DE112020006872T5

DE112020006872T5 - Treibervorrichtung für ein lichtemittierendes element und lichtemittierendes system

Info

Publication number: DE112020006872T5
Application number: DE112020006872.2T
Authority: DE
Inventors: Toru Takahashi; Masaaki Nakayama
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2020-03-12
Filing date: 2020-09-29
Publication date: 2022-12-29
Also published as: JPWO2021181733A1; US11871492B2; WO2021181733A1; CN115245052A; US20230099245A1; JP7530421B2

Abstract

Ein LED-Treiber (1A) umfasst eine Treiberschaltung (10[i]), die einen variablen Treiberstrom derart an eine lichtemittierende Einheit mit einer oder mehreren LEDs liefert, dass die lichtemittierende Einheit Licht emittieren kann, eine Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung (20A), die eine Treiberreferenzspannung (VDREF) erzeugt, die den oberen Grenzwert des Treiberstroms definiert, und diese an die Treiberschaltung liefert, und einen spezifischen externen Anschluss (EXISET), der mit einem externen Widerstand (REX_A) verbunden werden kann. Die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung arbeitet wahlweise in einem ersten Modus, um die Treiberreferenzspannung unabhängig vom Zustand des spezifischen externen Anschlusses zu erzeugen, oder in einem zweiten Modus, um die Treiberreferenzspannung in Abhängigkeit von einem Strom (IEX_A) im zweiten Modus durch den spezifischen externen Anschluss zu erzeugen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Treibervorrichtung (Ansteuervorrichtung) für ein lichtemittierendes Element und ein lichtemittierendes System.
Stand der Technik
Ein LED-Treiber steuert eine aus LEDs bestehende lichtemittierende Einheit. Der LED-Treiber ist typischerweise ein elektronisches Bauteil, das durch Versiegeln eines integrierten Halbleiterschaltkreises in einem Gehäuse (Package) aus Harz gebildet wird und eine Vielzahl von externen Anschlüssen (Klemmen) aufweist, die aus dem Gehäuse des LED-Treibers herausragen.
Liste der Zitate
Patentliteratur
Patentdokument 1: JP-A-2010-182883
Überblick über die Erfindung
Technische Aufgabe
13 zeigt einen LED-Treiber 910 gemäß einer ersten Referenzstruktur, und 14 zeigt einen LED-Treiber 920 gemäß einer zweiten Referenzstruktur. Jeder der LED-Treiber 910 und 920 hat eine Vielzahl von Kanälen mit Verbindungsklemmen (Anschlüssen) für lichtemittierende Einheiten, die mit lichtemittierenden Einheiten 950 zu verbinden sind, und liefert den gewünschten Treiberstrom an die lichtemittierende Einheit 950 jedes Kanals. Eine Treiberschaltung 911 (Ansteuerschaltung) jedes Kanals im LED-Treiber 910 sowie eine Treiberschaltung 921 jedes Kanals im LED-Treiber 920 steuert die entsprechende lichtemittierende Einheit 950 durch PWM-Ansteuern oder Gleichstromansteuerung. In der Treiberschaltung 911 oder 921 kann der Treiberstrom durch Einstellen des Widerstandswerts eines variablen Widerstands in der Treiberschaltung innerhalb eines vorgegebenen Einstellbereichs anhand eines Dimmsteuersignals S_DIMMING variiert werden. Dabei wird der obere Grenzwert des Treiberstroms in Abhängigkeit von einer Treiber-Referenzspannung V_DREF, bestimmt.
Im LED-Treiber 910 in der 13 wird die Treiberreferenzspannung V_DREF· (also der obere Grenzwert des Treiberstroms) anhand eines externen Widerstands Ra eingestellt, der extern mit dem LED-Treiber 910 verbunden ist. Im LED-Treiber 920 in der 14 wird die Treiber-Referenzspannung V_DREF' (also der obere Grenzwert des Treiberstroms) anhand eines im LED-Treiber 920 enthaltenen internen Widerstands Rb eingestellt.
Es ist zu erwarten, dass die Einstellgenauigkeit des oberen Grenzwerts des Treiberstroms bei Verwendung des externen Widerstands Ra höher ist als bei Verwendung des internen Widerstands Rb, jedoch führt die Notwendigkeit des externen Widerstands Ra zu einer Erhöhung der Anzahl der Komponenten des gesamten Systems. Daher wird der LED-Treiber 920, der den externen Widerstand Ra nicht benötigt, in vielen Fällen bevorzugt.
Andererseits kann es je nach System, das den LED-Treiber 920 enthält, erforderlich sein, den oberen Grenzwert des Treiberstroms zu erhöhen. Mit anderen Worten, in dem LED-Treiber 920 aus der 14 wird in Übereinstimmung mit den Eigenschaften oder dergleichen der lichtemittierenden Einheit 950, die mit der Anschlussklemme (dem Anschluss) der lichtemittierenden Einheit verbunden werden soll, der obere Grenzwert des Treiberstroms im Voraus auf einen ersten oberen Grenzwert (z. B. 60 mA) eingestellt, jedoch ist es, abhängig von einem System, das den LED-Treiber 920 enthält, erforderlich, den oberen Grenzwert des Treiberstroms auf einen zweiten oberen Grenzwert (erster oberer Grenzwert < zweiter oberer Grenzwert) zu erhöhen. Der LED-Treiber 920 kann jedoch die in der Entwurfsphase festgelegte Treiber-Referenzspannung V_DREF, nicht ändern und somit das Erfordernis nicht erfüllen.
Durch die Verwendung des LED-Treibers 910 aus 13 kann das Erfordernis erfüllt werden. Bei Verwendung des LED-Treibers 910 ist der externe Widerstand Ra jedoch auch für das System erforderlich, bei dem der erste obere Grenzwert als oberer Grenzwert des Treiberstroms ausreicht.
Es ist zu überlegen, den LED-Treiber 910 und den LED-Treiber 920 getrennt vorzubereiten, den LED-Treiber 920 für das System zu verwenden, in dem der erste obere Grenzwert als oberer Grenzwert des Treiberstroms ausreicht, und den LED-Treiber 910 für das System zu verwenden, in dem der obere Grenzwert des Treiberstroms erforderlich ist, und vom ersten oberen Grenzwert aus zu erhöhen. Dies erfordert jedoch, sowohl den LED-Treiber 910 als auch den LED-Treiber 920 zu entwerfen und herzustellen, und ist nicht vielseitig.
Man beachte, dass in der obigen Beschreibung die LEDs als die lichtemittierenden Elemente, die die lichtemittierende Einheit bilden, und der LED-Treiber als die Treibervorrichtung für das lichtemittierende Element dargestellt sind, um die Umstände in Bezug auf die Treibervorrichtung für das lichtemittierende Element zu beschreiben. Es liegen jedoch die gleichen Umstände bei den anderen Treibervorrichtungen für lichtemittierende Elemente vor, die mit anderen lichtemittierenden Elementen als LEDs arbeiten.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Treibervorrichtung für lichtemittierende Elemente und ein lichtemittierendes System bereitzustellen, die eine hohe Vielseitigkeit hinsichtlich der oberen Grenze des Treiberstroms aufweisen.
Mittel zur Lösung der Aufgabe
Eine erfindungsgemäße Treibervorrichtung für lichtemittierende Elemente umfasst eine Treiberschaltung (Ansteuerschaltung), die eingerichtet ist, derart einen variablen Treiberstrom an eine lichtemittierende Einheit mit einem oder mehreren lichtemittierenden Elementen zu liefern, dass die lichtemittierende Einheit Licht emittieren kann; eine Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung, die eingerichtet ist, eine Treiberreferenzspannung zu erzeugen, die einen oberen Grenzwert des Treiberstroms definiert, und diese an die Treiberschaltung anzulegen; und einen spezifischen externen Anschluss, wobei die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung wahlweise in einem ersten Modus arbeitet, um die Treiberreferenzspannung unabhängig von dem Zustand des spezifischen externen Anschlusses zu erzeugen, oder in einem zweiten Modus, um die Treiberreferenzspannung in Übereinstimmung mit einem Strom im zweiten Modus durch den spezifischen externen Anschluss zu erzeugen (erste Struktur).
Die Treibervorrichtung für lichtemittierende Elemente der oben beschriebenen ersten Struktur kann eine Struktur aufweisen, bei der ein externer Widerstand zwischen dem spezifischen externen Anschluss und Masse außerhalb der Treibervorrichtung für lichtemittierende Elemente angeschlossen ist oder nicht (zweite Struktur).
Die Treibervorrichtung für lichtemittierende Elemente der oben beschriebenen zweiten Struktur kann eine Struktur aufweisen, in der, wenn die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung in dem zweiten Modus in einem Zustand arbeitet, in dem der externe Widerstand zwischen dem spezifischen externen Anschluss und Masse angeschlossen ist, die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung den Strom des zweiten Modus über den spezifischen externen Anschluss an den externen Widerstand liefert, um die Treiberreferenzspannung in Übereinstimmung mit der Größe des Stroms des zweiten Modus oder der durch den externen Widerstand erzeugten Spannung zu erzeugen (dritte Struktur).
Die Treibervorrichtung für lichtemittierende Elemente der oben beschriebenen dritten Struktur kann eine Struktur aufweisen, bei der, wenn die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung in dem zweiten Modus in dem Zustand arbeitet, in dem der externe Widerstand zwischen dem spezifischen externen Anschluss und Masse angeschlossen ist, die Treiberreferenzspannung, abhängig von dem Widerstandswert des externen Widerstands, höher ist als die in dem ersten Modus und die Treiberschaltung den oberen Grenzwert des Treiberstroms zusammen mit der Erhöhung der Treiberreferenzspannung erhöht (vierte Struktur).
Die Treibervorrichtung für lichtemittierende Elemente mit einer der oben beschriebenen ersten bis vierten Strukturen kann eine Struktur aufweisen, bei der die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung eine Schaltung zur Erzeugung eines Referenzstroms umfasst, die eingerichtet ist, einen Referenzstrom gemeinsam im ersten Modus und im zweiten Modus zu erzeugen, eine Stromüberlagerungsschaltung, die eingerichtet ist, den Strom des zweiten Modus nur im zweiten Modus aus dem ersten und zweiten Modus erzeugt und eine Stromspiegelschaltung, die eingerichtet ist, einen ausgangsseitigen Strom zu erzeugen, der proportional zu einem eingangsseitigen Strom ist, um so die Treiberreferenzspannung proportional zu dem ausgangsseitigen Strom zu erzeugen, wobei in dem ersten Modus der eingangsseitige Strom gleich dem Referenzstrom ist, während in dem zweiten Modus der eingangsseitige Strom gleich dem Referenzstrom plus dem Strom des zweiten Modus ist (fünfte Struktur).
Die Treibervorrichtung für lichtemittierende Elemente der oben beschriebenen fünften Struktur kann eine Struktur aufweisen, bei der die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung einen Schalter umfasst, der zwischen einem Eingangsanschluss der Stromspiegelschaltung und dem spezifischen externen Anschluss in Reihe geschaltet ist, wobei die Treibervorrichtung für das lichtemittierende Element ferner einen Schaltersteuerkreis enthält, der eingerichtet ist, den Schalter zu steuern, und wobei der Schaltersteuerkreis im ersten Modus den Schalter ausschaltet, während er im zweiten Modus den Schalter einschaltet, um den Strom des zweiten Modus, der durch den spezifischen externen Anschluss fließt, dem eingangsseitigen Strom zu überlagern (sechste Struktur).
Die Treibervorrichtung für lichtemittierende Elemente der oben beschriebenen sechsten Struktur kann eine Struktur aufweisen, die ferner eine Anomalienerkennungsschaltung umfasst, die eingerichtet ist, anhand der Größe des Stroms des zweiten Modus, der durch den spezifischen externen Anschluss in dem zweiten Modus fließt, zu erfassen, ob der Strom des zweiten Modus eine Anomalie aufweist oder nicht, wobei, wenn die Anomalienerkennungsschaltung keine Anomalie (Abnormalität) in dem zweiten Modus erfasst, die Schaltersteuerschaltung den Schalter weiter einschaltet, und wenn die Anomalienerkennungsschaltung eine Anomalie in dem zweiten Modus erfasst, die Schaltersteuerschaltung den Schalter derart von EIN auf AUS schaltet, dass der Modus der Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung von dem zweiten Modus auf den ersten Modus geändert wird (siebte Struktur).
Die Treibervorrichtung für lichtemittierende Elemente einer der oben beschriebenen ersten bis vierten Strukturen kann eine Struktur aufweisen, bei der die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung eine Stromerzeugungsschaltung ist, die eingerichtet ist, einen vorbestimmten Strom zu erzeugen, und einen internen Widerstand umfasst, und in dem ersten Modus liefert die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung den vorbestimmten Strom an den internen Widerstand, um eine durch den internen Widerstand erzeugte Spannung als die Treiberreferenzspannung an die Treiberschaltung anzulegen, während im zweiten Modus die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung den vorbestimmten Strom als den Strom des zweiten Modus an den spezifischen externen Anschluss liefert, um eine an dem spezifischen externen Anschluss erzeugte Spannung als die Treiberreferenzspannung an die Treiberschaltung anzulegen (achte Struktur).
Die Treibervorrichtung für ein lichtemittierendes Element mit der oben beschriebenen achten Struktur kann eine Struktur aufweisen, bei der die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung einen ersten Schalter, der zwischen einem Ausgangsanschluss der Stromerzeugungsschaltung und dem internen Widerstand in Reihe geschaltet ist, und einen zweiten Schalter, der zwischen dem Ausgangsanschluss der Stromerzeugungsschaltung und dem spezifischen externen Anschluss in Reihe geschaltet ist, umfasst, und die Treibervorrichtung für lichtemittierende Elemente ferner einen Schaltersteuerkreis umfasst, der eingerichtet ist, den ersten Schalter und den zweiten Schalter zu steuern, und der Schaltersteuerkreis in dem ersten Modus derart den ersten Schalter einschaltet und den zweiten Schalter ausschaltet, dass der vorbestimmte Strom dem internen Widerstand zugeführt wird, während der Schaltersteuerkreis in dem zweiten Modus derart den ersten Schalter ausschaltet und den zweiten Schalter einschaltet, dass der vorbestimmte Strom als der Strom des zweiten Modus dem spezifischen externen Anschluss zugeführt wird (neunte Struktur).
Die Treibervorrichtung für lichtemittierende Elemente der oben beschriebenen neunten Struktur kann eine Struktur aufweisen, die ferner eine Anomalienerkennungsschaltung umfasst, die eingerichtet ist, anhand einer Spannung an dem spezifischen externen Anschluss in dem zweiten Modus zu erkennen, ob die Treiberreferenzspannung eine Anomalie aufweist oder nicht, wobei, wenn die Anomalienerkennungsschaltung in dem zweiten Modus keine Anomalie erkennt, der Schaltersteuerkreis den ersten Schalter weiterhin ausschaltet und den zweiten Schalter weiterhin einschaltet, und wenn die Anomalienerkennungsschaltung eine Anomalie im zweiten Modus erkennt, der Schaltersteuerkreis den ersten Schalter derart von AUS auf EIN schaltet und den zweiten Schalter von EIN auf AUS schaltet, dass der Betriebsmodus der Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung vom zweiten Modus zum ersten Modus geändert wird (zehnte Struktur).
Die Treibervorrichtung für lichtemittierende Elemente einer der oben beschriebenen ersten bis zehnten Strukturen kann eine Struktur aufweisen, in der die Treiberschaltung für jeden einer Vielzahl von Kanälen angeordnet ist, und die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung die Treiberreferenzspannung für jeden Kanal erzeugt (elfte Struktur).
Ein erfindungsgemäßes lichtemittierendes System umfasst die Treibervorrichtung für ein lichtemittierendes Element einer der oben beschriebenen ersten bis elften Strukturen und eine lichtemittierende Einheit, die von der Treibervorrichtung für lichtemittierende Elemente angetrieben und gesteuert wird (zwölfte Struktur).
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Erfindungsgemäß ist es möglich, eine Treibervorrichtung für lichtemittierendes Elemente und ein lichtemittierendes System bereitzustellen, die hinsichtlich der oberen Grenze des Treiberstroms eine hohe Vielseitigkeit aufweisen.
Figurenliste

1 ist ein Gesamtkonfigurationsansicht eines lichtemittierenden Systems nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines LED-Treibers nach der erfindungsgemäßen Ausführungsform.
3 ist eine Gesamtkonfigurationsansicht des lichtemittierenden Systems nach der erfindungsgemäßen Ausführungsform.
4 ist ein internes Blockdiagramm eines Hauptteils des LED-Treibers nach der erfindungsgemäßen Ausführungsform.
5 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem PWM-Steuersignal und einem Treiberstrom einer lichtemittierenden Einheit nach der erfindungsgemäßen Ausführungsform veranschaulicht.
6 ist eine Ansicht, die die in einer Datenspeichereinheit des LED-Treibers gespeicherten Daten nach der erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.
7 ist eine interne Strukturansicht des LED-Treibers (ohne externen Widerstand), nach einem ersten Beispiel der erfindungsgemäßen Ausführungsform.
8 ist eine interne Strukturansicht des LED-Treibers (mit dem externen Widerstand), gemäß dem ersten Beispiel der erfindungsgemäßen Ausführungsform.
9 ist eine modifiziertes interne Strukturansicht eines Teils des LED-Treibers nach einem zweiten Beispiel der erfindungsgemäßen Ausführungsform.
10 ist eine interne Strukturansicht des LED-Treibers (ohne den externen Widerstand), nach einem dritten Beispiel der erfindungsgemäßen Ausführungsform.
11 ist eine interne Strukturansicht des LED-Treibers (mit dem externen Widerstand), gemäß dem dritten Beispiel der erfindungsgemäßen Ausführungsform.
12 ist eine modifizierte interne Strukturansicht eines Teils des LED-Treibers nach einem vierten Beispiel der erfindungsgemäßen Ausführungsform.
13 ist eine Ansicht, die den LED-Treiber und eine Vielzahl von lichtemittierenden Einheiten gemäß einer ersten Referenzstruktur zeigt.
14 ist ein Diagramm, das den LED-Treiber und eine Vielzahl von lichtemittierenden Einheiten gemäß einer zweiten Referenzstruktur zeigt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Nachfolgend wird ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren näher beschrieben. In den Zeichnungsfiguren, auf die Bezug genommen wird, wird derselbe Teil durch dieselbe Ziffer oder dasselbe Symbol bezeichnet, und eine sich überschneidende Beschreibung desselben Teils wird in der Regel weggelassen. Man beachte, dass in dieser Spezifikation zur einfachen Beschreibung ein Name einer Information, eines Signals, einer physikalischen Größe, eines Elements, eines Teils oder dergleichen weggelassen oder verkürzt werden kann, indem auf eine Zahl oder ein Symbol verwiesen wird, das selbiges darstellt. So kann z. B. eine mit 20A bezeichnete Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung (siehe 7), die später beschrieben wird, als Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung 20A oder abgekürzt als Schaltung 20A bezeichnet werden, was dasselbe bedeutet.
Zunächst werden im Folgenden einige Begriffe definiert, die zur Beschreibung der erfindungsgemäßen Ausführungsformen verwendet werden. Eine Masse ist ein leitendes Referenzteil mit einem Potential von 0 V (Null Volt), das als Referenz (Bezug) dient, oder das Potential von 0 V selbst. Das leitende Referenzteil besteht aus einem Leiter, z. B. aus Metall. Das Potential von 0 V kann auch als Massepotential bezeichnet werden. Bei der vorliegenden Erfindung bedeutet eine Spannung ohne eine spezifische Referenz ein Potential bezüglich Masse (Erde). Ein Pegel bedeutet ein Potenzialniveau, und ein hoher Pegel hat ein höheres Potenzial als ein niedriger Pegel eines beliebigen Signals oder einer beliebigen Spannung. Hat ein Signal oder eine Spannung einen hohen Pegel hat, bedeutet dies, dass der Pegel des Signals oder der Spannung einen hohen Pegel hat, und wenn das Signal oder die Spannung einen niedrigen Pegel hat, bedeutet dies, dass der Pegel des Signals oder der Spannung einen niedrigen Pegel hat. Der Pegel eines Signals kann als Signalpegel bezeichnet werden und der Pegel einer Spannung kann als Spannungspegel bezeichnet werden. Bei jedem Signal, das einen hohen oder einen niedrigen Pegel haben kann, wird ein Zeitraum, in dem der Signalpegel hoch ist, als Hochpegelzeitraum und ein Zeitraum, in dem der Signalpegel niedrig ist, als Niedrigpegelzeitraum bezeichnet. Das Gleiche gilt für jede Spannung, die einen hohen oder niedrigen Pegel haben kann.
Für jeden Transistor, der als Feldeffekttransistor (FET) einschließlich eines MOSFET ausgebildet ist, bedeutet ein EIN-Zustand einen Zustand, in dem der Transistor zwischen Drain und Source leitend ist, während ein AUS-Zustand einen Zustand bedeutet, in dem der Transistor zwischen Drain und Source nicht leitend ist (ein Abschaltzustand). Das Gleiche gilt für andere Transistoren, die nicht zu den FETs gehören. Der MOSFET wird, sofern nicht anders angegeben, als Anreicherungs-MOSFET verstanden. MOSFET ist die Abkürzung für MetallOxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor.
Jeder Schalter kann mit einem oder mehreren Feldeffekttransistoren (FETs) aufgebaut sein. Befindet sich ein Schalter im EIN-Zustand, so ist der Schalter zwischen seinen Anschlüssen leitend. Befindet sich ein Schalter im AUS-Zustand, so ist er zwischen seinen Anschlüssen nicht leitend. In der folgenden Beschreibung können der EIN-Zustand und der AUS-Zustand eines Transistors oder Schalters einfach als EIN bzw. AUS bezeichnet werden.
1 ist eine Gesamtkonfigurationsansicht eines lichtemittierenden Systems SYS gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform. Das lichtemittierende System SYS umfasst einen LED-Treiber 1 als Beispiel einer Treibervorrichtung lichtemittierende Elemente, eine Mikroverarbeitungseinheit (MPU) 2, die den LED-Treiber 1 steuert, und n Kanäle von lichtemittierenden Einheiten LL, die durch den LED-Treiber 1 angesteuert und geregelt werden. Dabei ist n eine beliebige ganze Zahl größer als eins (z. B. 24). Es ist möglich, dass n gleich 1 ist, aber in der folgenden Beschreibung wird, sofern nicht anders angegeben, davon ausgegangen, dass n ≥ 2 ist. Darüber hinaus sind ein Pull-up-Widerstand R_PU und die Verdrahtungen 3 und 4 als Bestandteile des lichtemittierenden Systems SYS enthalten.
Jede der lichtemittierenden Einheiten LL besteht aus einer oder mehreren lichtemittierenden Dioden (LEDs). Zum Beispiel besteht die lichtemittierende Einheit LL aus einer Vielzahl von in Reihe geschalteten LEDs. Die lichtemittierende Einheit LL kann jedoch auch aus einer Vielzahl von parallel geschalteten LEDs bestehen. Darüber hinaus können die Reihen- und Parallelschaltungen einer Vielzahl von LEDs in der einzelnen lichtemittierenden Einheit LL gemischt werden. Es ist möglich, dass eine einzige LED die einzelne lichtemittierende Einheit LL bildet. Jede der lichtemittierenden Einheiten LL hat einen Anschluss mit hohem Potential und einen Anschluss mit niedrigem Potential, und jede LED, die die lichtemittierende Einheit LL bildet, hat eine Durchlassrichtung von dem Anschluss mit hohem Potential zu dem Anschluss mit niedrigem Potential.
Der LED-Treiber 1 hat n Anschlüsse CH. Jeder Anschluss (jede Klemme) CH ist eine Anschlussklemme für eine lichtemittierende Einheit, die mit der lichtemittierenden Einheit LL zu verbinden ist. An den Hochspannungsanschluss jeder lichtemittierenden Einheit LL wird eine Versorgungsspannung V_POW angelegt, die eine positive Gleichspannung ist, und der Niederspannungsanschluss jeder lichtemittierenden Einheit LL ist mit dem entsprechenden Anschluss CH verbunden. Ein Strom, der in jeder lichtemittierenden Einheit LL fließt, wird als Treiberstrom I_LED bezeichnet.
Der LED-Treiber 1 ist ein elektronisches Bauteil (Halbleiterbauelement), das durch Versiegeln einer integrierten Halbleiterschaltung in einem Gehäuse (Package) gebildet wird, wie in 2 dargestellt. Eine Vielzahl von externen Anschlüssen sind aus dem Gehäuse des LED-Treibers 1 freigelegt. In dem LED-Treiber 1 gemäß dem Strukturbeispiel von 1 umfasst die Vielzahl der externen Anschlüsse die Anschlüsse IN, GND, EX_ISET , FAILB und COM sowie die n-Anschlüsse CH, wie in 1 dargestellt. Es können auch andere Anschlüsse in die Vielzahl der externen Anschlüsse aufgenommen werden. Beachten Sie, dass die Anzahl der externen Anschlüsse des LED-Treibers 1 und das in 2 dargestellte Aussehen des LED-Treibers 1 lediglich Beispiele sind.
Eine Eingangsspannung V_IN wird von außerhalb des LED-Treibers 1 an den Anschluss (die Klemme) IN angelegt. Bei der Eingangsspannung V_IN soll es sich um eine positive Gleichspannung handeln. Der LED-Treiber 1 wird mit der Eingangsspannung V_IN angesteuert. Der Anschluss GND ist mit Masse verbunden. Der Anschluss FAILB ist über die Verdrahtung 3 mit der MPU 2 verbunden. Die MPU 2 arbeitet anhand einer Versorgungsspannung VCC, die eine vorgegebene positive Gleichspannung ist. Die Verdrahtung 3, die den Anschluss FAILB und die MPU 2 verbindet, ist über den Pull-up-Widerstand R_PU mit einem Anwendungsanschluss der Versorgungsspannung VCC (ein Anschluss, an dem die Versorgungsspannung VCC anliegt) verbunden. Außerdem ist die MPU 2 über die Kommunikationsverdrahtung 4 mit dem Anschluss COM als Kommunikationsanschluss verbunden. Der LED-Treiber 1 und die MPU 2 können über die Kommunikationsverdrahtung 4 bidirektional miteinander kommunizieren. Obwohl in 1 nur ein Anschluss COM dargestellt ist, besteht der Anschluss COM in Wirklichkeit aus einer Vielzahl von externen Anschlüssen, und dementsprechend besteht die Kommunikationsverdrahtung 4 aus einer Vielzahl von Kabeln. Zwischen dem LED-Treiber 1 und der MPU 2 kann jedes Kommunikationsverfahren eingesetzt werden. Zum Beispiel kann ein Verfahren eingesetzt werden, das einer seriellen peripheren Schnittstelle (SPI) entspricht. Der Anschluss EX_ISET wird später beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 3 werden in der folgenden Beschreibung, wenn die n Anschlüsse CH (d.h. die n Kanäle der Anschlüsse CH) voneinander unterschieden werden sollen, die n Anschlüsse CH als Anschlüsse CH[1] bis CH[n] bezeichnet. In gleicher Weise werden, wenn die n lichtemittierenden Einheiten LL (z.B. die n Kanäle der lichtemittierenden Einheiten LL) voneinander unterschieden werden sollen, die n lichtemittierenden Einheiten LL als lichtemittierende Einheiten LL[1] bis LL[n] bezeichnet, und der in der lichtemittierenden Einheit LL[i] fließende Treiberstrom I_LED wird insbesondere als Treiberstrom I_LED [i] bezeichnet. Dabei steht i für eine beliebige ganze Zahl. Die Anschlüsse CH des ersten bis n-ten Kanals sind jeweils die Anschlüsse CH[1] bis CH[n], und die lichtemittierenden Einheiten LL des ersten bis n-ten Kanals sind jeweils die lichtemittierenden Einheiten LL[1] bis LL[n]. Die Anschlüsse mit hohem Potential der lichtemittierenden Einheiten LL[1] bis LL[n] sind mit einem Anschluss für die Versorgungsspannung V_POW (ein Anschluss, an den die Versorgungsspannung V_POW angelegt wird) verbunden, und die Anschlüsse mit niedrigem Potential der lichtemittierenden Einheiten LL[1] bis LL[n] sind jeweils mit den Anschlüssen CH[1] bis CH[n] verbunden. Daher fließen die Treiberströme I_LED [1] bis I_LED [n] durch die Anschlüsse (Klemmen) CH[1] bis CH[n].
Beachten Sie, dass der LED-Treiber 1 eine DC/DC-Wandlerfunktion zur Erzeugung der Versorgungsspannung V_POW aus der Eingangsspannung V_IN haben kann. Der DC/DC-Wandler kann den Spannungswert der Versorgungsspannung V_POW beispielsweise anhand der Spannungen an den Anschlüssen CH[1] bis CH[n] steuern. Die Schaltung, die die Versorgungsspannung V_POW erzeugt, kann eine andere Schaltung sein, die getrennt von dem LED-Treiber 1 angeordnet ist.
4 zeigt ein internes Blockdiagramm eines Hauptteils des LED-Treibers 1. Der LED-Treiber 1 umfasst Treiberschaltungen 10[1] bis 10[n] als erste bis n-te Kanäle von Treiberschaltungen, eine Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung 20, eine Steuerschaltung 30, eine Anomalienerkennungsschaltung 40, eine Datenspeichereinheit 50 und eine interne Spannungserzeugungsschaltung 60. Weitere Teile können in dem LED-Treiber 1 angeordnet sein, sind aber in 4 nicht dargestellt. Wenn es nicht notwendig ist, die Treiberschaltungen 10[1] bis 10[n] voneinander zu unterscheiden, kann jede oder die Gesamtheit der Treiberschaltungen 10[1] bis 10[n] als Treiberschaltung 10 bezeichnet werden.
Die Treiberschaltungen 10[1] bis 10[n] sind jeweils mit den Anschlüssen CH[1] bis CH[n] verbunden. Treibersteuersignale einschließlich der Steuersignale S_PWM [1] bis S_PWM [n] und S_DC [1] bis S_DC [n] werden den Treiberschaltungen 10[1] bis 10[n] von der Steuerschaltung 30 zugeführt, und die Treiberschaltungen 10[1] bis 10[n] können die lichtemittierenden Einheiten LL[1] bis LL[n] durch PWM-Antrieb bzw. Gleichstromantrieb anhand der Treibersteuersignale ansteuern.
Wird die PWM-Ansteuerung durchgeführt, so steuert (treibt) die Treiberschaltung 10[i] die entsprechende lichtemittierende Einheit LL[i] an, um anhand des Steuersignals S_PWM [i] Lichtimpulse durch PWM-Steuerung zu emittieren, und steuert die Größe des Treiberstroms I_LED [i], wenn der Treiberstrom I_LED [i] fließt, in einer Vielzahl von Schritten anhand des Steuersignals S_DC [i]. Bei der Durchführung der Gleichstrom-Ansteuerung liefert die Treiberschaltung 10[i] derart kontinuierlich den Treiberstrom I_LED [i] an die lichtemittierende Einheit LL[i], dass die lichtemittierende Einheit LL[i] kontinuierlich Licht emittiert, und steuert dabei basierend auf dem Steuersignal S_DC [i] die Größe des Treiberstroms I_LED [i] in einer Vielzahl von Schritten.
Die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung 20 legt an jede Treiberschaltung 10 eine Treiberreferenzspannung V_DREF an. Die Treiberreferenzspannung V_DREF bestimmt den oberen Grenzwert des Treiberstroms I_LED [i]. Mit anderen Worten, die Treiberschaltung 10[i] steuert die Größe des Treiberstroms I_LED [i], wenn der Treiberstrom I_LED [i] in einer Vielzahl von Schritten anhand des Steuersignals S_DC [i] fließt, und die obere Grenze der Größe des Treiberstroms I_LED [i] wird in Abhängigkeit von der Treiberreferenzspannung V_DREF bestimmt (ein spezifisches Konstruktionsbeispiel zur Realisierung dieser Steuerung wird später beschrieben). Die Treiberreferenzspannung V_DREF kann für jede Treiberschaltung 10 erzeugt werden, oder es kann eine einzige gemeinsame Treiberreferenzspannung V_DREF für die Treiberschaltungen 10[1] bis 10[n] erzeugt werden.
Die Steuerschaltung 30 steuert die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung 20 und jede Treiberschaltung 10. Die Steuerschaltung 30 erzeugt die Treibersteuersignale einschließlich der Steuersignale S_PWM [1] bis S_PWM [n] und S_DC [1] bis S_DC [n] anhand eines Signals von der MPU 2. Insbesondere liefert die MPU 2 beispielsweise an den LED-Treiber 1 über die Kommunikationsleitung 4 ein Treiberbedingungs-Einstellsignal, und Treibereinstellungsdaten, die auf dem Treiberbedingungs-Einstellsignal basieren, werden in der Datenspeichereinheit 50 gespeichert (siehe 6). Die Steuerschaltung 30 erzeugt das Treibersteuersignal einschließlich der Steuersignale S_PWM [1] bis S_PWM [n] und S_DC [1] bis S_DC [n] anhand der in der Datenspeichereinheit 50 gespeicherten Treibereinstelldaten.
5 zeigt eine Beziehung zwischen dem Steuersignal S_PWM [i] und dem Treiberstrom I_LED [i], wenn die PWM-Ansteuerung ausgeführt wird. Das Steuersignal S_PWM [i] kann eine beliebige Signalform haben, und hier soll das Steuersignal S_PWM [i] ein Binärsignal mit hohem oder niedrigem Pegel sein. Das Steuersignal S_PWM [i] hat eine vorgegebene PWM-Frequenz. Die Funktion der Treiberschaltung 10[i] bewirkt, dass der Wert des Treiberstroms I_LED [i] während dem High-Pegel-Zeitraum des Steuersignals S_PWM [i] ein Stromwert I_VAL [i] ist, und dass der Wert des Treiberstroms I_LED [i] während des Low-Pegel-Zeitraums des Steuersignals S_PWM [i] Null ist (ein Übergangszustand wird ignoriert). Der Stromwert I_VAL [i] ist größer als Null. Das Verhältnis des High-Pegel-Zeitraums des Steuersignals S_PWM [i] zum High-Pegel-Zeitraum plus dem Low-Pegel-Zeitraum des Steuersignals S_PWM [i] wird als EIN-Tastverhältnis des i-ten Kanals bezeichnet. Das EIN-Tastverhältnis des i-ten Kanals wird anhand des Steuersignals S_PWM [i] in mehreren Schritten variabel eingestellt (z.B. in 256 Schritten variabel eingestellt). Außerdem wird der Stromwert I_VAL [i] anhand des Steuersignals S_DC [i] in mehreren Schritten variabel eingestellt (z.B. variabel in 256 Schritten).
Führt die Treiberschaltung 10[i] die Gleichstrom-Ansteuerung durchführt, so fließt der Treiberstrom I_LED [i] mit dem Stromwert I_VAL [i] kontinuierlich. Die Gleichstrom-Ansteuerung durch die Treiberschaltung 10[i] ist gleichbedeutend damit, dass das EIN-Tastverhältnis des i-ten Kanals 100 % beträgt. Führt die Treiberschaltung 10[i] die Gleichstrom-Ansteuerung durch, so kann davon ausgegangen werden, dass das Steuersignal S_PWM [i] kontinuierlich auf hohem Niveau gehalten wird.
Die Anomalienerkennungsschaltung 40 erkennt das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie in Bezug auf den LED-Treiber 1. Zu den von der Anomalienerkennungsschaltung 40 zu erfassenden Anomalien gehören eine Temperaturanomalie, die besagt, dass der LED-Treiber 1 eine zu hohe Temperatur hat, eine Eingangsspannungsanomalie, die besagt, dass die Eingangsspannung V_IN zu niedrig oder zu hoch ist, und eine Anomalie, die sich auf den Anschluss EX_ISET bezieht (Einzelheiten werden später beschrieben). Wird von der Anomalienerkennungsschaltung 40 keine Anomalie erkannt, so versetzt die Anomalienerkennungsschaltung 40 den Anschluss FAILB in einen hochohmigen Zustand, um den Pegel der Verdrahtung 3 auf hohem Niveau zu halten. Erkennt die Anomalienerkennungsschaltung 40 eine Anomalie, so arbeitet die Anomalienerkennungsschaltung 40 mit dem Pull-up-Widerstand R_PU zusammen, um den Anschluss FAILB auf einen niedrigen Pegel zu bringen. Zum Beispiel wird ein Open-Drain-FET an den LED-Treiber 1 angeschlossen, und der Drain des FET ist mit dem Anschluss FAILB verbunden. Dann steuert die Anomalienerkennungsschaltung 40 das Gate-Potential des FET anhand des Ergebnisses der Erkennung des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer Anomalie. Die MPU 2 kann das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie in Bezug auf den LED-Treiber 1 durch Überwachung des Pegels der Verdrahtung 3 feststellen.
Wie in 6 dargestellt, speichert die Datenspeichereinheit 50 die oben beschriebenen Treibereinstelldaten und speichert auch einen Modus-Einstellwert und ein Flag für eine Anomalie des externen Widerstands. Darüber hinaus werden verschiedene Daten und Flags in der Datenspeichereinheit 50 gespeichert. Der Modus-Einstellwert und das Flag für die Anomalie des externen Widerstands werden später beschrieben. Beachten Sie, dass in Bezug auf Daten oder dergleichen, zu speichern und zu halten, die gleiche Bedeutung haben. Bei der Datenspeichereinheit 50 kann es sich um einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) handeln oder um einen Speicher, der in ein Register oder eine Lookup-Tabelle eingeordnet ist, oder um eine Kombination von Logikschaltungen einschließlich eines Flip-Flops oder dergleichen. In jedem Fall kann die Datenspeichereinheit 50 die erforderlichen Daten halten und die gehaltenen (gespeicherten) Daten an die Steuerschaltung 30 ausgeben. Solange diese Funktion realisiert werden kann, kann die Datenspeichereinheit 50 jeden Typ und jede Struktur haben.
Die interne Spannungserzeugungsschaltung 60 erzeugt eine oder mehrere vorgegebene interne Spannungen anhand der Eingangsspannung V_IN . Jeder Schaltkreis, der den LED-Treiber 1 bildet, arbeitet anhand der von der internen Spannungserzeugungsschaltung 60 erzeugten Spannung.
Nachfolgend werden in einer Vielzahl von Beispielen einige spezifische strukturelle Beispiele, angewandte Techniken, modifizierte Techniken und dergleichen über das lichtemittierende System SYS beschrieben. Die oben in der Ausführungsform beschriebenen Sachverhalte werden auf die unten beschriebenen Beispiele angewandt, sofern nicht anders vermerkt und solange kein Widerspruch auftritt. Gibt es einen Widerspruch zwischen dem oben beschriebenen Sachverhalt und der Beschreibung im folgenden Beispiel, so kann die Beschreibung im folgenden Beispiel vorrangig sein. Darüber hinaus kann ein in einem beliebigen Beispiel beschriebener Sachverhalt auf ein beliebiges anderes Beispiel angewandt werden (d. h. zwei oder mehr Beispiele können aus der Vielzahl der Beispiele kombiniert werden), solange kein Widerspruch zwischen den nachstehend beschriebenen Beispielen auftritt.
«Erstes Beispiel»
Es wird ein erstes Beispiel beschrieben. 7 zeigt eine Teilstrukturansicht eines LED-Treibers 1A gemäß dem ersten Beispiel. Im ersten Beispiel wird der LED-Treiber 1A als LED-Treiber 1 verwendet. Der LED-Treiber 1A umfasst Treiberschaltungen 10[1] bis 10[n], eine Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung 20A als Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung 20, eine Modus-Steuerschaltung 30A, eine Anomalienerkennungsschaltung 40A und einen Messwiderstand R_SNS . Der Anschluss EX_ISET ist ein spezifischer externer Anschluss, der mit einem externen Widerstand außerhalb des LED-Treibers 1A verbunden werden kann, und 8 zeigt einen Zustand, in dem ein externer Widerstand R_EX__A angeschlossen ist. In dem in 8 dargestellten Zustand befindet sich der externe Widerstand R_EX__A außerhalb des LED-Treibers 1A und ist zwischen dem Anschluss EX_ISET und Masse angeschlossen. Der externe Widerstand R_EX__A ist eine diskrete Komponente, die vom LED-Treiber 1A getrennt ist und eine Komponente des lichtemittierenden Systems SYS sein kann. Wie in 8 gezeigt, wird der Zustand, in dem der externe Widerstand R_EX__A zwischen dem Anschluss EX_ISET und Masse angeschlossen ist, als ein Zustand mit dem externen Widerstand bezeichnet. Wie in 7 gezeigt, wird der Zustand, in dem der Anschluss EX_ISET nicht mit dem externen Widerstand R_EX__A verbunden ist, sondern geöffnet ist, als Zustand ohne den externen Widerstand bezeichnet.
In dem LED-Treiber 1A haben die Treiberschaltungen 10[1] bis 10[n] die gleiche interne Struktur, und jede Treiberschaltung 10 umfasst einen Transistor 11, der als N-Kanal-MOSFET ausgebildet ist, einen Verstärker 12 als Operationsverstärker und einen Widerstand 13. Die Treiberschaltung 10[i] ist mit dem Anschluss CH [i] verbunden. Um eine komplizierte Darstellung zu vermeiden, zeigt 7 die internen Strukturen von nur zwei Treiberschaltungen 10[1] und 10[2] unter den n Kanälen der Treiberschaltungen 10.
In jeder Treiberschaltung 10 ist ein Drain des Transistors 11 mit dem entsprechenden Anschluss CH verbunden. Daher ist der Drain des Transistors 11 in der Treiberschaltung 10 [i] mit dem Anschluss CH [i] verbunden. In jeder Treiberschaltung 10 ist eine Source des Transistors 11 über den Widerstand 13 mit Masse verbunden, ein Ausgangsanschluss des Verstärkers 12 ist mit einem Gate des Transistors 11 verbunden, und ein nichtinvertierender Eingangsanschluss des Verstärkers 12 wird mit der von der Schaltung 20A gelieferten Treiberreferenzspannung V_DREF beaufschlagt. In jeder Treiberschaltung 10 ist ein Verbindungsknoten zwischen der Source des Transistors 11 und dem Widerstand 13 mit einem invertierenden Eingangsanschluss des Verstärkers 12 verbunden.
In jeder Treiberschaltung 10 ist der Widerstand 13 als variabler Widerstand ausgebildet. In der Treiberschaltung 10[i] wird der Widerstand des mit dem invertierenden Eingangsanschluss des Verstärkers 12 verbundenen Widerstands 13 anhand des Steuersignals S_DC [i] variabel eingestellt, und daher wird die Größe des Treiberstroms I_LED [i], wenn sich der Transistor 11 nicht im AUS-Zustand befindet, über die Gate-Potenzialsteuerung des Transistors 11 durch den Verstärker 12 variabel eingestellt. Man beachte, dass, sofern nicht anders angegeben, in dieser Ausführungsform alle Widerstände außer dem Widerstand 13 als Festwiderstände zu verstehen sind, die jeweils einen festen Widerstandswert haben.
Darüber hinaus steuert, obwohl in 7 nicht deutlich dargestellt, der Verstärker 12 in der Treiberschaltung 10[i] nur während des Hochpegelzeitraums des Steuersignals S_PWM [i] das Gate-Potential des Transistors 11 derart, dass die Treiberreferenzspannung V_DREF gleich dem Spannungsabfall des Widerstands 13 ist, und während des Niedrigpegelzeitraums des Steuersignals S_PWM [i] liegt die Ausgangsspannung des Verstärkers 12 derart nicht an dem Gate des Transistors 11 an, dass der Transistor 11 ausgeschaltet ist.
Um diese Steuerung zu realisieren, wird zum Beispiel in der Treiberschaltung 10[i] ein Schalter (nicht dargestellt) zwischen dem Ausgangsanschluss des Verstärkers 12 und dem Gate des Transistors 11 eingefügt, und nur während des Hochpegelzeitraums des Steuersignals S_PWM [i] wird der Schalter zwischen dem Ausgangsanschluss des Verstärkers 12 und dem Gate des Transistors 11 eingeschaltet. Man beachte, dass der Transistor 11 in Wirklichkeit aus einer Vielzahl von FETs und der Widerstand 13 aus einer Vielzahl von Widerständen bestehen kann. Auf diese Weise kann der Widerstand des Widerstands 13, der zwischen der Source des Transistors 11 und Masse angeordnet ist, variabel sein.
Liegt die Ausgangsspannung des Verstärkers 12 an dem Gate des Transistors 11 in der Treiberschaltung 10[i] an, so steuert der Verstärker 12 das Gate-Potential des Transistors 11 derart, dass eine Spannungsdifferenz zwischen dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss und dem invertierenden Eingangsanschluss desselben Null wird, und daher die lichtemittierende Einheit LL[i] in Abhängigkeit vom Widerstand des mit dem invertierenden Eingangsanschluss des Verstärkers 12 verbundenen Widerstands 13 mit dem Treiberstrom I_LED [i] versorgt wird.
Führt die Treiberschaltung 10[i] die Gleichstrom-Ansteuerung durch, so wird der Stromwert I_VAL [i] des Treiberstroms I_LED [i] (siehe 5) anhand des Steuersignals S_DC [i] in einer Vielzahl von Schritten gesteuert. Führt die Treiberschaltung 10[i] die PWM-Ansteuerung durch, so werden das Einschaltverhältnis des i-ten Kanals und der Stromwert I_VAL [i] des Treiberstroms I_LED [i] während des Hochpegelzeitraums des Steuersignals S_PWM [i] (siehe 5) separat in mehreren Schritten anhand der Steuersignale S_PWM [i] und S_DC [i] gesteuert.
In der Treiberschaltung 10[i] wird der Widerstand des Widerstands 13 innerhalb eines vorgegebenen variablen Widerstandsbereichs in mehreren Schritten variabel eingestellt, und in Verbindung damit wird der Stromwert I_VAL [i] in mehreren Schritten innerhalb eines vorgegebenen variablen Strombereichs variabel eingestellt. In der Treiberschaltung 10[i] wird der Stromwert I_VAL [i] maximiert, wenn der Widerstand des Widerstands 13 gleich dem Minimalwert des variablen Widerstandsbereichs ist, und der Stromwert I_VAL [i] sinkt zusammen mit der Erhöhung des Widerstands 13.
Wird der Mindestwert des variablen Widerstandsbereichs durch R13_MIN bezeichnet, so hängt der obere Grenzwert des Treiberstroms I_LED [i] (d.h. der Stromwert I_VAL [i], wenn der Widerstand des Widerstands 13 gleich dem Mindestwert des variablen Widerstandsbereichs ist) von der Treiberreferenzspannung V_DREF ab und wird durch V_DREF /R13_MIN ausgedrückt. Führt die Treiberschaltung 10[i] die Gleichstrom-Ansteuerung durch, so gibt der obere Grenzwert des Treiberstroms I_LED [i] die Obergrenze des Wertes des Treiberstroms I_LED [i] an, der kontinuierlich fließt. Führt die Treiberschaltung 10[i] die PWM-Ansteuerung durch, so gibt der obere Grenzwert des Treiberstroms I_LED [i] die Obergrenze des Momentanwerts des Treiberstroms I_LED [i] an, wenn der Treiberstrom I_LED [i] fließt (d. h. die Obergrenze des Momentanwerts des Treiberstroms I_LED [i] während des Hochpegelzeitraums des Steuersignals S_PWM [i]).
Die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung 20A hat eine variable Einstellfunktion der Treiberreferenzspannung V_DREF , die den oberen Grenzwert des Treiberstroms I_LED [i] definiert. Die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung 20A umfasst einen Widerstand 100, der ein interner Widerstand zur Erzeugung der Treiberreferenzspannung ist, eine Referenzstrom-Erzeugungsschaltung 110, eine Stromüberlagerungsschaltung 120, eine Stromspiegelschaltung 130, eine Referenzspannungs-Erzeugungseinheit 140 und einen Schalter 150.
Die Referenzstrom-Erzeugungsschaltung 110 umfasst einen Transistor 111, der als N-Kanal-MOSFET ausgebildet ist, einen Verstärker 112, der ein Operationsverstärker ist, und einen Widerstand 113. Ein Drain des Transistors 111 ist mit einem Eingangsanschluss 131 der Stromspiegelschaltung 130 verbunden, und eine Source des Transistors 111 ist über den Widerstand 113 mit Masse verbunden. Ein Gate des Transistors 111 ist mit einem Ausgangsanschluss des Verstärkers 112 verbunden. Der Verbindungsknoten zwischen der Source des Transistors 111 und dem Widerstand 113 ist mit einem invertierenden Eingangsanschluss des Verstärkers 112 verbunden. An einen nichtinvertierenden Eingangsanschluss des Verstärkers 112 wird eine vorgegebene Referenzspannung V_REF (z. B. 0,6 V) angelegt. Daher fließt zwischen Drain und Source des Transistors 111 ein Referenzstrom I_REF , der durch den Widerstand des Widerstands 113 und den Spannungswert der Referenzspannung V_REF bestimmt wird.
Die Stromüberlagerungsschaltung 120 umfasst einen Transistor 121, der als N-Kanal-MOSFET ausgebildet ist, und einen Verstärker 122, der ein Operationsverstärker ist. Ein Drain des Transistors 121 ist mit einem Anschluss des Schalters 150 verbunden, und der andere Anschluss des Schalters 150 ist mit dem Eingangsanschluss 131 der Stromspiegelschaltung 130 verbunden. Mit anderen Worten: Der Schalter 150 ist in Reihe zwischen dem Drain des Transistors 121 und dem Eingangsanschluss 131 geschaltet. Eine Source des Transistors 121 ist über den Messwiderstand R_SNS mit dem Anschluss EX_ISET verbunden. Ein Gate des Transistors 121 ist mit dem Ausgangsanschluss des Verstärkers 122 verbunden. Die Source des Transistors 121 ist mit einem invertierenden Eingangsanschluss des Verstärkers 122 verbunden. Ein nicht invertierender Eingangsanschluss des Verstärkers 122 wird mit der vorgegebenen Referenzspannung V_REF versorgt.
Die Stromspiegelschaltung 130 hat einen Eingangsanschluss 131 und eines Ausgangsanschluss 132 und gibt von dem Ausgangsanschluss 132 einen ausgangsseitigen Strom I_OUT__A aus, der das k_A-fache eines eingangsseitigen Stroms I_IN__A ist, der durch den Eingangsanschluss 131 fließt. Dabei ist k_A eine beliebige reelle Zahl und kann 1 sein. Der Ausgangsanschluss 132 ist mit einem Ende des Widerstands 100 verbunden, und das andere Ende des Widerstands 100 ist mit Masse verbunden. Darüber hinaus ist der Ausgangsanschluss 132 in jeder der Treiberschaltungen 10[1] bis 10[n] mit dem nichtinvertierenden Eingangsanschluss des Verstärkers 12 verbunden. Daher wird die Spannung, die über dem Widerstand 100 erzeugt wird, wenn der ausgangsseitige Strom I_OUT__A durch den Widerstand 100 fließt, zur Treiberreferenzspannung V_DREF.
Die Referenzspannungs-Erzeugungseinheit 140 erzeugt die Referenzspannung V_REF mit einem vorgegebenen positiven Gleichspannungswert. Die Referenzspannungs-Erzeugungseinheit 140 kann als eine Komponente der Schaltungen 110 und 120 verstanden werden, die von den Schaltungen 110 und 120 gemeinsam genutzt wird.
Die Modus-Steuerschaltung 30A ist ein Teil der in 4 dargestellten Steuerschaltung 30 und steuert den Zustand des Schalters 150 anhand des in der Datenspeichereinheit 50 (6) gespeicherten Modus-Einstellwertes. In diesem Fall wird auch auf das Flag für die Anomalie des externen Widerstands mit einem Wert von 0 oder 1 Bezug genommen (Einzelheiten werden später beschrieben). Der Modus-Einstellwert hat einen Wert von 1 oder 2. Anhand eines Modus-Einstellsignals, das vom Mikrocomputer 2 an den LED-Treiber 1 (hier der LED-Treiber 1A) gesendet wird, wird der Modus-Einstellwert bestimmt. Der Modus-Einstellwert hat einen Anfangswert von 1 und bleibt 1, bis der LED-Treiber 1 (hier der LED-Treiber 1A) das Modus-Einstellsignal empfängt.
Hat das Flag für die Anomalie des externen Widerstands den Wert 0, so betreibt die Modus-Steuerschaltung 30A die Schaltung 20A in einem Modus MD_A1 , wenn der Modus-Einstellwert 1 ist, während sie dieselbe in einem Modus MD_A2 betreibt, wenn der Modus-Einstellwert 2 ist. Hat das Flag für die Anomalie des externen Widerstands den Wert 1, so betreibt die Modus-Steuerschaltung 30A die Schaltung 20A in dem Modus MD_A1 unabhängig von dem Modus-Einstellwert.
Wird die Schaltung 20A im Modus MD_A1 betrieben, so hält die Modus-Steuerschaltung 30A den Schalter 150 im AUS-Zustand. Wird die Schaltung 20A im Modus MD_A2 betrieben, so hält die Modus-Steuerschaltung 30A den Schalter 150 im EIN-Zustand. Daher kann die Modus-Steuerschaltung 30A als Schaltersteuerkreis (auch: Schaltsteuerkreis) bezeichnet werden, die den Zustand des Schalters 150 anhand des Modus-Einstellwerts steuert.
Der Modus MD_A1 ist ein Modus zur Erzeugung der Treiberreferenzspannung V_DREF unabhängig vom Zustand des Anschlusses EX_ISET. Mit anderen Worten, in dem Modus MD_A1 ist der Schalter 150 ausgeschaltet, und daher wird die konstante Treiberreferenzspannung V_DREF unabhängig davon erzeugt, ob der Anschluss EX_ISET mit dem externen Widerstand R_EX__A verbunden ist oder nicht, oder ob der Anschluss EX_ISET mit Masse kurzgeschlossen ist oder nicht, oder ob der Anschluss EX_ISET mit irgendeiner Spannung beaufschlagt ist oder nicht.
Der Modus MD_A2 ist ein Modus, der im Zustand mit dem externen Widerstand signifikant funktioniert, und ist ein Modus zur Erzeugung der Treiberreferenzspannung V_DREF in Übereinstimmung mit dem Strom, der durch den Anschluss EX_ISET fließt (ein Strom des zweiten Modus) .
Die Anomalienerkennungsschaltung 40A ist ein Teil der in 4 dargestellten Anomalienerkennungsschaltung 40. Im Modus MD_A2 erfasst die Anomalienerkennungsschaltung 40A die Spannung am Messwiderstand R_SNS, um die Größe des Stroms I_EX__A zu erfassen, der in dem Anschluss EX_ISET fließt, und erkennt anhand des Erkennungsergebnisses, ob der Strom I_EX__A eine Anomalie aufweist oder nicht. Im Modus MD_A2 gibt die Anomalienerkennungsschaltung 40A ein Erkennungsergebnissignal S_DET__A mit hohem Pegel aus, wenn die Spannung am Messwiderstand R_SNS einen vorbestimmten Wert (z.B. 175 mV) oder mehr beträgt, und andernfalls gibt sie das Erkennungsergebnissignal S_DET__A mit niedrigem Pegel aus. Das Hochpegel-Erkennungsergebnissignal S_DET__A zeigt an, dass der Strom I_EX__A zu hoch ist. Ist der Schalter 150 eingeschaltet und ist der Anschluss EX_ISET kurzgeschlossen oder ist der Widerstandswert des externen Widerstands R_EX__A, der an dem Anschluss EX_ISET angeschlossen ist, zu niedrig, so wird das Erkennungsergebnissignal S_DET__A hochpegelig. Das Erkennungsergebnissignal S_DET__A wird an die Modus-Steuerschaltung 30A gesendet. Beachten Sie, dass das Ausgangssignal (S_{DET_A}) der Anomalienerkennungsschaltung 40A im Modus MD_A1 ungültig ist.
Die Modus-Steuerschaltung 30A steuert den Wert des Anomalie-Flags des externen Widerstands (siehe 6). Das Anomalie-Flag des externen Widerstands hat einen Anfangswert von 0. Empfängt die Modus-Steuerschaltung 30A das Hochpegel-Erkennungsergebnissignal S_DET__A von der Anomalienerkennungsschaltung 40A im Modus MD_A2 (d.h. wenn der Schalter 150 eingeschaltet ist), so setzt sie das Flag für die Anomalie des externen Widerstands auf 1 und hält dann den Wert des Anomalie-Flags des externen Widerstands auf 1. Der Wert des Anomalie-Flags des externen Widerstands wird auf 1 gehalten, bis die Stromversorgung des LED-Treibers 1A ausgeschaltet wird oder bis ein bestimmtes Signal von der MPU 2 an den LED-Treiber 1A geliefert wird. Wie oben beschrieben, ist der Betriebsmodus der Schaltung 20A der Modus MD_A1, wenn das Anomalie-Flag des externen Widerstands den Wert 1 hat, unabhängig vom Modus-Einstellwert. Erkennt also die Anomalienerkennungsschaltung 40A während des Betriebs im Modus MD_A2 eine Anomalie (d.h. wenn das Flag für die Anomalie des externen Widerstands auf 1 gesetzt ist), so wird der Schalter 150 von EIN auf AUS geschaltet, und der Betriebsmodus der Schaltung 20A wird vom Modus MD_A2 in den Modus MD_A1 geändert.
Der Fall, in dem die Schaltung 20A im Modus MD_A1 arbeitet, wird als Fall CS_A1 bezeichnet. Im Fall CS_A1 ist der Schalter 150 ausgeschaltet, und daher ist der eingangsseitige Strom I_IN__A gleich dem Referenzstrom I_REF . Der Fall, in dem die Schaltung 20A im Modus MD_A2 im Zustand mit dem externen Widerstand arbeitet, wird als Fall CS_A2 bezeichnet. Im Fall CS_A2 ist der Schalter 150 eingeschaltet, und daher ist der eingangsseitige Strom I_IN__A gleich der Summe des Referenzstroms I_REF und des Stroms I_EX__A , der durch den Anschluss EX_ISET und den externen Widerstand R_EX__Afließt. Daher ist die Treiberreferenzspannung V_DREF im Fall CS_A2 höher als die im Fall CS_A1. Infolgedessen ist der obere Grenzwert des Treiberstroms I_LED [i] in jeder Treiberschaltung 10 im Fall CS_A2 höher als im Fall CS_A1 . Der obere Grenzwert des Treiberstroms I_LED [i] im Fall CS_A2 wird in Abhängigkeit von der Größe des Stroms I_EX__A (also in Abhängigkeit vom Widerstandswert des externen Widerstands R_EX__A) bestimmt.
Nachfolgend wird die Funktionsweise des LED-Treibers 1A zusammengefasst. Die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung 20A arbeitet wahlweise im Modus MD_A1 , um die Treiberreferenzspannung V_DREF unabhängig vom Zustand des Anschlusses EX_ISET zu erzeugen, oder im Modus MD_A2 , um die Treiberreferenzspannung V_DREF in Übereinstimmung mit dem Strom I_EX__A durch den Anschluss EX_ISET (dem Strom des zweiten Modus) zu erzeugen.
Wie oben beschrieben, ist der externe Widerstand R_EX__A außerhalb des LED-Treibers 1A zwischen dem Anschluss EX_ISET und Masse angeschlossen oder nicht. Arbeitet die Schaltung 20A im Modus MD_A2 in dem Zustand, in dem der externe Widerstand R_{EX_A} zwischen dem Anschluss EX_ISET und Masse angeschlossen ist, so liefert die Schaltung 20A den Strom I_{EX_A} an den externen Widerstand R_{EX_A} über den Anschluss EX_ISET und erzeugt die Treiberreferenzspannung V_DREF in Übereinstimmung mit der Größe des Stroms I_EX__A zu diesem Zeitpunkt. In diesem Fall hängt die Treiberreferenzspannung V_DREF, wenn die Schaltung 20A im Modus MD_A2 in demjenigen Zustand arbeitet, in dem der externe Widerstand R_{EX_A} zwischen dem Anschluss EX_ISET und Masse angeschlossen ist, vom Widerstandswert des externen Widerstands R_EX__A ab und ist höher als die Treiberreferenzspannung V_DREF im Modus MD_A1. Mit der Erhöhung der Treiber-Referenzspannung V_DREF erhöht die Treiberschaltung 10[i] den oberen Grenzwert des Treiberstroms I_LED [i]. Auf diese Weise kann der obere Grenzwert des Treiberstroms I_LED [i] im Modus MD_A2 erhöht werden.
Die Treiber-Referenzspannungs-Erzeugungsschaltung 20A umfasst die Referenzstrom-Erzeugungsschaltung 110, die den Referenzstrom I_REF gemeinsam im Modus MD_A1 und im Modus MD_A2 erzeugt, die Stromüberlagerungsschaltung 120, die den Strom I_EX__A nur im Modus MD_A2 aus dem Modus MD_A1 und dem Modus MD_A2 erzeugt, und die Stromspiegelschaltung 130, die den ausgangsseitigen Strom I_OUT__A proportional zum eingangsseitigen Strom I_IN__A erzeugt, und sie erzeugt die Treiber-Referenzspannung V_DREF proportional zum ausgangsseitigen Strom I_OUT__A. Im Modus MD_A1 ist der eingangsseitige Strom I_IN__A gleich dem Referenzstrom I_REF, während im Modus MD_A2 der eingangsseitige Strom I_{IN_A} gleich dem Referenzstrom I_REF plus dem Strom I_EX__A ist.
Die Treiberreferenzspannung-Erzeugungsschaltung 20A umfasst den Schalter 150, der in Reihe zwischen dem Eingangsanschluss 131 der Stromspiegelschaltung 130 und dem Anschluss EX_ISET geschaltet ist. Der LED-Treiber 1A umfasst ferner den Schaltersteuerkreis 30A, der den Schalter 150 steuert. Der Schaltersteuerkreis 30A schaltet den Schalter 150 im Modus MD_A1 aus, während er den Schalter 150 im Modus MD_A2 einschaltet, um den Strom I_EX__A, der durch den Anschluss EX_ISET fließt, dem eingangsseitigen Strom I_IN__A zu überlagern.
Die Anomalienerkennungsschaltung 40A erkennt, basierend auf der Größe des Stroms I_EX__A, der durch den Anschluss EX_ISET im Modus MD_A2 fließt, ob der Strom I_EX__A eine Anomalie aufweist oder nicht. Der Schaltersteuerkreis 30A schaltet den Schalter 150 weiter ein, wenn die Anomalienerkennungsschaltung 40A im Modus MD_A2 keine Anomalie erkennt (wenn der Wert des Anomalie-Flags des externen Widerstands 0 ist). Erkennt die Anomalienerkennungsschaltung 40A im Modus MD_A2 eine Anomalie (wenn der Wert des Anomalie-Flags des externen Widerstands 1 ist), so schaltet die Modus-Steuerschaltung 30A den Schalter 150 derart von EIN auf AUS, dass der Betriebsmodus der Schaltung 20A vom Modus MD_A2 in den Modus MD_A1 übergeht.
Wird eine Erwärmung oder dergleichen der lichtemittierenden Einheit LL oder des Transistors 11 in Betracht gezogen, so sollte eine angemessene Obergrenze des Treiberstroms I_LED [i] festgelegt werden. Ist andererseits der externe Widerstand R_EX__A für die Festlegung der Obergrenze wesentlich, so erhöht sich die Anzahl der Komponenten des lichtemittierenden Systems SYS. Um die Erhöhung der Anzahl der Bauteile zu vermeiden, ist daher die Betriebsart MD_A1 vorgesehen, bei der die entsprechende Obergrenze des Treiberstroms I_LED [i] ohne den externen Widerstand R_{EX_A} ermittelt wird.
Abhängig von dem lichtemittierenden System SYS kann es jedoch erforderlich sein, die obere Grenze des Treiberstroms I_LED [i] zu erhöhen. In Anbetracht dessen nimmt der LED-Treiber 1A eine Struktur an, die das Erfordernis unterstützt, das den externen Widerstand R_EX__A erfordert. Der Betrieb im Modus MD_A2 mit dem externen Widerstand R_EX__A kann eine Erhöhung der oberen Grenze des Treiberstroms I_LED [i] realisieren. Auf diese Weise kann der einzelne LED-Treiber 1A zur Erfüllung eines Erfordernis im lichtemittierenden System SYS sowohl als LED-Treiber mit dem oberen Grenzwert des Treiberstroms I_LED [i], der ein erster oberer Grenzwert (z.B. 60 mA) ist, als auch als LED-Treiber mit dem oberen Grenzwert des Treiberstroms I_LED [i], der ein zweiter oberer Grenzwert (z.B. 125 mA) ist, der höher als der erste obere Grenzwert ist, verwendet werden. Mit anderen Worten, es ist möglich, einen LED-Treiber bereitzustellen, der eine hohe Vielseitigkeit mit Blick auf die obere Grenze des Treiberstroms aufweist.
In einem solchen Fall, in dem der Anschluss EX_ISET im Modus MD_A2 mit Masse kurzgeschlossen ist, wird jedoch, wenn der Strom I_EX__A zu groß wird, der obere Grenzwert des Treiberstroms I_LED [i] ebenfalls zu groß, und die lichtemittierende Einheit LL[i] und der Transistor 11 können sich in einem Überstromzustand befinden. Durch die Bereitstellung der Anomalienerkennungsschaltung 40A kann verhindert werden, dass sie sich in einem Überstromzustand befinden.
Als lichtemittierendes System SYS ist es möglich, wahlweise ein erstes lichtemittierendes System zu realisieren, das im Modus MD_A1 ohne den externen Widerstand R_EX__A arbeitet, oder ein zweites lichtemittierendes System, das im Modus MD_A2 mit dem externen Widerstand R_EX__A arbeitet. Im ersten lichtemittierenden System ist der Betrieb der Stromüberlagerungsschaltung 120 nicht notwendig. Arbeitet die Schaltung 20A im Modus MD_A1, so unterbricht die Modus-Steuerschaltung 30A die Stromversorgung des Verstärkers 122 in Verbindung mit dem ausgeschalteten Schalter 150, um den Betrieb der Stromüberlagerungsschaltung 120 zu beenden. Daher kommt es bei dem als erstes Licht emittierendes System betriebenen lichtemittierenden System SYS nicht zu einem verschwenderischen Stromverbrauch. Auf einer Leiterplatte, auf der elektronische Komponenten des ersten lichtemittierenden Systems montiert sind, kann der Anschluss EX_ISET je nach Ausführung mit Masse kurzgeschlossen werden. Solange er jedoch im Modus MD_A1 arbeitet, sind sowohl der Schalter 150 als auch der Transistor 121 ausgeschaltet, und daher ist der Leckstrom durch sie so gering, dass er ignoriert werden kann und es kein Problem gibt. In der Stromüberlagerungsschaltung 120 kann ein Pull-Down-Widerstand zwischen dem Gate des Transistors 121 und Masse angeordnet sein.
<<Zweites Beispiel>>
Es wird nun ein zweites Beispiel beschrieben. Im zweiten Beispiel wird eine modifizierte Technik beschrieben, die auf das erste Beispiel angewendet werden kann. In der Struktur von 7 liegt die Spannung über dem einzelnen Widerstand 100 (der Spannungsabfall durch den einzelnen Widerstand 100) als Treiberreferenzspannung V_DREF gemeinsam an allen Treiberschaltungen 10[1] bis 10[n] an, jedoch ist es möglich, die Treiberreferenzspannung V_DREF für jeden einzelnen Kanal im LED-Treiber 1A zu erzeugen.
Die Erzeugung der Treiberreferenzspannung V_DREF für jeden Kanal im LED-Treiber 1A kann wie folgt durchgeführt werden. Wie in 9 dargestellt, ist die Stromspiegelschaltung 130 mit insgesamt n, d.h. ersten bis n-ten Kanälen der Ausgangsanschlüsse (Ausgangsklemmen) 132 versehen, und insgesamt n, d.h. erste bis n-te Kanäle der Widerstände 100 sind in der Treiberreferenzspannungserzeugungsschaltung 20A angeordnet (in 9 wird n = 2 angenommen). Dann werden die ersten bis n-ten Kanäle der Ausgangsanschlüsse 132 über die ersten bis n-ten Kanäle der Widerstände 100 mit Masse (Erde) verbunden, und der ausgangsseitige Strom I_OUT__A wird von jedem der ersten bis n-ten Kanäle der Ausgangsanschlüsse 132 ausgegeben. Auf diese Weise erzeugen die ersten bis n-ten Kanäle der Widerstände 100 jeweils die ersten bis n-ten Kanäle der Treiberreferenzspannungen V_DREF . Im i-ten Kanal ist der Verbindungsknoten zwischen dem Ausgangsanschluss 132 und dem Widerstand 100 mit dem nichtinvertierenden Eingangsanschluss des Verstärkers 12 in der Treiberschaltung 10[i] verbunden. Daher werden die nichtinvertierenden Eingangsanschlüsse der Verstärker 12 in den Treiberschaltungen 10[1] bis 10[n] (d.h. die ersten bis n-ten Kanäle der Treiberschaltungen 10) mit den ersten bis n-ten Kanälen der jeweiligen Treiberreferenzspannungen V_DREF versorgt. Die ersten bis n-ten Kanäle der Widerstände 100 haben alle den gleichen Widerstandswert.
Man beachte, dass es möglich ist, die ersten bis n-ten Kanäle in zwei oder mehr Blöcke im LED-Treiber 1A zu gruppieren und die Treiber-Referenzspannung V_DREF für jeden der Blöcke zu erzeugen. Jeder Block umfasst zwei oder mehr Kanäle.
<<Drittes Beispiel>>
Es wird nun ein drittes Beispiel beschrieben. 10 zeigt ein Teilstrukturdiagramm eines LED-Treibers 1B gemäß dem dritten Beispiel. Im dritten Beispiel wird der LED-Treiber 1B wie der LED-Treiber 1 verwendet. Der LED-Treiber 1B umfasst die Treiberschaltungen 10[1] bis 10[n], eine Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung 20B als Treiber-Referenzspannungs-Erzeugungsschaltung 20, eine Modus-Steuerschaltung 30B und eine AnomalienErkennungsschaltung 40B. Der Anschluss EX_ISET ist ein spezieller externer Anschluss, der mit einem externen Widerstand außerhalb des LED-Treibers 1B verbunden werden kann, und 11 zeigt einen Zustand, in dem ein externer Widerstand R_EX__B angeschlossen ist. In dem in 11 dargestellten Zustand befindet sich der externe Widerstand R_EX__B außerhalb des LED-Treibers 1B und ist zwischen dem Anschluss EX_ISET und Masse angeschlossen. Der externe Widerstand R_EX__B ist eine diskrete Komponente, die vom LED-Treiber 1A getrennt ist und eine Komponente des lichtemittierenden Systems SYS sein kann. Wie in 11 gezeigt, wird der Zustand, in dem der externe Widerstand R_Ex__B zwischen dem Anschluss EX_ISET und Masse angeschlossen ist, als der Zustand mit dem externen Widerstand bezeichnet. Wie in 10 gezeigt, wird der Zustand, in dem der Anschluss EX_ISET nicht mit dem externen Widerstand R_Ex__B verbunden ist, sondern geöffnet ist, als Zustand ohne den externen Widerstand bezeichnet.
Die interne Struktur und der Betrieb jeder Treiberschaltung 10 im LED-Treiber 1B sind die gleichen wie die im LED-Treiber 1A (d.h. die gleichen wie oben im ersten Beispiel beschrieben). Die oben für die Treiberschaltung 10 und den Treiberstrom I_LED im ersten Beispiel beschriebenen Sachverhalte werden alle auf das dritte Beispiel angewendet. Um eine komplizierte Darstellung zu vermeiden, zeigt 10 die interne Struktur von nur zwei Treiberschaltungen 10[1] und 10[2] unter den n Kanälen der Treiberschaltungen 10.
Die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung 20B hat die variable Einstellfunktion der Treiberreferenzspannung V_DREF, die den oberen Grenzwert des Treiberstroms I_LED [i] definiert. Die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung 20B umfasst einen Widerstand 200, der ein interner Widerstand zur Erzeugung der Treiberreferenzspannung ist, eine Referenzstrom-Erzeugungsschaltung 210, eine Stromspiegelschaltung 230, eine Referenzspannungs-Erzeugungseinheit 240 und Schalter 251 und 252.
Die Referenzstromerzeugungsschaltung 210 umfasst einen Transistor 211, der als N-Kanal-MOSFET ausgebildet ist, einen Verstärker 212, der ein Operationsverstärker ist, und einen Widerstand 213. Ein Drain des Transistors 211 ist mit einem Eingangsanschluss 231 der Stromspiegelschaltung 230 verbunden, und eine Source des Transistors 211 ist über den Widerstand 213 mit Masse verbunden. Ein Gate des Transistors 211 ist mit einem Ausgangsanschluss des Verstärkers 212 verbunden. Der Verbindungsknoten zwischen der Source des Transistors 211 und dem Widerstand 213 ist mit einem invertierenden Eingangsanschluss des Verstärkers 212 verbunden. An einen nichtinvertierenden Eingangsanschluss des Verstärkers 212 wird die vorgegebene Referenzspannung V_REF (z. B. 0,6 V) angelegt. Daher fließt zwischen Drain und Source des Transistors 211 der Referenzstrom I_REF , der durch den Widerstand des Widerstands 213 und den Spannungswert der Referenzspannung V_REF bestimmt wird.
Die Stromspiegelschaltung 230 hat einen Eingangsanschluss 231 und einen Ausgangsanschluss 232 und gibt von dem Ausgangsanschluss 232 einen ausgangsseitigen Strom I_{OUT_B} aus, der das k_B -fache eines eingangsseitigen Stroms I_{IN_B} ist, der durch den Eingangsanschluss 231 fließt. Dabei ist k_B eine beliebige reelle Zahl und kann 1 sein. Im LED-Treiber 1B ist der eingangsseitige Strom I_{IN_B} durch die Referenzstromerzeugungsschaltung 210 immer gleich dem Referenzstrom I_REF. Der Ausgangsanschluss 232 ist gemeinsam mit einem Ende des Schalters 251 und mit einem Ende des Schalters 252 verbunden. Das andere Ende des Schalters 251 ist über den Widerstand 200 mit Masse verbunden, und das andere Ende des Schalters 252 ist mit dem Anschluss EX_ISET verbunden. Darüber hinaus ist der Ausgangsanschluss 232 mit dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss des Verstärkers 12 in jeder der Treiberschaltungen 10[1] bis 10[n] verbunden.
Die Referenzspannungs-Erzeugungseinheit 240 erzeugt die Referenzspannung V_REF mit einem vorgegebenen positiven Gleichspannungswert. Die Referenzspannungs-Erzeugungseinheit 240 kann als eine Komponente der Referenzstrom-Erzeugungsschaltung 210 verstanden werden.
Die Modus-Steuerschaltung 30B ist ein Teil der in 4 dargestellten Steuerschaltung 30 und steuert die Zustände der Schalter 251 und 252 anhand des in der Datenspeichereinheit 50 (6) gespeicherten Modus-Einstellwertes. In diesem Fall wird auch auf das Anomalieflag des externen Widerstands mit einem Wert von 0 oder 1 Bezug genommen (Einzelheiten werden später beschrieben). Der Modus-Einstellwert hat einen Wert von 1 oder 2. Anhand des vom Mikrocomputer 2 an den LED-Treiber 1 (hier der LED-Treiber 1B) gesendeten Modus-Einstellsignals wird der Modus-Einstellwert bestimmt. Der Modus-Einstellwert hat einen Anfangswert von 1 und bleibt 1, bis der LED-Treiber 1 (hier der LED-Treiber 1B) das Modus-Einstellsignal empfängt.
Hat das Anomalieflag des externen Widerstands einen Wert von 0, so betreibt die Modus-Steuerschaltung 30B die Schaltung 20B in einem Modus MD_B1 , wenn der Modus-Einstellwert 1 ist, während sie dieselbe in einem Modus MD_B2 betreibt, wenn der Modus-Einstellwert 2 ist. Hat das Anomalieflag des externen Widerstands einen Wert von 1, so betreibt die Modus-Steuerschaltung 30B die Schaltung 20B in dem Modus MD_B1 unabhängig von dem Modus-Einstellwert.
Wird die Schaltung 20B im Modus MD_B1 betrieben, so hält die Modus-Steuerschaltung 30B den Schalter 251 im EIN-Zustand und den Schalter 252 im AUS-Zustand. Wird die Schaltung 20B im Modus MD_B2 betrieben, so hält die Modus-Steuerschaltung 30B den Schalter 251 im AUS-Zustand und den Schalter 252 im EIN-Zustand. Daher kann die Modus-Steuerschaltung 30B als ein Schaltersteuerkreis (Schaltsteuerkreis) bezeichnet werden, der die Zustände der Schalter 251 und 252 anhand des Modus-Einstellwertes steuert.
Der Modus MD_B1 ist ein Modus zur Erzeugung der Treiberreferenzspannung V_DREF unabhängig vom Zustand des Anschlusses EX_ISET . Mit anderen Worten, im Modus MD_B1 ist der Schalter 251 eingeschaltet, während der Schalter 252 ausgeschaltet ist, und daher wird die konstante Treiberreferenzspannung V_DREF unabhängig davon erzeugt, ob der Anschluss EX_ISET mit dem externen Widerstand R_Ex__B verbunden ist oder nicht, oder ob der Anschluss EX_ISET mit Masse kurzgeschlossen ist oder nicht, oder ob der Anschluss EX_ISET mit einer beliebigen Spannung beaufschlagt ist oder nicht. Im Modus MD_B1 ist die Treiberreferenzspannung V_DREF eine Spannung, die über dem Widerstand 200 erzeugt wird, wenn der ausgangsseitige Strom I_OUT__B durch den Widerstand 200 fließt.
Der Modus MD_B2 ist ein Modus, der im Zustand mit dem externen Widerstand bezeichnenderweise funktioniert, und ist ein Modus zur Erzeugung der Treiberreferenzspannung V_DREF in Übereinstimmung mit dem durch den Anschluss EX_ISET fließenden Strom (ein Strom des zweiten Modus). Im Modus MD_B2 ist die Treiberreferenzspannung V_DREF eine Spannung an dem Anschluss EX_ISET . Ist der externe Widerstand R_EX__B im Modus MD_B2 zwischen dem Anschluss EX_ISET und Masse angeordnet, so ist die Treiberreferenzspannung V_DREF eine Spannung, die über dem externen Widerstand R_EX__B erzeugt wird, wenn der ausgangsseitige Strom I_OUT__B durch den externen Widerstand R_EX__B fließt.
Die Anomalienerkennungsschaltung 40B ist ein Teil der in 4 dargestellten Anomalienerkennungsschaltung 40. Im Modus MD_B2 erfasst die Anomalienerkennungsschaltung 40B die Spannung an dem Anschluss EX_ISET , um zu erkennen, ob die Treiberreferenzspannung V_DREF eine Anomalie aufweist oder nicht. Mit anderen Worten, sie erkennt, ob der Strom I_EX__B , der durch den Anschluss EX_ISET fließt, eine Anomalie aufweist oder nicht. Im Modus MD_B2 gibt die Anomalienerkennungsschaltung 40B ein Erkennungsergebnissignal S_{DET_B} mit niedrigem Pegel aus, wenn die Spannung an dem Anschluss EX_ISET innerhalb eines vorgegebenen normalen Spannungsbereichs liegt, während sie das Erkennungsergebnissignal S_DET__B mit hohem Pegel ausgibt, wenn die Spannung an dem Anschluss EX_ISET außerhalb des normalen Spannungsbereichs liegt. Der normale Spannungsbereich ist dabei der Spannungsbereich von einer vorgegebenen unteren Grenzspannung (z.B. 0,3 V) bis zu einer vorgegebenen oberen Grenzspannung (z.B. 3,5 V). Die untere Grenzspannung und die obere Grenzspannung sind positive Spannungen, und die obere Grenzspannung ist höher als die untere Grenzspannung. Das Erkennungsergebnissignal S_DET__B zeigt an, dass die Spannung an dem Anschluss EX_ISET zu hoch oder zu niedrig ist. Im Modus MD_B2 (d.h. wenn der Schalter 252 eingeschaltet ist), wenn Anschluss EX_ISET mit Masse kurzgeschlossen ist oder wenn der Widerstandswert des externen Widerstands R_EX__B , der mit dem Anschluss EX_ISET verbunden ist, zu klein ist, wird die Spannung am Anschluss EX_ISET niedriger als die oben beschriebene untere Grenzspannung, und das Erkennungsergebnissignal S_DET__B wird hochpegelig. Außerdem wird im Modus MD_B2 die Spannung am Anschluss EX_ISET höher als die oben beschriebene obere Grenzspannung, wenn der Anschluss EX_ISET offen ist oder wenn der Widerstandswert des an den Anschluss EX_ISET angeschlossenen externen Widerstands R_EX__B zu groß ist, und das Erkennungsergebnissignal S_DET__B wird hochpegelig. Das Erkennungsergebnissignal S_DET__B wird an die Modus-Steuerschaltung 30B gesendet. Man beachte, dass das Ausgangssignal (S_{DET_B}) der Anomalienerkennungsschaltung 40B im Modus MD_B1 ungültig ist.
Die Modus-Steuerschaltung 30B steuert den Wert des Anomalieflag des externen Widerstands (siehe 6). Das Anomalieflag des externen Widerstands hat einen Anfangswert von 0. Empfängt die Modus-Steuerschaltung 30B das Erkennungsergebnissignal S_DET__B mit Hochpegel von der Anomalienerkennungsschaltung 40B im Modus MD_B2 (d.h. wenn der Schalter 251 ausgeschaltet und der Schalter 252 eingeschaltet ist), so setzt sie das Anomalieflag des externen Widerstands auf 1 und hält dann den Wert des Anomalieflag des externen Widerstands auf 1. Der Wert des Anomalieflags des externen Widerstands wird auf 1 gehalten, bis die Stromversorgung des LED-Treibers 1B ausgeschaltet wird oder bis ein bestimmtes Signal von der MPU 2 an den LED-Treiber 1B geliefert wird. Wie oben beschrieben, ist der Betriebsmodus der Schaltung 20B der Modus MD_B1 , wenn das Anomalieflag des externen Widerstands den Wert 1 hat, unabhängig vom Modus-Einstellwert. Erkennt also die Anomalienerkennungsschaltung 40B während des Betriebs im Modus MD_B2 eine Anomalie (d.h. wenn das Anomalieflag des externen Widerstands auf 1 gesetzt ist), so wird der Schalter 251 von AUS auf EIN geschaltet, während der Schalter 252 von EIN auf AUS geschaltet wird, und der Betriebsmodus der Schaltung 20B wird vom Modus MD_B2 auf den Modus MD_B1 geändert.
Der Fall, in dem die Schaltung 20B im Modus MD_B1 arbeitet, wird als Fall CS_B1 bezeichnet. Im Fall CS_B1 ist der Schalter 251 eingeschaltet, während der Schalter 252 ausgeschaltet ist, und daher wird die Treiberreferenzspannung V_DREF durch die Werte des ausgangsseitigen Stroms I_OUT__B und des Widerstands 200 bestimmt. Der Fall, in dem die Schaltung 20B im Modus MD_B2 im Zustand mit dem externen Widerstand arbeitet, wird als Fall CS_B2 bezeichnet. Im Fall CS_B2 ist der Schalter 251 ausgeschaltet, während der Schalter 252 eingeschaltet ist, und daher wird die Treiberreferenzspannung V_DREF durch die Werte des ausgangsseitigen Stroms I_OUT__B und des externen Widerstands R_EX__B bestimmt. Im Fall CS_B2 wird, mit Ausnahme eines anormalen Zustands, der externe Widerstand R_Ex__B mit einem größeren Widerstandswert als der des Widerstands 200 verwendet. Daher ist die Treiberreferenzspannung V_DREF im Fall CS_B2 höher als im Fall CS_B1. Infolgedessen ist der obere Grenzwert des Treiberstroms I_LED [i] in jeder Treiberschaltung 10 im Fall CS_B2 höher als im Fall CS_B1 . Der obere Grenzwert des Treiberstroms I_LED [i] im Fall CS_B2 wird in Abhängigkeit vom Widerstandswert des externen Widerstands R_Ex__B bestimmt.
Nachfolgend wird der Betrieb des LED-Treibers 1B zusammengefasst. Die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung 20B arbeitet wahlweise im Modus MD_B1 , um die Treiberreferenzspannung V_DREF unabhängig vom Zustand des Anschlusses EX_ISET zu erzeugen, oder im Modus MD_B2 , um die Treiberreferenzspannung V_DREF in Übereinstimmung mit dem Strom I_EX__B durch den Anschluss EX_ISET (dem Strom des zweiten Modus) zu erzeugen.
Wie oben beschrieben, ist außerhalb des LED-Treibers 1B der externe Widerstand R_EX__B zwischen dem Anschluss EX_ISET und Masse angeschlossen oder nicht. Arbeitet die Schaltung 20B im Modus MD_B2 in dem Zustand, in dem der externe Widerstand R_EX__B zwischen dem Anschluss EX_ISET und Masse angeschlossen ist, so liefert die Schaltung 20B den Strom I_EX__B an den externen Widerstand R_EX__B über den Anschluss EX_ISET und erzeugt die Treiberreferenzspannung V_DREF in Übereinstimmung mit der Spannung, die zu diesem Zeitpunkt durch den externen Widerstand R_EX__B erzeugt wird. Dabei hängt die Treiberreferenzspannung V_DREF, wenn die Schaltung 20B im Modus MD_B2 in dem Zustand arbeitet, in dem der externe Widerstand R_Ex__B zwischen dem Anschluss EX_ISET und Masse angeschlossen ist, vom Widerstandswert des externen Widerstands R_{EX_B} ab und ist höher als die Treiberreferenzspannung V_DREF im Modus MD_B1. Zusammen mit der Erhöhung der Treiberreferenzspannung V_DREF erhöht die Treiberschaltung 10 [i] den oberen Grenzwert des Treiberstroms I_LED [i]. Auf diese Weise kann der obere Grenzwert des Treiberstroms I_LED [i] im Modus MD_B2 erhöht werden.
Die Treiberreferenzspannung-Erzeugungsschaltung 20B umfasst die Stromspiegelschaltung 230, die den ausgangsseitigen Strom I_OUT__B proportional zum eingangsseitigen Strom I_IN__B erzeugt, und den Widerstand 200, der ein interner Widerstand ist. Im Modus MD_B1 liefert sie den ausgangsseitigen Strom I_OUT__B an den Widerstand 200, damit die vom Widerstand 200 erzeugte Spannung als Treiberreferenzspannung V_DREF an der Treiberschaltung 10[i] anliegt. Im Modus MD_B2 liefert sie den ausgangsseitigen Strom I_OUT__B als Strom I_EX__B an den Anschluss EX_ISET, damit die Spannung am Anschluss EX_ISET als Treiberreferenzspannung V_DREF an der Treiberschaltung 10[i] anliegt. Die Stromspiegelschaltung 230 ist ein Beispiel für die Stromerzeugungsschaltung, und der ausgangsseitige Strom I_OUT__B ist ein Beispiel für den vorbestimmten Strom, der durch die Stromerzeugungsschaltung erzeugt wird. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die Stromerzeugungsschaltung nicht unbedingt die Stromspiegelschaltung.
Die Treiberreferenzspannung-Erzeugungsschaltung 20B umfasst den Schalter 251, der in Reihe zwischen des Ausgangsanschlusses 232 der Stromspiegelschaltung 230 (der Ausgangsklemme der Stromerzeugungsschaltung) und dem Widerstand 200 geschaltet ist, und den Schalter 252, der in Reihe zwischen dem Ausgangsanschluss 232 der Stromspiegelschaltung 230 (der Ausgangsklemme der Stromerzeugungsschaltung) und dem Anschluss EX_ISET geschaltet ist. Der LED-Treiber 1B umfasst ferner den Schaltersteuerkreis (30B), die den Schalter 251 und den Schalter 252 steuert. Im Modus MD_B1 schaltet der Schaltsteuerkreis (30B) den Schalter 251 ein und den Schalter 252 aus, um den ausgangsseitigen Strom I_OUT__B an den Widerstand 200 zu liefern. Im Modus MD_B2 schaltet er den Schalter 251 aus und den Schalter 252 ein, um den Nebenstrom I_OUT__B als Strom I_EX__B an dem Anschluss EX_ISET abzugeben.
Darüber hinaus umfasst der LED-Treiber 1B eine Anomalienerkennungsschaltung 40B, die anhand der Spannung am Anschluss EX_ISET im Modus MD_B2 erkennt, ob die Treiberreferenzspannung V_DREF eine Anomalie aufweist oder nicht. Erkennt die Anomalienerkennungsschaltung 40B im Modus MD_B2 keine Anomalie (wenn der Wert des Anomalieflags des externen Widerstands 0 ist), so schaltet der Schaltsteuerkreis (30B) den Schalter 251 weiterhin aus und den Schalter 252 ein. Erkennt die Anomalienerkennungsschaltung 40B im Modus MD_B2 eine Anomalie (wenn der Wert des Anomalieflags des externen Widerstands 1 ist), so schaltet sie den Schalter 251 von AUS auf EIN und schaltet den Schalter 252 von EIN auf AUS, um den Betriebsmodus der Schaltung 20B vom Modus MD_B2 auf den Modus MD_B1 zu übertragen.
Die Struktur des dritten Beispiels kann die gleiche Wirkung und den gleichen Effekt wie die Struktur des ersten Beispiels bieten. Mit anderen Worten, um die Anforderung in dem lichtemittierenden System SYS zu erfüllen, kann der einzelne LED-Treiber 1B sowohl als LED-Treiber mit dem oberen Grenzwert des Treiberstroms I_LED [i], der der erste obere Grenzwert ist, als auch als LED-Treiber mit dem oberen Grenzwert des Treiberstroms I_LED [i], der der zweite obere Grenzwert ist, der höher als der erste obere Grenzwert ist, funktionieren. Mit anderen Worten, es ist möglich, den LED-Treiber mit hoher Vielseitigkeit hinsichtlich der oberen Grenze des Treiberstroms bereitzustellen.
Wird jedoch die Treiberreferenzspannung V_DREF in einem solchen Fall, in dem der Anschluss EX_ISET im Modus MD_B2 kurzgeschlossen oder geöffnet ist, zu klein oder zu groß, so wird der obere Grenzwert des Treiberstroms I_LED [i] unpassend. Durch die Anordnung der Anomalienerkennungsschaltung 40B kann verhindert werden, dass die lichtemittierende Einheit LL[i] in einem solchen unpassenden Zustand betrieben wird.
<<Viertens Beispiel>>
Es wird nun ein viertes Beispiel beschrieben. In diesem vierten Beispiel wird eine modifizierte Technik beschrieben, die bei dem dritten Beispiel eingesetzt werden kann. In der Struktur von 10 liegt die Spannung über dem einzelnen Widerstand 200 (der Spannungsabfall durch den einzelnen Widerstand 200) als Treiberreferenzspannung V_DREF allgemein an allen Treiberschaltungen 10[1] bis 10[n] im Modus MD_B1 an, und die Spannung am einzelnen externen Widerstand R_Ex__B (der Spannungsabfall am einzelnen externen Widerstand R_Ex__B) liegt als Treiberreferenzspannung V_DREF gemeinsam an allen Treiberschaltungen 10[1] bis 10[n] im Modus MD_B2 an, jedoch ist es möglich, die Treiberreferenzspannung V_DREF für jeden Kanal im LED-Treiber 1B zu erzeugen.
Die Erzeugung der Treiberreferenzspannung V_DREF für jeden Kanal im LED-Treiber 1B kann wie folgt durchgeführt werden. Wie in 12 dargestellt, ist die Stromspiegelschaltung 230 mit insgesamt n, d.h. ersten bis n-ten Kanälen von Ausgangsanschlüssen 232 versehen, und die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung 20B ist mit insgesamt n Sätzen der Widerstände 200, Schalter 251, Schalter 252 und Anschlüsse EX_ISET versehen (in 12 wird n = 2 angenommen). Der i-te Satz des Widerstands 200, des Schalters 251, des Schalters 252 und des Anschlusses EX_ISET sind der Widerstand 200, der Schalter 251, der Schalter 252 und der Anschluss EX_ISET für den i-ten Kanal (d.h. für die Treiberschaltung 10[i]).
Dann werden die ersten bis n-ten Kanäle der Ausgangsanschlüsse (Ausgangsklemmen) 232 mit einem Ende der ersten bis n-ten Kanäle der Widerstände 200 über die ersten bis n-ten Kanäle der Schalter 251 verbunden. Die anderen Enden der ersten bis n-ten Kanäle der Widerstände 200 sind alle mit Masse verbunden. Die ersten bis n-ten Kanäle der Widerstände 200 haben den gleichen Widerstandswert. Darüber hinaus sind die ersten bis n-ten Kanäle der Ausgangsanschlüsse 232 mit den ersten bis n-ten Kanälen Anschlüsse EX_ISET über die ersten bis n-ten Kanäle der Schalter 252 verbunden.
Wird die Schaltung 20B im Modus MD_B1 betrieben, so schaltet die Modus-Steuerschaltung 30B die ersten bis n-ten Kanäle der Schalter 251 ein und die ersten bis n-ten Kanäle der Schalter 252 aus. Wird die Schaltung 20B im Modus MD_B2 betrieben, so schaltet sie die ersten bis n-ten Kanäle der Schalter 251 aus und die ersten bis n-ten Kanäle der Schalter 252 ein. Arbeitet die Schaltung 20B im Modus MD_B2, so sind die ersten bis n-ten Kanäle der externen Widerstände R_EX__B zwischen Masse und den ersten bis n-ten Kanälen der Anschlüsse EX_ISET außerhalb des LED-Treibers 1B angeschlossen (der externe Widerstand R_EX__B ist in 12 nicht dargestellt).
Auf diese Weise erzeugen im Modus MD_B1 die ersten bis n-ten Kanäle der Widerstände 200 jeweils die ersten bis n-ten Kanäle der Treiberreferenzspannungen V_DREF. Im Modus MD_B2 sind die Spannungen an den ersten bis n-ten Kanälen Anschlüsse EX_ISET (d. h. die von den ersten bis n-ten Kanälen der externen Widerstände R_EX__B erzeugten Spannungen) jeweils die ersten bis n-ten Kanäle der Treiberreferenzspannungen V_DREF . Die nichtinvertierenden Eingangsanschlüsse der Verstärker 12 in den Treiberschaltungen 10[1] bis 10[n] (d. h. die ersten bis n-ten Kanäle der Treiberschaltungen 10) sind jeweils mit den ersten bis n-ten Kanälen der Ausgangsanschlüsse 232 verbunden. Auf diese Weise werden die nichtinvertierenden Eingangsanschlüsse der Verstärker 12 in den Treiberschaltungen 10[1] bis 10[n] mit den ersten bis n-ten Kanälen der jeweiligen Treiber-Referenzspannungen V_DREF versorgt.
Wie in 12 dargestellt, kann bei Anordnung des Widerstandes 200, des Schalters 251, des Schalters 252 und des Anschlusses EX_ISET für jeden Kanal ein Einstellen des Modus vorgenommen werden. Mit anderen Worten kann es beispielsweise möglich sein, den Modus MD_B1 auf den ersten Kanal anzuwenden (d.h. der erste Kanal der Schalter 251 und 252 werden ein- bzw. ausgeschaltet), und den Modus MD_B2 auf den zweiten Kanal anzuwenden (d.h. der zweite Kanal der Schalter 251 und 252 werden aus- bzw. eingeschaltet).
Man beachte, dass es beim LED-Treiber 1B möglich ist, den ersten bis n-ten Kanal in zwei oder mehr Blöcke zu gruppieren und die Treiber-Referenzspannung V_DREF für jeden Block zu erzeugen. Jeder Block umfasst zwei oder mehr Kanäle.
<<Fünftes Beispiel>>
Es wird ein fünftes Beispiel beschrieben. Das lichtemittierende System SYS kann in einem Fahrzeug, z. B. einem Automobil, eingebaut werden. In diesem Fall kann jede Beleuchtungseinrichtung, die in einem Fahrzeug montiert ist, aus dem lichtemittierenden System SYS gebildet werden. Die Beleuchtungseinrichtung, die aus dem lichtemittierenden System SYS besteht, kann eine beliebige Beleuchtungseinrichtung sein, die in einem Fahrzeug montiert ist, wie z. B. ein Scheinwerfer, eine Rückleuchte, eine Bremsleuchte oder ein Fahrtrichtungsanzeiger des Fahrzeugs.
Wird beispielsweise eine Bremsleuchte eines Fahrzeugs mit dem lichtemittierenden System SYS gebildet wird, kann man sich überlegen, den in einem der ersten bis vierten Beispiele beschriebenen Modus MD_A2 oder MD_B2 zu verwenden, um die Leuchtdichte der Bremsleuchte zu verbessern. Dabei kann angenommen werden, dass eine Anomalie in einem Teil des Anschlusses EX_ISET aufgetreten ist, und daher wird das Hochpegel-Erkennungsergebnissignal S_{DET_A} oder S_{DET_B} von der Anomalienerkennungsschaltung 40A oder 40B ausgegeben. Ist die Anomalie aufgetreten, so ist es nicht sinnvoll, die Einstellung der Treiberreferenzspannung V_DREF im Modus MD_A2 oder MD_B2 fortzusetzen. Aber auch wenn ein Teil des Anschlusses EX_ISET eine Anomalie aufweist, ist es nicht sinnvoll, den Treiberstrom I_LED [i] auf Null zu setzen. Wenn gebremst wird, auch wenn die ursprüngliche Leuchtdichte verringert ist, sollte das lichtemittierende System SYS die Bremsleuchte zur Sicherheit einschalten.
Daher wird in dem LED-Treiber 1A gemäß dem ersten oder zweiten Beispiel, wenn das Hochpegel-Erkennungsergebnissignal S_{DET_A} in dem Modus MD_A2 abgeleitet wird, der Betriebsmodus der Schaltung 20A derart von dem Modus MD_A2 zu dem Modus MD_A1 geändert, dass die Versorgung des Treiberstroms I_LED [i] zu der lichtemittierenden Einheit LL[i] fortgesetzt werden kann. Das Gleiche gilt für den LED-Treiber 1B gemäß dem dritten oder vierten Beispiel.
<<Sechstes Beispiel>>
Es wird nun ein sechstes Beispiel beschrieben. Wenn in dem in 7 dargestellten LED-Treiber 1A oder ähnlichem das Hochpegel-Erkennungsergebnissignal S_{DET_A} im Modus MD_A2 derart abgeleitet wird, dass der Wert des Anomalieflags des externen Widerstands auf 1 gesetzt wird, kann ein Abschaltvorgang durchgeführt werden. In ähnlicher Weise kann bei dem in 10 dargestellten LED-Treiber 1B oder ähnlichem ein Abschaltvorgang durchgeführt werden, wenn das Hochpegel-Erkennungsergebnissignal S_{DET_B} im Modus MD_B2 derart abgeleitet wird, dass der Wert des Flags für die Anomalie des externen Widerstands auf 1 gesetzt wird. Der Abschaltvorgang wird von den Treiberschaltungen 10[1] bis 10[n] unter Steuerung durch die Steuerschaltung 30 durchgeführt. Beim Abschaltvorgang werden die Transistoren 11 der Treiberschaltungen 10[1] bis 10[n] unter der Steuerung der Steuerschaltung 30 unabhängig von den Treibereinstelldaten (siehe 6) alle auf den AUSZustand fixiert, und daher werden die Treiberströme I_LED [1] bis I_LED [n] alle auf Null gehalten.
Es ist möglich, dass der Abschaltvorgang anhand eines Signals, das von der MPU 2 an den LED-Treiber 1A oder 1B geliefert wird, aktiviert oder deaktiviert werden kann. Zum Beispiel speichert die Datenspeichereinheit 50 einen Abschalt-Einstellwert, und der Abschalt-Einstellwert wird anhand des von der MPU 2 an den LED-Treiber 1A oder 1B gelieferten Signals auf 0 oder 1 gesetzt. Im LED-Treiber 1A oder 1B bezieht sich die Steuerschaltung 30 auf den Wert des Abschalt-Einstellwertes, wenn der Wert des Anomalieflags des externen Widerstands- auf 1 gesetzt ist. Wenn der Abschalt-Einstellwert 0 ist, steuert die Steuerschaltung 30 die Schaltung 20A oder 20B, um den oben im ersten oder dritten Beispiel beschriebenen Vorgang auszuführen, während sie, wenn der Abschalt-Einstellwert 1 ist, den Abschaltvorgang ausführt.
<<Siebtes Beispiel>>
Es wird nun ein siebtes Beispiel beschrieben. In dem in 7 dargestellten LED-Treiber 1A oder dergleichen arbeitet, wenn das Hochpegel-Erkennungsergebnissignal S_{DET_A} im Modus MD_A2 abgeleitet wird, die Anomalienerkennungsschaltung 40 einschließlich der Anomalienerkennungsschaltung 40A mit dem Pull-up-Widerstand R_PU zusammen, um den Pegel des Anschlusses FAILB, der in der Regel Hochpegel ist, auf Niedrigpegel zu setzen (siehe 1 und 4). In ähnlicher Weise arbeitet bei dem in 10 dargestellten LED-Treiber 1B oder dergleichen, wenn das Hochpegel-Erkennungsergebnissignal S_{DET_B} im Modus MD_B2 abgeleitet wird, die Anomalienerkennungsschaltung 40 einschließlich der Anomalienerkennungsschaltung 40B mit dem Pull-up-Widerstand R_PU zusammen, um den Pegel des Anschlusses FAILB, der in der Regel auf Hochpegel ist, auf Niedrigpegel zu setzen (siehe 1, 4).
Die MPU 2 kann feststellen, ob der LED-Treiber 1 eine Anomalie aufweist oder nicht, indem sie den Pegel der Verdrahtung 3 überwacht, der dem Pegel des Anschlusses FAILB entspricht. Wenn die MPU 2 erkennt, dass der Pegel der Verdrahtung 3 niedrig ist, kann sie den LED-Treiber 1 (1A oder 1B) auffordern, in der Datenspeichereinheit 50 gespeicherte Daten über die Kommunikationsleitung 4 zu senden. Hier umfassen die zum Senden angeforderten Daten das oben beschriebene Anomalieflag des externen Widerstands, ein Temperaturanomalieflag, das anzeigt, ob eine Temperaturanomalie aufgetreten ist oder nicht, ein Eingangsspannungsanomalieflag, das anzeigt, ob eine Anomalie der Eingangsspannung V_IN aufgetreten ist oder nicht, und dergleichen. Die MPU 2 kann anhand der vom LED-Treiber 1 empfangenen Daten erkennen, welche Art von Anomalie im LED-Treiber 1 erkannt wurde.
<<Achtes Beispiel>>
Es wird nun ein achtes Beispiel beschrieben. In der obigen Beschreibung wird davon ausgegangen, dass der Betriebsmodus der Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung 20 (20A oder 20B) durch den Modus-Einstellwert eingestellt wird, jedoch kann der Betriebsmodus der Schaltung 20 (20A oder 20B) anhand der Spannung am externen Anschluss für die Moduseinstellung eingestellt werden. In diesem Fall kann die folgende Struktur angenommen werden.
Der externe Anschluss für die Moduseinstellung ist in der Vielzahl von externen Anschlüssen enthalten, die für den LED-Treiber 1 (1A oder 1B) vorgesehen sind. Ferner stellt die in 7 dargestellte Modus-Steuerschaltung 30A den Modus der Schaltung 20A auf den Modus MD_A1 oder MD_A2 in Abhängigkeit von der Spannung an dem externen Anschluss für die Moduseinstellung ein. Beispielsweise wird der Spannungswert am externen Anschluss für die Moduseinstellung in Bezug auf einen vorbestimmten Schwellenwert in einen niedrigen oder hohen Pegel binarisiert. Wenn dann der Spannungswert an dem externen Anschluss für die Moduseinstellung einen niedrigen Pegel aufweist, wird der Betriebsmodus der Schaltung 20A auf den Modus MD_A1 eingestellt, während, wenn der Spannungswert an dem externen Anschluss für die Moduseinstellung einen hohen Pegel aufweist, der Betriebsmodus der Schaltung 20A auf den Modus MD_A2 (oder umgekehrt) eingestellt wird.
In ähnlicher Weise stellt die in 10 dargestellte Modus-Steuerschaltung 30B den Modus der Schaltung 20B auf den Modus MD_B1 oder MD_B2 in Abhängigkeit von der Spannung am externen Anschluss für die Moduseinstellung ein. Beispielsweise wird der Spannungswert an dem externen Anschluss für die Moduseinstellung in Bezug auf einen vorbestimmten Schwellenwert in einen niedrigen oder hohen Pegel binarisiert. Weist der Spannungswert am externen Anschluss für die Moduseinstellung einen niedrigen Pegel auf, so wird der Betriebsmodus der Schaltung 20B auf den Modus MD_B1 eingestellt, während, wenn der Spannungswert am externen Anschluss für die Moduseinstellung einen hohen Pegel aufweist, der Betriebsmodus der Schaltung 20B auf den Modus MD_B2 (oder umgekehrt) eingestellt wird.
Wird jedoch das Hochpegel-Erkennungsergebnissignal S_{DET_A} oder S_{DET_B} abgeleitet und wird der Wert des Anomalieflags des externen Widerstands im Modus MD_A2 oder MD_B2 auf 1 gesetzt, so kann das oben in einem der Beispiele beschriebene Verfahren durchgeführt werden.
<<Neuntes Beispiel>>
Es wird nun ein neuntes Beispiel beschrieben.
Wie oben beschrieben, kann die Anzahl der Kanäle, d. h. der Wert von n im LED-Treiber 1, 1 sein. Wenn n gleich 1 ist, ist [i], das die Kanalnummer in der obigen Beschreibung angibt, [1].
Die lichtemittierende Einheit LL besteht aus einem oder mehreren lichtemittierenden Elementen, die Licht emittieren, wenn Strom zugeführt wird. Die LED als lichtemittierendes Element kann jede Art von Leuchtdiode sein oder eine organische LED, die eine organische Elektrolumineszenz (EL) realisiert. Darüber hinaus kann das lichtemittierende Element ein Element sein, das nicht als LED klassifiziert ist, wie z. B. eine Laserdiode.
Die Treibervorrichtung für das lichtemittierende Element in Form des LED-Treibers und des lichtemittierenden Systems SYS in dieser Ausführungsform kann nicht nur in der Fahrzeuganwendung, sondern auch in verschiedenen Anwendungen wie einer Hintergrundbeleuchtung für eine Flüssigkristallanzeigetafel, einem LIDAR-System (Laser Imaging Detection and Ranging), das eine Laserdiode verwendet, oder einem Head-up-Display verwendet werden.
Für jedes beliebige Signal oder jede beliebige Spannung kann das Verhältnis zwischen hohem und niedrigem Pegel in einer Form invertiert werden, die den Sinn der obigen Beschreibung nicht beeinträchtigt.
Die Kanaltypen der Feldeffekttransistoren (FETs) in den oben beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich Beispiele, und die Schaltungskonfiguration mit FETs kann so modifiziert werden, dass ein FET des Typs N-Kanal durch einen FET des Typs P-Kanal ersetzt wird oder dass ein FET des Typs P-Kanal durch einen FET des Typs N-Kanal ersetzt wird.
Solange keine Unannehmlichkeiten auftreten, kann jeder Transistor in der obigen Beschreibung ein beliebiger Typ von Transistor sein. Zum Beispiel kann jeder MOSFET als Transistor in der obigen Beschreibung durch einen FET vom Sperrschichttyp, einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) oder einen Bipolartransistor ersetzt werden, solange keine Unannehmlichkeiten auftreten. Jeder Transistor hat eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und eine Steuerelektrode. Bei einem FET ist eine der ersten und zweiten Elektroden die Drain-Elektrode, die andere Elektrode ist die Source-Elektrode und die Steuerelektrode ist das Gate. Bei einem IGBT ist eine der ersten und zweiten Elektroden ein Kollektor, die andere Elektrode ist ein Emitter und die Steuerelektrode ist ein Gate. Bei einem bipolaren Transistor, der kein IGBT ist, ist eine der ersten und zweiten Elektroden ein Kollektor, die andere Elektrode ist ein Emitter und die Steuerelektrode ist eine Basis.
Die erfindungsgemäße Ausführungsform kann im Rahmen des in den Ansprüchen angegebenen technischen Konzepts in geeigneter Weise und auf verschiedene Weise modifiziert werden. Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich Beispiele für die erfindungsgemäße Ausführungsform, und die Bedeutungen von Begriffen der vorliegenden Erfindung oder der Komponenten davon sind nicht auf die in den obigen Ausführungsformen beschriebenen beschränkt. Spezifische numerische Werte in der obigen Beschreibung sind lediglich Beispiele und können selbstverständlich in verschiedene Werte geändert werden.
Bezugszeichenliste

LL: Lichtemittierende Einheit
SYS: Lichtemittierendes System
1, 1A, 1B: LED-Treiber
2: MPU
10, 10[i]: Treiberschaltung
20, 20A, 20B: Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung
30: Steuerkreis / Steuerschaltung
40: Anomalienerkennungsschaltung
50: Datenspeichereinheit
60: interne Schaltung zur Spannungserzeugung
110: Referenzstromerzeugungsschaltung
120: Stromüberlagerungsschaltung
130: Stromspiegelschaltung
150: Schalter
REX_A: externer Widerstand
210: Referenzstromerzeugungsschaltung
230: Stromspiegelschaltung
251, 252: Schalter
REX_B: externer Widerstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010182883 A [0003]

Claims

Treibervorrichtung für lichtemittierende Elemente, umfassend: eine Treiberschaltung, die eingerichtet ist, derart einen variablen Treiberstrom an eine lichtemittierende Einheit mit einem oder mehreren lichtemittierenden Elementen zu liefern, dass die lichtemittierende Einheit Licht emittieren kann; eine Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung, die eingerichtet ist, eine Treiberreferenzspannung zu erzeugen, die einen oberen Grenzwert des Treiberstroms definiert, und diese an die Treiberschaltung zu liefern; und einen spezifischen externen Anschluss, wobei die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung wahlweise in einem ersten Modus arbeitet, um die Treiberreferenzspannung unabhängig vom Zustand des spezifischen externen Anschlusses zu erzeugen, oder in einem zweiten Modus, um die Treiberreferenzspannung in Übereinstimmung mit einem Strom im zweiten Modus durch den spezifischen externen Anschluss zu erzeugen.
Treibervorrichtung für lichtemittierende Elemente nach Anspruch 1, wobei ein externer Widerstand außerhalb der Treibervorrichtung für das lichtemittierende Element zwischen dem spezifischen externen Anschluss und Masse angeschlossen ist oder nicht.
Treibervorrichtung für lichtemittierende Elemente nach Anspruch 2, wobei, wenn die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung im zweiten Modus in einem Zustand arbeitet, in dem der externe Widerstand zwischen dem spezifischen externen Anschluss und Masse angeschlossen ist, die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung den Strom des zweiten Modus über den spezifischen externen Anschluss an den externen Widerstand liefert, um die Treiberreferenzspannung in Übereinstimmung mit einer Größe des Stroms des zweiten Modus oder der durch den externen Widerstand erzeugten Spannung zu erzeugen.
Treibervorrichtung für lichtemittierende Elemente nach Anspruch 3, wobei wenn die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung in dem zweiten Modus in dem Zustand arbeitet, in dem der externe Widerstand zwischen dem spezifischen externen Anschluss und Masse angeschlossen ist, die Treiberreferenzspannung, abhängig von dem Widerstandswert des externen Widerstands, höher ist als die in dem ersten Modus, und die Treiberschaltung den oberen Grenzwert des Treiberstroms zusammen mit der Erhöhung der TreiberReferenzspannung erhöht.
Treibervorrichtung für lichtemittierende Elemente nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung eine Referenzstrom-Erzeugungsschaltung, die eingerichtet ist, gemeinsam im ersten Modus und im zweiten Modus einen Referenzstrom zu erzeugen, eine Stromüberlagerungsschaltung, die eingerichtet ist, den Strom des zweiten Modus nur im zweiten Modus aus dem ersten und zweiten Modus zu erzeugen, und eine Stromspiegelschaltung, die eingerichtet ist, proportional zu einem eingangsseitigen Strom einen ausgangsseitigen Strom zu erzeugen, um die Treiberreferenzspannung proportional zu dem ausgangsseitigen Strom zu erzeugen, umfasst, wobei im ersten Modus der eingangsseitige Strom gleich dem Referenzstrom ist, während im zweiten Modus der eingangsseitige Strom gleich dem Referenzstrom plus dem Strom des zweiten Modus ist.
Treibervorrichtung für lichtemittierende Elemente nach Anspruch 5, wobei die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung einen Schalter umfasst, der zwischen einem Eingangsanschluss der Stromspiegelschaltung und dem spezifischen externen Anschluss in Reihe geschaltet ist, die Treibervorrichtung für das lichtemittierende Element ferner einen Schaltersteuerkreis umfasst, der zur Steuerung des Schalters eingerichtet ist, wobei der Schaltersteuerkreis den Schalter im ersten Modus ausschaltet, den Schalter im zweiten Modus einschaltet, um den Strom des zweiten Modus, der durch den spezifischen externen Anschluss fließt, mit dem Strom der Eingangsseite zu überlagern.
Treibervorrichtung für lichtemittierende Elemente nach Anspruch 6, ferner umfassend eine Anomalienerkennungsschaltung, die eingerichtet ist, anhand einer Größe des Stroms des zweiten Modus, der durch den spezifischen externen Anschluss im zweiten Modus fließt, erkennt, ob der Strom des zweiten Modus eine Anomalie aufweist oder nicht, wobei wenn die Anomalienerkennungsschaltung in dem zweiten Modus keine Anomalie erkennt, der Schaltersteuerkreis den Schalter weiter einschaltet, und wenn die Anomalienerkennungsschaltung in dem zweiten Modus eine Anomalie erkennt, der Schaltersteuerkreis den Schalter derart von EIN auf AUS schaltet, dass der Modus der Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung vom zweiten Modus auf den ersten Modus geändert wird.
Treibervorrichtung für lichtemittierende Elemente nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung eine Stromerzeugungsschaltung, die eingerichtet ist, einen vorbestimmten Strom zu erzeugen, und einen internen Widerstand umfasst, im ersten Modus die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung den vorbestimmten Strom an den internen Widerstand liefert, um eine durch den internen Widerstand erzeugte Spannung als die Treiberreferenzspannung an die Treiberschaltung zu liefern, und im zweiten Modus die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung den vorbestimmten Strom als den Strom des zweiten Modus an den spezifischen externen Anschluss liefert, um so eine an dem spezifischen externen Anschluss erzeugte Spannung als die Treiberreferenzspannung an die Treiberschaltung anzulegen.
Treibervorrichtung für lichtemittierende Elemente nach Anspruch 8, wobei die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung einen ersten Schalter, der zwischen einem Ausgangsanschluss der Stromerzeugungsschaltung und dem internen Widerstand in Reihe geschaltet ist, und einen zweiten Schalter, der zwischen dem Ausgangsanschluss der Stromerzeugungsschaltung und dem spezifischen externen Anschluss in Reihe geschaltet ist, umfasst, die Treibervorrichtung lichtemittierende Elemente ferner einen Schaltersteuerkreis umfasst, der eingerichtet ist, den ersten Schalter und den zweiten Schalter zu steuern, und im ersten Modus der Schaltersteuerkreis derart den ersten Schalter ein- und den zweiten Schalter ausschaltet, dass der vorbestimmte Strom dem internen Widerstand zugeführt wird, während im zweiten Modus der Schaltersteuerkreis derart den ersten Schalter ausschaltet und den zweiten Schalter einschaltet, dass der vorbestimmte Strom dem spezifischen externen Anschluss als der Strom des zweiten Modus zugeführt wird.
Treibervorrichtung für lichtemittierende Elemente nach Anspruch 9, ferner umfassend eine Anomalienerkennungsschaltung, die eingerichtet ist, anhand einer Spannung an dem spezifischen externen Anschluss im zweiten Modus zu erkennen, ob die Treiberreferenzspannung eine Anomalie aufweist oder nicht, wobei wenn die Anomalienerkennungsschaltung in dem zweiten Modus keine Anomalie erkennt, der Schaltersteuerkreis den ersten Schalter weiterhin aus- und den zweiten Schalter weiterhin einschaltet, und wenn die Anomalienerkennungsschaltung in dem zweiten Modus eine Anomalie erkennt, der Schaltersteuerkreis derart den ersten Schalter von AUS auf EIN schaltet und den zweiten Schalter von EIN auf AUS schaltet, dass der Modus der Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung vom zweiten Modus auf den ersten Modus geändert wird.
Treibervorrichtung für lichtemittierende Elemente nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Treiberschaltung für jeden einer Mehrzahl von Kanälen angeordnet ist, und die Treiberreferenzspannungs-Erzeugungsschaltung die Treiberreferenzspannung für jeden Kanal erzeugt.
Lichtemittierendes System, umfassend: die Treibervorrichtung für lichtemittierende Elemente nach einem der Ansprüche 1 bis 11; und eine lichtemittierende Einheit, die von der Treibervorrichtung für das lichtemittierende Element angesteuert und geregelt wird.