DE10239605B4

DE10239605B4 - Treiber zum Verstärken einer Betriebsspannung eines Leuchtkörpers

Info

Publication number: DE10239605B4
Application number: DE10239605A
Authority: DE
Inventors: Tai-Shan Liao; Min-Li Chen
Original assignee: PREC INSTR DEV CT NAT SCIENCE; Precision Instrument Development Center
Current assignee: National Applied Research Laboratories
Priority date: 2002-08-19
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2008-11-13
Anticipated expiration: 2022-08-29
Also published as: DE10239605A1; US20040046771A1; US6950096B2

Abstract

Treiber (3) zum Verstärken einer Betriebsspannung eines Leuchtkörpers (11), mit:
einer Treibschaltung (12), die aufweist:
einen Induktor (L1) mit einem ersten Anschluss, der elektrisch mit einer Treibspannung (Vdd) des Leuchtkörpers (11) verbunden ist, und mit einem zweiten Anschluss,
einen Transistor (Q1) mit einem gesteuerten Pfad, der elektrisch zwischen dem zweiten Anschluss und Masse geschaltet ist und derart angesteuert wird, dass am zweiten Anschluss ein Wechselstromsignal bereitgestellt wird; und
mit einer Schaltung zum Liefern einer negativen mehrfachen Spannung, die aufweist:
einen ersten Kondensator (C2) mit einem dritten Anschluss, der das Wechselstromsignal empfängt, und einem vierten Anschluss,
eine erste Diode (D1) mit einer ersten Anode, die elektrisch mit dem vierten Anschluss verbunden ist, und mit einer ersten, mit Masse verbundenen Katode,
eine zweite Diode (D2) mit einer zweiten Anode und einer zweiten Katode, die elektrisch sowohl mit dem vierten Anschluss als auch mit der ersten...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Treiber zum Verstärken einer Betriebsspannung und insbesondere auf einen Treiber zum Verstärken einer Betriebsspannung mit einer niedrigen Treibspannung und zum Treiben eines Leuchtkörpers.
Einige Leuchtkörper oder Leuchten, die eine lichtemittierende Anzeige (LED), eine Laserdiode und eine Flüssigkristallanzeige (LCD) aufweisen, werden aufgrund der Eigenschaften einer langen Lebensdauer, einer niedrigen Treibspannung, einer hohen Reaktionsgeschwindigkeit und einer Stossfestigkeit weit verbreitet angewendet, und die Entwicklung der photoelektrischen Industrie wird daher energisch beschleunigt.
In jüngster Zeit sind mehrere Schaltungsvorrichtungen mit Leuchtkörpern mit niedriger Treibspannung offenbart worden, dieselben weisen jedoch insgesamt üblicherweise mehrere Transistoren auf oder bestehen aus komplexen integrierten Schaltungsvorrichtungen. Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat eine Schaltungsvorrichtung mit einem Niedertreibspannungs-Leuchtkörper in den Jahren 2001 und 2002 offenbart. Wie in 1(a) und 1(b) gezeigt, besteht die Schaltungsvorrichtung aus zwei Transistoren Q und Q' einem Widerstand P, einer Induktivität oder einem Induktor L und einem Kondensator und weist eine geringste Zahl von Elementen auf, ohne einen Transformator bzw. Wandler einzuführen. Die Schaltungsvorrichtung für einen Niedertreibspannungs-Leuchtkörper bzw. einen Leuchtkörper mit niedriger Treibspannung treibt den Leuchtkörper mit der niedrigsten Spannung von etwa 1 V. Einige Leuchtkörper, die Schutzschaltungen aufweisen, werden jedoch durch eine Betriebsspannung von etwa 4,5 V getrieben, um die elektrische Vorrichtung stabil zu betreiben und die Leuchtkörper zu schützen. Obwohl der Stand der Technik einen Treiber zum Treiben eines Niedertreibspannungs-Leuchtkörpers offenbart, kann der Treiber gemäß dem Stand der Technik dem Leuchtkörper keine Betriebsspannung in einem breiten Bereich liefern oder einen Leuchtkörper, der eine Schutzschaltung aufweist, stabil betreiben.
Die in den 1a) und 1b) gezeigten Schaltungsvorrichtungen sind beispielsweise aus der Druckschrift US 2003/0057883 A1 bekannt.
Weiter beschreibt die Druckschrift US 6 348 818 B1 eine Anordnung mit einer Spannungsaddierer-Schaltung, zwei kapazitiven Ladungspumpenschaltungen, einer Ladungsschaltung mit zwei Verbindungen einer Gleichrichterdiode und eines Kondensators und einer kompletten Spannungsaddiererschaltung zum Treiben einer LED. Die Spannungsaddiererschaltung beinhaltet dabei einen Schalter, zwei Induktoren und einen Kondensator. Der Schalter ist normalerweise offen. Während einer relativ langen Sperrzeit wird der Kondensator im Wesentlichen auf eine Eingangsversorgungsspannung durch zwei Induktoren geladen. Die zwei kapazitiven Ladungspumpenschaltungen sind derart angeordnet, um im Idealfall eine maximale Ausgangsspannung von 2(Vin – VF) bereitzustellen, wobei Vin eine Batteriespannung und VF eine Diodendurchlassspannung ist. Die zwei Verbindungen zu der Gleichrichterdiode und dem Kondensator stellen eine Ausgangsspannung von Vo = 2 Vin – VF und eine Ausgangsspannung von Vo = –(Vin – 2F) bereit. Die komplette Spannungsaddiererschaltung beinhaltet einen Oszillator und zwischenliegende Schalter zum Bereitstellen einer Spannungsdifferenz von 2 Vin über die LED.
Weiter zeigt die Druckschrift US 5,666,045 A ein Lasertreiber- und Steuersystem. Das System stellt einen Schutz für eine Laserdiode durch Verhindern eines Überstromes durch eine Energiequelle bereit, welche herkömmlicherweise der Laserdiode Energie bereitstellt, wobei die Laserdiode vor Zerstörung geschützt ist, wenn die Spannung, die durch die Energiequelle der Laserdiode bereitgestellt ist, unter eine bestimmte Spannung fällt, was den Überstrom verursacht.
Ferner beschreibt die Druckschrift US 4 674 865 A eine LED und eine Batterie, die durch eine Treiberschaltung mit Energie versorgt wird. Die Treiberschaltung beinhaltet eine LED, eine Energieversorgung, einen Kondensator und ein Entlademittel. Die Energieversorgung, die zur Verbindung mit der Batterie geeignet ist, generiert eine im Wesentlichen periodische Wellenform, wobei die Spannungsamplitude der periodischen Wellenform im Wesentlichen konstant über einen normalen Betriebsspannungsbereich der Batterie bleibt. Der Kondensator ist zwischen der Energieversorgung und der LED gekoppelt. Das Entlademittel ist zu dem Kondensator gekoppelt und entlädt den Kondensator während eines Teiles einer jeden Periode der periodischen Wellenform.
Weiterhin beschreibt die Druckschrift US 5 199 039 A eine Laserdiodenversorgungsschaltung. Dabei ist eine Spannungsquelle zu der Laserdiode mittels einer Versorgungsschaltung und einer Steuerschaltung verbunden, wobei die Steuerschaltung dazu dient, einen Strom durch die Laserdiode zu steuern. Die Steuerschaltung beinhaltet einen Transistor, der zur Ableitung auf die Anwendung einer Schwellwertspannung geschaltet wird. Eine lichtempfindliche Diode ist optisch mit der Laserdiode gekoppelt und dazu geeignet, eine Steuerspannung auf dem Transistorumschalter anzuwenden, welche in Relation steht zu dem optischen Energieausgang der Laserdiode, so dass der Transistor leitend gehalten wird, um den Strom durch die Laserdiode zu steuern, wenn die Steuerspannung einen vorbestimmten Schwellwert übersteigt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Verstärken einer Betriebsspannung mit einer niedrigen Treibspannung und zum stabilen Treiben des Leuchtkörpers zu schaffen, ohne denselben zu beschädigen.
Diese Aufgabe wird durch einen Treiber nach Anspruch 1, 8 und 11 gelöst.
Die vorliegende Erfindung verbessert den Stand der Technik und schafft einen Treiber zum Verstärken einer Betriebsspannung mit einer niedrigen Treibspannung, wobei die elektrische Vorrichtung stabil betrieben werden kann und wirtschaftlich ist.
Die vorliegende Erfindung verbessert den Stand der Technik und schafft einen Treiber zum Verstärken einer Betriebsspannung mit einer niedrigen Treibspannung und zum Treiben des Leuchtkörpers.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Treiber zum Verstärken einer Betriebsspannung eines Leuchtkörpers eine Treibschaltung bzw. Ansteuerschaltung, die ein erstes Signal liefert, und eine Schaltung zum Liefern einer negativen mehrfachen Spannung auf, die jeweils mit der Treibschaltung und dem Leuchtkörper elektrisch verbunden ist, zum Wandeln des ersten Signals in ein zweites Signal, das zu dem Leuchtkörper zu übertragen ist, wodurch der Leuchtkörper ansprechend auf das zweite Signal getrieben wird. Das erste Signal kann ein Wech selstromsignal sein. Das zweite Signal kann ein Gleichstromsignal sein. Das zweite Signal kann eine negative Spannung sein. Das zweite Signal weist vorzugsweise eine Absolutspannung auf, die größer als dieselbe des ersten Signals ist. Die Betriebsspannung kann größer als 4,5 V sein. Der Leuchtkörper kann mit einer relativ niedrigen Treibspannung getrieben werden. Es kann eine relativ niedrige Treibspannung von weniger als 1,5 V verwendet werden. Die Treibschaltung kann eine Erhöhungsschaltung bzw. Aufwärtstransformationsschaltung durch einen oszillierenden bzw. schwingenden Kondensator-Induktor sein.
Die Schaltung zum Liefern einer negativen mehrfachen Spannung weist ferner einen ersten Kondensator, der mit der Treibschaltung elektrisch verbunden ist, eine erste Diode mit einer Anode, die mit dem ersten Kondensator elektrisch verbunden ist, und mit einer Kathode, die mit Masse verbunden ist, eine zweite Diode mit einer Anode und einer Kathode, die sowohl mit dem ersten Kondensator als auch der Anode der ersten Diode elektrisch verbunden ist, und einen zweiten Kondensator mit einem Anschluss, der sowohl mit der Anode der zweiten Diode als auch dem Leuchtkörper elektrisch verbunden ist, und mit einem weiteren mit Masse verbundenen Anschluss auf.
Der Treiber umfasst vorzugsweise ferner eine Schutzschaltung, die zwischen die Anode der zweiten Diode und den Leuchtkörper elektrisch geschaltet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Treiber zum Verstärken einer Betriebsspannung eines Leuchtkörpers und zum Treiben des Leuchtkörpers eine Treibschaltung, die ein erstes Signal liefert, und eine Gleichrichtschaltung auf, die jeweils mit der Treibschaltung und dem Leuchtkörper elektrisch verbunden ist, zum Wandeln des ersten Signals in ein zweites Signal, das zu dem Leuchtkörper zu übertragen ist, wodurch der Leucht körper ansprechend auf das zweite Signal getrieben wird. Das erste Signal kann ein Wechselstromsignal sein. Das zweite Signal kann ein Gleichstromsignal sein. Das zweite Signal kann eine negative Spannung aufweisen. Das zweite Signal weist vorzugsweise eine Absolutspannung auf, die größer als dieselbe des ersten Signals ist. Die Betriebsspannung kann größer als 4,5 V sein. Der Leuchtkörper kann durch eine relativ niedrige Treibspannung getrieben werden. Es kann eine relativ niedrige Treibspannung mit weniger als 1,5 V verwendet werden. Die Treibschaltung kann eine Erhöhungsschaltung durch einen schwingenden Kondensator-Induktor sein.
Die Gleichrichtschaltung weist ferner eine Diode mit einer Kathode, die mit der Treibschaltung elektrisch verbunden ist, und mit einer Anode, und einen Kondensator auf, der einen Anschluss, der sowohl mit der Anode der Diode als auch dem Leuchtkörper elektrisch verbunden ist, und einen weiteren mit Masse verbundenen Anschluss auf.
Der Treiber weist ferner vorzugsweise eine Schutzschaltung auf, die zwischen die Anode der Diode und den Leuchtkörper elektrisch geschaltet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Treiber zum Verstärken einer Betriebsspannung eines Leuchtkörpers und zum Treiben des Leuchtkörpers eine Treibschaltung, die ein erstes Signal liefert, und eine Erhöhungsschaltung auf, die mit der Treibschaltung und dem Leuchtkörper jeweils elektrisch verbunden ist, zum Wandeln des ersten Signals in ein zweites Signal, das zu dem Leuchtkörper zu übertragen ist, wodurch der Leuchtkörper ansprechend auf das zweite Signal getrieben wird.
Das erste Signal kann ein Wechselstromsignal sein. Das zweite Signal kann ein Gleichstromsignal sein. Die Betriebsspannung kann größer als 4,5 V sein. Der Leuchtkörper kann durch eine relativ niedrige Treibspannung getrieben sein. Es kann eine relativ niedrige Treibspannung mit weniger als 1,5 V verwendet werden. Die Treibschaltung kann eine Erhöhungsschaltung durch einen schwingenden Kondensator-Induktor sein.
Die Erhöhungsschaltung weist ferner vorzugsweise einen ersten Kondensator, der mit der Treibschaltung elektrisch verbunden ist, eine erste Diode mit einer Anode, die mit dem ersten Kondensator elektrisch verbunden ist, und mit einer mit Masse verbundenen Kathode, eine zweite Diode mit einer Anode und einer Kathode, die sowohl mit dem ersten Kondensator als auch der Anode der ersten Diode elektrisch verbunden ist, und einen zweiten Kondensator mit einem Anschluss, der sowohl mit der Anode der zweiten Diode als auch dem Leuchtkörper elektrisch verbunden ist, und mit einem weiteren mit Masse verbundenen Anschluss auf.
Der Treiber weist ferner vorzugsweise eine Schutzschaltung auf, die zwischen die Anode der zweiten Diode und den Leuchtkörper elektrisch geschaltet ist.
Die Erhöhungsschaltung kann eine Schaltung zum Liefern einer negativen mehrfachen Spannung sein.
Die Schaltung zum Liefern einer negativen mehrfachen Spannung weist vorzugsweise ferner einen ersten Kondensator, der mit der Treibschaltung elektrisch verbunden ist, einen erste Diode mit einer Anode, die mit dem ersten Kondensator elektrisch verbunden ist, und einer mit Masse verbundenen Kathode, eine zweite Diode mit einer Anode und einer Kathode, die sowohl mit dem ersten Kondensator als auch der Anode der ersten Diode elektrisch verbunden ist, und einen zweiten Kondensator mit einem Anschluss, der sowohl mit der Anode der zweiten Diode als auch dem Leuchtkörper elektrisch verbunden ist, und mit einem weiteren mit Masse verbundenen Anschluss auf.
Der Treiber weist ferner vorzugsweise eine Schutzschaltung auf, die zwischen die Anode der zweiten Diode und dem Leuchtkörper elektrisch geschaltet ist.
Die Erhöhungsschaltung ist vorzugsweise eine Gleichrichtschaltung.
Die Gleichrichtschaltung weist ferner vorzugsweise eine Diode mit einer Kathode, die mit der Treibschaltung elektrisch verbunden ist, und mit einer Anode, und einen Kondensator mit einem Anschluss, der mit sowohl der Anode der Diode als auch dem Leuchtkörper elektrisch verbunden ist, und mit einem weiteren mit Masse verbundenen Anschluss auf.
Der Treiber weist ferner vorzugsweise eine Schutzschaltung auf, die zwischen die Anode der Diode und den Leuchtkörper elektrisch geschaltet ist.
Die vorhergehenden und weiteren Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung unter Bezugzahme auf die Zeichnungen offensichtlich, in denen:
1(a)–1(b) einen Treiber gemäß dem Stand der Technik zum Treiben eines Niedertreibspannungs-Leuchtkörpers darstellen;
2 ein Funktionsdiagramm der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Treibers zum Verstärken einer Betriebsspannung mit einer niedrigen Treibspannung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
4 ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Treibers zum Verstärken einer Betriebsspannung mit einer niedrigen Treibspannung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt; und
5 ein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Treibers zum Verstärken einer Betriebsspannung mit einer niedrigen Treibspannung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Bezugnehmend auf 2 ist ein Funktionsdiagramm der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Treiber zum Verstärken einer Betriebsspannung eines Leuchtkörpers 11 weist eine Treibschaltung 12 und eine Erhöhungsschaltung 13 auf, die mit der Treibschaltung 12 und dem Leuchtkörper 11 elektrisch verbunden ist. Der Treiber weist ferner eine Schutzschaltung 14, die zwischen die Erhöhungsschaltung 13 und den Leuchtkörper 11 elektrisch geschaltet ist, auf. Die Treibschaltung kann eine Erhöhungsschaltung durch einen schwingenden Kondensator-Induktor sein. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung des Leuchtkörpers 11 besteht aus einer Laserdiode und einer Photodiode.
Bezugnehmend auf 3 ist ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Treiber zum Verstärken einer Betriebsspannung mit einer niedrigen Treibspannung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die Treibschaltung aus einem ersten Transistor Q1-NPN und einem zweiten Transistor Q2-PNP. Der Kollektor des zweiten Transistors Q2-PNP ist mit der Basis des ersten Transistors Q1-NPN elektrisch verbunden, der Kollektor des ersten Transistors Q1-NPN ist mit der Basis des zweiten Transistors Q2-PNP über einen ersten Kondensator C1 elektrisch verbunden, ein mit Masse verbundener Widerstand für eine Arbeitspunkteinstellung bzw. Vorspannung ist mit dem Verbindungspunkt der Basis des zweiten Transistors Q2-PNP und dem ersten Kondensator C1 elektrisch verbunden, der Emitter des zweiten Transistors Q2- PNP ist mit einer Quelle Vdd elektrisch verbunden, und der Emitter des ersten Transistors Q1-NPN ist mit Masse verbunden. Die Treibschaltung weist ferner einen ersten Induktor L1 mit einem Anschluss, der mit der Quelle Vdd elektrisch verbunden ist, und einem weiteren Anschluss, der mit dem Kollektor des ersten Transistors Q1-NPN elektrisch verbunden ist, auf. Die Betriebsspannung des ersten Induktors L1 kann aufgrund eines Effekts einer selbsterregten Oszillation bzw. Schwingung relativ niedrig sein. Der Verbindungspunkt A des Kollektors des ersten Transistors Q1-NPN und des ersten Induktors L1 weist eine verstärkte Spannung auf und ist mit einer Schaltung zum Liefern einer negativen mehrfachen Spannung bzw. Negativmehrfachspannungs-Schaltung elektrisch verbunden. Die Schaltung zum Liefern von mehreren negativen elektrischen Spannungen weist einen zweiten Kondensator C2, der mit der Treibschaltung elektrisch verbunden ist, eine erste Diode D1 mit einer Anode, die mit dem zweiten Kondensator C2 elektrisch verbunden ist, und mit einer mit Masse verbundenen Kathode, eine zweite Diode D2 mit einer Anode und einer Kathode, die sowohl mit dem zweiten Kondensator C2 als auch der Anode der ersten Diode D1 elektrisch verbunden ist, und einen dritten Kondensator C3 mit einem Anschluss, der sowohl mit der Anode der zweiten Diode D2 als auch dem Leuchtkörper elektrisch verbunden ist, und mit einem weiteren mit Masse verbundenen Anschluss auf. Die Schaltung zum Liefern einer negativen mehrfachen Spannung kann ein Wechselstromsignal, das von der Treibschaltung ausgesendet wird, in ein Gleichstromsignal wandeln und verstärken. Der Verbindungspunkt M der Anode der zweiten Diode D2 und des dritten Kondensators C3 weist daher eine negative verstärkte Spannung auf, wobei die Absolutspannung des Verbindungspunkts M größer als dieselbe des Verbindungspunkts A ist.
Die negative verstärke Spannung kann schließlich den Leuchtkörper, der eine Schutzschaltung aufweist und mit dem Verbindungspunkt M elektrisch verbunden ist, treiben. Die Schutz schaltung weist einen dritten Transistor Q3-NPN und einen vierten Transistor Q4-NPN auf. Der Emitter des dritten Transistors Q3-NPN ist mit dem Verbindungspunkt M der Anode der zweiten Diode D2 und dem dritten Kondensator C3 elektrisch verbunden, der Kollektor des dritten Transistors Q3-NPN ist mit der Basis des vierten Transistors Q4-NPN elektrisch verbunden, die Basis des dritten Transistors Q3-NPN ist mit einer Photodiode D4 über einen Widerstand R3 elektrisch verbunden, der Emitter des vierten Transistors Q4-NPN ist mit einem Widerstand R4 und dem Verbindungspunkt M elektrisch verbunden, und der Kollektor des vierten Transistors Q4-NPN ist mit einer Laserdiode D3 elektrisch verbunden. Das Betriebsprinzip der Schutzschaltung ist im folgendem beschrieben.
Wenn der Emitter des dritten Transistors Q3-NPN mit dem Verbindungspunkt M elektrisch verbunden ist, empfängt derselbe die negative verstärkte Spannung und liefert dann einen Ausgangsstrom zu der Basis des vierten Transistors Q4-NPN, wodurch der Eingangsstrom des Kollektors des vierten Transistors Q4-NPN zunimmt und die Laserdiode D3 die Photodiode D4 kontinuierlich auslöst bzw. triggert. Wenn die Laserdiode D3 die Photodiode D4 kontinuierlich triggert, wird der Überwachungsstrom Im gleichzeitig erhöht, um den dritten Transistor Q3-NPN zu führen bzw. zu steuern. Im Gegensatz dazu reduzieren sich der Ausgangsstrom und der Eingangsstrom des Kollektors und der Basis des vierten Transistors Q4-NPN, wodurch die Laserdiode D3 den Triggerstrom der Photodiode D4 reduziert und das Laserlicht stabil ausgegeben wird.
Bezugnehmend auf 4 ist ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Treibers zum Verstärken einer Betriebsspannung mit einer niedrigen Treibspannung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Bei einem Vergleich von 4 mit 3 ist in dem Treiber die zweite Diode D2 und der dritte Kondensator C3 weggelassen. Das Betriebsprinzip des zweiten Aus führungsbeispiels gemäß 4 ist tatsächlich gleich demselben von 3, und das zweite Ausführungsbeispiel kann ebenfalls den Effekt des ersten Ausführungsbeispiels erreichen. Der Treiber der vorliegenden Erfindung ist dementsprechend variabel. Selbst wenn ein äquivalentes Element weggelassen wird oder hinzugefügt wird, kann der Effekt des Treibers gemäß der vorliegenden Erfindung nicht beeinflusst werden.
Bezugnehmend auf 5 ist ein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Treibers zum Verstärken einer Betriebsspannung mit einer niedrigen Treibspannung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die Treibschaltung aus einem fünften Transistor Q5-NPN und einem sechsten Transistor Q6-NPN. Der Kollektor des fünften Transistors Q5-NPN ist mit der Basis des sechsten Transistors Q6-NPN elektrisch verbunden, die Basis des fünften Transistors Q5-NPN ist mit dem Kollektor des sechsten Transistors Q6-NPN über einen vierten Kondensator C4 elektrisch verbunden, ein fünfter Widerstand R5 ist mit dem Verbindungspunkt der Basis des fünften Transistors Q5-NPN und des vierten Kondensators C4 elektrisch verbunden, der Emitter des sechsten Transistors Q6-NPN ist mit einer Quelle Vdd elektrisch verbunden, und der Emitter des fünften Transistors Q5-NPN ist mit Masse verbunden. Die Treibschaltung weist ferner einen zweiten Induktor L2 mit einem mit Masse verbundenen Anschluss und einem weiteren Anschluss auf, der mit dem Kollektor des sechsten Transistors Q6-NPN elektrisch verbunden ist. Die Betriebsspannung des zweiten Induktors L2 kann aufgrund eines Effekts einer selbsterregten Schwingung relativ niedrig sein. Der Verbindungspunkt A' des Kollektors des sechsten Transistors Q6-NPN und des zweiten Induktors L2 weist eine verstärkte Spannung auf und ist mit einer Gleichrichtschaltung elektrisch verbunden. Die Gleichrichtschaltung umfasst eine fünfte Diode D5 und einen fünften Kondensator C5. Die fünfte Diode weist eine Kathode, die mit dem Verbindungspunkt A' elektrisch verbunden ist, und eine Anode auf, die mit dem fünften ist, und eine Anode auf, die mit dem fünften Kondensator C5 elektrisch verbunden ist. Der fünfte Kondensator C5 weist einen Anschluss, der sowohl mit der Anode der fünften Diode D5 als auch dem Leuchtkörper elektrisch verbunden ist, und einen weiteren Anschluss auf, der mit Masse verbunden ist. Die Gleichrichtschaltung kann ein Wechselstromsignal, das von der Treibschaltung ausgesendet wird, in ein Gleichstromsignal wandeln und verstärken. Der Verbindungspunkt M' der Anode der fünften Diode D5 und des fünften Kondensators C5 weist daher eine negative verstärkte Spannung auf.
Die negative verstärkte Spannung kann schließlich den Leuchtkörper treiben, der eine Schutzschaltung aufweist und mit dem Verbindungspunkt M' elektrisch verbunden ist. Die Schutzschaltung weist einen siebten Transistor Q7-NPN und einen achten Transistor Q8-NPN auf. Der Emitter des siebten Transistors Q7-NPN ist mit dem Verbindungspunkt M' der Anode der fünften Diode D5 und des fünften Kondensators C5 elektrisch verbunden, der Kollektor des siebten Transistors Q7-NPN ist mit der Basis des achten Transistors Q8-NPN elektrisch verbunden, die Basis des siebten Transistors Q7-NPN ist mit einer Photodiode D4' über einen Widerstand R7 elektrisch verbunden, der Emitter des achten Transistors Q8-NPN ist mit einem Widerstand R 8 und dem Verbindungspunkt M' elektrisch verbunden, und der Kollektor des achten Transistors Q8-NPN ist mit einer Laserdiode D3' elektrisch verbunden. Das Betriebsprinzip der Schutzschaltung ist im folgendem beschrieben.
Wenn der Emitter des siebten Transistors Q7-NPN mit dem Verbindungspunkt M' elektrisch verbunden ist, empfängt derselbe die negative verstärkte Spannung und liefert dann einen Eingangsstrom zu der Basis des achten Transistors Q8-NPN, wodurch jeweils der Ausgangsstrom und der Eingangsstrom des Kollektors und der Basis des achten Transistors Q8-NPN zunehmen und die Laserdiode D3' die Photodiode D4' kontinuierlich trig gert. Wenn die Laserdiode D3' die Photodiode D4' kontinuierlich triggert, wird der Überwachungsstrom Im' gleichzeitig erhöht, um den siebten Transistor Q7-NPN zu steuern. Im Gegensatz dazu wird der Ausgangstrom des Kollektors des achten Transistors Q8-NPN reduziert, wodurch die Laserdiode D3' den Triggerstrom der Photodiode D4' reduziert und das Laserlicht stabil ausgegeben wird.
Die vorliegende Erfindung liefert dementsprechend eine Erhöhungsschaltung, die zwischen eine Treibschaltung und eine Schutzschaltung elektrisch geschaltet ist, wodurch die Betriebsspannung zum kontinuierlichen Triggern des Leuchtkörpers verstärkt wird, um ein stabiles Licht auszugeben.

Claims

Treiber (3) zum Verstärken einer Betriebsspannung eines Leuchtkörpers (11), mit: einer Treibschaltung (12), die aufweist: einen Induktor (L1) mit einem ersten Anschluss, der elektrisch mit einer Treibspannung (Vdd) des Leuchtkörpers (11) verbunden ist, und mit einem zweiten Anschluss, einen Transistor (Q1) mit einem gesteuerten Pfad, der elektrisch zwischen dem zweiten Anschluss und Masse geschaltet ist und derart angesteuert wird, dass am zweiten Anschluss ein Wechselstromsignal bereitgestellt wird; und mit einer Schaltung zum Liefern einer negativen mehrfachen Spannung, die aufweist: einen ersten Kondensator (C2) mit einem dritten Anschluss, der das Wechselstromsignal empfängt, und einem vierten Anschluss, eine erste Diode (D1) mit einer ersten Anode, die elektrisch mit dem vierten Anschluss verbunden ist, und mit einer ersten, mit Masse verbundenen Katode, eine zweite Diode (D2) mit einer zweiten Anode und einer zweiten Katode, die elektrisch sowohl mit dem vierten Anschluss als auch mit der ersten Anode verbunden ist, und einem zweiten Kondensator (C3) mit einem fünften Anschluss, der elektrisch mit der zweiten Anode verbunden ist, und einem sechsten, mit Masse verbundenen Anschluss, wobei der fünfte Anschluss ein negatives Gleichstromsignal bereitstellt und der erste Anschluss und der fünfte Anschluss die Betriebsspannung zum Treiben des Leuchtkörpers (11) bereitstellen.
Treiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das negative Gleichstromsignal eine Absolutspannung aufweist, die größer als dieselbe des Wechselstromsignals ist.
Treiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsspannung größer ist als 4,5 V.
Treiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtkörper (11) durch die Betriebsspannung getrieben ist, die relativ niedrig ist.
Treiber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine relativ niedrige Treibspannung mit weniger als 1,5 V verwendet wird.
Treiber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Treibschaltung eine Erhöhungsschaltung durch einen schwingenden Kondensator-Induktor ist.
Treiber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Treiber eine Schutzschaltung aufweist, die zwischen die zweite Anode der zweiten Diode (D2) und den Leuchtkörper (11) elektrisch geschaltet ist.
Treiber (5) zum Verstärken einer Betriebsspannung eines Leuchtkörpers (11) und zum Treiben eines Leuchtkörpers (11); mit: einer Treibschaltung (12), die aufweist: einen Induktor (L2) mit einem ersten, mit Masse verbundenen Anschluss und einem zweiten Anschluss, und einen Transistor (Q6) mit einem gesteuerten Pfad, der elektrisch zwischen dem zweiten Anschluss und einem dritten Anschluss mit einer Betriebsspannung (Vdd) des Leuchtkörpers (11) verbunden ist und derart angesteuert wird, dass am zweiten Anschluss ein Wechselstromsignal bereitgestellt wird; und eine Gleichrichtschaltung (13), die aufweist: eine Diode (D5) mit einer Katode, die das Wechselstromsignal empfängt, und einer Anode; und einen Kondensator (C5) mit einem vierten Anschluss, der elektrisch zu der Anode der Diode (D5) verbunden ist, und einem fünften, mit Masse verbundenen Anschluss, wobei der vierte Anschluss ein Gleichstromsignal bereitstellt und der dritte Anschluss und der vierte Anschluss die Betriebsspannung zum Treiben des Leuchtkörpers (11) bereitstellen.
Treiber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleichstromsignal eine negative Spannung aufweist.
Treiber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Treibschaltung eine Erhöhungsschaltung durch einen schwingenden Kondensator-Induktor ist.
Treiber (4) zum Verstärken einer Betriebsspannung eines Leuchtkörpers (11) und zum Treiben des Leuchtkörpers (11), mit: einer Treibschaltung (12) mit einem Induktor (L1) mit einem ersten Anschluss, der elektrisch mit einer Betriebsspannung (Vdd) des Leuchtkörpers (11) verbunden ist, und einem zweiten Anschluss, und einem Transistor (Q1) mit einem gesteuerten Pfad, der elektrisch zwischen dem zweiten Anschluss und Masse geschaltet ist und derart angesteuert wird, dass am zweiten Anschluss ein Wechselstromsignal bereitgestellt wird; und mit einer ersten Erhöhungsschaltung (13) mit: einem Kondensator (C2) mit einem dritten Anschluss, der das Wechselstromsignal empfängt, und einem vierten Anschluss, und einer Diode (D1) mit einer Anode, die elektrisch mit dem vierten Anschluss verbunden ist, und einer mit Masse verbundenen Katode, wobei der vierte Anschluss ein Gleichstromsignal bereitstellt und der erste Anschluss und der vierte Anschluss die Betriebsspannung zum Treiben des Leuchtkörpers (11) bereitstellen,
Treiber nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Treibschaltung (12) eine zweite Erhöhungsschaltung durch einen schwingenden Kondensator-Induktor ist.
Treiber nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erhöhungsschaltung eine Schaltung zum Liefern einer negativen mehrfachen Spannung ist.
Treiber nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erhöhungsschaltung eine Gleichrichtschaltung ist.