DE112020006500T5 - Halbleiterelement und einrichtung für halbleiterelement - Google Patents

Halbleiterelement und einrichtung für halbleiterelement Download PDF

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Abstract

Ein Halbleiterelement umfasst einen Oszillator, der zum Erzeugen eines ersten Taktsignals konfiguriert ist, einen ersten Anschluss, über den ein Eingangstaktsignal von außen eingebracht wird, eine erste Zähleinrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie ein Taktsignal auf der Grundlage des ersten Taktsignals zwischen Flanken im Eingangstaktsignal zählt, und eine Steuereinrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie an den Oszillator eine Anweisung zum Einstellen einer Frequenz des ersten Taktsignals auf der Grundlage eines Ergebnisses des Vergleichs eines Zählwerts durch die erste Zähleinrichtung mit einem erwarteten Wert sendet.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Halbleiterelemente, die einen Oszillator enthalten.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Herkömmlich sind Halbleiterelemente, die eine integrierte Halbleiterschaltung (IHS) enthalten, oft mit einem Oszillator zur Erzeugung eines Taktsignals ausgestattet. Sie können zum Beispiel ein PDM-Signal (Pulsdauermodulation) auf der Grundlage eines Taktsignals erzeugen.
  • In einem Fall, in dem ein wie oben erwähntes Halbleiterelement eine LED (lichtemittierende Diode) Gerätetreiber (LED-Treiber) ist, kann der LED-Gerätetreiber ein Treiber sein, der eine PDM-Dimmung einer LED unter Verwendung des oben erwähnten PDM-Signals durchführt. Ein Beispiel für einen LED-Gerätetreiber, der mit einer PDM-Dimmfunktion ausgestattet ist, ist in dem unten angegebenen Patentdokument 1 zu sehen.
  • Zitierverzeichnis
  • Patentliteratur
  • Patentdokument 1: JP-A-2019-179662
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • In einer Anwendung zur Beleuchtung einer großen Anzahl von LEDs, wird gelegentlich eine Vielzahl von wie oben erwähnten Halbleiterelementen verwendet, um ein System aufzubauen. In diesem Fall können die Frequenzen der Taktsignale, die von den Oszillatoren der Halbleiterelemente erzeugt werden, voneinander abweichen. Solch eine Abweichung der Taktsignalfrequenzen kann z. B. zu einem Verlust der Synchronisation der PDM-Signale führen. Dies kann zu einer Störung des Bildes führen, das durch das PDM-Dimmen der LEDs entsteht.
  • Die Ausstattung der Halbleiterelemente mit je einem Quarzoszillator kann beitragen, Schwankungen zwischen den Taktsignalfrequenzen zu unterdrücken; dies ist jedoch mit sehr hohen Kosten verbunden.
  • Vor dem oben beschriebenen Hintergrund besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, ein Halbleiterelement bereitzustellen, das bei gleichzeitiger und mehrzahliger Verwendung eine Synchronisation zwischen den Frequenzen der in den einzelnen Halbleiterelementen erzeugten Taktsignale ermöglicht.
  • Problemlösung
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Halbleiterelement:
    • einen Oszillator, der zum Erzeugen eines ersten Taktsignals konfiguriert ist;
    • einen ersten Anschluss, über den ein Eingangstaktsignal von außen eingebracht wird;
    • eine erste Zähleinrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie ein Taktsignal auf der Grundlage des ersten Taktsignals zwischen Flanken im Eingangstaktsignal zählt; und eine Steuereinrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie an den Oszillator eine Anweisung zum Einstellen einer Frequenz des ersten Taktsignals auf der Grundlage eines Ergebnisses des Vergleichs eines Zählwerts durch die erste Zähleinrichtung mit einem erwarteten Wert sendet. (Eine erste Konfiguration.)
  • In der oben beschriebenen ersten Konfiguration kann außerdem vorgesehen sein:
    • ein Frequenzteiler, der so konfiguriert ist, dass er das erste Taktsignal durch einen vorgegebenen Frequenzteilungsfaktor teilt, um ein zweites Taktsignal zu erzeugen; ein Selektor, der so konfiguriert ist, dass er entweder das Eingangstaktsignal oder das zweite Taktsignal auswählt und als einen Ausgangstakt ausgibt; und
    • ein zweiter Anschluss, über den der Ausgangstakt nach außen geführt wird. (Eine zweite Konfiguration.)
  • In der oben beschriebenen zweiten Konfiguration kann der Frequenzteiler enthalten: einen ersten Frequenzteiler, der so konfiguriert ist, dass er das erste Taktsignal durch einen ersten Frequenzteilungsfaktor teilt; und einen zweiten Frequenzteiler, der so konfiguriert ist, dass er einen Ausgang des ersten Frequenzteilers durch einen zweiten Frequenzteilungsfaktor teilt, und die erste Zähleinrichtung so konfiguriert ist, dass sie den Ausgang des ersten Frequenzteilers zählt. (Eine dritte Konfiguration.)
  • In der oben beschriebenen zweiten oder dritten Konfiguration kann der Frequenzteiler so konfiguriert sein, dass er das zweite Taktsignal mit einem auf einen vorbestimmten Wert begrenzten Lastverhältnis erzeugt. (Eine vierte Konfiguration.)
  • In jeder der oben beschriebenen zweiten bis vierten Konfigurationen kann der Selektor so konfiguriert sein, dass er so eingestellt werden kann, um das Eingangstaktsignal auszuwählen, um das zweite Taktsignal auszuwählen, oder um den Ausgangstakt nicht auszugeben. (Eine fünfte Konfiguration.)
  • In jeder der oben beschriebenen ersten bis fünften Konfigurationen kann der Oszillator ein Ringoszillator sein. (Eine sechste Konfiguration.)
  • In der oben beschriebenen sechsten Konfiguration kann der Ringoszillator enthalten: eine ungerade Anzahl von Wechselrichtern; einen Digital/Analog-Wandler (DAW), der so konfiguriert ist, dass er eine DA-Wandlung auf eine Grobeinstellanweisung von der Steuereinrichtung hin durchführt; eine Stromzuführung, die so konfiguriert ist, dass sie durch die Inverter einen Strom leitet, der einem Ausgang des DAW entspricht; und einen Spiegel-Kapazitätseinrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie einen Kapazitätswert einer Kapazität, die mit einem Knoten unter den Wechselrichtern verbunden ist, auf der Grundlage einer Feineinstellanweisung von der Steuereinrichtung ändert. (Eine siebte Konfiguration.)
  • In der oben beschriebenen siebten Konfiguration kann der Spiegel-Kapazitätseinrichtung eine Vielzahl von Kapazitätseinheiten enthalten, die jeweils einen Kondensator und einen zwischen dem Kondensator und dem Knoten angeordneten Schalter umfassen. Das Halbleiterelement kann ferner eine erste Selbstdiagnose-Schaltung enthalten, die so konfiguriert ist, dass sie, während sie ein Muster der Kapazitätseinheiten ändert, in dem der Schalter eingeschaltet ist, niedrige und hohe Spannungen an den Knoten anlegt und die Ausgaben der Kapazitätseinheiten mit einem erwarteten Wert vergleicht. (Eine achte Konfiguration.)
  • In der oben beschriebenen siebten oder achten Konfiguration kann ferner eine zweite Selbstdiagnose-Schaltung umfasst sein, die Folgendes enthält: eine Messschaltung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Frequenz des ersten Taktsignals im Testbetrieb misst, wobei eine von der Grobeinstellanweisung und der Feineinstellanweisung konstant gehalten und eine andere geändert wird; und ein Vergleichsgerät, das so konfiguriert ist, dass es ein Ergebnis der Messung durch die Messschaltung vor und nach einer Änderung des Befehls vergleicht. (Eine neunte Konfiguration.)
  • In der oben beschriebenen neunten Konfiguration kann die zweite Selbstdiagnose-Schaltung eine zweite Zähleinrichtung mit vorbestimmten Bits enthalten, die zum Zählen eines Signals mit einer vorbestimmten Frequenz konfiguriert ist. Die Messschaltung kann eine dritte Zähleinrichtung sein, die konfiguriert ist, um das erste Taktsignal während einer Periode zu zählen, in der die zweite Zähleinrichtung die vorbestimmten Bits zählt. (Eine zehnte Konfiguration.)
  • In jeder der oben beschriebenen ersten bis zehnten Konfigurationen kann ferner ein PDM-Signalgenerator vorgesehen sein, der so konfiguriert ist, dass er ein PDM-Signal (Pulsdauermodulationssignal) auf der Grundlage des ersten Taktsignals erzeugt.
  • (Eine elfte Konfiguration.)
  • In der oben beschriebenen elften Konfiguration kann der PDM-Signalgenerator so konfiguriert sein, dass er eine Flanke in dem PDM-Signal erzeugt, wenn eine Flanke in dem Eingangstaktsignal erfasst wird. (Eine zwölfte Konfiguration.)
  • In der oben beschriebenen elften oder zwölften Konfiguration kann ferner vorgesehen sein: ein LED-Anschluss, der mit einer Kathode einer LED verbunden werden kann; und ein Stromtreiber, der so konfiguriert ist, dass er einen zum LED-Anschluss geleiteten Strom steuert, wobei der Stromtreiber so konfiguriert ist, dass er in Übereinstimmung mit dem PDM-Signal ein- und ausgeschaltet werden kann. (Eine dreizehnte Konfiguration.)
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Einrichtung für ein Halbleiterelement eine Mehrzahl von Halbleiterelementen gemäß der oben beschriebenen dreizehnten Konfiguration. Die Mehrzahl von Halbleiterelementen werden jeweils von außen über einen CAN (Controller Area Network)-Sendeempfänger über einen Einschaltfaktor des PDM-Signals angesteuert.
  • (Eine vierzehnte Konfiguration.)
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Einrichtung für ein Halbleiterelement eine Mehrzahl von Halbleiterelementen nach einem der oben genannten zweiten bis fünften Konfiguration. Der zweite Anschluss des Halbleiterelements in einer vorhergehenden Stufe ist mit dem ersten Anschluss der Halbleitervorrichtung in einer nachfolgenden Stufe verbunden. (Fünfzehnte Konfiguration.)
  • Die Einrichtung für das Halbleiterelement gemäß der oben beschriebenen fünfzehnten Konfiguration kann für die Verwendung an Bord von Fahrzeugen bestimmt sein.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Mit einem Halbleiterbelement gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Synchronisation der Frequenz der in den einzelnen Halbleiterelementen erzeugten Taktsignale zu erreichen, selbst wenn mehr als ein solches Bauelement verwendet wird.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Diagramm, das die Konfiguration eines LED-Gerätetreibers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • 2A ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Verwendung einer Vielzahl von miteinander verbundenen LED-Gerätetreibern zeigt.
    • 2B ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Systemkonfiguration zeigt, bei dem LED-Gerätetreiber an einem Rücklicht eines Fahrzeugs angebracht sind.
    • 3 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Frequenzsynchronisation für ein Taktsignal in einem LED-Gerätetreiber zeigt.
    • 4 ist eine Tabelle, die die Korrespondenz zwischen den eingestellten Daten SYNCSET in einem Register zeigt, ob ein PDMEIN-Anschluss aktiviert/deaktiviert ist und ob ein PDMAUS-Anschluss aktiviert/deaktiviert ist, zeigt.
    • 5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Konfiguration zeigt, bei der eine Vielzahl von LED-Gerätetreibern miteinander verbunden sind.
    • 6 ist ein Zeitablaufdiagramm, das ein Beispiel für die Frequenzanpassung eines Taktsignals TS basierend auf einem Eingangstaktsignal TSEIN zeigt.
    • 7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Konfiguration eines Ringoszillators zeigt.
    • 8 ist ein Flussdiagramm, das sich auf die Frequenzanpassung für ein Taktsignal TS bezieht.
    • 9 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration im Zusammenhang mit einem Test durch eine erste Selbstdiagnose-Schaltung zeigt.
    • 10 ist ein Zeitablaufdiagramm, das ein Beispiel eines Testbetriebs durch eine erste Selbstdiagnose-Schaltung zeigt.
    • 11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die interne Konfiguration eines Spiegel-Kapazitätseinrichtung zeigt.
    • 12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die interne Konfiguration jeder Kapazitätseinheit zeigt.
    • 13 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für die Konfiguration einer zweiten Selbstdiagnose-Schaltung zeigt.
    • 14 ist ein Zeitablaufdiagramm, das ein Beispiel für einen Testbetrieb zeigt, bei dem eine Grobeinstellanweisung GROB konstant gehalten und ein Feineinstellanweisung FEIN variiert wird (in einem normalen Zustand).
    • 15 ist ein Zeitablaufdiagramm, das ein Beispiel für einen Testbetrieb zeigt, bei dem ein Grobeinstellbefehl GROB konstant gehalten und ein Feineinstellbefehl FEIN variiert wird (in einem fehlerhaften Zustand).
    • 16 ist ein Zeitablaufdiagramm, das ein Beispiel für ein Code-Änderungsmuster bei einem Test unter Verwendung einer zweiten Selbstdiagnose-Schaltung zeigt (in einem normalen Zustand).
    • 17 ist ein Zeitablaufdiagramm, das ein Beispiel für ein Code-Änderungsmuster bei einem Test mit einer zweiten Selbstdiagnose-Schaltung zeigt (in einem fehlerhaften Zustand).
    • 18 ist ein Diagramm, das den zeitlichen Ablauf eines Zählbeginns mit einer konstant gehaltenen Feineinstellanweisung FEIN und einer variierten Grobeinstellanweisung GROB zeigt.
    • 19 ist ein Diagramm, das den zeitlichen Ablauf des Zählbeginns zeigt, wenn eine Grobeinstellanweisung GROB konstant gehalten und eine Feineinstellanweisung FEIN variiert wird.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Nachfolgend wird eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Alle in der folgenden Beschreibung genannten spezifischen Werte sind lediglich Beispiele.
  • < 1. Konfiguration eines LED-Gerätetreibers >
  • 1 ist ein Diagramm, welches die Konfiguration eines LED-Gerätetreibers 30 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Der in 1 gezeigte LED-Gerätetreiber 30 steuert LED-Reihen R1 bis R24 in einer Vielzahl von Kanälen (in der Ausführungsform, als ein Beispiel, 24 Kanäle). Als ein Beispiel ist der LED-Gerätetreiber 30 für den Einsatz in Fahrzeugen nutzbar.
  • Der LED-Gerätetreiber 30 ist ein Halbleiterelement, das eine integrierte Halbleiterschaltung (IHS) enthält, in die ein Mindestspannungsselektor 1, ein Referenzspannungsgenerator 2, ein Spreiz-Spektrum-Referenzspannungsgenerator 3, ein Frequenz-Spannungswandler 4, ein Fehlerverstärker 5, ein Rundsteuerinjektor 6, ein Verstärker 7, ein Low-Side-Komparator 8, ein High-Side-Komparator 9, ein RS-Flip-Flop 10, eine Überstromschutzschaltung (ÜS) 11, eine Treiberschaltung 12, eine Diode 13, ein Treiber 14, eine SWOCP-Schaltung 15, ein NMOS-Transistor 16, eine Unterspannungssperre (USS) / thermische Trennungs (TT)-Schaltung 17, eine Bandlückenreferenzschaltung 18, ein interner Spannungsgenerator (iSG) 19, ein interner Spannungsgenerator 20, einen Fehlermelder 21, ein NMOS-Transistor 22, ein E/A-Anschluss 23, ein Ringoszillator 24, eine Steuerlogikschaltung 25, ein Stromtreiber 26, ein Kurzschlussdetektor 27 und ein Offen-Detektor 28 integriert ist.
  • Der LED-Gerätetreiber 30 hat außerdem als externe Anschlüsse zum Herstellen einer elektrischen Verbindung nach außen einen COMP-Anschluss, einen SNSN-Anschluss, einen SNSP-Anschluss, einen BOOT-Anschluss, einen GH-Anschluss, einen SW-Anschluss, einen PGND-Anschluss, einen VIN-Anschluss, einen VREG5-Anschluss, einen VREG3-Anschluss, einen FAILB-Anschluss, einen EN-Anschluss, einen RX-Anschluss, einen TX-Anschluss, CS0 bis CS3-Anschlüsse, einen PDMEIN-Anschluss, einen FBV-Anschluss, einen MINSELV-Anschluss, LED1 bis LED24-Anschlüsse, LGND1 bis LGND4-Anschlüsse, einen PDMAUS-Anschluss und einen GND-Anschluss.
  • Außerhalb des LED-Gerätetreibers 30 ist eine Ausgabestufe 35 angeordnet, die aus einer Eingangsspannung Vein durch DC-DC-Wandlung eine Ausgangsspannung Vaus erzeugt und die Ausgangsspannung Vaus den Anoden der LED-Reihen R1 bis R24 zuführt. Die Ausgabestufe 35 umfasst als diskrete Komponenten ein Schaltelement N1, eine Diode D1, eine Induktivität L1, einen Widerstand R1 und einen Ausgangskondensator Co. Das Schaltelement N1 wird von dem LED-Gerätetreiber 30 angesteuert und gesteuert, und dadurch wird die Ausgabestufe 35 von dem LED-Gerätetreiber 30 gesteuert. Die Ausgabestufe 35 und der LED-Gerätetreiber 30 bilden zusammen einen DC/DC-Wandler. In dieser Ausführungsform ist der so gebildete DC/DC-Wandler insbesondere ein asynchron-gleichrichtender (abwärtsregelnder) DC/DC-Wandler.
  • Konkret ist der Kanal des Schaltelements N1, das als NMOS-Transistor ausgebildet ist, mit einem Anwendungsanschluss für die Eingangsspannung Vein verbunden. Ein Knoten K1, an dem die Quelle des Schaltelements N1 und die Kathode der Diode D1 miteinander verbunden sind, ist mit dem SW-Anschluss verbunden. Die Anode der Diode D1 ist mit einer Anwendungsanschluss für ein Erderpotential verbunden. Der Knoten K1 ist mit einem Kontakt der Induktivität L1 verbunden. Der andere Kontakt der Induktivität L1 ist mit einem Kontakt des Widerstands R1 an einem Knoten K2 verbunden. Der andere Kontakt des Widerstands R1 ist mit einem Kontakt des Ausgangskondensators Co an einem Knoten K3 verbunden. Der andere Kontakt des Ausgangskondensators Co ist mit dem Anwendungsanschluss für das Erderpotential verbunden.
  • Das Gate des Schaltelements N1 ist über den GH-Anschluss mit dem Ausgangsanschluss des Treibers 14 verbunden. Die Niederpotentialseite des Treibers 14 ist mit dem SW-Anschluss verbunden. Die Hochpotentialseite des Treibers 14 ist mit der Kathode der Diode 13 verbunden. Die Anode der Diode 13 ist mit einem Anwendungsanschluss für eine Referenzspannung Vref5 verbunden. Der eine Anschluss eines BOOT-Kondensators Cb ist zwischen der Induktivität L1 und dem Knoten Nd1 angeschlossen. Der andere Anschluss des BOOT-Kondensators Cb ist über den BOOT-Anschluss mit der Kathode der Diode 13 verbunden.
  • Wenn das Schaltelement N1 eingeschaltet ist, fließt ein Strom über das Schaltelement N1 zu der Induktivität L1 und dem Widerstand R1. Wenn unter der Steuerung der Treiberschaltung 12 der Ausgang des Treibers 14 gleich der Spannung (niedrig) an dem Schalter S gestellt wird, wird das Schaltelement N1 ausgeschaltet. Nun fließt ein Strom über die Diode D1 zu der Induktivität L1 und dem Widerstand R1. Gleichzeitig wird der BOOT-Kondensator Cb über die Diode 13 mit der Referenzspannung Vref5 geladen.
  • Wenn unter der Steuerung der Treiberschaltung 12 der Ausgang des Treibers 14 gleich der Spannung an der BOOT-Schaltung gemacht wird, schaltet das Schaltelement N1 ein. Nun erscheint an der BOOT-Schaltung eine Spannung, die höher ist als die Eingangsspannung Vein, die sich aus der Spannung ergibt, die am BOOT-Kondensator Cb anliegt, weil dieser geladen ist. Dies ermöglicht das Einschalten des Schaltelements N1, das ein NMOS-Transistor ist.
  • Durch die oben beschriebene Ein/Aus-Steuerung des Schaltelements N1 erscheint die Ausgangsspannung Vaus am Knoten K3.
  • Die jeweiligen Kathoden der LED-Reihen R1 bis R24 sind jeweils mit den Anschlüssen LED1 bis LED24 verbunden. Der Mindestspannungswähler 1 wählt aus den Spannungen an den Anschlüssen LED1 bis LED24 (d. h. den Kathodenspannungen) die niedrigste Spannung aus.
  • Der Knoten K2, an den ein Kontakt des Widerstands R1 angeschlossen ist, ist mit dem SNSP-Anschluss verbunden. Der Knoten K3, an den der andere Kontakt des Widerstands R1 angeschlossen ist, ist mit den SNSN-Anschluss verbunden. Die Spannungen an den Anschlüssen SNSP und SNSN werden dem Verstärker 7 zugeführt. Der Verstärker 7 verstärkt die Spannungsdifferenz zwischen den Spannungen an den Anschlüssen SNSP und SNSN und gibt das Ergebnis aus. Auf diese Weise erfasst der Verstärker 7 den Induktionsstrom durch die Induktivität L1 (Widerstand R1).
  • Basierend auf dem Ausgang des Verstärkers 7 injiziert der Rundsteuerinjektor 6 Wellen in die niedrigste Spannung, die durch den Mindestspannungsselektor 1 ausgewählt wurde. Die mit Wellen beaufschlagte niedrigste Spannung wird an den invertierenden Eingangsanschluss (-) des Low-Side-Komparators 8 und auch an den nichtinvertierenden Eingangsanschluss (+) des High-Side-Komparators 9 angelegt. Der Ausgang des Low-Side-Komparators 8 wird an den Rücksetzungs-Anschluss des RS-Flipflops 10 geführt. Der Ausgang des High-Side-Komparators 9 wird an den Setzungs-Anschluss des RS-Flip-Flops 10 angeschlossen. Vom Q-Ausgangsanschluss des RS-Flip-Flops 10 wird ein Flip-Flop-Ausgangssignal FFAS ausgegeben. Basierend auf dem Flip-Flop-Ausgangssignal FFAS steuert die Treiberschaltung 12 das Schaltelement N1 über den Treiber 14.
  • Der Frequenz-Spannungswandler 4 wandelt die Frequenz des Flip-Flop-Ausgangssignals FFAS in ein Spannungssignal um und speist es in den nichtinvertierenden Eingangsanschluss (+) des Fehlerverstärkers 5 ein. Andererseits wird der invertierende Eingangsanschluss (-) des Fehlerverstärkers 5 mit dem Ausgang des Spreiz-Spektrum-Referenzspannungsgenerators 3 gespeist. Basierend auf dem Ausgang des Fehlerverstärkers 5 erzeugt der Referenzspannungsgenerator 2 eine Low-Side Referenzspannung VrefL und eine High-Side Referenzspannung VrefH, jeweils variabel. Die Low-Side Referenzspannung VrefL wird dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss (+) des Low-Side-Komparators 8 zugeführt. Die High-Side Referenzspannung VrefH wird an den invertierenden Eingangsanschluss (-) des High-Side-Komparators 9 angelegt.
  • Mit der oben beschriebenen Konfiguration wird eine Hysteresesteuerung (Zweipunktregler) erreicht, so dass unter den Kathodenspannungen der LED-Reihen R1 bis R24 die niedrigste Spannung so gesteuert wird, dass sie einer gewünschten Spannung entspricht. Darüber hinaus streut der Spreiz-Spektrum-Referenzspannungsgenerator 3 durch zeitliche Variation der Schaltfrequenz die Frequenzen über ein Spektrum und unterdrückt die Leistungsspitze über das Spektrum als Maßnahme gegen elektromagnetische Störungen (EMS).
  • Die FBV- und MINSELV-Anschlüsse werden verwendet, wenn mehrere LED-Gerätetreiber 30 miteinander verbunden sind. Als ein Beispiel zeigt 2A eine Konfiguration, in der drei LED-Gerätetreiber 30 (30M, 30D1, 30D2) zusammengeschaltet verwendet werden. In 2A entspricht der LED-Gerätetreiber 30M einem Master (später beschrieben), und die LED-Gerätetreiber 30D1 und 30D2 entsprechen Dienern (später beschrieben).
  • An jede der LED-Gerätetreiber 30M, 30D1 und 30D2 sind die jeweiligen Kathoden der LED-Reihen R1 bis R24 angeschlossen. Die jeweiligen Anoden der LED-Reihen R1 bis R24 werden mit der von der DC/DC-Funktion der LED-Gerätetreibers 30M erzeugten Ausgangsspannung Vaus gespeist. Die DC/DC-Funktion der LED-Gerätetreiber 30D1 und 30D2 wird nicht verwendet. In 2A ist der Einfachheit halber die Konfiguration in Bezug auf die Ausgabe der Ausgangsspannung Vaus in vereinfachter Form dargestellt.
  • Über den FBV-Anschluss wird die niedrigste Spannung, die der Mindestspannungsselektor 1 aus den jeweiligen Kathodenspannungen der LED-Reihen R1 bis R24 auswählt, und die Spannung an dem MINSELV-Anschluss herausgeführt. An den MINSELV-Anschluss wird der FBV-Anschluss eines externen LED-Gerätetreibers 30 angeschlossen.
  • In dem Beispiel in 2A ist der MINSELV-Anschluss des LED-Gerätetreibers 30M mit dem FBV-Anschluss des LED- Gerätetreibers 30D1 verbunden, und der MINSELV-Anschluss des LED-Gerätetreibers 30D1 ist mit dem FBV-Anschluss des LED-Gerätetreibers 30D2 verbunden. Der FBV-Anschluss des LED-Gerätetreibers 30M und der MINSELV-Anschluss des LED-Gerätetreibers 30D2 bleiben unverbunden. Vorzugsweise ist der MINSELV-Anschluss des LED-Gerätetreibers 30D2 mit einem Anwendungsanschluss für eine hohe Verstärkungsspannung verbunden, wie z. B. die Referenzspannung Vref5, die an dem VREG5-Anschluss des LED-Gerätetreibers 30D2 erscheint, um die Auswahl der niedrigsten Spannung nicht zu beeinflussen.
  • Somit wird in dem LED-Gerätetreiber 30D2 aus den jeweiligen Kathodenspannungen der LED-Reihen R1 bis R24 die niedrigste Spannung ausgewählt, und die ausgewählte niedrigste Spannung wird über den FBV-Anschluss dem LED-Gerätetreiber 30D2 herausgeführt. In dem LED-Gerätetreiber 30D1 wird aus der über ihren MINSELV-Anschluss von dem FBV-Anschluss des LED-Gerätetreibers 30D2 eingespeisten Spannung und den jeweiligen Kathodenspannungen der LED-Reihen R1 bis R24 die niedrigste Spannung ausgewählt, und die niedrigste ausgewählte Spannung wird über den FBV-Anschluss des LED-Gerätetreibers 30D1 ausgespeist. In dem LED-Gerätetreiber 30M wird aus der Spannung, die über dessen MINSELV-Anschluss von dem FBV-Anschluss des LED-Gerätetreibers 30D1 und den jeweiligen Kathodenspannungen der LED-Reihen R1 bis R24 eingespeist wird, die niedrigste Spannung ausgewählt, und die ausgewählte niedrigste Spannung wird in der DC/DC-Funktion verwendet.
  • Somit wird die Ausgangsspannung Vaus so gesteuert, dass von den jeweiligen Kathodenspannungen aller LED-Reihen (im Beispiel in 2A in 24 Kanälen × 3 = 72 Kanälen), die an die mehreren miteinander verbundenen LED-Gerätetreiber 30 angeschlossen sind, die niedrigste Spannung dem gewünschten Wert entspricht.
  • Bezugnehmend auf 1: Basierend auf dem Ergebnis der Erfassung des Induktivitätsstroms durch den Verstärker 7 erkennt die Überstromschutzschaltung 11 einen Überstrom und wendet einen Schutz an.
  • Die SWOCP-Schaltung 15 ist eine Schaltung, die einen Überstrom durch das Schaltelement N1 erkennt.
  • Der NMOS-Transistor 16 ist zwischen dem SW-Anschluss und dem PGND-Anschluss angeschlossen. Der PGND-Anschluss ist mit dem Erderpotential verbunden. Wenn die Treiberschaltung 12 den NMOS-Transistor 16 einschaltet, wird der Ausgangskondensator Co entladen.
  • Die USS/TT-Schaltung 17 überwacht die Eingangsspannung Vein, um einen Unterspannungsschutz anzuwenden, und überwacht auch die Grenzschichtentemperatur in dem LED-Gerätetreiber 30, um einen Überhitzungsschutz anzuwenden.
  • Die Eingangsspannung Vein wird auf der Grundlage einer Batteriespannung VB erzeugt und an den VIN-Anschluss angelegt. Die Bandlückenreferenzschaltung 18 ist eine Referenzspannungsquelle, die eine stabile Referenzspannung Vsref auf der Grundlage der an den VIN-Anschluss angelegten Eingangsspannung Vein erzeugt. Der interne Spannungsgenerator 19 erzeugt auf der Grundlage der Eingangsspannung Vein eine Referenzspannung Vref5 von fünf Volt. Der Ausgangsanschluss des internen Spannungsgenerators 19 ist über den VREG5-Anschluss mit einem Kondensator verbunden. Der interne Spannungsgenerator 20 erzeugt auf der Grundlage der Referenzspannung Vref5 eine Referenzspannung Vref33 von 3,3 Volt. Der Ausgangsanschluss des internen Spannungsgenerators 20 ist über den Anschluss VREG3 mit einem Kondensator verbunden.
  • Eine Mikrokontrolleinheit (MKE) 45 und ein CAN (Controller Area Network)-Sendeempfänger 40 sind außerhalb des LED-Gerätetreibers 30 angeordnet.
  • Der NMOS-Transistor 22 wird über einen Widerstand auf die an dem VREG3-Anschluss anliegende Referenzspannung Vref33 aufgeladen. Gemäß einem Befehl des Steuerlogik-Kreislaufs 25 schaltet der Fehlermelder 21 den NMOS-Transistor 22 ein und sendet dadurch ein Low-Level-Fehlersignal „Fehler“ an die MKE 45.
  • Die MKE 45 sendet über den EN-Anschluss und den E/A-Anschluss 23 ein Freigabesignal „aktivieren“ an den Steuerlogik-Kreislauf 25.
  • Der CAN-Sendeempfänger 40 empfängt Daten von der MKE 45 über einen CAN-Bus CB und sendet die Daten als Empfangsdaten Ed an den RX-Anschluss. Der Steuerlogik-Kreislauf 25 empfängt die Empfangsdaten Ed über den E/A-Anschluss 23. Der Steuerlogik-Kreislauf 25 sendet die Sendedaten Sd über den E/A-Anschluss 23 an den TX-Anschluss. Der CAN-Sendeempfänger 40 überträgt die vom TX-Anschluss empfangenen Sendedaten Sd über den CAN-Bus CB an die MKE 45. Der E/A-Anschluss 23 ist als UASE (universaler asynchroner Sender / Empfänger) konfiguriert und wandelt zwischen seriellen und parallelen Signalen um.
  • Die Anschlüsse CS0 bis CS3 werden jeweils über einen Widerstand auf eine Versorgungsspannung gezogen. Entsprechend der an den Anschlüssen CS0 bis CS3 eingestellten Kombination von High und Low wird im Steuerlogik-Kreislauf 25 eine eindeutige Nummer (ID) zur Identifizierung des LED-Gerätetreibers 30 eingestellt.
  • Der Ringoszillator 24 ist ein Oszillator, der ein Taktsignal erzeugt. Auf der Grundlage des Taktsignals wird ein PDM-Signal erzeugt, um PDM-Dimmen durchzuführen.
  • Der PDMEIN-Anschluss, der PDMAUS-Anschluss und ein Selektor 301 werden in einem Fall verwendet, in dem, wie später beschrieben wird, eine Vielzahl von LED-Gerätetreibern 30 miteinander verbunden sind und die Frequenzen der von den Ringoszillatoren 24 in den einzelnen LED-Gerätetreibern 30 erzeugten Taktsignale synchronisiert werden sollen. Dies wird später im Detail beschrieben (es ist zu beachten, dass in 1 die Verbindung zwischen dem Ringoszillator 24 und dem Selektor 301 in vereinfachter Form dargestellt ist).
  • Der Stromtreiber 26 ist für jeden der LED1- bis LED24-Anschlüsse vorgesehen und speist einen konstanten Strom in jede der LED-Reihen R1 bis R24 ein. Durch die Ein/Aus-Steuerung des Stromtreibers 26 auf der Grundlage des PDM-Signals wird ein PDM-Dimmen der LED-Reihen R1 bis R24 erreicht. DC-Dimmen ist auch möglich, indem der Stromtreiber 26 eingeschaltet bleibt und der eingestellte Wert des konstanten Stroms verändert wird.
  • Der Kurzschlussdetektor 27 ist für jeden der Anschlüsse LED1 bis LED24 vorgesehen und erkennt auf der Grundlage der Spannung an dem entsprechenden Anschluss einen Kurzschluss in den LED-Reihen R1 bis R24, um einen Kurzschlussschutz anzuwenden.
  • Der Offen-Detektor 28 ist für jede der Anschlüsse LED1 bis LED24 vorgesehen und erkennt anhand der Spannung an den entsprechenden Anschlüssen einen Unterbrechungsfehler in den LED-Reihen R1 bis R24, um einen Unterbrechungsschutz anzuwenden.
  • < 2. Zusammenschaltung einer Vielzahl von LED-Gerätetreibern >
  • In dieser Ausführungsform können mehrere LED-Gerätetreiber 30 (Halbleiterelemente) miteinander verbunden werden, um Anwendungen zu bewältigen, die die Beleuchtung einer großen Anzahl von LEDs beinhalten. 2B zeigt als ein Beispiel für eine solche Anwendung ein Beispiel für eine Systemkonfiguration, bei der die LED-Gerätetreiber 30 an einer Heckleuchte eines Fahrzeugs angebracht ist. In 2B sind die einzelnen LED-Gerätetreiber 30 der Einfachheit halber jeweils mit den Bezugszeichen 30A bis 30H gekennzeichnet. Die CAN-Sendeempfänger 40A bis 40C in 2B entsprechen dem CAN-Sendeempfängern 40 in 1.
  • Wie in 2B gezeigt, werden die LED-Gerätetreiber 30A und 30B und der CAN-Sendeempfänger 40A für eine hintere linke Leuchte eines Fahrzeugs verwendet. Die LED-Gerätetreiber 30A und 30B und der CAN-Sendeempfänger 40A sind auf einer Platine P1 montiert. Die miteinander verbundenen LED-Gerätetreiber 30A und 30B bilden eine Einrichtung für ein Halbleiterelement 300A.
  • Für die hintere linke Leuchte des Fahrzeugs steuern die LED-Gerätetreiber 30A und 30B LED-Reihen in 24 Kanälen × 2 = 48 Kanälen an. Der PDMAUS-Anschluss der LED-Gerätetreiber 30A in einer vorhergehenden Stufe ist mit dem PDMEIN-Anschluss der LED-Gerätetreiber 30B in einer nachfolgenden Stufe verbunden. Mit dem LED-Gerätetreiber 30A als Master und dem LED-Gerätetreiber 30B als Diener kann die Frequenz des vom Ringoszillator 24B in dem LED-Gerätetreiber 30B erzeugten Taktsignals mit der Frequenz des vom Ringoszillator 24A in dem LED-Gerätetreiber 30A erzeugten Taktsignals synchronisiert werden. Wie die Frequenzsynchronisation erreicht wird, wird später beschrieben.
  • Wie in 2B gezeigt, werden die LED-Gerätetreiber 30C bis 30F und der CAN-Sendeempfänger 40B in einer Leuchte in der hinteren Mitte des Fahrzeugs verwendet. Die LED-Gerätetreiber 30C bis 30F und der CAN-Sendeempfänger 40B sind auf einer Platine P2 montiert. Die miteinander verbundenen LED-Gerätetreiber 30C bis 30F bilden eine Einrichtung für ein Halbleiterelement 300B.
  • In der Leuchte in der hinteren Mitte des Fahrzeugs treiben die LED-Gerätetreiber 30C bis 30F LED-Reihen in 24 Kanälen × 4 = 96 Kanälen an. Der PDMAUS-Anschluss des LED-Gerätetreibers 30C in einer vorangehenden Stufe ist mit dem PDMEIN-Anschluss des LED-Gerätetreibers 30D in einer nachfolgenden Stufe verbunden. Der PDMAUS-Anschluss des LED-Gerätetreibers 30D in einer vorangehenden Stufe ist mit dem PDMEIN-Anschluss des LED-Gerätetreibers 30E in einer nachfolgenden Stufe verbunden. Der PDMAUS-Anschluss des LED-Gerätetreibers 30E in einer vorhergehenden Stufe ist mit dem PDMEIN-Anschluss des LED-Gerätetreibers 30F in einer nachfolgenden Stufe verbunden. Somit können mit dem LED-Gerätetreiber 30C als Master und den LED-Gerätetreibern 30D bis 30F als Diener die Frequenzen der von den Ringoszillatoren 24D bis 24F in den LED-Gerätetreibern 30D bis 30F erzeugten Taktsignale mit der Frequenz des vom Ringoszillator 24C in dem LED-Gerätetreiber 30C erzeugten Taktsignals synchronisiert werden.
  • Wie in 2B gezeigt, werden die Gerätetreiber 30G und 30H und dem CAN-Sendeempfänger 40C für eine Leuchte hinten rechts im Fahrzeug verwendet. Die LED-Gerätetreiber 30G und 30H und der CAN-Sendeempfänger 40C sind auf einer Platine P3 montiert. Die miteinander verbundenen LED-Gerätetreiber 30G und 30H bilden eine Einrichtung für ein Halbleiterelement 300C.
  • Für die Leuchte hinten rechts im Fahrzeug treiben die LED-Gerätetreiber 30G und 30H LED-Reihen in 24 Kanälen × 2 = 48 Kanälen an. Der PDMAUS-Anschluss des LED-Gerätetreibers 30G in einer vorangehenden Stufe ist mit dem PDMEIN-Anschluss des LED-Gerätetreibers 30H in einer nachfolgenden Stufe verbunden. Somit kann mit dem LED-Gerätetreiber 30 als Master und dem LED-Gerätetreiber 30H als Diener die Frequenz des vom Ringoszillator 24H in der LED-Ansteuerungsvorrichtung 30H erzeugten Taktsignals mit der Frequenz des vom Ringoszillator 24G im LED-Gerätetreiber 30G erzeugten Taktsignals synchronisiert werden.
  • Die LED-Gerätetreiber 30A und 30B und der CAN-Sendeempfänger 40A können Daten aneinander senden und voneinander empfangen. Die LED-Gerätetreiber 30C bis 30F und der CAN-Sendeempfänger 40B können Daten zu- und voneinander senden und empfangen. Die LED-Gerätetreiber 30G und 30H und der CAN-Sendeempfänger 40C können Daten zueinander senden und empfangen.
  • Die CAN-Sendeempfänger 40A bis 40C können Daten an die und von der MKE 45 senden und empfangen, die auf einer Platine P4 über einen Kabelstrang 50 montiert ist. Der CAN-Bus CB (1) ist in dem Kabelstrang 50 enthalten. Über die CAN-Sendeempfänger 40A bis 40C kann die MKE 45 die LED-Gerätetreiber 30A bis 30H über den Einschaltfaktor des PDM-Dimmens instruieren.
  • Die MKE 45 kann das Freigabesignal „aktivieren“ an die LED-Gerätetreiber 30A bis 30H über den Kabelstrang 50 übertragen und die Fehlermeldung „Störung“ von den LED-Gerätetreibern 30A bis 30H über den Kabelstrang 50 empfangen.
  • < 3. Frequenzsynchronisation für das Taktsignal >
  • Als nächstes wird beschrieben, wie die Frequenzsynchronisation in Bezug auf die Frequenz des vom Ringoszillator 24 erzeugten Taktsignals erreicht wird. 3 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration in Bezug auf die Frequenzsynchronisation für das Taktsignal in dem LED-Gerätetreiber 30 zeigt. 3 zeigt auch eine Konfiguration in Bezug auf das PDM-Dimmen.
  • Wie in 3 gezeigt, umfasst der LED-Gerätetreiber 30 einen Selektor 301, einen Detektor für steigende/fallende Flanken 302, eine Steuereinrichtung 303, einen Frequenzteiler 304, einen PDM-Signalgenerator 305, ein Register 306, einen Frequenzteiler 307, eine 8-Bit-Zähleinrichtung 308 und ein Register 309.
  • Der Detektor für steigende/fallende Flanken 302 erkennt steigende und fallende Flanken in einem Eingangstaktsignal TSEIN, das dem PDMEIN-Anschluss von außen zugeführt wird.
  • Die Steuereinrichtung 303 überträgt eine Grobeinstellanweisung GROB und eine Feineinstellanweisung FEIN an den Ringoszillator 24, um so die Frequenz des vom Ringoszillator 24 erzeugten Taktsignals TS einzustellen. In diesem Beispiel wird davon ausgegangen, dass die Grobeinstellanweisung GROB und die Feineinstellanweisung FINE jeweils ein digitales 5-Bit-Befehlssignal sind. Eine Konfiguration zur Einstellung der Frequenz mit diesen Befehlen wird später beschrieben.
  • Als ein Beispiel wird ferner angenommen, dass das vom Ringoszillator 24 erzeugte Taktsignal TS eine Frequenz von 18 MHz als typischen Wert hat. Der Frequenzteiler 304 teilt die Frequenz des Taktsignals TS durch einen vorgegebenen Frequenzteilungsfaktor. Hier wird als ein Beispiel angenommen, dass der vorgegebene Frequenzteilungsfaktor 1/144 beträgt. Somit hat das Taktsignal TSt1 nach der Frequenzteilung, das vom Frequenzteiler 304 ausgegeben wird, eine Frequenz von 18 MHz / 144 = 125 kHz als typischer Wert.
  • Basierend auf dem Taktsignal TSt1 erzeugt der PDM-Signalgenerator 305 ein PDM-Signal „PDMS“. Beispielsweise enthält der PDM-Signalgenerator 305 eine Zähleinrichtung, die das Taktsignal TSt1 zählt. Wenn der Detektor 302 für steigende/fallende Flanken eine ansteigende Flanke im Eingangstaktsignal TSEIN erkennt, setzt der PDM-Signalgenerator 305 das PDM-Signal „PDMS“ auf einen „hohen“ Wert und setzt gleichzeitig die oben erwähnte Zähleinrichtung zurück, wenn der LED-Gerätetreiber 30 als Diener arbeitet. Danach, wenn die oben genannte Zähleinrichtung einen Zählwert gezählt hat, der durch Multiplikation der ganzen Zahl, die der Nenner des Frequenzteilungsfaktors des Frequenzteilers 307 (später beschrieben) entspricht, mit dem Zähler, der als Eins angenommen wird, mit dem Einschaltfaktor der PDM-Dimmung, der im Register 306 eingestellt ist, berechnet wurde, setzt der PDM-Signalgenerator 305 das PDM-Signal „PDMS“ auf „niedrig“. Wie später beschrieben wird, beträgt der Frequenzteilungsfaktor des Frequenzteilers 307 beispielsweise 1/256, und wenn der Einschaltfaktor beispielsweise mit 50 % angenommen wird, beträgt der oben genannte Zählwert 256 × 50 % = 128.
  • Alternativ zur vorgehenden Ausführung kann der PDM-Signalgenerator 305 beispielsweise das PDM-Signal „PDMS“ auf „hoch“ erhöhen und gleichzeitig die Zähleinrichtung zurücksetzen, wenn die Zähleinrichtung beispielsweise die ganze Zahl gezählt hat, die der Nenner des Frequenzteilungsfaktors des Frequenzteilers 307 ist, wobei der Zähler als Eins angenommen wird.
  • Im Gegensatz dazu erzeugt der PDM-Signalgenerator 305 in einem Master-LED-Gerätetreiber 30 das PDM-Signal „PDMS“ wie folgt: zur gleichen Zeit, zu der das Taktsignal TSt2 vom Frequenzteiler 307 auf „hoch“ ansteigt, setzt der PDM-Signalgenerator 305 die Zähleinrichtung zurück und hebt das PDM-Signal „PDMS“ auf „hoch“ an; wenn die Zähleinrichtung einen Zählwert gezählt hat, der dem Einschaltfaktor entspricht, setzt der PDM-Signalgenerator 305 das PDM-Signal „PDMS“ auf „niedrig“ ab.
  • Im Übrigen wird mit einem Befehl der MKE 45 über den CAN-Sendeempfänger 40 der Einschaltfaktor der PDM-Dimmung im Register 306 eingestellt.
  • Wie in 3 gezeigt, umfasst der Stromtreiber 26 einen NMOS-Transistor 26A, einen Widerstand 26B, einen Fehlerverstärker 26C und einen Schalter 26D. Der Kanal des NMOS-Transistors 26A ist mit einem der Anschlüsse LED1 bis LED24 verbunden. Die Quelle des NMOS-Transistors 26A ist mit einem Kontakt des Widerstands 26B verbunden. Der andere Kontakt des Widerstands 26B ist mit dem Anwendungsanschluss für das Erderpotential verbunden. Der Knoten, an den die Quelle des NMOS-Transistors 26A und der Widerstand 26B angeschlossen sind, ist mit dem invertierenden Eingangsanschluss (-) des Fehlerverstärkers 26C verbunden. Der nichtinvertierende Eingangsanschluss (+) des Fehlerverstärkers 26C wird mit einer vorgegebenen Referenzspannung gespeist. Der Schalter 26D ist zwischen dem Ausgangsanschluss des Fehlerverstärkers 26C und dem Tor des NMOS-Transistors 26A angeordnet.
  • Innerhalb einer Periode des PDM-Signals „PDMS“ schaltet das Einschalten des Schalters 26D in der Einschaltperiode den Stromtreiber 26 ein, und das Ausschalten des Schalters 26D in der Ausschaltperiode schaltet den Stromtreiber 26 aus. Auf diese Weise wird in Übereinstimmung mit dem PDM-Signal „PDMS“ eine PDM-Dimmung erreicht.
  • Im Register 306 können auch die Verzögerungen des PDM-Signals „PDMS“ zwischen den LED-Kanälen eingestellt werden. Dadurch kann verhindert werden, dass Ströme durch die LED-Reihen aller Kanäle gleichzeitig fließen.
  • Der Frequenzteiler 307 teilt die Frequenz des Taktsignals TSt1 durch einen vorgegebenen Frequenzteilungsfaktor. Hier wird der vorbestimmte Frequenzteilungsfaktor als ein Beispiel 1/256 angenommen. Somit hat das Taktsignal TSt2 nach der Frequenzteilung, das vom Frequenzteiler 307 ausgegeben wird, eine Frequenz von 125 kHz / 256 = 488 Hz als typischen Wert. Es ist zu beachten, dass der Frequenzteiler 307 das Taktsignal TSt2 mit einem vorgegebenen Lastverhältnis erzeugt. Hier wird das vorgegebene Lastverhältnis beispielsweise mit 50 % angenommen.
  • Entsprechend den Einstellungen im Register 309 wählt der Selektor 301 entweder das Eingangstaktsignal TSEIN von dem PDMEIN-Anschluss oder das Taktsignal TSt2 vom Frequenzteiler 307 aus und gibt es als Ausgangstaktsignal TSAUS über die PDMAUS-Klemme nach außen aus, oder er entscheidet sich, das Ausgangstaktsignal TSAUS nicht auszugeben.
  • 4 zeigt die Korrespondenz zwischen den 2-Bit-Einstellungsdaten ESD, die im Register 309 eingestellt sind, ob der PDMEIN-Anschluss aktiviert/deaktiviert ist, und ob der PDMAUS-Anschluss aktiviert/deaktiviert ist.
  • Wie in 4 gezeigt, wählt der Selektor 301 bei ESD = „01“ das Taktsignal TSt2 (mit einem typischen Wert von 18KHz / (144 × 256) = 488Hz) aus und gibt es als das Ausgangstaktsignal TSAUS aus; bei ESD = „11“ wählt der Selektor 301 das Taktsignal TSEIN aus und gibt es als das Ausgangstaktsignal TSAUS aus. Bei ESD = „00“ oder „10“ gibt der Selektor 301 das Ausgangstaktsignal TSAUS nicht aus, so dass der PDMAUS-Anschluss deaktiviert ist.
  • Hier, wie in 4 gezeigt, mit ESD = " 10" oder „11“, stellt die Steuereinrichtung 303 die Frequenz des Taktsignals TS auf der Grundlage des Eingangstaktsignals TSEIN ein. Das heißt, der PDMEIN-Anschluss ist aktiviert.
  • Insbesondere setzt die Steuereinrichtung 303 die 8-Bit-Zähleinrichtung 308 zurück, wenn der Detektor für steigende/fallende Flanken 302 eine steigende Flanke im Eingangstaktsignal TSEIN erkennt. Die 8-Bit-Zähleinrichtung 308 zählt das Taktsignal TSt1. Wenn der Detektor für steigende/fallende Flanken 302 eine fallende Flanke im Eingangstaktsignal TSEIN erkennt, vergleicht die Steuereinrichtung 303 den Zählwert der 8-Bit-Zähleinrichtung 308 mit einem vorgegebenen ersten Erwartungswert. Dabei ist der erste Erwartungswert beispielsweise ein Wert, der durch Multiplikation der ganzen Zahl, die den Nenner des Frequenzteilungsfaktors des Frequenzteilers 307 bildet, wobei der Zähler als Eins angenommen wird, mit dem Einschaltfaktor des Taktsignals TSt2 berechnet wird. Das heißt, der erste Erwartungswert ist zum Beispiel 256 × 50 % = 128.
  • Wenn der Zählwert größer als der erste Erwartungswert ist, weist die Steuereinrichtung 303 den Ringoszillator 24 an, die Frequenz des Taktsignals TS zu senken; wenn der Zählwert kleiner als der erste Erwartungswert ist, weist die Steuereinrichtung 303 den Ringoszillator 24 an, die Frequenz des Taktsignals TS zu erhöhen.
  • Wenn der Detektor für steigende/fallende Flanken 302 eine abfallende Flanke im Eingangstaktsignal TSEIN erkennt, setzt die Steuereinrichtung 303 die 8-Bit-Zähleinrichtung 308 zurück. Danach, wenn der Detektor 302 für steigende/fallende Flanken eine ansteigende Flanke im Eingangstaktsignal TSEIN erkennt, vergleicht die Steuereinrichtung 303 den Zählwert der 8-Bit-Zähleinrichtung 308 mit einem vorgegebenen zweiten Erwartungswert. Hier ist der zweite Erwartungswert beispielsweise ein Wert, der durch Subtraktion des oben erwähnten ersten Erwartungswertes von der ganzen Zahl berechnet wird, die der Nenner des Frequenzteilungsfaktors des Frequenzteilers 307 ist, wobei angenommen wird, dass der Zähler eins ist. Das heißt, wenn der erste Erwartungswert 128 ist, ist der zweite Erwartungswert 256 - 128 = 128.
  • Wenn der Zählwert größer als der zweite Erwartungswert ist, weist die Steuereinrichtung 303 den Ringoszillator 24 an, die Frequenz des Taktsignals TS zu senken; wenn der Zählwert kleiner als der zweite Erwartungswert ist, weist die Steuereinrichtung 303 den Ringoszillator 24 an, die Frequenz des Taktsignals TS zu erhöhen.
  • Stattdessen ist auch eine Konfiguration möglich, bei der, wenn eine fallende Flanke im Eingangstaktsignal TSEIN erkannt wird, das Zählen fortgesetzt wird, ohne dass die Zähleinrichtung zurückgesetzt wird, und danach, wenn eine steigende Flanke im Eingangstaktsignal TSEIN erkannt wird, der Zählwert mit dem zweiten Erwartungswert verglichen wird. In diesem Fall ist der zweite Erwartungswert in dem oben beschriebenen Beispiel 256.
  • Der Frequenzteiler 304 kann weggelassen werden, in diesem Fall kann dann eine Zähleinrichtung (entsprechend der 8-Bit-Zähleinrichtung 308) das Taktsignal TS selbst zählen.
  • Wie in 4 gezeigt, wird bei ESD = „00“ oder „01“ die Frequenzeinstellung für das Taktsignal TS auf der Grundlage des Eingangstaktsignals TSEIN durch die Steuereinrichtung 303 nicht durchgeführt, und der PDMEIN-Anschluss ist deaktiviert.
  • 5 zeigt als ein Beispiel ESD, das im Register 309 in jedem LED-Gerätetreiber 30 in einem Fall gesetzt wird, in dem, wie in 2B, auf die zuvor Bezug genommen wurde, LED-Gerätetreiber 30C bis 30F miteinander verbunden sind, um eine Einrichtung für ein Halbleiterelement 300B zu bilden.
  • In dem Master-LED-Gerätetreiber 30C, ist ESD = „01“. Somit ist der PDMEIN-Anschluss deaktiviert. Der Ringoszillator 24 erzeugt ein Taktsignal TS mit einer Frequenz, die dem von der Steuereinrichtung 303 gelieferten Code entspricht. Die Frequenz des erzeugten Taktsignals TS wird durch die Frequenzteiler 304 und 307 geteilt, und das Taktsignal TSt2 nach der Frequenzteilung wird durch den Selektor 301 ausgewählt, um als Ausgangstaktsignal TSAUS über den PDMAUS-Anschluss nach außen geführt zu werden.
  • In dem LED-Gerätetreiber 30D, die als Diener arbeitet, ist ESD = „11“. Somit ist der PDMEIN-Anschluss aktiviert, und die oben beschriebene Frequenzanpassung für das Taktsignal TS basierend auf dem Eingangstaktsignal TSEIN durch die Steuereinrichtung 303 wird durchgeführt. Hier ist das Eingangstaktsignal TSEIN das Ausgangstaktsignal TSAUS, das vom PDMAUS-Anschluss des LED-Gerätetreibers 30C in der vorhergehenden Stufe ausgegeben wird. Somit wird die Frequenz des Taktsignals TS, das von dem Ringoszillator 24 in dem als Diener arbeitenden LED-Gerätetreiber 30D erzeugt wird, so eingestellt, dass sie gleich der Frequenz des Taktsignals TS ist, das von dem Ringoszillator 24 in dem als Master arbeitenden LED-Gerätetreiber 30C erzeugt wird.
  • In dem LED-Gerätetreiber 30D wählt der Selektor 301 das Eingangstaktsignal TSEIN aus, das als Ausgangstaktsignal TSAUS über den PDMAUS-Anschluss nach außen geführt wird.
  • In dem LED-Gerätetreiber 30E, der als Diener arbeitet, ist ESD = „11“. Somit ist der PDMEIN-Anschluss aktiviert, und die oben beschriebene Frequenzanpassung für das Taktsignal TS basierend auf dem Eingangstaktsignal TSEIN durch die Steuereinrichtung 303 wird durchgeführt. Hier ist das Eingangstaktsignal TSEIN das Ausgangstaktsignal TSAUS, das von dem PDMAUS-Anschluss des LED-Gerätetreibers 30D in der vorhergehenden Stufe ausgegeben wird. Somit wird die Frequenz des Taktsignals TS, das von dem Ringoszillator 24 in dem als Diener arbeitenden LED-Gerätetreiber 30E erzeugt wird, so eingestellt, dass sie gleich der Frequenz des Taktsignals TS ist, das von dem Ringoszillator 24 in dem als Master arbeitenden LED-Gerätetreiber 30C erzeugt wird.
  • In dem LED-Gerätetreiber 30E wählt der Selektor 301 das Eingangstaktsignal TSEIN aus, das als Ausgangstaktsignal TSAUS über den PDMAUS-Anschluss nach außen geleitet wird.
  • In dem LED-Gerätetreiber 30F, der als Diener arbeitet, ist ESD = „10“, da er sich in der letzten Stufe unter der Vielzahl der miteinander verbundenen LED-Gerätetreiber 30 befindet. Somit ist der PDMEIN-Anschluss aktiviert, und die oben beschriebene Frequenzeinstellung für das Taktsignal TS auf der Grundlage des Eingangstaktsignals TSEIN durch die Steuereinrichtung 303 wird durchgeführt. Hier ist das Eingangstaktsignal TSEIN das Ausgangstaktsignal TSAUS, das von dem PDMAUS-Anschluss des LED-Gerätetreibers 30E in der vorhergehenden Stufe ausgegeben wird. Somit wird die Frequenz des Taktsignals TS, das von dem Ringoszillator 24 in dem als Diener arbeitenden LED-Gerätetreiber 30F erzeugt wird, so eingestellt, dass sie gleich der Frequenz des Taktsignals TS ist, das von dem Ringoszillator 24 in dem als Master arbeitenden LED-Gerätetreiber 30C erzeugt wird.
  • In dem LED-Gerätetreiber 30F wird das Ausgangstaktsignal TSAUS nicht ausgegeben, und der PDMAUS-Anschluss ist deaktiviert.
  • Wie oben beschrieben, wird die Frequenzsynchronisation für das Taktsignal TS in einer Konfiguration erreicht, in der eine Vielzahl von LED-Gerätetreibern 30 miteinander verbunden sind. Die Frequenzsynchronisation für das Taktsignal kann dadurch erreicht werden, dass das vom Ringoszillator erzeugte Taktsignal in einem LED-Gerätetreiber, der als Master arbeitet, einfach zu den Dienern ausgegeben wird. Bei dieser Konfiguration wird jedoch ein hochfrequentes Taktsignal ausgegeben, was unter dem Gesichtspunkt der EMS-Unterdrückung ein Problem darstellt. Im Gegensatz dazu wird gemäß der Ausführungsform das Taktsignal TSt2, das sich aus der Teilung der Frequenz des vom Ringoszillator erzeugten Taktsignals TS ergibt, an die Diener geleitet, wodurch das oben erwähnte Problem vermieden wird.
  • 6 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel für die Frequenzanpassung des Taktsignals TS auf der Grundlage des Eingangstaktsignals TSEIN durch die Steuereinrichtung 303 zeigt. 6 zeigt von oben nach unten das Eingangstaktsignal TSEIN, das Resetsignal für die 8-Bit-Zähleinrichtung 308 (d.h. den Ausgang des Detektors für ansteigende/abfallende Flanken 302), den Zählwert in der 8-Bit-Zähleinrichtung 308, den Zeitpunkt der Frequenzanpassung und das PDM-Signal „PDMS“, dessen Lastverhältnis auf 50 % eingestellt ist.
  • Wie in 6 gezeigt, wird die 8-Bit-Zähleinrichtung 308 zurückgesetzt, wenn zum Zeitpunkt t0 eine steigende Flanke des Eingangstaktsignals TSEIN erkannt wird, und das PDM-Signal „PDMS“ wird erhöht. Danach, zum Zeitpunkt t2, wenn ein Abfall des Eingangstaktsignals TSEIN erkannt wird, ist der Zählwert größer als der erste erwartete Wert. Dies liegt daran, dass, wie aus dem zum Zeitpunkt t1 fallenden PDM-Signal „PDMS“ ersichtlich, die Frequenz des Taktsignals TS höher ist als die Frequenz des Taktsignals TS im Master.
  • Dementsprechend wird bei der Frequenzanpassung zum Zeitpunkt t2 die Frequenz des Taktsignals TS so angepasst, dass sie niedriger wird. Infolgedessen ist, nachdem die Zähleinrichtung zum Zeitpunkt t2 zurückgesetzt wurde, zum Zeitpunkt t3 (dem Zeitpunkt, an dem eine steigende Flanke im Eingangstaktsignal TS erkannt wird) der Zählwert höher als der zweite Erwartungswert (hier gleich dem ersten Erwartungswert), aber um einen kleineren Betrag. Zum Zeitpunkt t3 wird die Frequenz des Taktsignals TS auf einen noch niedrigeren Wert eingestellt, der Zählwert wird zurückgesetzt und das PDM-Signal „PDMS“ wird erhöht.
  • Danach, zum Zeitpunkt t4, wenn ein Abfall des Eingangstaktsignals TS erkannt wird, ist der Zählwert kleiner als der erste Erwartungswert. Dies liegt daran, dass, wie aus dem PDM-Signal „PDMS“ ersichtlich, das zum Zeitpunkt t5 abfällt, die Frequenz des Taktsignals TS niedriger ist als die Frequenz des Taktsignals TS im Master.
  • Dementsprechend wird bei der Frequenzanpassung zum Zeitpunkt t4 die Frequenz des Taktsignals TS erhöht. Infolgedessen ist, nachdem der Zählwert zum Zeitpunkt t4 zurückgesetzt wurde, zum Zeitpunkt t6 (dem Zeitpunkt, an dem eine steigende Flanke im Eingangstaktsignal TS erkannt wird) der Zählwert ungefähr gleich dem zweiten Erwartungswert. Daher wird zum Zeitpunkt t6 keine Frequenzanpassung für das Taktsignal TS durchgeführt, die Zähleinrichtung wird zurückgesetzt und das PDM-Signal „PDMS“ wird erhöht. Danach, zum Zeitpunkt t7, wenn eine fallende Flanke im Eingangstaktsignal TS erkannt wird, ist der Zählwert ungefähr gleich dem ersten Erwartungswert, und die Frequenz des Taktsignals TS ist synchron mit der Frequenz des Taktsignals TS im Master. Wie in 6 gezeigt, fällt das PDM-Signal „PDMS“ zum Zeitpunkt t7 ab.
  • Wie in 6 als ein Beispiel gezeigt, weist die Frequenz des Eingangstaktsignals TSEIN eine geringe Schwankung auf (z. B. 488 Hz ± 10 %), und zusätzlich begrenzt der Frequenzteiler 307 das Lastverhältnis des Eingangstaktsignals TSEIN auf einen vorbestimmten Wert (hier als ein Beispiel 50 %); somit ist eine Frequenzanpassung durch Rückkopplungssteuerung sowohl bei steigenden als auch bei fallenden Flanken im Eingangstaktsignal TSEIN möglich. Dies trägt dazu bei, die Zeit zu verkürzen, die zur Stabilisierung der Frequenz erforderlich ist.
  • Wie in 6 gezeigt wird darüber hinaus zum Zeitpunkt jeder ansteigenden Flanke des Eingangstaktsignals TSEIN das PDM-Signal „PDMS“ angehoben; somit wird durch die Synchronisierung der Frequenz des Taktsignals TS eine Synchronisierung auch für die Phase des PDM-Signals „PDMS“ leicht erreicht.
  • < 4. Grobeinstellung und Feineinstellung der Frequenz >
  • Im Folgenden wird eine Konfiguration zur Einstellung der Frequenz des vom Ringoszillator 24 erzeugten Taktsignals TS näher beschrieben. 7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Konfiguration des Ringoszillators 24 zeigt.
  • Wie in 7 gezeigt, umfasst der Ringoszillator 24 einen DAW (Digital/Analog-Wandler) 24A, einen Fehlerverstärker 24B, einen NMOS-Transistor 24C, einen Widerstand 24D, eine UND-Schaltung 24E, einen Selektor 24F, PMOS-Transistoren PM1 bis PM5, NMOS-Transistoren NM1 bis NM4, Wechselrichter WR1 bis WR3 und einen Spiegel-Kapazitätseinrichtung 241. Wie in 7 dargestellt, umfasst der LED-Gerätetreiber 30 eine erste Selbstdiagnose-Schaltung 311 und eine zweite Selbstdiagnose-Schaltung 312.
  • Der DAW 24A führt eine DA-Wandlung an einer von der Steuereinrichtung 303 zugeführten Grobeinstellanweisung GROB durch, um sie in ein analoges Spannungssignal umzuwandeln. Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei der Grobeinstellanweisung GROB hier um ein digitales 5-Bit-Signal. Das analoge Spannungssignal wird dem nichtinvertierenden Eingangsanschluss (+) des Fehlerverstärkers 24B zugeführt.
  • Der Fehlerverstärker 24B, der NMOS-Transistor 24C und der Widerstand 24D bilden zusammen eine Konstantstromschaltung, die einen konstanten Strom Ic erzeugt. Insbesondere ist die Quelle des NMOS-Transistors 24C mit einem Kontakt des Widerstands 24D verbunden, und der andere Kontakt des Widerstands 24D ist mit dem Anwendungsanschluss für das Erderpotential verbunden. Der Knoten, mit dem die Quelle des NMOS-Transistors 24C und ein Kontakt des Widerstands 24D verbunden sind, ist mit dem invertierenden Eingangsanschluss (-) des Fehlerverstärkers 24B verbunden. Der Ausgangsanschluss des Fehlerverstärkers 24B ist mit dem Tor des NMOS-Transistors 24C verbunden. So wird der durch den NMOS-Transistor 24C fließende konstante Strom Ic mit einem Stromwert erzeugt, der dem vom DAW 24A ausgegebenen analogen Spannungssignal entspricht.
  • Der Wechselrichter WR2 ist in der auf den Wechselrichter WR1 folgenden Stufe angeordnet, und der Wechselrichter WR3 ist in der auf den Wechselrichter WR2 folgenden Stufe angeordnet. Die Wechselrichter WR1 bis WR3 enthalten jeweils einen High-Side PMOS-Transistor und einen Low-Side NMOS-Transistor. Der Ringoszillator kann nicht nur aus drei Wechselrichtern wie WR1 bis WR3, sondern aus einer beliebigen ungeraden Anzahl von Wechselrichtern bestehen.
  • Der Ausgangskontakt des Wechselrichters WR3 ist mit einem Eingangsanschluss der UND-Schaltung 24E verbunden. Der andere Eingangsanschluss der UND-Schaltung 24E wird mit dem Freigabesignal „FS“ gespeist. Im Normalbetrieb wählt der Selektor 24F den Ausgang der UND-Schaltung 24E aus, um ihn an den Eingangskontakt des Wechselrichters WR1 zu führen. Das heißt, wenn das Freigabesignal „FS“ hoch ist, wird im Normalbetrieb der Ausgangskontakt des Wechselrichters WR3 an den Eingangskontakt des Wechselrichters WR1 geleitet. Der Wechselrichter WR3 gibt dann das Taktsignal TS aus.
  • Durch den Betrieb eines Stromspiegels, der aus den PMOS-Transistoren PM1 und PM3 besteht, fließt ein Strom in den PMOS-Transistor im Wechselrichter WR1, der den konstanten Strom Ic spiegelt. Durch den Betrieb eines Stromspiegels, der durch die PMOS-Transistoren PM1 und PM4 gebildet wird, fließt ein den konstanten Strom Ic spiegelnder Strom in den PMOS-Transistor im Wechselrichter WR2. Durch den Betrieb eines Stromspiegels, der durch die PMOS-Transistoren PM1 und PM5 gebildet wird, fließt ein den konstanten Strom Ic spiegelnder Strom in den PMOS-Transistor im Wechselrichter WR3.
  • Ebenso fließt durch den Betrieb eines Stromspiegels, der aus den PMOS-Transistoren PM1 und PM2 besteht, ein Strom Im, der den konstanten Strom Ic spiegelt, in den NMOS-Transistor NM1. Durch den Betrieb eines Stromspiegels, der durch die NMOS-Transistoren NM1 und NM2 gebildet wird, fließt ein Strom, der den Strom Im spiegelt, aus dem NMOS-Transistor im Wechselrichter WR1 heraus. Durch den Betrieb eines Stromspiegels, der durch die NMOS-Transistoren NM1 und NM3 gebildet wird, fließt ein Strom, der den Strom Im spiegelt, aus dem NMOS-Transistor im Wechselrichter WR2 heraus. Durch den Betrieb eines Stromspiegels, der durch die NMOS-Transistoren NM1 und NM4 gebildet wird, fließt ein Strom, der den Strom Im spiegelt, aus dem NMOS-Transistor im Wechselrichter WR3 heraus.
  • Somit bilden die Konstantstromschaltung, die PMOS-Transistoren PM1 bis PM5 und die NMOS-Transistoren NM1 bis NM4 eine Stromzuführung 240, die die Wechselrichter WR1 bis WR3 mit Strömen entsprechend dem Ausgang des DAW 24A speist.
  • Mit dieser Konfiguration ist es möglich, den durch die Inverter INV1 bis INV3 fließenden Strom und damit die Reaktionsverzögerung in den Invertern INV1 bis INV3 und damit die Frequenz des vom Ringoszillator 24 (Inverter INV3) ausgegebenen Taktsignals TS gemäß der Grobeinstellanweisung GROB einzustellen. Je höher der Strom ist, der durch die Inverter INV1 bis INV3 fließt, desto geringer ist die Reaktionsverzögerung und desto höher ist die Frequenz des Taktsignals TS.
  • Wie in 7 gezeigt, ist der Spiegel-Kapazitätseinrichtung 241 mit einem Knoten K1 verbunden, mit dem der Ausgangsanschluss des Wechselrichters WR1 und der Eingangsanschluss des Wechselrichters WR2 verbunden sind, und auch mit einem Knoten K2, mit dem der Ausgangsanschluss des Wechselrichters WR2 und der Eingangsanschluss des Wechselrichters WR3 verbunden sind. Die erste Selbstdiagnose-Schaltung 311 wandelt die vom Steuergerät 303 zugeführte Feineinstellanweisung FEIN in einen Befehl für die Spiegel-Kapazitätseinrichtung 241 um und überträgt diese Anweisung an den Spiegel-Kapazitätseinrichtung 241. Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei der Feineinstellanweisung Fein beispielsweise um ein digitales 5-Bit-Signal.
  • In Übereinstimmung mit der Anweisung von der ersten Selbstdiagnose-Schaltung 311 variiert die Spiegel-Kapazitätseinrichtung 241 den Kapazitätswert der mit den Knoten Q1 und Q2 verbundenen Kapazität und stellt dadurch die Reaktionsverzögerung in den Wechselrichtern WR2 und WR3 und damit die Frequenz des Taktsignals CTS ein. Je höher der Kapazitätswert, der mit den Knoten K1 und K2 verbundenen Kapazität ist, desto größer ist die Reaktionsverzögerung und desto niedriger ist die Frequenz des Taktsignals TS. Die Spiegel-Kapazitätseinrichtung 241 und die erste Selbstdiagnose-Schaltung 311 werden später im Detail beschrieben.
  • Die Einstellung mit der Grobeinstellanweisung GROB und dem DAW 24A allein ermöglicht eine Frequenzeinstellung über einen großen Bereich, erschwert aber die Feineinstellung. Andererseits ermöglicht die Einstellung mit der Feineinstellanweisung FEIN und der Spiegel-Kapazitätseinrichtung 241 allein eine Feineinstellung, erfordert aber einen großen Schaltungsbereich, damit die Frequenz über einen großen Bereich variiert werden kann. Dementsprechend wird in dieser Ausführungsform die Einstellung sowohl mit der Grobeinstellanweisung GROB als auch mit der Feineinstellanweisung FEIN vorgenommen, um eine Feineinstellung über einen großen Bereich zu ermöglichen und gleichzeitig eine Vergrößerung des Schaltungsbereichs zu verhindern.
  • 8 ist ein Flussdiagramm, das sich auf die Frequenzeinstellung für das Taktsignal TS in der in 7 gezeigten und oben beschriebenen Konfiguration bezieht. Wie in 8 gezeigt, wird, wenn in Schritt S 1 der Detektor für steigende/fallende Flanken 302 eine steigende oder fallende Flanke im Eingangstaktsignal TSEIN erkennt (Schritt S1, „JA“), zu Schritt S2 übergegangen.
  • In Schritt S2 vergleicht die Steuereinrichtung 303 den Zählwert der 8-Bit-Zähleinrichtung 308 mit einem Erwartungswert. Wenn die Differenz zwischen dem Zählwert und dem Erwartungswert gleich oder kleiner als der erste Erwartungswert ist (Schritt S3, „JA“), wird zur Prüfung in Schritt S1 zurückgekehrt. Wenn in Schritt S3 die Differenz zwischen dem Zählwert und dem Erwartungswert nicht gleich oder kleiner als der erste Erwartungswert ist (Schritt S3, „NEIN“), wird zu Schritt S4 übergegangen.
  • Wenn in Schritt S4 die Differenz zwischen dem Zählwert und dem Erwartungswert nicht gleich oder kleiner als ein zweiter Erwartungswert (> der erste Erwartungswert) ist (Schritt S4, „NEIN“), wird zu Schritt S5 übergegangen. In Schritt S5 aktualisiert die Steuereinrichtung 303 den Wert der Grobeinstellanweisung GROB. Ist dagegen die Differenz zwischen dem Zählwert und dem Erwartungswert gleich oder kleiner als ein zweiter vorbestimmter Wert (Schritt S4, „JA“), wird zu Schritt S6 übergegangen. In Schritt S6 berechnet die Steuereinrichtung 303 einen Aktualisierungswert für die Feineinstellungsanweisung FEIN. In Schritt S7 wird dann geprüft, ob der Aktualisierungswert für die Feineinstellanweisung FEIN dem Höchst- oder Mindestwert entspricht.
  • Wenn der Aktualisierungswert weder dem Maximal- noch dem Minimalwert entspricht (Schritt S7, „NEIN“), wird zu Schritt S8 übergegangen, wo die Steuereinrichtung 303 den Wert der Feineinstellanweisung FEIN auf den Aktualisierungswert aktualisiert. Entspricht der Aktualisierungswert dagegen dem Maximal- oder Minimalwert (Schritt S7, „JA“), wird zu Schritt S9 übergegangen, wo die Steuereinrichtung 303 den Wert der Grobeinstellanweisung GROB aktualisiert und den Wert der Feineinstellanweisung FEIN auf den Mittelwert setzt.
  • < 5. Prüfung >
  • Der LED-Gerätetreiber 30 (Halbleiterelement) gemäß der Ausführungsform wird vor dem Versand des Produkts eine Waferprüfung und eine Endprüfung in der Inspektion unterzogen.
  • Die Waferprüfung ist ein Test, der durchgeführt wird, bevor die auf einem Wafer gebildeten Schaltungen in IC-Chips getrennt werden. Bei der Waferprüfung wird durch Codeeinstellung mit der Grobeinstellung GROB und der Feineinstellung FEIN die Frequenz des Taktsignals TS mit der auf den Mittelwert eingestellten Frequenz gemessen, die Frequenz des Taktsignals TS mit der auf den Maximalwert eingestellten Frequenz gemessen und die Frequenz des Taktsignals TS mit der auf den Minimalwert eingestellten Frequenz gemessen. Die Frequenzmessung erfolgt z. B. mit Sonden, die mit Elektrodenpads in Kontakt gebracht werden.
  • Bei der Waferprüfung führt die erste Selbstdiagnose-Schaltung 311 (später beschrieben) eine Stapelfehlerprüfung an der Spiegel-Kapazitätseinrichtung 241 durch. Die Stapelfehlerprüfung nimmt nicht viel Zeit in Anspruch und kann daher in geeigneter Weise in die Waferprüfung einbezogen werden.
  • Die Endprüfung ist eine Prüfung, die durchgeführt wird, nachdem die IC-Chips in Form von Produkten verpackt worden sind, und bei der, wie bei der Waferprüfung, die Frequenz des Taktsignals TS gemessen wird, wobei die Frequenz auf den Mittelwert, den Maximalwert und den Minimalwert eingestellt wird.
  • In der letzten Prüfung führt die zweite Selbstdiagnose-Schaltung 312 (später beschrieben; 7) eine Code-Intervall-Frequenz-Linearitätsprüfung durch. Diese Linearitätsprüfung durch die zweite Selbstdiagnose-Schaltung 312 kann in die Waferprüfung einbezogen werden.
  • Die erste und die zweite Selbstdiagnoseschaltung 311 und 312 sind übrigens Schaltungen, die eingebaute Eigenprüfungen (EEPen) verwenden. Die EEP ist eine Technologie, die auf DfP (Design für Prüfbarkeit) ausgerichtet ist. Bei einer EEP sind die Funktionen einer IC-Prüfung in einen IC-Chip eingebaut. Insbesondere werden „eine Schaltung zur Erzeugung eines Prüfmusters“ und „eine Schaltung zur Überprüfung der Prüfergebnisse mit den Erwartungswerten“ in einen IC integriert.
  • < 6. Prüfung durch die erste Selbstdiagnose-Schaltung >
  • 9 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration bezüglich der Prüfung durch die erste Selbstdiagnose-Schaltung 311 zeigt.
  • 11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die interne Konfiguration der Spiegel-Kapazitätseinrichtung 241 zeigt. Wie in 11 dargestellt, umfasst die Spiegel-Kapazitätseinrichtung 241 16 Kapazitätseinheiten KE(1) bis KE(16) und 15 Kapazitätseinheiten KE(17) bis KE(31). Die Kapazitätseinheiten KE(1) bis KE(16) sind mit dem Knoten K1 verbunden (7). Die Kapazitätseinheiten KE(17) bis KE(31) sind mit dem Knoten K2 verbunden (7).
  • 12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die interne Konfiguration jeder i-ten Kapazitätseinheit KE(i) zeigt. Die Kapazitätseinheit KE(i) umfasst einen Schalter S, einen Puffer P und eine Kapazität C. Der Schalter S schaltet den Pfad zwischen dem Knoten K1 oder K2 und einem Anschluss der Kapazität C zwischen einem leitenden und einem abgeschalteten Zustand um.
  • Wie in 9 gezeigt, wandelt die erste Selbstdiagnose-Schaltung 311 die Feineinstellanweisung FEIN (5-Bit) von der Steuereinrichtung 303 in ein Einstellungssignal ES (31-Bit) um. Im Ringoszillator 24 wird in Übereinstimmung mit dem Einstellungssignal ES der Schalter in jeder Kapazitätseinheit KU(i) auf ein oder aus gesetzt. Insbesondere entspricht beispielsweise der Wert „1“ oder „0“ in jedem der niedrigsten bis sechzehnten Bits im Einstellungssignal ES dem Ein- oder Ausschalten des Schalters S in den entsprechenden Kapazitätseinheiten KE(1) bis KE(16), die mit dem Knoten K1 verbunden sind, und der Wert „1“ oder „0“ in jedem der siebzehnten bis höchsten Bits im Einstellungssignal ES entspricht dem Ein- oder Ausschalten des Schalters S in den entsprechenden Kapazitätseinheiten KE(17) bis KE(31), die mit dem Knoten K2 verbunden sind.
  • Die Steuerung erfolgt beispielsweise wie folgt: Wenn die Feineinstellanweisung FEIN „0“ (in Dezimalform) ist, schreibt das Einstellungssignal ES vor, dass die Schalter S in allen Kapazitätseinheiten KE(i) ausgeschaltet sind; wenn die Feineinstellanweisung FEIN „1“ (in Dezimalform) ist, schreibt das Einstellungssignal ES vor, dass nur der Schalter S in der Kapazitätseinheit KE(1) eingeschaltet ist und dass die Schalter S in den anderen Kapazitätseinheiten KE(i) ausgeschaltet sind; wenn die Feineinstellanweisung FEIN „2“ (in dezimaler Form) ist, schreibt das Einstellungssignal ES vor, dass nur die Schalter S in den Kapazitätseinheiten KE(1) und KE(2) eingeschaltet sind und dass die Schalter S in den anderen Kapazitätseinheiten KE(i) ausgeschaltet sind; und so weiter, so dass, wenn der Wert (in dezimaler Form) der Feineinstellanweisung FEIN um eins steigt, die Anzahl der Kapazitätseinheiten KE(i), in denen der Schalter S eingeschaltet ist, um eins steigt.
  • Das heißt, dass bei der obigen Steuerung mit zunehmendem Wert der Feineinstellanweisung FEIN die Anzahl der an die Knoten K1 und K2 angeschlossenen Kondensatoren C zunimmt. Dies ermöglicht die Einstellung der Spiegelkapazität.
  • 10 ist ein Zeitablaufdiagramm, das ein Beispiel für den Testbetrieb durch die erste Selbstdiagnose-Schaltung 311 zeigt. In 10 ist zu Beginn des Tests die Feineinstellanweisung FEIN „0“ und eine Halteanweisung A_HALT, die von der Steuereinrichtung 303 ausgegeben wird, ist niedrig. Hier wandelt die erste Selbstdiagnose-Schaltung 311 zu Beginn des Tests die Halteanweisung A_HALT in ein Haltesignal HALT um und weist den Selektor 24F an, aus dem Ausgang der UND-Schaltung 24E und dem Haltesignal HALT das Haltesignal HALT auszuwählen ( 7).
  • Beispielsweise, wenn die Halteanweisung A_HALT niedrig ist, ist das Haltesignal HALT hoch; dementsprechend ist der Knoten K1 niedrig und der Knoten K2 hoch. Wenn die Halteanweisung A_HALT hoch ist, ist das Haltesignal HALT niedrig; dementsprechend ist der Knoten K1 hoch und der Knoten K2 niedrig.
  • Referierend zu 10: Da zu Beginn der Prüfung die Halteanweisung A_HALT niedrig ist, ist der Knoten K1 niedrig und der Knoten K2 hoch. In diesem Zustand sind z. B. die Schalter S in allen Kapazitätseinheiten KE(i) ausgeschaltet. In diesem Zustand wird ein Ausgangssignal AGS, das entsprechend den Pegeln der von den Puffern P in den einzelnen Kapazitätseinheiten KE(i) ausgegebenen Signale gebildet wird, vom Ringoszillator 24 ausgegeben (9). Bei dem Ausgangssignal AGS handelt es sich um 31-Bit-Daten, die der Anzahl der Kapazitätseinheiten KE(i) entsprechen. Wenn beispielsweise der Pegel des von einem Puffer P ausgegebenen Signals hoch ist, sind die entsprechenden Bit-Daten im Ausgangssignal AGS „1“; wenn der Pegel des von einem Puffer P ausgegebenen Signals niedrig ist, sind die entsprechenden Bit-Daten im Ausgangssignal AGS „0“.
  • Unter Berücksichtigung der Zeit, die das Ausgangssignal AGS benötigt, um sich nach dem Start der Prüfung zu stabilisieren, vergleicht die erste Selbstdiagnose-Schaltung 311 eine vorbestimmte Zeit nach dem Start der Prüfung das Ausgangssignal AGS mit dem Erwartungswert. Wenn das Ausgangssignal AGS gleich dem Erwartungswert ist, beurteilt die erste Selbstdiagnose-Schaltung 311, dass kein Fehler vorliegt, und gibt ein Beurteilungssignal BTS, das die Normität anzeigt, an die Steuereinrichtung 303 weiter; wenn das Ausgangssignal AGS nicht gleich dem Erwartungswert ist, beurteilt die erste Selbstdiagnose-Schaltung 311, dass ein Fehler vorliegt, und gibt ein Beurteilungssignal BTS, das eine Abnormität anzeigt, an die Steuereinrichtung 303 weiter. Das Beurteilungssignal BTS ist z. B. niedrig für Normität und hoch für Abnormität. Sobald das Beurteilungssignal den Pegel erreicht hat, der eine Abnormität anzeigt, kann es auf diesem Pegel gehalten werden.
  • Wenn die Feineinstellungsanweisung FEIN auf „0“ gehalten wird, wird die Halteanweisung A_HALT auf „hoch“ geschaltet, so dass der Knoten K1 „hoch“ und der Knoten K2 „niedrig“ ist. Die oben erwähnte vorbestimmte Zeit nach dem Umschalten vergleicht die erste Selbstdiagnose-Schaltung 311 das Ausgangssignal AGS mit dem Erwartungswert und gibt das Beurteilungssignal BTS aus.
  • Anschließend wird die Feineinstellanweisung FEIN auf „1“ und die Halteanweisung A_HALT auf „niedrig“ geschaltet, so dass der Knoten K1 auf „niedrig“ und der Knoten K2 auf „hoch“ ist. Nun wird, wie oben beschrieben, nur der Schalter S in der Kapazitätseinheit KE(1) eingeschaltet. Dann vergleicht die erste Selbstdiagnose-Schaltung 311 das Ausgangssignal AGS mit dem Erwartungswert und gibt nach der oben erwähnten vorbestimmten Zeit das Beurteilungssignal BTS aus.
  • Dann, wenn die Feineinstellungsanweisung FEIN auf „1“ gehalten wird, wird die Halteanweisung A_HALT auf „hoch“ geschaltet, so dass der Knoten K1 „high“ und der Knoten K2 „niedrig“ ist. Nach der oben erwähnten vorbestimmten Zeit nach dem Umschalten vergleicht die erste Selbstdiagnose-Schaltung 311 das Ausgangssignal AGS mit dem Erwartungswert und gibt das Beurteilungssignal BTS aus.
  • Danach wird in ähnlicher Weise das Ausgangssignal AGS überprüft, während die Feineinstellanweisung FEIN umgeschaltet wird und die Pegel an den Knoten K1 und K2 umgeschaltet werden.
  • Auf diese Weise wird, während die Pegel an den Knoten K1 und K2 umgeschaltet werden, der Ausgangspegel des Puffers P überprüft, was es ermöglicht, eine Stapelstörung zu erkennen, bei dem eine Kapazitätseinheit KE(i) fest hoch, niedrig oder offen bleibt.
  • < 7. Prüfung durch die zweite Selbstdiagnose-Schaltung >
  • 13 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Konfiguration der zweiten Selbstdiagnose-Schaltung 312 zeigt. Die zweite Selbstdiagnose-Schaltung 312 umfasst eine 11-Bit-Zähleinrichtung 312A, eine 13-Bit-Zähleinrichtung 312B, einen Selektor 312C, einen Speicher früherer Daten 312D und ein Vergleichsgerät 312E.
  • Wie später beschrieben wird, wird bei einer Prüfung unter Verwendung der zweiten Selbstdiagnoseschaltung 312 entweder der Wert der Feineinstellanweisung FEIN, der von der Steuereinrichtung 303 ausgegeben wird, konstant gehalten und der Wert der Grobeinstellanweisung GROB variiert, oder der Wert der Grobeinstellanweisung GROB wird konstant gehalten und der Wert der Feineinstellanweisung FEIN variiert, und in der Zwischenzeit wird die Frequenz des Taktsignals TS gemessen, um die Linearität der Code-Intervallfrequenz zu überprüfen. Bei dieser Prüfung befindet sich der Ringoszillator 24 im gleichen Zustand wie im Normalbetrieb, und der Selektor 24F wählt den Ausgang der UND-Schaltung 24E aus (7).
  • 14 ist ein Zeitablaufdiagramm, das ein Beispiel für einen Prüfvorgang zeigt, bei dem die Grobeinstellanweisung GROB konstant gehalten und die Feineinstellanweisung FEIN verändert wird. Wie in 14 dargestellt, wird zum Zeitpunkt t10 der Wert der Feineinstellanweisung FEIN umgeschaltet. Nach dem Zeitpunkt t10 wird nach Ablauf der Stabilisierungszeit Ts, die zur Stabilisierung der Frequenz des Taktsignals TS erforderlich ist, ein Startkennzeichen gesetzt. Danach, wenn das Startkennzeichen fällt (Zeitpunkt t11), veranlasst die Steuereinrichtung 303 die 11-Bit-Zähleinrichtung 312A und die 13-Bit-Zähleinrichtung 312B mit dem Zählen zu beginnen.
  • Die 11-Bit-Zähleinrichtung 312A zählt ein 5-MHz-Signal, und die 13-Bit-Zähleinrichtung 312B zählt das Taktsignal TS. Wenn die 11-Bit-Zähleinrichtung 312A die Zählung von 11 Bits abgeschlossen hat (Zeitpunkt t12), steigt ein Vergleichszeitsignal am Ausgang der 11-Bit-Zähleinrichtung 312A auf hoch. Daraufhin vergleicht das Vergleichsgerät 312E den Zählwert der 13-Bit-Zähleinrichtung 312B zu diesem Zeitpunkt mit dem Zählwert, der im Speicher früherer Daten 312D gespeichert ist.
  • Die zum Zählen von 11 Bits im 5-MHz-Signal benötigte Zeit beträgt 409,6 µs, und auf der Grundlage des der 13-Bit-Zähleinrichtung 312B während dieser Zeit gezählten Zählwerts wird die Frequenz des Taktsignals TS bestimmt. Das heißt, die 13-Bit-Zähleinrichtung 312B entspricht einer Messschaltung, die die Frequenz des Taktsignals TS misst. Der Zählwert mit der Feineinstellanweisung FEIN, bevor sein Wert zum Zeitpunkt t10 umgeschaltet wird, wird im Speicher früherer Daten 312D gespeichert, und durch den Vergleich von Zählwerten durch den Komparator kann eine Code-Intervall-Änderung der Frequenz des Taktsignals TS bestimmt werden.
  • Im Beispiel in 14 findet der Vergleich durch das Vergleichsgerät 312E keine Abnormität in der Änderung der Frequenz des Taktsignals TS; daher meldet das Vergleichsgerät 312E der Steuereinrichtung 303 die Normität, und die Steuereinrichtung 303 gibt ein niedriges Fehlerkennzeichen aus, das die Normität anzeigt.
  • Zu dem Zeitpunkt, zu dem das Vergleichszeitsignal auf hoch ansteigt, wählt der Selektor 312C den Zählwert der 13-Bit-Zähleinrichtung 312B aus und überschreibt den Speicher früherer Daten 312D damit (aktualisiert die vorherigen Daten). Danach wählt der Selektor 312C den Ausgang des Speichers früherer Daten 312D, und somit ändern sich die Daten im Speicher früherer Daten 312D nicht.
  • Im Gegensatz dazu findet der Vergleich durch das Vergleichsgerät 312E in dem Beispiel in 15 eine Abnormität in der Änderung der Frequenz des Taktsignals TS; daher benachrichtigt das Vergleichsgerät 312E die Steuereinrichtung 303 über die Abnormität, und die Steuereinrichtung 303 gibt das Fehlerkennzeichen aus, das von niedrig auf hoch angehoben wird, um die Abnormität anzuzeigen.
  • 16 ist ein Zeitablaufdiagramm, das ein Beispiel für ein Muster der Änderung von Codes (die Feineinstellungsanweisung FEIN und die Grobeinstellungsanweisung GROB) in einer Prüfung unter Verwendung der zweiten Selbstdiagnose-Schaltung 312 zeigt. Wie in 16 gezeigt, erfolgt zum Zeitpunkt t20 ein Wechsel vom Normalbetrieb zum Testbetrieb, wobei der Wert der Feineinstellanweisung FEIN auf „10000“ und der Wert der Grobeinstellanweisung GROB auf „00000“ gesetzt wird. Nach Ablauf der Stabilisierungszeit Ts nach der Zeit t20 beginnen die 11-Bit-Zähleinrichtung 312A und die 13-Bit-Zähleinrichtung 312B mit dem Zählen, und die Zählwerte werden in dem Speicher früherer Daten 312D gespeichert. Zu diesem Zeitpunkt wird kein Vergleich durch das Vergleichsgerät 312E durchgeführt.
  • Dann wird die Grobeinstellanweisung GROB auf „00001“ umgeschaltet, wobei der Wert der Feineinstellanweisung FEIN unverändert bleibt. Wie in 18 gezeigt, beginnen die 11-Bit-Zähleinrichtung 312A und die 13-Bit-Zähleinrichtung 312B nach Ablauf der Stabilisierungszeit Ts mit dem Zählen, nachdem die Grobeinstellanweisung GROB umgeschaltet wurde. Dann wird der neue Zählwert in der 13-Bit-Zähleinrichtung 312B mit dem Zählwert im Speicher früherer Daten 312D verglichen. Nun überschreibt der neue Zählwert den Speicher früherer Daten 312D und wird dort gespeichert.
  • Danach wird bei unverändertem Wert der Feineinstellanweisung FEIN der Wert der Grobeinstellanweisung GROB sequenziell auf „11111“ umgeschaltet, und inzwischen werden die Zählwerte verglichen.
  • Wenn der Wert der Grobeinstellanweisung GROB auf „11111“ hochgeschaltet wurde, werden sowohl der Wert der Feineinstellanweisung FEIN als auch der Wert der Grobeinstellanweisung GROB auf „00000“ umgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt wird kein Vergleich durch das Vergleichsgerät 312E durchgeführt, und die Zählwerte werden in dem Speicher früherer Daten 312D gespeichert.
  • Dann wird bei unverändertem Wert des Grobeinstellanweisung GROB der Wert der Feineinstellanweisung FEIN auf „00001“ gesetzt. Zu diesem Zeitpunkt, wie in 19 gezeigt, beginnen die 11-Bit-Zähleinrichtung 312A und die 13-Bit-Zähleinrichtung 312B nach Ablauf der Stabilisierungszeit Ts mit dem Zählen, nachdem der Wert der Feineinstellungsanweisung FEIN umgeschaltet wurde. Dann wird der neue Zählwert in der 13-Bit-Zähleinrichtung 312B mit dem Zählwert im Speicher früherer Daten 312D verglichen. Nun überschreibt der neue Zählwert den Speicher früherer Daten 312D und wird dort gespeichert.
  • Danach wird bei unverändertem Wert der Grobeinstellanweisung GROB der Wert der Feineinstellanweisung FEIN sequenziell auf „11111“ umgeschaltet, und inzwischen werden die Zählwerte verglichen. Wenn der Wert der Feineinstellanweisung FEIN auf „11111“ umgeschaltet wurde, wird der Wert der Feineinstellanweisung FEIN auf „00000“ und der Wert der Grobeinstellanweisung GROB auf „00110“ umgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt wird kein Vergleich durch das Vergleichsgerät 312E durchgeführt, und die Zählwerte werden in dem Speicher früherer Daten 312D gespeichert. Danach wird bei unverändertem Wert der Grobeinstellanweisung GROB der Wert der Feineinstellanweisung FINE sequenziell auf „11111“ umgeschaltet, und inzwischen werden die Zählwerte verglichen.
  • Danach werden in ähnlicher Weise Zählwerte verglichen, während der Wert der Grobeinstellanweisung GROB in dieser Reihenfolge auf „01100“, auf „10000“, auf „10110“, auf „11100“ und auf „11111“ umgeschaltet wird, und während jeder Periode, in der der Wert der Grobeinstellanweisung GROB konstant bleibt, wird der Wert der Feineinstellanweisung FEIN umgeschaltet.
  • In dem Beispiel in 16, in dem beim Vergleich der Zählwerte in keinem der Codes eine Abnormität erkannt wird, wird das Fehlerkennzeichen niedrig gehalten. Im Gegensatz dazu wird in dem Beispiel in 17, in dem eine Abnormität im Vergleich der Zählwerte während der Periode erkannt wird, in der der Wert der Grobeinstellanweisung GROB „01000“ ist, das Fehlerkennzeichen von niedrig auf hoch geschaltet.
  • < 8. Anschlussanordnung an einem Halbleiterelement >
  • Der in 1 gezeigte LED-Gerätetreiber 30 ist ein verpacktes Produkt, das in der Draufsicht eine rechteckige Form aufweist. An zwei gegenüberliegenden Seiten der rechteckigen Form ist an einer Seite der PDMEIN-Anschluss und an der anderen Seite der PDMAUS-Anschluss angeordnet.
  • Der PDMEIN-Anschluss kann auf der gleichen Seite wie der FBV-Anschluss angeordnet sein, wobei es vorteilhaft ist, wenn mindestens ein Anschluss dazwischen angeordnet ist. Ebenso kann der PDMAUS-Anschluss auf der gleichen Seite wie der MINSELV-Anschluss angeordnet sein, wobei es in diesem Fall vorteilhaft ist, dass mindestens ein Anschluss zwischen ihnen angeordnet ist. Das heißt, dass der PDMAUS-Anschluss vorzugsweise nicht neben dem FBV-Anschluss oder dem MINSELV-Anschluss angeordnet sein sollte. Denn während das an dem PDMAUS-Anschluss anliegende Signal ein Rechtecksignal ist, sind die an den FBV- und MINSELV-Anschlüsse anliegenden Signale Analogsignale.
  • Der PDMAUS-Anschluss ist ein Niederspannungsanschluss, und die Anschlüsse PGND, SW, GH, BOOT, VIN, SNSP, SNSN und COMP sind Hochspannungsanschüsse. In Anbetracht der Möglichkeit eines Kurzschlusses zwischen den Anschlüssen ist es vorzuziehen, dass mindestens ein Anschluss zwischen dem PDMAUS-Anschluss und einem dieser Hochspannungsanschlüsse angeordnet ist. Das heißt, dass der PDMAUS-Anschluss vorzugsweise nicht neben einer der oben erwähnten Hochspannungsklemmen angeordnet ist.
  • Der PDMAUS-Anschluss kann auf der gleichen Seite wie eine der LED1- bis LED24-Kontakte (z. B. die LED13- bis LED24-Kontakte) angeordnet sein, wobei es vorteilhaft ist, dass mindestens ein Anschluss zwischen ihnen angeordnet ist. Das heißt, dass der PDMAUS-Anschluss vorzugsweise nicht neben einem der oben genannten LED-Kontakte angeordnet ist. Dies liegt daran, dass an den LED-Kontakten hohe Spannungen angelegt werden.
  • < 9. Modifikationen >
  • Die oben beschriebene Ausführungsform ist in jeder Hinsicht als illustrativ und nicht einschränkend zu betrachten; es ist davon auszugehen, dass der technische Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung nicht durch die oben gegebene Beschreibung der Ausführungsform, sondern durch die beigefügten Ansprüche definiert ist und alle Änderungen umfasst, die in einem den Ansprüchen entsprechenden Sinn und Umfang vorgenommen wurden.
  • Industrieanwendbarkeit
  • Die vorliegende Erfindung findet unter anderem Anwendung in Treibern für in Fahrzeugen eingebaute LEDs.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Mindestspannungsselektor
    2
    Referenzspannungsgenerator
    3
    Spreiz-Spektrum-Referenzspannungsgenerator
    4
    Frequenz-Spannungswandler
    5
    Fehlerverstärker
    6
    Rundsteuerinjektor
    7
    Verstärker
    8
    Low-Side-Komparator
    9
    High-Side-Vergleicher
    10
    RS-Flip-Flop
    11
    Überstromschutzschaltung
    12
    Treiberschaltung
    13
    Diode
    14
    Treiber
    15
    SWOCP-Schaltung
    16
    NMOS-Transistor
    17
    Unterspannungssperre / thermische Trennungs-Schaltung (USS/TT-Schaltung
    18
    Bandlückenreferenzschaltung
    19
    interner Spannungsgenerator (iSG)
    20
    interner Spannungsgenerator
    21
    Fehlermelder
    22
    NMOS-Transistor
    23
    Eingabe/Ausgabe-Anschluss (E/A-Anschluss)
    24
    Ringoszillator
    24A
    Digital/Analog-Wandler (DAW)
    24B
    Fehlerverstärker
    24C
    NMOS-Transistor
    24D
    Widerstand
    24E
    UND-Schaltung
    24F
    Selektor
    240
    Stromzuführung
    241
    Spiegel-Kapazitätseinrichtung
    25
    Steuerlogik-Kreislauf
    26
    Stromtreiber
    26A
    NMOS-Transistor
    26B
    Widerstand
    26C
    Fehlerverstärker
    26D
    Schalter
    27
    Kurzschlussdetektor
    28
    Offen-Detektor
    30
    LED-Gerätetreiber
    300A bis 300C
    Einrichtung für Halbleiterelement
    301
    Selektor
    302
    Detektor für steigende/fallende Flanken
    303
    Steuereinrichtung
    304
    Frequenzteiler
    305
    PDM-Signalgenerator
    306
    Register
    307
    Frequenzteiler
    308
    8-Bit-Zähleinrichtung
    309
    Register
    311
    erste Selbstdiagnose-Schaltung
    312
    zweite Selbstdiagnose-Schaltung
    312A
    11-Bit-Zähleinrichtung
    312B
    13-Bit-Zähleinrichtung
    312C
    Selektor
    312D
    Speicher für frühere Daten
    312E
    Vergleichsgerät
    40
    CAN-Sendeempfänger
    45
    Mikrokontrolleinheit (MKE)
    50
    Kabelstrang
    R1 bis R24
    LED-Reihe
    N1
    Schaltelement
    D1
    Diode
    L1
    Induktivität
    R1
    Widerstand
    Co
    Ausgangskondensator
    Cb
    BOOT-Kondensator
    VB
    Batteriespannung
    LP1 bis LP4
    Platine
    WR1 bis WR3
    Wechselrichter
    PM1 bis PM5
    PMOS-Transistor
    NM1 bis NM4
    NMOS-Transistor
    KE(1) bis KE(31)
    Kapazitätseinheit
    S
    Schalter
    C
    Kondensator
    P
    Puffer
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2019179662 A [0004]

Claims (16)

  1. Halbleiterelement, umfassend: einen Oszillator, der zum Erzeugen eines ersten Taktsignals konfiguriert ist; einen ersten Anschluss, über den ein Eingangstaktsignal von außen eingebracht wird; eine erste Zähleinrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie ein Taktsignal auf der Grundlage des ersten Taktsignals zwischen Flanken im Eingangstaktsignal zählt; und eine Steuereinrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie an den Oszillator eine Anweisung zum Einstellen einer Frequenz des ersten Taktsignals auf der Grundlage eines Ergebnisses des Vergleichs eines Zählwerts durch die erste Zähleinrichtung mit einem erwarteten Wert sendet.
  2. Das Halbleiterelement nach Anspruch 1, das ferner umfasst: einen Frequenzteiler, der so konfiguriert ist, dass er das erste Taktsignal durch einen vorgegebenen Frequenzteilungsfaktor teilt, um ein zweites Taktsignal zu erzeugen; einen Selektor, der so konfiguriert ist, dass er entweder das Eingangstaktsignal oder das zweite Taktsignal auswählt und als einen Ausgangstakt ausgibt; und einen zweiten Anschluss, über den der Ausgangstakt nach außen geführt wird.
  3. Halbleiterelement nach Anspruch 2, wobei der Frequenzteiler umfasst: einen ersten Frequenzteiler, der so konfiguriert ist, dass er das erste Taktsignal durch einen ersten Frequenzteilungsfaktor teilt; und einen zweiten Frequenzteiler, der so konfiguriert ist, dass er einen Ausgang des ersten Frequenzteilers durch einen zweiten Frequenzteilungsfaktor teilt, und die erste Zähleinrichtung so konfiguriert ist, dass sie den Ausgang des ersten Frequenzteilers zählt.
  4. Halbleiterelement nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Frequenzteiler so konfiguriert ist, dass er das zweite Taktsignal mit einem auf einen vorbestimmten Wert begrenzten Lastverhältnis erzeugt.
  5. Halbleiterelement nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Selektor so konfiguriert ist, dass er so eingestellt werden kann, um das Eingangstaktsignal auszuwählen, um das zweite Taktsignal auszuwählen, oder um den Ausgangstakt nicht auszugeben.
  6. Halbleiterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Oszillator ein Ringoszillator ist.
  7. Halbleiterelement nach Anspruch 6, wobei der Ringoszillator enthält: eine ungerade Anzahl von Wechselrichtern; einen Digital/Analog-Wandler (DAW), der so konfiguriert ist, dass er eine DA-Wandlung auf eine Grobeinstellanweisung von der Steuereinrichtung hin durchführt; eine Stromzuführung, die so konfiguriert ist, dass sie durch die Inverter einen Strom leitet, der einem Ausgang des DAW entspricht; und eine Spiegel-Kapazitätseinrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie einen Kapazitätswert einer Kapazität, die mit einem Knoten unter den Wechselrichtern verbunden ist, auf der Grundlage einer Feineinstellanweisung von der Steuereinrichtung ändert.
  8. Halbleiterelement nach Anspruch 7, wobei die Spiegelkapazitätseinrichtung eine Vielzahl von Kapazitätseinheiten enthält, die jeweils einen Kondensator und einen zwischen dem Kondensator und dem Knoten angeordneten Schalter umfassen, und das Halbleiterelement ferner eine erste Selbstdiagnose-Schaltung enthält, die so konfiguriert ist, dass sie, während sie ein Muster der Kapazitätseinheiten ändert, in dem der Schalter eingeschaltet ist, niedrige und hohe Spannungen an den Knoten anlegt und die Ausgaben der Kapazitätseinheiten mit einem erwarteten Wert vergleicht.
  9. Halbleiterelement nach Anspruch 7 oder 8, das ferner eine zweite Selbstdiagnose-Schaltung umfasst, die Folgendes enthält: eine Messschaltung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Frequenz des ersten Taktsignals im Testbetrieb misst, wobei eine von der Grobeinstellanweisung und der Feineinstellanweisung konstant gehalten und eine andere geändert wird; und ein Vergleichsgerät, das so konfiguriert ist, dass es ein Ergebnis der Messung durch die Messschaltung vor und nach einer Änderung des Befehls vergleicht.
  10. Halbleiterelement nach Anspruch 9, wobei die zweite Selbstdiagnose-Schaltung eine zweite Zähleinrichtung mit vorbestimmten Bits enthält, die zum Zählen eines Signals mit einer vorbestimmten Frequenz konfiguriert ist, und die Messschaltung eine dritte Zähleinrichtung ist, die konfiguriert ist, um das erste Taktsignal während einer Periode zu zählen, in der die zweite Zähleinrichtung die vorbestimmten Bits zählt.
  11. Halbleiterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, das ferner einen PDM-Signalgenerator umfasst, der so konfiguriert ist, dass er ein PDM-Signal (Pulsdauermodulationssignal) auf der Grundlage des ersten Taktsignals erzeugt.
  12. Halbleiterelement nach Anspruch 11, wobei der PDM-Signalgenerator so konfiguriert ist, dass er eine Flanke in dem PDM-Signal erzeugt, wenn eine Flanke in dem Eingangstaktsignal erfasst wird.
  13. Halbleiterelement nach Anspruch 11 oder 12, ferner umfassend: einen LED-Anschluss, der mit einer Kathode einer LED verbunden werden kann; und einen Stromtreiber, der so konfiguriert ist, dass er einen zum LED-Anschluss geleiteten Strom steuert, wobei der Stromtreiber so konfiguriert ist, dass er in Übereinstimmung mit dem PDM-Signal ein- und ausgeschaltet wird.
  14. Einrichtung für Halbleiterelement mit einer Mehrzahl von Halbleiterelementen nach Anspruch 13, wobei die Halbleiterelemente jeweils von außen über einen CAN (Controller Area Network)-Sendeempfänger über einen Einschaltfaktor des PDM-Signals angesteuert werden.
  15. Einrichtung für Halbleiterelement mit einer Mehrzahl von Halbleiterelementen nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der zweite Anschluss des Halbleiterelements in einer vorhergehenden Stufe mit dem ersten Anschluss der Halbleitervorrichtung in einer nachfolgenden Stufe verbunden ist.
  16. Einrichtung für Halbleiterelement nach Anspruch 15, wobei die Einrichtung für ein Halbleiterelement für die Verwendung an Bord eines Fahrzeugs bestimmt ist.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019179662A (ja) 2018-03-30 2019-10-17 株式会社デンソーテン 光源駆動装置および光源駆動方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020102957A1 (en) * 2001-01-29 2002-08-01 Han-Yang Tseng Radio signal receiving control device and the control method for the same
US7336752B2 (en) * 2002-12-31 2008-02-26 Mosaid Technologies Inc. Wide frequency range delay locked loop
US7177611B2 (en) * 2004-07-07 2007-02-13 Texas Instruments Incorporated Hybrid control of phase locked loops
JP2006039830A (ja) * 2004-07-26 2006-02-09 Renesas Technology Corp 半導体集積回路
JP2006191372A (ja) * 2005-01-06 2006-07-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd デュアルループｐｌｌおよび逓倍クロック発生装置
JP4751178B2 (ja) * 2005-10-27 2011-08-17 エルピーダメモリ株式会社 同期型半導体装置
KR100843197B1 (ko) * 2006-02-28 2008-07-02 삼성전자주식회사 위상이 다른 다수개의 드라우지 클럭 신호들을 내부적으로발생하는 집적회로 장치
JP2008099002A (ja) * 2006-10-12 2008-04-24 Elpida Memory Inc Ｄｌｌ回路
JP2009200661A (ja) * 2008-02-20 2009-09-03 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置および逓倍クロック生成方法
JP4569656B2 (ja) * 2008-03-28 2010-10-27 ソニー株式会社 遅延同期ループ回路および表示装置
US8073092B2 (en) * 2008-06-19 2011-12-06 Microchip Technology Incorporated Automatic synchronization of an internal oscillator to an external frequency reference
KR101035856B1 (ko) * 2010-05-31 2011-05-19 주식회사 아나패스 타이밍 컨트롤러와 데이터 구동ｉｃ들 사이의 인터페이스 시스템 및 디스플레이 장치
JP5613605B2 (ja) * 2011-03-28 2014-10-29 ルネサスエレクトロニクス株式会社 クロック生成回路、それを用いたプロセッサシステム、及びクロック周波数制御方法
KR101193305B1 (ko) * 2011-08-02 2012-10-19 삼성전기주식회사 디밍제어장치, 엘이디 구동장치 및 디밍제어방법
US8315128B1 (en) * 2012-01-09 2012-11-20 Lsi Corporation Heat assisted magnetic recording system
US9013113B2 (en) * 2012-04-20 2015-04-21 Apple Inc. Keyboard backlight driver IC
US9485825B2 (en) * 2014-11-07 2016-11-01 Power Integrations, Inc. Enable circuit for lighting drivers
JP6284496B2 (ja) * 2015-02-20 2018-02-28 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 電圧変換装置
WO2017143202A1 (en) * 2016-02-19 2017-08-24 University Of Massachusetts Multi-well quartz crystal microbalance mass and viscoelastic sensor
JP7111504B2 (ja) * 2018-04-25 2022-08-02 シャープ株式会社 Ｌｅｄモジュールおよびバックライト装置
US11271572B2 (en) * 2020-04-29 2022-03-08 Analog Devices International Unlimited Company Self-tuning phase-locked loop (PLL) circuit

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019179662A (ja) 2018-03-30 2019-10-17 株式会社デンソーテン 光源駆動装置および光源駆動方法

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