DE102015109373A1

DE102015109373A1 - Laufzeitverzögerungskompensation für einen floatenden abwärtswandler-leuchtdioden-(led)-treiber

Info

Publication number: DE102015109373A1
Application number: DE102015109373.1A
Authority: DE
Inventors: Xiao Wu Gong; Kok Kee Lim; Yong Siang Teo
Original assignee: Infineon Technologies Austria AG
Current assignee: Infineon Technologies Austria AG
Priority date: 2014-06-13
Filing date: 2015-06-12
Publication date: 2015-12-17
Anticipated expiration: 2035-06-13
Also published as: CN105307308A; CN105307308B; US9277606B2; US20150366007A1; DE102015109373B4

Abstract

Vorrichtungen, Systeme und Verfahren zum Verbessern der Stromabweichung einer Leuchtdiode (LED). Einige Aspekte weisen einen Spitzenwertdetektor und einen Verstärker mit einer veränderlichen Verstärkung, der mit dem Spitzenwertdetektor gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, eine Ausgabe des Spitzenwertdetektors zu verstärken, auf. Der Verstärker mit der veränderlichen Verstärkung wird durch einen Verstärkungsauswähler, der mit dem Verstärker mit einer veränderlichen Verstärkung gekoppelt ist, durch Ändern der Verstärkung des Verstärkers mit der veränderlichen Verstärkung auf der Grundlage der Einschaltzeit eines Signals gesteuert.

Description

Diese Offenbarung betrifft Treiber und insbesondere Techniken und Schaltungen in Zusammenhang mit Leuchtdioden-(LED)-Treibern.
Eine Leuchtdiode (LED) ist ein Halbleiter-pn-Übergang (Diode) mit zwei Zuleitungen, welcher auch Licht emittiert. Wenn die Anodenzuleitung einer LED eine Spannung aufweist, die in Bezug auf die Kathode der LED um mehr als der Durchlassspannungsabfall der LED positiv ist, fließt ein Strom durch die LED. LEDs weisen Elektrolumineszenz auf, die ein optisches und elektrisches Phänomen ist, bei dem ein Material als Reaktion auf den Durchgang eines elektrischen Stroms oder auf ein starkes elektrisches Feld Licht emittiert.
Im Allgemeinen kann ein Widerstand verwendet werden, um den durch eine LED fließenden Strom zu regeln. Hierdurch kann jedoch Leistung verschwendet werden, weil, wenn Strom durch den Widerstand und die LED fließt, der Widerstand im Allgemeinen einen Teil der Energie des Stromflusses als Wärme abgibt. Um einen Teil der Verluste im Widerstand zu vermeiden, kann eine LED durch einen LED-Treiber mit Leistung versorgt werden. Der LED-Treiber kann der LED beispielsweise unter Verwendung eines Schaltnetzteils in der Art eines Abwärtswandlers oder unter Verwendung einer anderen Leistungsquelle Strom bereitstellen.
Allgemein werden Techniken und Schaltungen beschrieben, welche die Abweichung eines Ausgangsstroms einer Leuchtdiode (LED) durch Einführen einer veränderlichen Verstärkung an einem V_COMP-Verstärker verbessern können. Bei einigen Beispielen kann die Verstärkung des V_COMP-Verstärkers von der Einschaltzeit t_ON eines Leistungstransistors abhängen. Wenn die Einschaltzeit t_ON des Leistungstransistors kurz ist, wird die Laufzeitverzögerung zu einem größeren Anteil von t_ON. Dadurch kann der gemessene Ausgangsstrom der LED höher sein als der tatsächliche LED-Strom. Wenn t_ON kurz ist, kann die Verstärkung demgemäß höher sein, um die Laufzeitverzögerung zu kompensieren.
Bei einem Beispiel betrifft die Offenbarung eine Vorrichtung, die aufweist: einen Spitzenwertdetektor, einen Verstärker mit einer veränderlichen Verstärkung, der mit dem Spitzenwertdetektor gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, eine Ausgabe des Spitzenwertdetektors zu verstärken, und einen Verstärkungsauswähler, der mit dem Verstärker mit der veränderlichen Verstärkung gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, den Verstärker mit der veränderlichen Verstärkung durch Ändern der Verstärkung des Verstärkers mit der veränderlichen Verstärkung auf der Grundlage der Einschaltzeit eines Signals zu steuern.
Bei einem anderen Beispiel betrifft die Offenbarung ein System, das aufweist: eine LED, die gekoppelt ist, einen Leistungstransistor, der mit der LED gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, der LED Leistung bereitzustellen, eine Vorrichtung, die mit dem Leistungstransistor gekoppelt ist, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Spitzenwertdetektor, einen Verstärker mit einer veränderlichen Verstärkung, der mit dem Spitzenwertdetektor gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, die Ausgabe des Spitzenwertdetektors zu verstärken, und einen Verstärkungsauswähler, der mit dem Verstärker mit der veränderlichen Verstärkung gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, den Verstärker mit der veränderlichen Verstärkung durch Ändern der Verstärkung des Verstärkers mit der veränderlichen Verstärkung auf der Grundlage der Einschaltzeit der LED zu steuern.
Bei einem anderen Beispiel betrifft die Offenbarung ein System mit einer Vorrichtung zum Steuern des Stroms für eine LED, das aufweist: Mittel zum Detektieren eines Spitzenwerts eines Signals, Mittel zum Auswählen einer Verstärkung für einen Verstärker mit einer veränderlichen Verstärkung auf der Grundlage eines Einschaltzeitsignals und Mittel zum Verstärken des detektierten Spitzenwerts des Signals.
Bei einem anderen Beispiel betrifft die Offenbarung ein System, das ein Verfahren zum Steuern eines Stroms für eine LED aufweist, das aufweist: Detektieren eines Spitzenwerts eines Signals, Auswählen einer Verstärkung für einen Verstärker mit einer veränderlichen Verstärkung auf der Grundlage eines Einschaltzeitsignals und Verstärken des detektierten Spitzenwerts des Signals.
Die Einzelheiten eines oder mehrerer Beispiele sind in der anliegenden Zeichnung und der nachstehenden Beschreibung dargelegt. Andere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Offenbarung werden anhand der Beschreibung und der Zeichnung und anhand der Ansprüche verständlich werden. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm einer als Beispiel dienenden Topologie eines floatenden Abwärtswandler-Leuchtdioden-(LED)-Treibers, welche eines oder mehrere der hier beschriebenen Systeme und Verfahren aufweisen kann,
2 ein Diagramm als Beispiel dienender Stromfluss- und Spannungswellenformen in Bezug auf verschiedene Komponenten von 1,
3 ein Blockdiagramm einer als Beispiel dienenden Topologie eines floatenden Abwärtswandler-LED-Treibers gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung,
4 ein Blockdiagramm der Steuerschaltungsanordnung, des Verstärkungsauswählers und des Einschaltzeit-(t_ON)-Detektors aus 3 gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung,
5 ein Blockdiagramm einer Schaltungsanordnung in Bezug auf einen analogen Ansatz gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung,
6 ein Blockdiagramm einer Schaltungsanordnung in Bezug auf einen digitalen Ansatz gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung,
7 eine Graphik einer als Beispiel dienenden Ausgangsstromabweichung in Bezug auf t_ON gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung,
8 eine Graphik eines Beispiels einer Kompensation in Bezug auf t_ON gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung,
9 ein Blockdiagramm eines als Beispiel dienenden Schaltungsdiagramms gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung, und
10 ein Flussdiagramm eines als Beispiel dienenden Verfahrens zum Steuern des Stroms für eine LED gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
Diese Offenbarung beschreibt Systeme, Verfahren und Vorrichtungen zum Verbessern der Abweichung des Ausgangsstroms einer Lichtquelle. Eine als Beispiel dienende Lichtquelle ist eine Halbleiterlichtquelle in der Art einer Leuchtdiode (LED). Bei einem Beispiel kann die Abweichung des Stroms einer Ausgangslichtquelle durch Einführen einer variablen Verstärkung an einem V_COMP-Verstärker verbessert werden. Bei einigen Beispielen kann die Verstärkung des V_COMP-Verstärkers von der Einschaltzeit t_ON eines Leistungstransistors abhängen. Wenn die Einschaltzeit t_ON des Leistungstransistors kurz ist, wird die Laufzeitverzögerung zu einem größeren Anteil von t_ON. Dadurch kann der gemessene Ausgangsstrom höher sein als der tatsächliche Strom. Falls die Lichtquelle beispielsweise eine Halbleiterlichtquelle in der Art einer LED ist, kann der gemessene Ausgangs-LED-Strom höher sein als der tatsächliche LED-Strom. Wenn t_ON kurz ist, kann die Verstärkung daher höher sein, um die Laufzeitverzögerung zu kompensieren.
Einige Beispiele können einen Spitzenwertdetektor, einen Verstärker mit veränderlicher Verstärkung, der mit dem Spitzenwertdetektor gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, die Ausgabe des Spitzenwertdetektors zu verstärken, und einen Verstärkungsauswähler, der mit dem Verstärker mit veränderlicher Verstärkung gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, den Verstärker mit veränderlicher Verstärkung durch Ändern der Verstärkung des Verstärkers mit veränderlicher Verstärkung auf der Grundlage der Einschaltzeit eines Signals zu ändern, aufweisen.
Bei einigen Beispielen kann der Verstärkungsauswähler eine analoge Schaltungsanordnung aufweisen. Bei einigen Beispielen weist der Verstärkungsauswähler eine digitale Schaltungsanordnung auf. Bei einigen Beispielen weist der Verstärkungsauswähler eine analoge Schaltungsanordnung und eine digitale Schaltungsanordnung auf. Die Vorrichtung kann einen Einschaltzeitdetektor aufweisen, der dazu ausgebildet ist, die Einschaltzeit des Signals zu messen. Ein Verstärkungsauswähler kann die Verstärkung des Verstärkers mit veränderlicher Verstärkung erhöhen, wenn die Einschaltzeit kurz ist. Die kurze Einschaltzeit kann bei einem Beispiel in einem Bereich von 0 bis 5,4 Mikrosekunden liegen.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine als Beispiel dienende Topologie eines floatenden Abwärtswandler-Leuchtdioden-(LED)-Treibers 100 zeigt, welche eines oder mehrere der hier beschriebenen Systeme und Verfahren aufweisen kann. Das dargestellte Beispiel weist eine LED 102 auf. Beim dargestellten Beispiel ist die LED 102 eine einzige LED. Bei anderen Beispielen können mehrere LED verwendet werden. Die LED können in Reihe geschaltet, parallel geschaltet oder eine Kombination in Reihe und parallel geschalteter LED sein. Beim dargestellten Beispiel kann die LED 102 einen geregelten Ausgangsstrom aufweisen, der sich abhängig von der Eingangsspannung 104 und der Drosselinduktivität L₁ erheblich ändert.
Die Topologie des floatenden Abwärtswandler-LED-Treibers 100 weist eine Schaltungsanordnung zum Regeln des durch die LED 102 fließenden Stroms I_SYSTEM auf. Als Teil des Regelns wird der durch die LED 102 fließende Strom I_SYSTEM gemessen, um den Stromfluss zu bestimmen. Die Schaltungsanordnung zum Ausführen der Stromflussbestimmung weist eine integrierte Schaltung (IC) 106, einen Widerstand R_MESS und Kondensatoren C_COMP und C_VCC auf. Der durch die LED fließende Strom kann unter Verwendung des Widerstands R_MESS gemessen werden. Der durch den Widerstand R_MESS fließende Strom bewirkt eine Spannung am Eingang CS der IC 106. Der Spitzenwertdetektor 150 misst die Spitzenspannung an CS und hält diesen Wert. Der Wert der detektierten Spitze kann beispielsweise für etwa 0,8 μs (Mikrosekunden) bis 44 μs (Mikrosekunden) gehalten werden, es kann jedoch auch ein breiter Bereich von Haltezeiten verwendet werden. Der V_COMP-Verstärker kann dann die gehaltene Spitzenspannung verstärken.
Der Kondensator V_COMP kann die vom V_COMP-Verstärker 164 ausgegebene Spannung glätten, und eine Vergleicherschaltung kann die vom V_COMP-Verstärker 164 ausgegebene Spannung mit einer Referenzspannung vergleichen. Beim erläuterten Beispiel aus 1 beträgt die Referenzspannung 1,5 Volt, es kann jedoch abhängig von einer großen Vielzahl von Faktoren, einschließlich der Eingangsspannung, der gewünschten Helligkeit der verwendeten LED usw., eine breite Vielzahl von Spannungswerten verwendet werden. Abhängig von der spezifischen Implementation, kann die Vergleichsspannung zwischen Masse und der Versorgungsspannung variieren, wobei beispielsweise ein System mit einer Massespannung und einer Eingangsspannung angenommen wird. Für Systeme, die sowohl eine positive Versorgungsspannung als auch eine negative Versorgungsspannung aufweisen, kann die Referenzspannung bei einigen Beispielen im Allgemeinen zwischen diesen Spannungen variieren.
Wenn die Spannung V_COMP größer als die Referenzspannung ist, ist oder wird die Einschaltzeit t_ON verringert. Wenn die Spannung V_COMP kleiner als die Referenzspannung ist, ist oder wird die Einschaltzeit t_ON vergrößert. Wie beispielsweise in 1 dargestellt ist, wird die Einschaltzeit t_ON verringert, wenn die Spannung V_COMP größer als 1,5 Volt ist, und wird die Einschaltzeit t_ON vergrößert, wenn die Spannung V kleiner als 1,5 Volt ist. Der t_ON-Generator 160 kann die Einschaltzeit t_ON durch Vergleichen der V_COMP-Spannung mit der Referenzspannung erzeugen.
Der Strom der LED 102 wird beim Erhöhen der Einschaltzeit t_ON erhöht. Der Strom der LED 102 wird beim Verringern der Einschaltzeit t_ON verringert. Bei einigen Beispielen kann der LED-Strom der durchschnittliche durch die LED fließende Strom sein. Die LED kann durch Ein- und Ausschalten des Stroms mit Energie versorgt werden. Im Allgemeinen ist die LED umso heller, je länger der Strom eingeschaltet ist, und ist die LED umso stärker abgedunkelt, je kürzer der Strom eingeschaltet ist. Es sei bemerkt, dass der LED-Strom an irgendeinem Punkt für eine so kurze Dauer eingeschaltet sein kann, dass das Licht von der LED für das menschliche Auge nicht sichtbar sein kann. Es sei ferner bemerkt, dass der LED-Strom an irgendeinem Punkt während einer so langen Dauer eingeschaltet sein kann, dass die LED beschädigt werden kann. Ein Taldetektor 162 kann auf der Grundlage der Spannungseingabe am Drain-Eingangsanschluss der IC 106 feststellen, wenn die Spannung an einem Leistungstransistor in der Art des externen Leistungs-MOSFETs 308 auf dem niedrigsten Spannungspegel ist. Dies kann verwendet werden, um festzustellen, wann der Strom durch die LED 102 eingeschaltet werden sollte. Beispielsweise kann t_ON von der Spannung am externen Leistungs-MOSFET 308 abhängen, so dass, wenn die Spannung am externen Leistungs-MOSFET 308 auf ihrem niedrigsten Spannungspegel, beispielsweise 0,0 V, liegt. Wenn die Spannung am externen Leistungs-MOSFET 308 auf ihrer niedrigsten Spannung liegt, ist der Strom über die Spule L₁ null.
Bei einigen Beispielen kann ein konstanter Durchschnittswert erhalten werden oder nahezu erhalten werden, wobei versucht wird, das Laden und das Entladen der Spule L₁ zu mitteln. Bei einigen Beispielen kann t_ON von der Eingangsspannung, der Induktivität L₁ und der Anzahl der verwendeten LED abhängen. Wenn die Eingangsspannung hoch ist, kann t_ON kürzer sein, und wenn die Ausgangsspannung hoch ist, kann t_ON länger sein. Wenn die Spule L₁ groß ist, kann t_ON länger sein.
Ein Problem, das sich manchmal bei Systemen in der Art des in 1 dargestellten Systems ergeben kann, besteht darin, dass die Laufzeitverzögerung die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung beeinflussen kann. Es gibt zwei Hauptfaktoren, die zu den Änderungen des Ausgangsstroms beitragen können. Der erste beitragende Faktor besteht in der internen Laufzeitverzögerung an der IC 106. Die interne Laufzeitverzögerung an der IC 106 kann sich im Allgemeinen auf die Schaltungsanordnung innerhalb oder in der Nähe des Bereichs 110 beziehen. Der zweite beitragende Faktor, der den Ausgangsstrom beeinflusst, ist die Laufzeitverzögerung vom Sperren des externen Leistungs-MOSFETs 108 bis der Spulenstrom L₁ zu entladen beginnt. Die sich auf den externen Leistungs-MOSFET 108 beziehende Laufzeitverzögerung kann sich im Allgemeinen auf die Schaltungsanordnung innerhalb oder in der Nähe des Bereichs 112 beziehen.
In Bezug auf den ersten beitragenden Faktor, die interne Laufzeitverzögerung an der IC 106, sei bemerkt, dass der Spitzenwertdetektor 150 das Abtasten des Spitzenwerts unterbrechen kann, wenn die Schaltungsanordnung innerhalb der IC 106 das Gate des internen Leistungs-MOSFETs 152 sperrt. Es gibt jedoch eine Laufzeitverzögerung zwischen dem Sperren des internen Leistungs-MOSFETs 152 und der Unterbrechung der Abtastung durch den Spitzenwertdetektor 150. Diese Laufzeitverzögerung kann bewirken, dass der abgetastete Spitzenwert niedriger ist als der tatsächliche Wert, weil der Spitzenwertdetektor 150 einen oder mehrere Abtastwerte nehmen kann, wenn der interne Leistungs-MOSFET 152 sperrt, oder diese danach nehmen kann, wenn er von einer gültigen Spannungsquelle trennt oder nicht mehr damit verbunden ist. Diese durch die interne Laufzeitverzögerung an der IC 106 hervorgerufene inkorrekte Spannungsablesung kann den Ausgangsstrom auf einen höheren Wert regeln als tatsächlich beabsichtigt ist.
Der zweite beitragende Faktor, der den Ausgangsstrom beeinflusst, ist die Laufzeitverzögerung vom Sperren des externen Leistungs-MOSFETs 108 bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Strom der Spule L₁ abgegeben zu werden beginnt. Die Verzögerung vom Sperren des externen Leistungs-MOSFETs 108 bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Strom der Spule L₁ abgegeben zu werden beginnt, kann auf die Zeit zurückzuführen sein, welche die Drain-Elektrode des externen Leistungs-MOSFETs 108 benötigt, um die Diodendurchlassspannung bis über die Eingangsspannung zu erhöhen. Die Diodendurchlassspannung wird üblicherweise als "Diodenabfall" bezeichnet. Ein typischer Wert für die Diodendurchlassspannung einer Siliziumdiode ist 0,7 Volt. Andere Halbleitermaterialien können andere Diodendurchlassspannungen aufweisen.
2 ist ein Diagramm, das als Beispiel dienende Stromflusswellenformen durch verschiedene Komponenten aus 1 zeigt. Insbesondere zeigt 2 die Stromflusswellenformen durch den externen Leistungs-MOSFET 108 (I_DRAIN), die Spannung am CS-Anschlussstift der IC 106, welche der mit dem Wert des R_MESS-Widerstands in Ohm multiplizierte Strom durch den R_MESS-Widerstand (I_SENSE) ist, und den vom Eingang zur LED 102 fließenden Strom (I_SYSTEM). Der Strom für das Laden der Drain-Elektrode des externen Leistungs-MOSFETs 108 kann zu einer Verzögerung im System führen, welche bewirken kann, dass der tatsächliche Spitzenstrom höher ist als der gemessene Spitzenstrom. Wie in 2 dargestellt ist, kann infolge der hohen Stromanstiegsgeschwindigkeit, falls der Spulenwert klein ist, ein zu hoher Strom 200 zum Ausgang, d.h. als Ausgangsstrom I_LED, fließen. Dementsprechend kann es eine Abweichung zwischen dem tatsächlichen Ausgangsstrom und dem gemessenen Ausgangsstrom geben. Zusätzlich kann die Ausgangsstromabweichung zwischen dem gemessenen Strom und dem tatsächlichen Strom schlechter sein, wenn t_ON kurz ist. Dies liegt daran, dass die mit Bezug auf 1 erörterten Verzögerungen einen größeren Prozentsatz der Zeit t_ON ausmachen, wenn t_ON kurz ist. Wenn t_ON kurz ist, ist die Abweichung größer und ist der Ausgangsstrom höher. Wenn t_ON länger ist, liegt der Ausgangsstrom näher zu dem was gemessen wird.
Auf 1 zurück verweisend sei bemerkt, dass die Abweichung des Ausgangsstroms durch Verringern des Werts von C₁ verringert werden kann. Durch Verringern des Werts von C₁ kann die Spannung an der Drain-Elektrode des externen Leistungs-MOSFETs 108 schneller von einer niedrigen Spannung auf einen Diodenabfall über der Eingangsspannung 104 ansteigen. Dadurch kann die verringerte Verzögerung bewirken, dass ein Fehler zwischen dem tatsächlichen Spitzenstrom und dem gemessenen Spitzenstrom verringert wird. Das Verringern des Werts von C₁ kann jedoch in manchen Fällen Nachteile haben. Beispielsweise kann durch Verringern des Werts von C₁ der Fehler infolge der Verzögerung verringert werden, die durch die parasitäre an der Drain-Elektrode des externen Leistungs-MOSFETs 108 hervorgerufen wird, der Fehler infolge des zweiten beitragenden Faktors, welcher die Laufzeitverzögerung vom Sperren des externen Leistungs-MOSFETs 108 bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Strom der Spule L₁ abgegeben zu werden beginnt, ist, wird jedoch nicht beseitigt. Ferner gibt es eine Grenze in Bezug darauf, wie weit C₁ verringert werden kann. Für niedrige Werte von C₁ ist die Taldetektion schwieriger. Auch wird C₁ für das Laden von C_VCC verwendet. Falls C₁ zu niedrig ist, gibt es nicht genug Energie, um die richtige Spannung am V_CC-Eingang der IC 106 aufrechtzuerhalten.
3 ist ein Blockdiagramm einer als Beispiel dienenden Topologie eines floatenden Abwärtswandler-LED-Treibers 300 gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Das dargestellte Beispiel weist eine LED 302 auf. Beim dargestellten Beispiel ist die LED 302 eine einzige LED. Bei anderen Beispielen können mehrere LED verwendet werden. Die LED können in Reihe geschaltet, parallel geschaltet oder eine Kombination in Reihe und parallel geschalteter LED sein.
Das dargestellte Beispiel weist auch eine Eingangsspannung 304, eine IC 306 und einen externen Leistungs-MOSFET 308 auf. Die IC 306 weist einen Spitzenwertdetektor 350, einen internen Leistungs-MOSFET 352, einen t_ON-Generator 360, einen Taldetektor 362 und einen V_COMP-Verstärker 354 mit veränderlicher Verstärkung auf. Der V_COMP-Verstärker 354 mit veränderlicher Verstärkung kann Teil einer Schaltungsanordnung 364 sein, die einen Puffer zwischen dem Spitzenwertdetektor 350 und dem V_COMP-Verstärker 354 mit veränderlicher Verstärkung aufweisen kann.
Der Taldetektor 362 kann verwendet werden, um einen Minimalwert für den Strom durch die Spule L₁ zu bestimmen, welcher wiederum in Zusammenhang mit der Ausgabe des t_ON-Generators 360 verwendet werden kann, um den internen Leistungs-MOSFET 352 zu steuern (durch eine SR-Latch- und Pufferschaltungsanordnung). Wie in 3 dargestellt ist, kann die gepufferte Ausgabe einer SR-Latch-Stufe den internen Leistungs-MOSFET 352 so steuern, dass dieser interne Leistungs-MOSFET durchgeschaltet ist, wenn die SR-Latch-Stufe durch den Taldetektor 362 gesetzt und durch den t_ON-Generator 360 zurückgesetzt wird.
Die als Beispiel dienende Topologie des floatenden Abwärtswandler-LED-Treibers 300 aus 3 ähnelt im Allgemeinen der als Beispiel dienenden Topologie des floatenden Abwärtswandler-LED-Treibers 100 aus 1, wobei der V_COMP-Verstärker 354 mit veränderlicher Verstärkung jedoch ein Verstärker mit veränderlicher Verstärkung ist. Zusätzlich weist die als Beispiel dienende Topologie des floatenden Abwärtswandler-LED-Treibers 300 einen Verstärkungsauswähler 356 und einen t_ON-Detektor 358 auf, die gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung verwendet werden können. Der Verstärkungsauswähler 356 kann die Verstärkung des V_COMP-Verstärkers 354 mit veränderlicher Verstärkung steuern. Der Einschaltzeit-(t_ON)-Detektor 358 kann die Einschaltzeit detektieren. Dementsprechend kann der Einschaltzeit-t_ON-Detektor 358 ein Einschaltzeitsignal zum Angeben der Einschaltzeit t_ON bereitstellen. Wenn t_ON kürzer ist, kann die Verstärkung des V_COMP-Verstärkers 354 mit veränderlicher Verstärkung erhöht werden. Durch Erhöhen der Verstärkung des V_COMP-Verstärkers 354 mit veränderlicher Verstärkung kann die Ausgabe des V_COMP-Verstärkers 354 die Referenzspannung eher erreichen, d.h. für eine niedrigere Spannungseingabe am Eingang des V_COMP-Verstärkers 354. Dies führt zu einem niedrigeren Ausgangsstromwert für einen gegebenen Vergleich. Dementsprechend ist der durchschnittliche Ausgangsstrom bei einer kürzeren t_ON niedriger. Allgemein hat bei einem System ohne eine veränderliche Verstärkung für den V_COMP-Verstärker (beispielsweise den V_COMP-Verstärker 164) ein niedrigerer Wert für t_ON einen höheren Ausgangsstrom als gemessen, wie in weiteren Einzelheiten mit Bezug auf 7 erörtert wird. Dementsprechend kann der Verstärkungsauswähler 356 die Verstärkung des V_COMP-Verstärkers 354 mit veränderlicher Verstärkung erhöhen, so dass ein niedrigerer Ausgangsstromwert für einen gegebenen Vergleich näher beim tatsächlichen Ausgangsstrom liegt. Der Verstärkungsauswähler 356 kann die Verstärkung des V_COMP-Verstärkers 354 zwischen niedrigeren Werten von t_ON und größeren Werten von t_ON ändern, so dass der gemessene Ausgangsstrom im Allgemeinen näher beim tatsächlichen Ausgangsstrom liegt.
Demgemäß können einige Beispiele gemäß den hier beschriebenen Systemen und Verfahren die Abweichung des Ausgangs-LED-Stroms durch Einführen einer veränderlichen Verstärkung am V_COMP-Verstärker 354 verbessern. Beim in 3 dargestellten Beispiel kann die IC 306 ein V_COMP-Verstärker 354 mit veränderlicher Verstärkung sein. Der Verstärkungsauswähler 356 kann die Verstärkung des V_COMP-Verstärkers 354 mit veränderlicher Verstärkung steuern. Der t_ON-Detektor 358 kann t_ON messen, um die Einschaltzeit zu bestimmen.
Die Verstärkung des V_COMP-Verstärkers 354 mit veränderlicher Verstärkung kann von der "Einschaltzeit" der Gate-Elektrode des internen Leistungs-MOSFETs 352, d.h. der Zeit, zu der die Spannung an der Gate-Elektrode ausreicht, um den Transistor in der Art des internen Leistungs-MOSFETs 352 durchzuschalten, abhängen. Wenn die Einschaltzeit kurz ist, wird die Laufzeitverzögerung zu einem größeren Anteil von t_ON. Daher ist der gemessene Ausgangs-LED-Strom höher als der tatsächliche LED-Ausgangsstrom. Daher kann bei einigen Beispielen der hier beschriebenen Systeme und Verfahren die Verstärkung höher sein, um die Laufzeitverzögerung zu kompensieren, wenn t_ON kurz ist.
Zusätzlich können, wie in 3 dargestellt ist, einige Beispiele der hier beschriebenen Systeme und Verfahren keine zusätzlichen Komponenten erfordern. Die Komponenten außerhalb der IC 306 können im Allgemeinen die gleichen sein. Wenngleich ferner die allgemeine Topologie der IC 306 verschieden sein kann, kann es sich dabei noch um eine einzige Komponente handeln. Die verschiedenen Komponenten, die verwendet werden, um die hier beschriebenen Systeme und Verfahren zu implementieren, können sich auf einem einzigen Die der IC 306 befinden.
Bei einigen Beispielen kann die Abweichung des Ausgangsstroms auch durch Verringern des Werts von C₁ verringert werden. Beim Beispiel aus 3 kann die Verringerung des Kapazitätswerts von C₁ jedoch wegen der Einführung der veränderlichen Verstärkung am V_COMP-Verstärker 354 mit veränderlicher Verstärkung kleiner sein als die Verringerung des Kapazitätswerts von C₁ aus 1. Wie hier beschrieben, kann die Verstärkung des V_COMP-Verstärkers 354 mit veränderlicher Verstärkung von der Einschaltzeit der Gate-Elektrode des externen Leistungs-MOSFETs 308 abhängen. Wenn die Einschaltzeit kurz ist, wird die Laufzeitverzögerung zu einem größeren Anteil von t_ON. Daher kann der Ausgangs-LED-Strom höher sein. Wenn t_ON kurz ist, kann die Verstärkung demgemäß höher gewählt werden, um die Laufzeitverzögerung zu kompensieren.
Bei einigen Beispielen treten keine zusätzlichen Materialkosten auf. In einigen Fällen sind keine zusätzlichen Teile erforderlich. Vielmehr kann zusätzliche Funktionalität auf einem einzigen Die eines einzigen Chips, beispielsweise der IC 306, implementiert werden. Die Abweichung des Ausgangsstroms kann durch leichtes Einstellen des Werts von C₁ eingestellt werden. Diese Einstellung von C₁ kann vorgenommen werden, um eine Laufzeitverzögerung des Gesamtsystems zu kompensieren, welche niedriger sein könnte als die eingebaute Laufzeitverzögerungskompensation. Im Allgemeinen ist jedoch wegen der verwendeten Verstärkungsänderungen keine große Verringerung des C₁-Werts erforderlich. Daher gibt es bei einigen Beispielen keinen Einfluss auf die Taldetektion und VCC. Zusätzlich können einige Beispiele die Verwendung eines niedrigen Drosselinduktivitätswerts ermöglichen.
4 ist ein Blockdiagramm, welches die Steuerschaltungsanordnung, den Verstärkungsauswähler und den t_ON-Detektor aus 3 gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung zeigt. Der Verstärkungsauswähler 356 kann die Verstärkung des V_COMP-Verstärkers 354 mit veränderlicher Verstärkung steuern. Bei einigen Beispielen kann der V_COMP-Verstärker 354 mit veränderlicher Verstärkung eine Reihe von Transistorschaltern aufweisen. Die Transistorschalter können die geeignete Verstärkung auswählen. Der t_ON-Detektor 358 kann t_ON messen.
Wie hier beschrieben, können einige Beispiele einen analogen Ansatz verwenden und können einige Beispiele einen digitalen Ansatz verwenden. 5 ist ein Blockdiagramm, das eine analoge Schaltungsanordnung in Bezug auf einen analogen Ansatz gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung zeigt. 6 ist ein Blockdiagramm, das eine digitale Schaltungsanordnung in Bezug auf einen digitalen Ansatz gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung zeigt. Bei einigen Beispielen kann es davon abhängen, wie t_ON erzeugt wird, welcher Ansatz verwendet wird. (6 weist tatsächlich sowohl eine analoge Schaltungsanordnung als auch eine digitale Schaltungsanordnung auf.)
Beim dargestellten Beispiel aus 5 kann t_ON die Eingangsspannung 304 messen und den Induktivitätswert der verwendeten Drosselinduktivität L₁ indirekt messen. Dies liegt daran, dass die Einschaltzeit t_ON direkt proportional zur Drosselinduktivität der Spule L₁ und umgekehrt proportional zur Eingangsspannung 304 ist.
Demgemäß kann das Einschaltzeitzeit-t_ON-Signal, beispielsweise über einen Inverter 504, an die Gate-Elektrode des Transistors 502 angelegt werden. Beispielsweise können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren die Einschaltzeit t_ON unter Verwendung eines analogen Ansatzes messen. Ein analoger Zeitgeber, beispielsweise eine Widerstands- und Kondensatorschaltung (R₅ und C₅) kann Zeitmessungen ausführen, um zu bestimmen, wie lange die Gate-Elektrode des internen Leistungs-MOSFETs 352 durchgeschaltet wird. Wenn die Gate-Elektrode des internen Leistungs-MOSFETs 352 während eines vorgegebenen Zeitraums durchgeschaltet war, wie durch die R-C-Schaltung bestimmt wurde, kann diese Information zum Kompensationslogikblock gesendet werden. Bei einigen Beispielen können die vom analogen Zeitgeber erzeugten Informationen digital gesendet werden. Wie in 5 dargestellt ist, ist der Transistor 502 durchgeschaltet und kann der Kondensator durch den Transistor 502 an Masse entladen werden, wenn das Gate-Signal niedrig ist. Wenn das Gate-Signal hoch ist, sperrt der Transistor 502 und kann der Kondensator beginnen, durch den Widerstand R₅ entladen zu werden. Spannungswerte für V_REF1 bis V_REFN können ausgewählt werden, dass eine digitale Darstellung der Einschaltzeit t_ON erzeugt werden kann. Diese digitale Darstellung der Einschaltzeit t_ON kann verwendet werden, um die Verstärkung für den V_COMP-Verstärker 354 mit veränderlicher Verstärkung auszuwählen. Bei einigen Beispielen können die Spannungen V_REF1 bis V_REFN so ausgewählt werden, dass die Ausgangsverstärkungsauswahl linear in Bezug zur Einschaltzeit t_ON steht. Dies ist jedoch nicht erforderlich. Andere Spannungen V_REF1 bis V_REFN können beispielsweise auf der Grundlage der Beziehung zwischen der Ausgangsstromabweichung und der Einschaltzeit t_ON ausgewählt werden. Ein Beispiel einer solchen Beziehung ist in der nachstehend beschriebenen 7 dargestellt. Für das spezifische Beispiel aus 7 können die Spannungen V_REF1 bis V_REFN so ausgewählt werden, dass die Ausgangsverstärkungsauswahl linear in Bezug zur Einschaltzeit t_ON steht.
Wie vorstehend beschrieben wurde, ist 6 ein Blockdiagramm, das eine Schaltungsanordnung in Bezug auf einen digitalen Ansatz gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung zeigt. Der digitale Ansatz verwendet digitale t_ON-Erzeugungs-Bits zur Bestimmung der Einschaltzeit t_ON. Beim dargestellten Beispiel ist das Signal am V_COMP-Anschlussstift der IC 306, wobei es sich um die Ausgabe des V_COMP-Verstärkers 354 mit veränderlicher Verstärkung handelt, eine Eingabe für einen Aufwärts-/Abwärts-Zähler 602, der auf der Grundlage der Spannung am V_COMP-Anschlussstift der IC 306 aufwärts oder abwärts zählt. Der Aufwärts/Abwärts-Zähler 602 gibt ein t_ON-Wählsignal 604 aus, welches eine Ausgabe zur logischen Steuerung des Verstärkungsauswählers 606 und der Schaltungsanordnung 608 ist. In 6 sind zwei t_ON-Wählsignale 604 dargestellt. Es ist jedoch zu verstehen, dass bei einem Beispiel das t_ON-Wählsignal 604 eine einzige Ausgabe sein kann, welche der Logiksteuerung sowohl des Verstärkungsauswählers 606 als auch der Schaltungsanordnung 608 dient. Bei einem anderen Beispiel kann das t_ON-Wählsignal 604 durch mehrere Ausgaben gegeben sein, die der Logiksteuerung des Verstärkungsauswählers 606 und der Schaltungsanordnung 608 dienen. Die Logiksteuerung des Verstärkungsauswählers 606 kann das t_ON-Wählsignal 604 verwenden, um ein Verstärkungswählsignal 610 zu erzeugen, welches die Verstärkung des V_COMP-Verstärkers 354 mit veränderlicher Verstärkung wählen kann. Das t_ON-Wählsignal 604 kann auch eine Eingabe in die Schaltungsanordnung 608 sein, welche der Schaltungsanordnung ähnelt, die beim mit Bezug auf 5 erörterten analogen Ansatz verwendet wird.
Wie in 6 dargestellt ist, kann ein analoger Zeitgeber, beispielsweise ein Widerstandsfeld und ein Kondensatorfeld, verwendet werden, um Zeitmessungen auszuführen, um zu bestimmen, wie lang das Gate-Signal ist, beispielsweise ein logisch hoher Wert. Nach einer vorgegebenen Zeit kann auf der Grundlage des Kondensatorfelds, des Widerstandsfelds und des ausgewählten V_REF-Werts ein Gate_OFF-Signal ausgegeben werden, um die Gate-Elektrode des externen Leistungs-MOSFETs zu sperren.
7 ist eine Graphik, welche eine als Beispiel dienende Ausgangsstromabweichung in Bezug auf t_ON bei einem Beispiel gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung zeigt. Beim Beispiel aus 7 ist die Beziehung zwischen dem Ausgangsstrom und t_ON unter der Annahme gezeigt, dass keine Änderung der Eingangsspannung vorhanden ist. Die Werte beruhen auf einer Laufzeitverzögerung von 120 ns.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann es eine Abweichung zwischen dem tatsächlichen Ausgangsstrom und dem gemessenen Ausgangsstrom geben. Die Ausgangsstromabweichung zwischen dem gemessenen Strom und dem tatsächlichen Strom kann schlechter sein, wenn t_ON kurz ist. Wenn t_ON klein ist, kann die Abweichung größer sein und kann der tatsächliche Ausgangsstrom höher sein als der gemessene Ausgangsstrom. Wenn t_ON länger ist, kann der tatsächliche Ausgangsstrom näher am gemessenen Ausgangsstrom liegen. Es ist daher erforderlich, den Ausgangsstrom zu verringern, wenn t_ON verringert wird. Beim dargestellten Beispiel ist der Ausgangsstrom direkt proportional zur Spitzen-V_CS-Spannung. Die Spitzen-V_CS-Spannung kann durch Erhöhen der Verstärkung des V_COMP-Verstärkers 354 verringert werden. Wenn die Verstärkung des V_COMP-Verstärkers 354 erhöht wird, ist eine niedrigere V_CS-Spitzenspannung erforderlich, um zu gewährleisten, dass die V_COMP-Spannung 1,5 V erreicht. Wenn t_ON verringert wird, beginnt der Ausgangsstrom infolge der externen und der internen Laufzeitverzögerung anzusteigen.
8 ist eine Graphik, die ein Beispiel der Kompensation in Bezug auf t_ON gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung zeigt. Die in 8 dargestellte Verstärkungserhöhung kann im Allgemeinen verwendet werden, um die in 7 dargestellte Ausgangsstromabweichung zu korrigieren. Wie in 8 dargestellt ist, kann der Prozentsatz der Verstärkungserhöhung in einer Reihe diskreter Stufen geändert werden. Bei anderen Beispielen kann die Verstärkungserhöhung kontinuierlich geändert werden, wenn sich t_ON ändert. Dies kann im Allgemeinen für einen gewissen Wertebereich erfolgen. Wenn t_ON ansteigt, kann die verwendete Verstärkungserhöhung im Allgemeinen abnehmen. Bei einigen Beispielen ist es nicht erforderlich, für den gesamten Bereich von t_ON zu kompensieren. Dies liegt daran, dass der von der Laufzeitverzögerung beigetragene Fehler auch verringert wird, wenn t_ON ansteigt. Dementsprechend ist keine Kompensation bei längeren t_ON erforderlich. Demgemäß wird im Allgemeinen nach einem maximalen Wert für t_ON keine Verstärkungserhöhung verwendet. Für eine kurze t_ON wird die Verstärkung erhöht, wodurch der Ausgangsstrom verringert wird. Dadurch kann der Ausgangsstrom für die Abweichung der Laufzeitverzögerung kompensiert werden. Beim dargestellten Beispiel aus 8 liegt die kurze Einschaltzeit, für die eine gewisse Verstärkungserhöhung verwendet wird, in einem Bereich von 0 bis etwa 5,4 Mikrosekunden. Andere Bereiche sind möglich und können darauf beruhen, wie die Ausgangsstromabweichung von der Einschaltzeit für ein bestimmtes System abhängt.
Wie in den 7 und 8 dargestellt ist, können die verwendeten Verstärkungserhöhungen im Allgemeinen ausgewählt werden, um der Ausgangsstromabweichung entgegenzuwirken (der Differenz zwischen dem gemessenen Strom und dem tatsächlichen Strom). Dementsprechend können verschiedene Verstärkungserhöhungen, die zum Korrigieren der Ausgangsstromabweichung verwendet werden, für verschiedene als Beispiel dienende Systeme verwendet werden und auf der Grundlage der Ausgangsstromabweichung für ein bestimmtes System ausgewählt werden. Wiederum kann eine kontinuierlich geänderte Verstärkungserhöhung verwendet werden oder kann eine Reihe diskreter Stufen verwendet werden. Wenn eine Reihe diskreter Stufen verwendet wird, können sie grob der Ausgangsstromabweichung des bestimmten implementierten Systems folgen, wobei jedoch eine breite Vielfalt von Verstärkungserhöhungen verwendet werden kann. Diese Verstärkungserhöhungen können auch in Zusammenhang mit dem Auswählen eines bestimmten Werts für C₁ ausgewählt werden. C₁ wird ausgewählt, um auch die Abweichung des Ausgangsstroms verringern zu können, wie es auf der Grundlage jeglicher Verringerungen der Abweichung des Ausgangsstroms und des gemessenen Ausgangsstroms, wie durch die veränderliche Verstärkung eingeführt, erforderlich ist. Aus den vorstehend erörterten Gründen kann es im Allgemeinen bevorzugt sein, den größten Teil der Verringerungen der Abweichung zwischen dem Ausgangsstrom und dem gemessenen Ausgangsstrom unter Verwendung der veränderlichen Verstärkung zu behandeln. Dies ist jedoch nicht erforderlich.
Wie hier beschrieben, führen einige Beispiele eine veränderliche Verstärkung für den V_COMP-Verstärker 354 ein. Diese Verstärkung kann von t_ON abhängen. Wenn die Einschaltzeit kurz ist, kann die Laufzeitverzögerung zu einem größeren Anteil von t_ON werden. Dadurch kann der Ausgangsstrom höher als erwartet sein. Die Verstärkung soll zunehmen, wenn t_ON verringert wird. Auf diese Weise wird der Fehler infolge der Laufzeitverzögerung kompensiert. Wie hier beschrieben, treten bei einigen Beispielen nur geringe oder keine zusätzlichen Materialkosten auf. (Bei einigen Beispielen können die Kosten der IC 306 größer sein als die Kosten der IC 106.) Zusätzlich kann bei einigen Beispielen die Abweichung des Ausgangsstroms extern durch leichtes Einstellen des Werts von C₁ eingestellt werden.
9 ist ein Blockdiagramm, das ein als Beispiel dienendes Schaltungsdiagramm gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung zeigt. Die Schaltung aus 9 modelliert ein als Beispiel dienendes LED-System 900. Beim dargestellten Beispiel wird V_CS durch einen Verstärker 902 mit veränderlicher Verstärkung geführt. Ein mögliches Beispiel der Beziehung zwischen der Verstärkung des Verstärkers mit einer veränderlichen Verstärkung und t_ON ist in 8 dargestellt. Der Leistungs-MOSFET kann gesperrt werden, wenn die Verstärkerausgabe 1,5 V erreicht. Beim dargestellten Beispiel erfolgt die Messung von t_ON unter Verwendung eines analogen Ansatzes 904. t_ON kann dann im Verstärkungslogiksteuerblock 906 in ein digitales Signal umgewandelt werden. Die Informationen werden dann zur Auswahl der Verstärkung des Verstärkers mit einer veränderlichen Verstärkung verwendet.
10 ist ein Flussdiagramm, das ein als Beispiel dienendes Verfahren zum Steuern des Stroms für eine Leuchtdiode (LED) gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung zeigt. Der Spitzenwertdetektor 350 kann einen Spitzenwert eines Signals detektieren (1000). Das Signal umfasst ein Signal, welches eine Einschaltzeit t_ON einer LED repräsentiert. Einige Beispiele können die Einschaltzeit des Signals messen und diese Messung verwenden, um die Verstärkung des Verstärkers mit einer veränderlichen Verstärkung auszuwählen. Bei einigen Beispielen misst der Einschaltzeit-(t_ON)-Detektor 358 die Einschaltzeit des Signals.
Der Verstärkungsauswähler 356 wählt eine Verstärkung für den V_COMP-Verstärker 354 mit veränderlicher Verstärkung auf der Grundlage des Einschaltzeitsignals (1002). Bei einigen Beispielen kann der Verstärkungsauswähler 356 die Verstärkung des Verstärkers mit einer veränderlichen Verstärkung für eine kurze Einschaltzeit erhöhen. Ferner können, wie hier beschrieben, einige Beispiele einen analogen Ansatz verwenden und können einige Beispiele einen digitalen Ansatz verwenden. Beispielsweise kann zum Wählen einer Verstärkung für den V_COMP-Verstärker 354 mit veränderlicher Verstärkung auf der Grundlage des Einschaltzeitsignals t_ON das Einschaltzeitsignal t_ON gemessen werden, um die Eingangsspannung 304 zu messen. Beispielsweise können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren die Einschaltzeit t_ON unter Verwendung eines analogen Ansatzes messen. Ein analoger Zeitgeber, beispielsweise eine Widerstands- und Kondensatorschaltung (R₅ und C₅) kann Zeitmessungen ausführen, um zu bestimmen, wie lange die Gate-Elektrode des internen Leistungs-MOSFETs 352 durchgeschaltet wird. Wenn die Gate-Elektrode des internen Leistungs-MOSFETs 352 während eines vorgegebenen Zeitraums durchgeschaltet war, wie durch die R-C-Schaltung bestimmt wurde, kann diese Information zum Kompensationslogikblock gesendet werden.
Bei einigen Beispielen kann ein digitaler Ansatz gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung verwendet werden. Der digitale Ansatz kann digitale t_ON-Erzeugungs-Bits verwenden, um die Einschaltzeit t_ON zu bestimmen. Beim dargestellten Beispiel ist das Signal am V_COMP-Anschlussstift der IC 306, wobei es sich um die Ausgabe des V_COMP-Verstärkers 354 mit veränderlicher Verstärkung handelt, eine Eingabe für einen Aufwärts/Abwärts-Zähler 602, der auf der Grundlage der Spannung am V_COMP-Anschlussstift der IC 306 aufwärts oder abwärts zählt. Der Aufwärts/Abwärts-Zähler 602 gibt ein t_ON-Wählsignal 604 aus, welches eine Ausgabe zur logischen Steuerung des Verstärkungsauswählers 606 und der Schaltungsanordnung 608 ist. Die Logiksteuerung für den Verstärkungsauswähler 606 kann das t_ON-Wählsignal 604 verwenden, um ein Verstärkungswählsignal 610 zu erzeugen, das für die Auswahl der Verstärkung des V_COMP-Verstärkers 354 mit veränderlicher Verstärkung verwendet werden kann. Das t_ON-Wählsignal 604 kann auch eine Eingabe in die Schaltungsanordnung 608 sein, welche der Schaltungsanordnung ähnelt, die beim mit Bezug auf 5 erörterten analogen Ansatz verwendet wird.
Der V_COMP-Verstärker 354 mit veränderlicher Verstärkung verstärkt die detektierte Spitze des Signals (1004). Durch Erhöhen der Verstärkung des V_COMP-Verstärkers 354 kann die Ausgabe des V_COMP-Verstärkers 354 mit veränderlicher Verstärkung, d.h. der verstärkte detektierte Spitzenwert, die Referenzspannung eher erreichen, d.h. bei einer niedrigeren Spannungseingabe am Eingang des V_COMP-Verstärkers 354 mit veränderlicher Verstärkung. Dies führt zu einem niedrigeren Ausgangsstromwert für einen gegebenen Vergleich. Dementsprechend ist der durchschnittliche Ausgangsstrom bei einer kürzeren t_ON niedriger. Im Allgemeinen hat ein System ohne eine veränderliche Verstärkung für den V_COMP-Verstärker (beispielsweise V_COMP-Verstärker 164) bei einem niedrigeren Wert für t_ON einen höheren Ausgangsstrom als gemessen, wie detailliert mit Bezug auf 7 erörtert wurde. Dementsprechend kann die Verstärkung des V_COMP-Verstärkers 354 mit veränderlicher Verstärkung erhöht werden, so dass ein niedrigerer Ausgangsstromwert für einen gegebenen Vergleich näher beim tatsächlichen Ausgangsstrom liegt. Die Erhöhung der Verstärkung des V_COMP-Verstärkers 354 mit veränderlicher Verstärkung kann zwischen niedrigeren Werten von t_ON und höheren Werten von t_ON geändert werden, so dass der gemessene Ausgangsstrom im Allgemeinen näher beim tatsächlichen Ausgangsstrom liegt.
Ein computerlesbares Speichermedium kann Teil eines Computerprogrammprodukts sein, welches Kapselungsmaterialien aufweisen kann. Ein computerlesbares Speichermedium kann ein Computerdatenspeichermedium in der Art eines Direktzugriffsspeichers (RAM), eines synchronen dynamischen Direktzugriffsspeichers (SDRAM), eines Nurlesespeichers (ROM), eines nicht flüchtigen Direktzugriffsspeichers (NVRAM), eines elektrisch löschbaren programmierbaren Nurlesespeichers (EEPROM), eines Flash-Speichers, magnetischer oder optischer Datenspeichermedien und dergleichen umfassen. Ein computerlesbares Speichermedium kann ein nicht flüchtiges Computerdatenspeichermedium umfassen. Die Techniken können zusätzlich oder alternativ zumindest teilweise durch ein computerlesbares Kommunikationsmedium verwirklicht werden, das Code in Form von Befehlen oder Datenstrukturen trägt oder übermittelt und worauf durch einen Computer zugegriffen werden kann, welches durch einen Computer gelesen werden kann und/oder durch einen Computer ausgeführt werden kann. Das computerlesbare Speichermedium kann Befehle speichern, die, wenn sie durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden, den einen oder die mehreren Prozessoren veranlassen, einen oder mehrere Aspekte dieser Offenbarung auszuführen.
Der Code oder die Befehle können durch einen oder mehrere Prozessoren in der Art eines oder mehrerer DSP, Mikroprozessoren für allgemeine Zwecke, ASIC, feldprogrammierbarer Logik-Arrays (FPGA) oder anderer gleichwertiger integrierter oder diskreter Logikschaltungsanordnungen ausgeführt werden. Dementsprechend kann sich der Begriff "Prozessor", wie er hier verwendet wird, auf beliebige der vorhergehenden Strukturen oder eine beliebige andere Struktur beziehen, die für die Implementation der hier beschriebenen Techniken geeignet ist. Zusätzlich kann die hier beschriebene Funktionalität bei einigen Aspekten mit zweckgebundenen Softwaremodulen oder Hardwaremodulen bereitgestellt werden. Die Offenbarung erwägt auch beliebige von einer Vielzahl integrierter Schaltungsvorrichtungen, die Schaltungsanordnungen zum Implementieren einer oder mehrerer der in dieser Offenbarung beschriebenen Techniken aufweisen. Diese Schaltungsanordnungen können in einem einzigen integrierten Schaltungschip oder in mehreren miteinander zusammenarbeitsfähigen integrierten Schaltungschips in einem so genannten Chipsatz bereitgestellt werden. Solche integrierten Schaltungsvorrichtungen können in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet werden.

Claims

Vorrichtung, die dazu ausgebildet ist, eine Halbleiterlichtquelle zu steuern, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Spitzenwertdetektor, einen Verstärker mit einer veränderlichen Verstärkung, der mit dem Spitzenwertdetektor gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, eine Ausgabe des Spitzenwertdetektors zu verstärken, und einen Verstärkungsauswähler, der mit dem Verstärker mit der veränderlichen Verstärkung gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, den Verstärker mit der veränderlichen Verstärkung durch Ändern der Verstärkung des Verstärkers mit der veränderlichen Verstärkung auf der Grundlage einer Einschaltzeit eines Signals zu steuern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Verstärkungsauswähler eine analoge Schaltungsanordnung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Verstärkungsauswähler eine digitale Schaltungsanordnung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Verstärkungsauswähler eine analoge Schaltungsanordnung und eine digitale Schaltungsanordnung aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die weiterhin einen Einschaltzeitdetektor aufweist, der dazu ausgebildet ist, die Einschaltzeit des Signals zu messen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der der Verstärkungsauswähler dazu ausgebildet ist, die Verstärkung des Verstärkers mit einer veränderlichen Verstärkung bei einer kurzen Einschaltzeit zu erhöhen.
Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die kurze Einschaltzeit einen Bereich von 0 bis 5,4 Mikrosekunden umfasst.
System, das aufweist: eine Leuchtdiode (LED), die gekoppelt ist, einen Leistungstransistor, der mit der LED gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, der LED Leistung bereitzustellen, eine Vorrichtung, die mit dem Leistungstransistor gekoppelt ist, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Spitzenwertdetektor, einen Verstärker mit einer veränderlichen Verstärkung, der mit dem Spitzenwertdetektor gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, eine Ausgabe des Spitzenwertdetektors zu verstärken, und einen Verstärkungsauswähler, der mit dem Verstärker mit der veränderlichen Verstärkung gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, den Verstärker mit der veränderlichen Verstärkung durch Ändern der Verstärkung des Verstärkers mit der veränderlichen Verstärkung auf der Grundlage der Einschaltzeit der LED zu steuern.
System nach Anspruch 8, bei der der Verstärkungsauswähler eine analoge Schaltungsanordnung aufweist.
System nach Anspruch 8, bei der der Verstärkungsauswähler eine digitale Schaltungsanordnung aufweist.
System nach Anspruch 8, bei der der Verstärkungsauswähler eine analoge Schaltungsanordnung und eine digitale Schaltungsanordnung aufweist.
System nach einem der Ansprüche 8 bis 11, das weiterhin einen Einschaltzeitdetektor aufweist, der dazu ausgebildet ist, die Einschaltzeit der LED zu messen.
System nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei der der Verstärkungsauswähler dazu ausgebildet ist, die Verstärkung des Verstärkers mit der veränderlichen Verstärkung bei einer kurzen Einschaltzeit zu erhöhen.
System nach Anspruch 13, bei dem die kurze Einschaltzeit einen Bereich von 0 bis 5,4 Mikrosekunden umfasst.
Verfahren zum Steuern eines Stroms für eine Halbleiterlichtquelle, das aufweist: Detektieren eines Spitzenwerts eines Signals, Auswählen einer Verstärkung für einen Verstärker mit einer veränderlichen Verstärkung auf der Grundlage eines Einschaltzeitsignals und Verstärken des detektierten Spitzenwerts des Signals.
Verfahren nach Anspruch 15, das weiterhin aufweist: ein Messen der Einschaltzeit des Signals und ein Verwenden dieser Messung, um die Verstärkung des Verstärkers mit der veränderlichen Verstärkung auszuwählen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 16, das weiterhin aufweist: Erhöhen der Verstärkung des Verstärkers mit der veränderlichen Verstärkung bei einer kurzen Einschaltzeit.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die kurze Einschaltzeit einen Bereich von 0 bis 5,4 Mikrosekunden umfasst.
Vorrichtung zum Steuern eines Stroms für eine Halbleiterlichtquelle, die aufweist: Mittel zum Detektieren eines Spitzenwerts eines Signals, Mittel zum Auswählen einer Verstärkung für einen Verstärker mit einer veränderlichen Verstärkung auf der Grundlage eines Einschaltzeitsignals und Mittel zum Verstärken des detektierten Spitzenwerts des Signals.
Vorrichtung nach Anspruch 19, bei dem die Mittel zum Auswählen der Verstärkung dazu ausgebildet sind, die Verstärkung des Verstärkers mit der veränderlichen Verstärkung bei einer kurzen Einschaltzeit zu erhöhen.