the anodes of the LEDs of the respective row.

Bei LEDs in einer Matrix-Anordnung liegt prinzipbedingt in bestimmten Zuständen der Ansteuerung eine Sperrspannung an den LEDs an. 1 stellt als einfachstes Beispiel eine 2×2-Matrix (zwei mal zwei Matrix) dar. Der dabei fließende Sperrstrom (gestrichelt eingezeichnet) verursacht durch Materialwanderung den Ausfall von LEDs. Die Vermeidung der Sperrspannung in einer Matrix wird angestrebt, um das kostengünstige Matrix-Prinzip ohne Lebensdauerverkürzung zu erhalten. In the case of LEDs in a matrix arrangement, a blocking voltage is applied to the LEDs in certain states of the control as a matter of principle. 1 represents the simplest example a 2 × 2 matrix (two times two matrix). The thereby flowing blocking current (dashed lines) caused by material migration the failure of LEDs. The avoidance of blocking voltage in a matrix is sought in order to obtain the cost-effective matrix principle without reducing the lifetime.

In diesem Zusammenhang offenbart die EP 1 916 880 B1 ein Prinzip zur Lösung des Sperrspannungs-Problems. 2 zeigt ein Ersatzschaltbild mit der in der EP 1 916 880 B1 vorgeschlagenen Lösung an einer 2×2-Matrix. Ist die LED11 angesteuert, fällt an ihr beispielsweise eine Flussspannung von 3,4 Volt ab. Damit die LED22 nicht in Sperrrichtung betrieben wird, ist sie über die Spannungsteiler R22A_H/R22A_L und R22C_H/R22C_L mit 0,2 Volt vorgespannt. Zwangsläufig müssen durch die Kirchhoffsche Maschengleichung an den LED21 und LED12 in Summe 3,6 Volt abfallen. Das Problem der Materialwanderung wäre damit behoben, aber LED21 und LED12 können aufgrund der anliegenden Spannung in Flussrichtung je nach Farbe mehr oder weniger stark glimmen. In this context, the EP 1 916 880 B1 a principle for solving the blocking voltage problem. 2 shows an equivalent circuit diagram with in the EP 1 916 880 B1 proposed solution to a 2 × 2 matrix. If the LED11 is activated, it drops, for example, from a forward voltage of 3.4 volts. So that the LED22 is not operated in the reverse direction, it is biased via the voltage dividers R22A_H / R22A_L and R22C_H / R22C_L with 0.2 volts. Inevitably, the Kirchhoff mesh equation on the LED21 and LED12 must drop 3.6 volts in total. The problem of material migration would be eliminated, but LED21 and LED12 may glow more or less strongly depending on the color due to the voltage applied in the direction of flow.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltungsanordnung bereitzustellen, welche sowohl eine schädigende Sperrspannung an den LEDs als auch ein Glimmen bei nicht angesteuerten LEDs verhindert. It is an object of the present invention to provide a circuit arrangement which prevents both a damaging reverse voltage on the LEDs and a glow on non-driven LEDs.

Diese Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.This object is achieved by a circuit arrangement having the features of patent claim 1 and by a method having the features of patent claim 13. Advantageous developments of the present invention are the subject of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Ansteuerung von LEDs in einer Matrix-Konfiguration, welche m Spalten und n Zeilen aufweist, wobei jede LED der Matrix durch Aktivierung eines entsprechenden Spaltentreibers in Verbindung mit der Aktivierung eines entsprechenden Zeilentreibers einzeln ansteuerbar ist, weist jeweils pro Zeile eine Bias-Einrichtung mit einem ersten Bias-Anschluss zur elektrischen Kopplung mit den Kathoden von m der LEDs dieser Zeile und einen zweiten Bias-Anschluss zur elektrischen Kopplung mit den Anoden der m LEDs dieser Zeile auf. Mit anderen Worten ist der erste Bias-Anschluss der Bias-Einrichtung verschaltet mit den Kathoden von m der LEDs dieser Zeile und der zweite Bias-Anschluss der Bias-Einrichtung ist verschaltet mit den Anoden der m LEDs dieser Zeile.The circuit arrangement according to the invention for driving LEDs in a matrix configuration which has m columns and n rows, wherein each LED of the matrix can be controlled individually by activating a corresponding column driver in conjunction with the activation of a corresponding row driver, has a bias for each row. Device with a first bias connection for electrical coupling to the cathodes of m of the LEDs of this line and a second bias connection for electrical coupling to the anodes of the m LEDs of this line. In other words, the first bias terminal of the biasing means is connected to the cathodes of m of the LEDs of that row and the second biasing terminal of the biasing means is connected to the anodes of the m LEDs of that row.

Erfindungsgemäß ist nun jede LED der Matrix jeweils über eine (leuchtunfähige) Halbleiterdiode mit dem zugehörigen Anschluss einer Spaltenansteuerung gekoppelt, wobei außerdem n Halbleiterdioden, welche derselben Spalte zugeordnet sind, jeweils an einer ihrer Elektroden elektrisch miteinander verbunden sind, nämlich über den Spaltentreiber. Durch den Einsatz der Halbleiterdioden ergibt sich der Vorteil, dass diese den Hauptteil der anliegenden Sperrspannung aufnehmen. Somit werden die sperrspannungsempfindlichen LED mit Hilfe der leuchtunfähigen Halbleiterdioden von der anliegenden Sperrspannung entlastet. Durch die Verschaltung der beiden Bias-Anschlüsse mit der Kathode und der Anode der jeweiligen LED lässt sich der Spannungsabfall über jedem Element eines nicht aktiv angesteuerten Parallelpfads gezielt einstellen. According to the invention, each LED of the matrix is then coupled in each case via a (non-illuminable) semiconductor diode to the associated terminal of a column drive, wherein also n semiconductor diodes, which are assigned to the same column, are each electrically connected to one another at one of their electrodes, namely via the column driver. The use of the semiconductor diodes has the advantage that they absorb the majority of the applied blocking voltage. Thus, the blocking voltage-sensitive LED are relieved of the applied blocking voltage with the aid of the incapacitated semiconductor diodes. By interconnecting the two bias connections with the cathode and the anode of the respective LED, the voltage drop across each element of a non-actively controlled parallel path can be set specifically.

Zur Anwendbarkeit der Erfindung darf weder die Anzahl der Spalten m noch die Anzahl der Zeilen n gleich eins sein, da ansonsten kein nicht aktiv angesteuerter Parallelpfad möglich ist. Spalten und Zeilen sind selbstverständlich gegeneinander austauschbar und repräsentieren insbesondere nur die Art der elektrischen Verschaltung und nicht zwangsläufig eine bestimmte geometrische Anordnung der LEDs zueinander. For applicability of the invention, neither the number of columns m nor the number of lines n may be equal to one, since otherwise no parallel active path is not possible. Of course, columns and rows are interchangeable and represent in particular only the type of electrical connection and not necessarily a specific geometric arrangement of the LEDs to each other.

In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei den elektrisch miteinander verbundenen Elektroden der Halbleiterdioden um die Anoden der Halbleiterdioden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die für LED-Displays üblicherweise kathodenseitig mit einem leitfähigen Kleber montierten LED-Chips auf demselben Bezugspotential angeordnet werden können. In a preferred embodiment, the electrically interconnected electrodes of the semiconductor diodes are the anodes of the semiconductor diodes. This results in the advantage that the LED chips usually mounted on the cathode side with a conductive adhesive LED chips can be arranged on the same reference potential.

Alternativ oder zusätzlich kann in jeweils einer Zeile die elektrische Kopplung der Bias-Einrichtung mit den Kathoden der m LEDs über mindestens einen Widerstand, insbesondere über m Widerstände, bereitgestellt sein. Alternatively or additionally, the electrical coupling of the bias device to the cathodes of the m LEDs can be provided in at least one line in each case via at least one resistor, in particular via m resistors.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Bias-Einrichtung einen Spannungsteiler auf. Besonders vorteilhaft kann hier ein mehrteiliger ohmscher Spanungsteiler mit mindestens zwei Anzapfungen eingesetzt werden, welcher zur elektrischen Kopplung mit den Anoden beziehungsweise Kathoden der LED der jeweiligen Zeile ausgelegt ist. According to a further aspect of the invention, the bias device has a voltage divider. Particularly advantageous here can be a multipart ohmic voltage divider can be used with at least two taps, which is designed for electrical coupling to the anodes or cathodes of the LED of the respective row.

Der Spannungsteiler kann mindestens einen Widerstand umfassen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Spannungsteiler aber eine Diode auf, insbesondere eine Zener-Diode. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass unabhängig von dem Strom durch den Spannungsteiler eine bestimmte Potentialdifferenz realisiert werden kann. Insbesondere bei einer Querstromentnahme aus dem ohmschen Spannungsteiler kann somit einer Rückwirkung auf den Spannungsteiler minimiert werden, ohne diesen unnötig niederohmig und damit verlustreich auslegen zu müssen. The voltage divider may include at least one resistor. In a particularly preferred embodiment, however, the voltage divider has a diode, in particular a Zener diode. This results in the advantage that a certain potential difference can be realized independently of the current through the voltage divider. In particular, in the case of a transverse current drain from the ohmic voltage divider, it is therefore possible to minimize the effect on the voltage divider without having to interpret it unnecessarily low-impedance and therefore loss-rich.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die durch die jeweiligen Bias-Einrichtungen pro Zeile erzeugten Anodenvorspannungen für jede der m Zeilen unterschiedlich. Dadurch können Variationen des LED-Stroms und/oder der LED-Flussspannung beispielsweise in Folge von Verwendung von LEDs unterschiedlicher Farbe berücksichtigt werden. In a further advantageous embodiment, the anode bias voltages generated by the respective bias devices per row are different for each of the m lines. As a result, variations of the LED current and / or the LED forward voltage can be taken into account, for example as a result of using LEDs of different colors.

Bevorzugt ist die Schaltungsanordnung dazu ausgelegt, im Betrieb nicht angesteuerte LEDs mit einer Spannung von maximal 0,5 Volt in Flussrichtung, vorzugsweise maximal 0,2 Volt in Flussrichtung zu beaufschlagen zur Vergrößerung des Abstands von einer Glimmgrenze, bei welcher erster Lichtemission der LED auftritt. Hierdurch kann zuverlässig ein unbeabsichtigtes Leuchten einer nicht angesteuerten LED vermieden werden. Preferably, the circuit arrangement is designed to apply non-activated LEDs in operation with a maximum voltage of 0.5 volts in the flow direction, preferably at most 0.2 volts in the flow direction to increase the distance from a glow limit at which the first light emission of the LED occurs. As a result, unintentional lighting of a non-driven LED can be reliably avoided.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind nicht angesteuerte LEDs mit einer Spannung von minimal 0,0 Volt in Flussrichtung, vorzugsweise minimal 0,1 Volt in Flussrichtung beaufschlagt zur Verhinderung einer Schädigung der LEDs durch einen Inversstrom.According to a further aspect of the invention, unenergized LEDs are subjected to a voltage of at least 0.0 volts in the direction of flow, preferably at least 0.1 volts in the direction of flow, in order to prevent damage to the LEDs by an inverse current.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Bias-Einrichtung dazu ausgelegt, für m LEDs einer Zeile mit unterschiedlichen Strömen und/oder Flussspannungen unterschiedliche Anodenvorspannungen bereitzustellen. Dadurch ist es insbesondere möglich, auch innerhalb einer Zeile unterschiedliche LEDs einzusetzen. In a further advantageous embodiment, the bias device is designed to provide different anode bias voltages for m LEDs of a line with different currents and / or forward voltages. This makes it possible in particular to use different LEDs within a row.

Bevorzugt kann die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in einer Anzeigevorrichtung eingesetzt sein, wodurch sich eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung ergibt. Preferably, the circuit arrangement according to the invention can be used in a display device, resulting in a display device according to the invention.

Des Weiteren kann eine derartige Anzeigevorrichtung in einem Haushaltsgerät eingesetzt sein, wodurch sich ein erfindungsgemäßes Haushaltsgerät ergibt. Furthermore, such a display device may be used in a household appliance, resulting in a household appliance according to the invention.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ansteuerung von LEDs in einer Matrix-Konfiguration, welche m Spalten und n Zeilen aufweist, umfasst die Schritte Koppeln eines ersten Anschlusses einer Bias-Einrichtung mit den Kathoden von m LEDs in der Matrix-Konfiguration, wobei die Bias-Einrichtung und die m LEDs jeweils derselben Zeile zugeordnet sind, und Koppeln eines zweiten Anschlusses der Bias-Einrichtung, welche dieser Zeile zugeordnet ist, mit den Anoden der m LEDs in dieser Zeile. Des Weiteren erfolgt bei dem Verfahren das Bereitstellen jeweils einer Halbleiterdiode zur Kopplung jeder LED der Matrix mit dem zugehörigen Anschluss einer Spaltenansteuerung, wobei n Halbleiterdioden, welche derselben Spalte zugeordnet sind, an jeweils einer ihrer Elektroden elektrisch miteinander verbunden sind. Mit anderen Worten, jede LED der Matrix wird mit einer Halbleiterdiode so verschaltet, dass der von dem zugehörigen Anschluß der Spaltenansteuerung für die jeweilige angesteuerte LED bereitgestellte Strom über die Halbleiterdiode fließt.The inventive method for driving LEDs in a matrix configuration comprising m columns and n rows comprises the steps of coupling a first terminal of a biasing device to the cathodes of m LEDs in the matrix configuration, wherein the biasing means and the m LEDs are each associated with the same row, and coupling a second terminal of the bias means associated with that row to the anodes of the m LEDs in that row. Furthermore, in the method, provision is made in each case of a semiconductor diode for coupling each LED of the matrix to the associated terminal of a column driver, wherein n semiconductor diodes, which are assigned to the same column, are electrically connected to one another at each of their electrodes. In other words, each LED of the matrix is connected to a semiconductor diode such that the current provided by the associated terminal of the column driver for the respective driven LED flows over the semiconductor diode.

Im Folgenden ist die Erfindung detaillierter anhand der Figuren erläutert.In the following the invention is explained in more detail with reference to the figures.

Dabei zeigen:Showing:

1 das allgemeine Funktionsprinzip einer 2×2-LED-Matrix mit entsprechender Spalten- und Zeilenansteuerung gemäß dem Stand der Technik; 1 the general operating principle of a 2 × 2 LED matrix with corresponding column and row drive according to the prior art;

2 ein Ersatzschaltbild einer 2×2-Matrix mit einer Potentialsteuerung gemäß dem Stand der Technik; 2 an equivalent circuit diagram of a 2 × 2 matrix with a potential control according to the prior art;

3 ein Ersatzschaltbild einer 2×2-Matrix mit einer erfindungsgemäßen Potentialsteuerung, und 3 an equivalent circuit diagram of a 2 × 2 matrix with a potential control according to the invention, and

4 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung einer 2×2-Matrix mit zeilenabhängiger Vorspannung. 4 An embodiment of a circuit arrangement according to the invention a 2 × 2 matrix with line-dependent bias.

Eine beispielhafte LED-Matrix in einer 2×2-Konfiguration ist nachfolgend entsprechend 1 erläutert. Ausgehend von einem gemeinsamen Bezugspotential GND sind eine erste Stromquelle I10 und eine zweite Stromquelle I20 über einen Schalter S10 beziehungsweise S20 jeweils mit einer Zeilenansteuerung der LED-Matrix gekoppelt. Dabei ist der Schalter S10 der ersten Zeilenansteuerung mit der Kathode einer LED11 sowie der Kathode einer LED12 verbunden. Des Weiteren ist der Schalter S20 der zweiten Zeilenansteuerung verbunden mit der Kathode einer LED21 und der Kathode einer LED22. Weiterhin sind die Anoden der LED11 sowie der LED21 über einen Schalter S01 einer ersten Spaltenansteuerung mit einem Versorgungspotential VCC gekoppelt. Des Weiteren sind die Anoden der LED12 und der LED22 über einen Schalter S02 einer zweiten Spaltenansteuerung mit dem Versorgungspotential VCC gekoppelt. Somit ergibt sich beispielsweise bei einem geschlossenen Schalter S01 der Spaltenansteuerung und bei einem geschlossenen Schalter S10 der Zeilenansteuerung ein Stromfluss durch die LED11. Dabei ergibt sich beispielsweise über der LED11 ein Spannungsabfall in Flussrichtung von 3,4 Volt. Die Schalter S02 und S20 sind dabei geöffnet. Somit ergibt sich ein Parallelpfad wie in 1 gestrichelt dargestellt zu der LED11 bestehend aus der LED21, LED22 und LED22, wobei die LED21 und LED12 in Flussrichtung und die LED22 in Sperrrichtung betrieben werden. Infolge dessen ergibt sich an der LED21 und der LED12 jeweils ein Spannungsabfall in Flussrichtung von ungefähr null Volt, während sich an der LED22 ein Spannungsabfall in Sperrrichtung in Höhe von 3,4 Volt ergibt. An exemplary LED matrix in a 2x2 configuration is hereafter accordingly 1 explained. Starting from a common reference potential GND, a first current source I10 and a second current source I20 are each coupled via a switch S10 or S20 to a row drive of the LED matrix. In this case, the switch S10 of the first row drive is connected to the cathode of a LED11 and the cathode of a LED12. Further, the switch S20 of the second row driver is connected to the cathode of an LED21 and the cathode of an LED22. Furthermore, the anodes of the LED11 and the LED21 via a switch S01 a first Column drive coupled to a supply potential VCC. Furthermore, the anodes of the LED12 and the LED22 are coupled to the supply potential VCC via a switch S02 of a second column drive. Thus, for example, in the case of a closed switch S01 the column drive and, in the case of a closed switch S10 of the row drive, a current flow through the LED11. This results, for example, via the LED11, a voltage drop in the flow direction of 3.4 volts. The switches S02 and S20 are open. This results in a parallel path as in 1 shown in dashed lines to the LED11 consisting of the LED21, LED22 and LED22, the LED21 and LED12 are operated in the flow direction and the LED22 in the reverse direction. As a result, a voltage drop in the flux direction of approximately zero volts results at the LED21 and the LED12, while the LED22 results in a reverse voltage drop of 3.4 volts at the LED22.

Zur Verhinderung der an der LED22 anliegenden Sperrspannung wurde gemäß dem Stand der Technik eine Bias-Einrichtung 12 ergänzt, welche beispielhaft in 2 dargestellt ist. Dabei umfasst die Bias-Einrichtung 12 einen ersten Spannungsteiler bestehend aus der Serienschaltung eines Widerstands R22A_H und eines Widerstands R22A_L, wobei der Widerstand R22A_H mit dem Versorgungspotential VCC gekoppelt ist und der Widerstand R22A_L mit dem Bezugspotential GND gekoppelt ist. Des Weiteren umfasst die Bias-Einrichtung einen Spannungsteiler bestehend aus der Serienschaltung eines Widerstands R22C_H und eines Widerstands R22C_L, wobei der Widerstand R22C_H mit dem Versorgungspotential VCC gekoppelt ist und der Widerstand R22C_L mit dem Bezugspotential GND gekoppelt ist. Dabei ist der Verbindungspunkt der beiden Widerstände R22A_H und R22A_L auf einen ersten Bias-Anschluss 14 der Bias-Einrichtung 12 herausgeführt sowie der Verbindungspunkt des Widerstands R22C_H und des Widerstands R22C_L auf einem zweiten Bias-Anschluss 16. Zur anschaulicheren Darstellung ist nunmehr die Serienschaltung aus dem Schalter S01 der Spaltenansteuerung, der LED11, des Schalters S10 der Zeilenansteuerung sowie der Stromquelle I10 zwischen den beiden Potentialen VCC und GND in einer Linie dargestellt. Parallel zu der LED11 ist dabei die Serienschaltung aus LED21, LED22 und LED12 angeordnet, wobei die LED21 und LED12 in Flussrichtung und die LED22 in Sperrrichtung angeordnet sind. Der Verbindungspunkt der Kathode von LED21 und der Kathode von LED22 ist dabei mit dem zweiten Bias-Anschluss 16 verbunden, weiterhin ist der Verbindungspunkt der Anode der LED22 mit der Anode der LED12 verbunden mit dem ersten Bias-Anschluss 14. Wie in dem Beispiel zuvor fällt auch hier über der LED11 eine Spannung von 3,4 Volt ab, gemäß der Kirchhoffschen Maschenregel, angedeutet durch M1, muss auch über der LED21, LED22 und LED12 insgesamt eine Spannung von 3,4 Volt abfallen. Im dargestellten Beispiel ist das Potential so eingestellt, dass sich über der LED22 eine geringe Flussspannung in Höhe von 0,2 Volt ergibt beziehungsweise anders ausgedrückt eine Sperrspannung von minus 0,2 Volt. Die verbleibende Spannung teilt sich auf die beiden LED21 und LED12 auf, wobei über jeder der beiden LED21 und LED12 1,8 Volt in Flussrichtung abfallen. In order to prevent the blocking voltage applied to the LED22, a bias device according to the prior art has been used 12 supplemented, which exemplifies in 2 is shown. This includes the bias device 12 a first voltage divider consisting of the series connection of a resistor R22A_H and a resistor R22A_L, wherein the resistor R22A_H is coupled to the supply potential VCC and the resistor R22A_L is coupled to the reference potential GND. Furthermore, the bias device comprises a voltage divider consisting of the series connection of a resistor R22C_H and a resistor R22C_L, wherein the resistor R22C_H is coupled to the supply potential VCC and the resistor R22C_L is coupled to the reference potential GND. In this case, the connection point of the two resistors R22A_H and R22A_L is at a first bias connection 14 the bias device 12 led out and the connection point of the resistor R22C_H and the resistor R22C_L on a second bias connection 16 , For a clearer illustration, the series circuit comprising the switch S01 of the column drive, the LED11, the switch S10 of the row drive and the current source I10 between the two potentials VCC and GND is shown in a line. Parallel to the LED11, the series circuit of LED21, LED22 and LED12 is arranged, wherein the LED21 and LED12 are arranged in the flow direction and the LED22 in the reverse direction. The connection point of the cathode of LED21 and the cathode of LED22 is in this case with the second bias connection 16 Further, the connection point of the anode of the LED 22 to the anode of the LED 12 is connected to the first bias terminal 14 , As in the previous example, a voltage of 3.4 volts also falls here via the LED11; according to Kirchhoff's mesh rule, indicated by M1, a voltage of 3.4 volts must also be dropped across the LED21, LED22 and LED12. In the example shown, the potential is set so that there is a low forward voltage of 0.2 volts across the LED22, or in other words a blocking voltage of minus 0.2 volts. The remaining voltage is divided between the two LED21 and LED12, with 1.8 volts across each of the two LED21 and LED12 dropping in the direction of flow.

In der erfindungsgemäßen Weiterbildung gemäß 3 ist zwischen der LED22 und der LED12 eine zusätzliche Halbleiterdiode D22 eingefügt, welche die gleiche Orientierung wie LED22 aufweist, mit anderen Worten sind sowohl die LED22 als auch die Halbleiterdiode D22 in Sperrrichtung angeordnet. Dabei kann die Weiterbildung auf den in 1 und 2 gezeigten Schaltungen aufbauen. Die Bias-Einrichtung 12 weist in diesem Ausführungsbeispiel zwei Spannungsquellen U22A und U22C auf, welche beide auf das gemeinsame Bezugspotential GND bezogen sind und jeweils mit dem ersten Bias-Anschluss 14 beziehungsweise dem zweiten Bias-Anschluss 16 gekoppelt sind. Weiterhin ist der Verbindungspunkt der Kathode der LED21 mit der Kathode der LED22 über einen Koppelwiderstand R22C mit dem zweiten Bias-Anschluss 16 gekoppelt sowie der Verbindungspunkt der Anode der LED22 mit der Kathode der Halbleiterdiode D22 über einen Koppelwiderstand R22A mit dem ersten Bias-Anschluss 14. Die Anordnung der verbleibenden Elemente ist identisch zu der Darstellung in 2. Durch das erfindungsgemäße Einfügen der Halbleiterdiode D22 ergibt sich im vorliegenden Beispiel eine Potentialverteilung wie im Folgenden beschrieben. Über der LED21 und der LED12 ergibt sich jeweils ein Spannungsabfall von 0,1 Volt in Flussrichtung, des Weiteren ergibt sich ebenfalls über der LED22 ein Spannungsabfall von 0,1 Volt in Flussrichtung oder mit anderen Worten minus 0,1 Volt in Sperrrichtung. Die Halbleiterdiode D22 nimmt dabei den Hauptteil der Sperrspannung in Höhe von ungefähr 3,3 Volt in Sperrrichtung auf. Die hier beschriebene Schaltung nutzt gewöhnliche Silizium-Dioden, beispielsweise den Standard-Typ 1N4148 , in Reihe zu den LEDs, welche die Sperrspannung übernehmen. Silizium-Dioden können einem Sperrstrom dauerhaft widerstehen und sind daher für diesen Zweck geeignet. Damit sichergestellt ist, dass keine LED einer negativen Spannung ausgesetzt ist, werden diese mit einer geringen positiven Spannung über eine geeignet dimensionierte Schaltung beaufschlagt. Nur eine Silizium-Diode in Reihe ohne zusätzliche Beschaltung würde durch ihren geringeren Sperrsättigungsstrom den Vorgang der Materialwanderung in der LED verlangsamen, aber nicht vollständig verhindern. Da die Halbleiterdiode D22 in Reihe zu LED22 die Sperrspannung aufnimmt, ist eine Potentialsteuerung derart möglich, dass die Kirchhoffsche Maschengleichung für M1 erfüllt ist, ohne dass eine LED unbeabsichtigt glimmt. Die Koppelwiderstände R22A beziehungsweise R22C können auch als Innenwiderstand der Quellen U22A beziehungsweise U22C betrachtet werden, beziehungsweise diesem zugeschlagen werden. In the development according to the invention 3 In Fig. 1, an additional semiconductor diode D22 having the same orientation as LED22 is inserted between the LED22 and the LED12, in other words, both the LED22 and the semiconductor diode D22 are reverse-biased. Here, the training on the in 1 and 2 build up circuits shown. The bias device 12 has in this embodiment, two voltage sources U22A and U22C, which are both related to the common reference potential GND and each with the first bias connection 14 or the second bias connection 16 are coupled. Further, the connection point of the cathode of the LED21 to the cathode of the LED22 is via a coupling resistor R22C to the second bias terminal 16 and the connection point of the anode of the LED22 to the cathode of the semiconductor diode D22 via a coupling resistor R22A to the first bias connection 14 , The arrangement of the remaining elements is identical to the representation in FIG 2 , The inventive insertion of the semiconductor diode D22 results in the present example, a potential distribution as described below. Above the LED21 and the LED12 results in each case a voltage drop of 0.1 volt in the flow direction, further also results over the LED22 a voltage drop of 0.1 volts in the flow direction or in other words minus 0.1 volts in the reverse direction. The semiconductor diode D22 absorbs the majority of the blocking voltage in the amount of approximately 3.3 volts in the reverse direction. The circuit described here uses ordinary silicon diodes, such as the Standard type 1N4148 , in series with the LEDs, which take over the blocking voltage. Silicon diodes can permanently withstand a reverse current and are therefore suitable for this purpose. To ensure that no LED is exposed to a negative voltage, they are subjected to a low positive voltage via a suitably dimensioned circuit. Only a silicon diode in series without additional circuitry would slow down, but not completely prevent, the process of material migration in the LED due to its lower reverse saturation current. Since the semiconductor diode D22 receives the reverse voltage in series with LED22, potential control is possible such that the Kirchoff's mesh equation for M1 is satisfied without an LED glowing unintentionally. The Coupling resistors R22A and R22C can also be considered as internal resistance of the sources U22A and U22C, respectively, added to this.

4 zeigt eine 2×2-LED-Matrix, bei der das erfindungsgemäße Prinzip für jede LED in der Matrix angewendet wurde. Ausgehend von der in 1 dargestellten Grundkonfiguration wurde in Serie zu jeder LED eine zusätzlich Halbleiterdiode integriert, das heißt LED11 ist nunmehr mit Schalter S01 über die Halbleiterdiode D11 gekoppelt, des Weiteren ist die LED12 mit dem Schalter S02 über die Halbleiterdiode D12 gekoppelt, die LED21 ist über die Halbleiterdiode D21 mit dem Schalter S01 gekoppelt und die LED22 ist über die Halbleiterdiode D22 mit dem Schalter S02 gekoppelt. Ein Vorwiderstand R10 beziehungsweise R20 ersetzt hier die Stromquelle I10 beziehungsweise I20 aus 1, wobei R10 und S10 die Position getauscht haben ebenso wie S20 und R20. Die Vorwiderstände R10 beziehungsweise R20 können somit direkt der LED-Matrix zugeordnet sein, im einfachsten Fall können deswegen die Spalten- beziehungsweise Zeilentreiber, die hier nur als Schalter repräsentiert werden, im einfachsten Fall durch NPN- beziehungsweise PNP-Transistoren realisiert sein. 4 shows a 2 × 2 LED matrix, in which the principle of the invention for each LED was applied in the matrix. Starting from the in 1 In addition, LED11 is now coupled to switch S01 via semiconductor diode D11, furthermore, LED12 is coupled to switch S02 via semiconductor diode D12, LED21 is connected via semiconductor diode D21 coupled to the switch S01 and the LED22 is coupled via the semiconductor diode D22 to the switch S02. A series resistor R10 or R20 replaces the current source I10 or I20 1 where R10 and S10 have changed positions as well as S20 and R20. The series resistors R10 and R20 can thus be assigned directly to the LED matrix, in the simplest case, therefore, the column or row drivers, which are represented here only as switches, be realized in the simplest case by NPN or PNP transistors.

Im allgemeinen Fall kann an jeder LED der 2×2-Matrix jeweils an Anode und Kathode ein Spannungsteiler als Realisierung einer Spannungsquelle mit Innenwiderstand angeordnet sein. Die Dimensionierung hängt dabei von der gewünschten Vorspannung ab und von den LEDs. Bei der im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwischen der Kathode der LED11 und der Kathode der LED12 bestehenden elektrischen Verbindung sind dann drei Spannungsteiler notwendig pro Zeile, das heißt insgesamt sechs Spannungsteiler. Dadurch wird die maximale Flexibilität erreicht, durch Anpassung von Widerständen lässt sich die Schaltung an verschiedene Flussspannungen und LED-Ströme anpassen. Ohne Mehraufwand ist es möglich, pro Zeile verschiedene LEDs einzusetzen. Möchte man auch noch innerhalb einer Zeile unterschiedliche LEDs ansteuern, ist dies möglich, indem ein weiterer Vorwiderstand mit Zusatzbeschaltung eingefügt wird. Die Schaltung funktioniert durch die zeilenabhängige Anodenvorspannung in allen Zuständen, dies erlaubt auch das Dimmen per Pulsweitenmodulation (PWM).In the general case, a voltage divider can be arranged as an implementation of a voltage source with internal resistance at each anode and cathode of each LED of the 2 × 2 matrix. The dimensioning depends on the desired bias voltage and on the LEDs. In the present embodiment between the cathode of the LED11 and the cathode of the LED12 existing electrical connection then three voltage dividers are necessary per line, that is a total of six voltage divider. This achieves maximum flexibility, and by adapting resistors, the circuit can be adapted to different forward voltages and LED currents. Without additional effort, it is possible to use different LEDs per line. If you also want to control different LEDs within a row, this is possible by inserting a further series resistor with additional circuitry. The circuit works by the line-dependent anode bias in all states, this also allows dimming by pulse width modulation (PWM).

In einer vorteilhaften Weiterbildung dient ein einziger und / oder gemeinsamer Spannungsteiler pro Zeile zum Anschluss der Anoden der LED, welche dieser Zeile zugeordnet sind über Koppelwiderstände. Insbesondere kann auch der Spannungsteiler, welcher zum Anschluss der Kathoden der LED der jeweiligen Zeile ausgelegt ist, mit dem anodenseitig gekoppelten Spannungsteiler kombiniert sein, wodurch sich der in 4 dargestellte Spannungsteiler ergibt, welcher drei Widerstände R10x, R10y und R10z umfasst. Dabei ist R10y auf der einen Seite direkt mit dem gemeinsamen Potential der Anoden der LED11 und der LED12 gekoppelt, auf der anderen Seite über einen Koppelwiderstand R11 mit der Anode der LED11 und des Weiteren über einen Koppelwiderstand R12 mit der Anode der LED12. Der gemeinsame Verbindungspunkt der Anoden der LED11 und der LED12 mit dem Widerstand R10y ist mit dem Bezugspotential GND über den Widerstand R10z gekoppelt. Der gemeinsame Verbindungspunkt der Widerstände R10y, R11 und R12 ist außerdem über den Widerstand R10z mit dem Versorgungspotential VCC gekoppelt. In an advantageous development, a single and / or common voltage divider per row is used to connect the anodes of the LED, which are assigned to this row via coupling resistors. In particular, the voltage divider, which is designed to connect the cathodes of the LED of the respective row, can also be combined with the voltage divider coupled on the anode side, whereby the voltage divider in FIG 4 shown voltage divider which comprises three resistors R10x, R10y and R10z. In this case, R10y is coupled on one side directly to the common potential of the anodes of the LED11 and the LED12, on the other side via a coupling resistor R11 to the anode of the LED11 and furthermore via a coupling resistor R12 to the anode of the LED12. The common connection point of the anodes of the LED11 and the LED12 with the resistor R10y is coupled to the reference potential GND via the resistor R10z. The common connection point of the resistors R10y, R11 and R12 is also coupled to the supply potential VCC via the resistor R10z.

Die entsprechende Schaltungsanordnung der zweiten Zeile ergibt sich äquivalent, die erste Stelle der Indizes ist hierbei von eins auf zwei zu ändern, so z. B. von R10z auf R20z oder von LED12 auf LED22.The corresponding circuit arrangement of the second line results equivalently, the first digit of the indices is here to change from one to two, such. From R10z to R20z or from LED12 to LED22.

Somit umfasst die Bias-Einrichtung 12 im dargestellten Beispiel die drei Widerstände R10x, R10y und R10z, wobei der Verbindungspunkt von R10x und R10y den ersten Bias-Anschluss 14 repräsentiert und wobei der Verbindungspunkt von R10y und R10z den zweiten Bias-Anschluss 16 repräsentiert. Thus, the bias device includes 12 in the example shown, the three resistors R10x, R10y and R10z, where the junction of R10x and R10y is the first bias terminal 14 and wherein the connection point of R10y and R10z is the second bias connection 16 represents.

Diese Anordnung ermöglicht die Einstellung der Anodenvorspannung unabhängig von der Flussspannung beziehungsweise dem Strom von der LED und ist auch unabhängig vom Schaltzustand der Zeilenschalter S10 beziehungsweise S20. Das Ausführungsbeispiel gemäß 4 dient lediglich der Erläuterung der Erfindung und ist für diese nicht beschränkend. Insbesondere die Zuordnung von Zeilen und Spalten ist gegeneinander austauschbar, ebenso die Anordnung von Stromquellen beziehungsweise Vorwiderständen und Schaltern. Des Weiteren kann auch die Reihenfolge der Anordnung der jeweiligen LED mit ihrer zugehörigen Halbleiterdiode variieren, ohne den Gedanken der Erfindung zu verlassen. So können die LED11 und LED12 einer Zeile beispielsweise auch anodenseitig anstatt kathodenseitig miteinander verbunden sein, oder auch überhaupt keine direkte Verbindung miteinander aufweisen. Das Vertauschen des Bezugspotentials GND mit dem positiven Versorgungspotential VCC ist ebenfalls möglich, wobei dann die Orientierungen der LEDs und der Halbleiterdioden entsprechend anzupassen sind. This arrangement allows the adjustment of the anode bias voltage regardless of the forward voltage or the current from the LED and is also independent of the switching state of the line switches S10 and S20. The embodiment according to 4 is merely illustrative of the invention and is not limitative of it. In particular, the assignment of rows and columns is interchangeable, as well as the arrangement of current sources or series resistors and switches. Furthermore, the order of arrangement of the respective LED with its associated semiconductor diode can vary without departing from the spirit of the invention. For example, the LED11 and LED12 of a row can also be connected to one another on the anode side instead of the cathode side, or even have no direct connection to one another at all. The exchange of the reference potential GND with the positive supply potential VCC is also possible, in which case the orientations of the LEDs and the semiconductor diodes must be adapted accordingly.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann in einem Einzel-Modus mit jeweils nur einem aktiv angesteuerten Schalter der Spaltensteuerung und der Zeilensteuerung betrieben werden, wodurch maximal eine LED zu einer bestimmten Zeit leuchtet. Es kann aber auch vorgesehen sein, die Schaltungsanordnung in einem Spaltenmodus zu betreiben, wo jeweils ein Schalter der Spaltenansteuerung aktiv angesteuert ist und beliebig viele Schalter der Zeilensteuerung aktiv angesteuert sind. Unter der Verwendung einer externen, steuerbaren Stromquelle wie in den 1 bis 3 dargestellt, ist auch die Aktivierung mehrerer Schalter der Spaltensteuerung möglich, ohne dass dadurch der für eine LED dimensionierte Strom auf mehrere LED verteilt werden muss und demzufolge die Helligkeit der einzelnen LED sinkt. The circuit arrangement according to the invention can be operated in a single mode with only one actively activated switch of the column control and the row control, whereby a maximum of one LED lights up at a certain time. But it can also be provided to operate the circuit arrangement in a column mode, where in each case a switch of the Column drive is actively controlled and any number of switches of the line control are actively controlled. Using an external, controllable power source as in the 1 to 3 It is also possible to activate several switches of the column control, without having to divide the current dimensioned for one LED into several LEDs and, as a result, reduce the brightness of the individual LED.

Somit wurde anhand einer Schaltungsanordnung und eines zugehörigen Verfahrens gezeigt, wie die Vermeidung der Sperrspannung an LEDs in einer Matrix-Schaltung erreicht werden kann. It has thus been shown by means of a circuit arrangement and an associated method how the avoidance of the blocking voltage on LEDs in a matrix circuit can be achieved.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10, 2010, 20
LED-Matrix LED matrix
1212
Bias-Einrichtung Bias means
1414
erster Bias-Anschluss first bias connection
1616
zweiter Bias-Anschluss second bias connection
D11, D12, D21, D22D11, D12, D21, D22
Halbleiterdiode Semiconductor diode
I10, I20I10, I20
Stromquelle power source
LED11, LED12, LED21, LED22LED11, LED12, LED21, LED22
LED LED
R10, R20R10, R20
Vorwiderstand dropping resistor
R10x, R10y, R10z, R20x, R20y, R20zR10x, R10y, R10z, R20x, R20y, R20z
Spannungsteilerwiderstand Voltage divider resistor
R11, R12, R21, R22, R22A, R22CR11, R12, R21, R22, R22A, R22C
Koppelwiderstand coupling resistor
R22A_H, R22A_L, R22C_H, R22C_LR22A_H, R22A_L, R22C_H, R22C_L
Spannungsteilerwiderstand Voltage divider resistor
S01, S02, S03, S04S01, S02, S03, S04
Schalter switch
U22A, U22CU22A, U22C
Bias-Spannungsquelle Bias voltage source

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1916880 B1 [0003, 0003] EP 1916880 B1 [0003, 0003]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Standard-Typ 1N4148 [0028] Standard Type 1N4148 [0028]

Claims (13)

Schaltungsanordnung zur Ansteuerung von LEDs in einer Matrix-Konfiguration, welche m Spalten und n Zeilen aufweist, wobei jede LED (LED11, LED12, LED21, LED22) der Matrix durch Aktivierung eines entsprechenden Spaltentreibers (S01, S02) in Verbindung mit der Aktivierung eines entsprechenden Zeilentreibers (S10, S20) einzeln ansteuerbar ist, mit jeweils pro Zeile einer Bias-Einrichtung (12) mit – einem ersten Bias-Anschluss (14) zur elektrischen Kopplung mit den Kathoden von m der LEDs (LED11, LED12) dieser Zeile, und – einem zweiten Bias-Anschluss (16) zur elektrischen Kopplung mit den Anoden der m LEDs (LED11, LED12) dieser Zeile, dadurch gekennzeichnet, dass jede LED (LED11, LED12, LED21, LED22) der Matrix jeweils über eine Halbleiterdiode (D11, D12, D21, D22) mit einem jeweiligen Anschluß einer zugehörigen Spaltenansteuerung (S01, S02) gekoppelt ist, wobei n Halbleiterdioden (D11, D21), welche derselben Spalte zugeordnet sind, jeweils an einer ihrer Elektroden elektrisch miteinander verbunden sind.Circuit arrangement for driving LEDs in a matrix configuration having m columns and n rows, each LED (LED11, LED12, LED21, LED22) of the matrix being activated by activation of a corresponding column driver (S01, S02) in conjunction with activation of a corresponding column driver Row driver (S10, S20) is individually controllable, each with one line of a bias device ( 12 ) with - a first bias connection ( 14 ) for electrical coupling to the cathodes of m of the LEDs (LED11, LED12) of this row, and - a second bias connection ( 16 ) for electrical coupling to the anodes of the m LEDs (LED11, LED12) of this row, characterized in that each LED (LED11, LED12, LED21, LED22) of the matrix in each case via a semiconductor diode (D11, D12, D21, D22) with a is coupled to respective terminals of an associated column driver (S01, S02), wherein n semiconductor diodes (D11, D21) associated with the same column are each electrically connected together at one of their electrodes. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den elektrisch miteinander verbundenen Elektroden um die Anoden der Halbleiterdioden (D11, D21) handelt.Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that the electrodes which are connected to one another electrically are the anodes of the semiconductor diodes (D11, D21). Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass pro Zeile die elektrische Kopplung des ersten Bias-Anschlusses (14) mit den Anoden der m LEDs (LED11, LED12) über mindestens einen Widerstand, insbesondere über m Widerstände (R11, R12), bereitgestellt ist.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that per line, the electrical coupling of the first bias terminal ( 14 ) is provided with the anodes of the m LEDs (LED11, LED12) via at least one resistor, in particular over m resistors (R11, R12). Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass pro Zeile die elektrische Kopplung des zweiten Bias-Anschlusses (16) mit den Anoden der m LEDs (LED11, LED12) über mindestens einen Widerstand, insbesondere über m Widerstände, bereitgestellt ist.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that per line, the electrical coupling of the second bias terminal ( 16 ) is provided with the anodes of the m LEDs (LED11, LED12) via at least one resistor, in particular via m resistors. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einer Zeile die Bias-Einrichtung (12) einen Spannungsteiler aufweist, welcher vorzugsweise mindestens einen Widerstand (R10x, R10y, R10z) umfasst.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that in at least one line the bias device ( 12 ) comprises a voltage divider, which preferably comprises at least one resistor (R10x, R10y, R10z). Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsteiler eine Diode, insbesondere eine Zener-Diode aufweist.Circuit arrangement according to claim 5, characterized in that the voltage divider comprises a diode, in particular a Zener diode. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Bias-Einrichtung (12) jeweils pro Zeile erzeugten Anodenvorspannungen für jede der n Zeilen unterschiedlich sind.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that by the bias device ( 12 ) each anode line voltages generated per line are different for each of the n lines. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung dazu ausgelegt ist, im Betrieb nicht angesteuerte LEDs (3: LED21, LED22, LED12) mit einer Spannung von maximal 0,5 V in Flußrichtung, vorzugsweise maximal 0,2V in Flußrichtung zu beaufschlagen zur Vergrößerung des Abstands von einer Glimmgrenze, bei welcher erste Lichtemission der LED auftritt.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the circuit arrangement is designed to operate in operation non-activated LEDs ( 3 : LED21, LED22, LED12) with a maximum voltage of 0.5 V in the direction of flow, preferably a maximum of 0.2V in the flow direction to increase the distance from a glow limit at which the first light emission of the LED occurs. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nicht angesteuerte LEDs (3: LED21, LED22, LED12) mit einer Spannung von minimal 0,0 V in Flußrichtung, vorzugsweise minimal 0,1V in Flußrichtung beaufschlagt sind zur Verhinderung einer Schädigung der LEDs durch einen Inversstrom. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that non-driven LEDs ( 3 : LED21, LED22, LED12) with a voltage of at least 0.0 V in the flow direction, preferably a minimum of 0.1V in the flow direction are applied to prevent damage to the LEDs by an inverse current. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bias-Einrichtung dazu ausgelegt ist, für m LEDs (LED11, LED12) einer Zeile mit unterschiedlichen Strömen und/oder Flussspannungen unterschiedliche Anodenvorspannungen bereitzustellen.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the bias device is designed to provide different anode bias voltages for m LEDs (LED11, LED12) of a line with different currents and / or forward voltages. Anzeigevorrichtung mit einer Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Display device with a circuit arrangement according to one of the preceding claims. Haushaltsgerät mit einer Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11.Domestic appliance with a display device according to claim 11. Verfahren zur Ansteuerung von LEDs in einer Matrix-Konfiguration, welche m Spalten und n Zeilen aufweist, mit den Schritten: – Koppeln eines ersten Anschlusses (14) einer Bias-Einrichtung (12) mit den Kathoden von m LEDs (LED11, LED12) in der Matrix-Konfiguration, wobei die Bias-Einrichtung und die m LEDs jeweils derselben Zeile zugeordnet sind, und – Koppeln eines zweiten Anschlusses (16) der Bias-Einrichtung (12), welche dieser Zeile zugeordnet ist, mit den Anoden der m LEDs (LED11, LED12) in dieser Zeile, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt: – Bereitstellen jeweils einer Halbleiterdiode (D11, D12, D21, D22) zur Kopplung jeder LED (LED11, LED12, LED21, LED22) der Matrix mit dem zugehörigen Anschluß einer Spaltenansteuerung (S01, S02), wobei n Halbleiterdioden, welche derselben Spalte zugeordnet sind, an jeweils einer ihrer Elektroden elektrisch miteinander verbunden sind.Method for driving LEDs in a matrix configuration having m columns and n rows, comprising the steps of: - coupling a first terminal ( 14 ) a bias device ( 12 ) with the cathodes of m LEDs (LED11, LED12) in the matrix configuration, wherein the bias device and the m LEDs are each assigned to the same row, and - coupling a second terminal ( 16 ) of the bias device ( 12 ), which is associated with this row, with the anodes of the m LEDs (LED11, LED12) in this row, characterized by the further step: - providing in each case a semiconductor diode (D11, D12, D21, D22) for coupling each LED (LED11, LED12, LED21, LED22) of the matrix with the associated terminal of a column driver (S01, S02), wherein n semiconductor diodes, which are assigned to the same column, are electrically connected to each other at one of their electrodes.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015219490A1 (en) * 2015-10-08 2017-04-13 BSH Hausgeräte GmbH Matrix circuit for a display device of a household appliance, display device and household appliance

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050007320A1 (en) * 2001-10-31 2005-01-13 Smith Euan C. Display drivers
US20050285823A1 (en) * 2004-05-22 2005-12-29 Hajime Kimura Display device and electronic device
EP1916880B1 (en) 2006-10-25 2009-08-05 BuS Elektronic GmbH & Co. KG Method and switch for protecting active LED matrix displays

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2182731C1 (en) * 2001-05-11 2002-05-20 Полунин Андрей Вадимович Information display
US7057590B2 (en) * 2003-11-04 2006-06-06 Infineon Technologies Ag LED array implementation
US7382241B1 (en) * 2005-10-06 2008-06-03 Zhen Qiu Huang Vehicle LED tail-light bulb
KR100985860B1 (en) * 2005-11-08 2010-10-08 삼성전자주식회사 Light emitting apparatus and control method thereof
KR100917623B1 (en) * 2006-02-13 2009-09-17 삼성전자주식회사 LED Driving Apparatus
TWM337680U (en) * 2007-11-22 2008-08-01 Everlight Electronics Co Ltd Circuit apparatus for LEDs
US20100295471A1 (en) * 2009-05-25 2010-11-25 Sanken Electric Co., Ltd. Current balancing apparatus
US8237640B2 (en) * 2010-05-24 2012-08-07 Immense Advance Technology Corp. LED driver circuit having a bias current drawn from a load current
KR101397953B1 (en) * 2010-12-20 2014-05-27 이동원 LED Lighting Device for dual commercial AC line supply
KR20140130666A (en) * 2011-12-16 2014-11-11 어드밴스드 라이팅 테크놀러지, 인크. Near unity power factor long life low cost led lamp retrofit system and method
US10368410B2 (en) * 2012-10-19 2019-07-30 Linear Technology Corporation PWM control for LEDs with reduced flicker when using spread spectrum switching frequencies

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050007320A1 (en) * 2001-10-31 2005-01-13 Smith Euan C. Display drivers
US20050285823A1 (en) * 2004-05-22 2005-12-29 Hajime Kimura Display device and electronic device
EP1916880B1 (en) 2006-10-25 2009-08-05 BuS Elektronic GmbH & Co. KG Method and switch for protecting active LED matrix displays

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Standard-Typ 1N4148

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015219490A1 (en) * 2015-10-08 2017-04-13 BSH Hausgeräte GmbH Matrix circuit for a display device of a household appliance, display device and household appliance

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