EP0776090B1 - Schaltungsanordnung zum zyklischen Ansteuern mehrerer Verbraucher - Google Patents

Schaltungsanordnung zum zyklischen Ansteuern mehrerer Verbraucher Download PDF

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EP0776090B1
EP0776090B1 EP96117383A EP96117383A EP0776090B1 EP 0776090 B1 EP0776090 B1 EP 0776090B1 EP 96117383 A EP96117383 A EP 96117383A EP 96117383 A EP96117383 A EP 96117383A EP 0776090 B1 EP0776090 B1 EP 0776090B1
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pulse
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Electronic Art Gallery Elektronische Werbemittel GmbH
Loupi Sarl
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    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING SYSTEMS, e.g. PERSONAL CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
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    • G08B5/22—Visible signalling systems, e.g. visible personal calling systems or remote indication of seats occupied using electric transmission; using electromagnetic transmission
    • G08B5/36—Visible signalling systems, e.g. visible personal calling systems or remote indication of seats occupied using electric transmission; using electromagnetic transmission using visible light sources
    • G08B5/38—Visible signalling systems, e.g. visible personal calling systems or remote indication of seats occupied using electric transmission; using electromagnetic transmission using visible light sources using flashing light
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/155—Coordinated control of two or more light sources

Definitions

  • the invention relates to a circuit arrangement for cyclical activation of several consumers, with one Basic circuit that contains an oscillator and on several outputs successively generated pulses, the oscillator being a frequency-determining component having.
  • Circuit arrangements with which consumers are known cyclically controlled in the form of light emitting diodes are, for example used in displays or in jewelry.
  • the LEDs are controlled by a basic circuit, which, for example, as an integrated circuit, like the "Five Lamp / LED Flash Driver" HT 2051 the Holtek, is trained.
  • the basic circuit points several outputs to which different LEDs be connected.
  • the Basic circuit at the outputs cyclically pulses, so that the LEDs connected to different outputs illuminate cyclically.
  • the repetition frequency with which the LEDs are activated depends on the value of a frequency-determining component that is externally connected the integrated circuit is connected. Here it is usually a resistance.
  • the repetition frequency is low, and the value of the resistance is low, the repetition frequency of the pulses is high.
  • All LEDs are used for the type of control Triggered pulses of the same duration. Have the LEDs different colors, so there are different Luminosity because the effectiveness, e.g. a blue light emitting diode, is less than that a red LED. The blue LEDs light up therefore less powerful than the red LEDs.
  • DE-OS 40 00 954 is a programmer with selectable Duty cycle of lined up, the Program sequence defining impulses with electronic Counters and decoders disclosed.
  • the width of the impulses can optionally by changing the resistance of the RC elements in the pulse generator are modified, whereby the pulse train generated in this way to a single output is issued. So within a program run created a large number of modifications that are of the different width of the Individual pulses and the number of individual pulses depends. A cyclical activation of several consumers, whereby assigned a certain amount of energy to each consumer is not described.
  • the invention has for its object a circuit arrangement for cyclical activation of several consumers to create, which makes it possible with simple means that the individual consumers during a Control pulse supplied power individually dimensioned and thereby e.g. different efficiencies to balance the consumer.
  • the circuit arrangement according to the invention is based on Principle on known circuits that the individual Control consumers with pulses of the same length.
  • the frequency-determining component that determines the oscillator frequency, assigned a switch, with which the oscillator frequency changes temporarily can be, namely when the switch in the conductive state.
  • This switch is used by the Outputs of the basic circuit controlled. So it is possible, for example an output of the basic circuit not to connect to the switch, so the Pulse generated at this output, the oscillator frequency not changed. Another exit of the Basic circuit can, however, be connected to the switch his. If there is a pulse of ground potential at this output occurs only for the duration of this pulse the oscillator frequency increases, causing the pulse sort of shortened itself.
  • LEDs different colors for example the blue LEDs with a pulse duration operated that the normal (unchanged) Oscillator frequency corresponds to those Pulses that control the red LEDs at the same time increase the oscillator frequency and thus the pulse durations shorten the red LEDs. In this way it is achieved that the red LEDs are less electrical Power is supplied as the blue LEDs.
  • the blue LEDs are a lot lower electro-optical and visual efficiency have than the red LEDs, both types appear of LEDs about the same brightness.
  • the switch with which the oscillator frequency is changed, the frequency determining Component connected in parallel with a resistor.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the switch is switched as a current source is.
  • Such a switch consists of a transistor in basic basic circuit. This transistor is used by the Output pulses of the basic circuit controlled and he generates an amperage that is unique to that particular Output that is currently activated depends. In this way, the duration of each pulse, with which the consumers are controlled, individually influenced, the oscillator its normal Fundamental frequency always assumes when the corresponding one Output pulse is ended.
  • the usual circuit arrangements for driving LEDs generate pulses with a duty cycle of 1: 1, the pulse length being as long as that Impulse pause.
  • This duty cycle is achieved by the invention individually changed.
  • the invention is also the frequency determining Component a diode connected in parallel. This diode causes an additional change in the duty cycle, by shortening the pulse pauses.
  • the circuit arrangement has a basic circuit 10 on, preferably as an integrated circuit is trained, e.g. the "Five Lamp / LED Flash Driver "HT 2051 from Holtek.
  • This Basic circuit includes one Oscillator 11 with an inverting cut trigger 12, whose output via a resistor 13 on the Input is fed back, the amplifier input is also connected to a capacitor 14.
  • the feedback branch of the cut trigger 12 is in series with the resistor 13 a frequency-determining component 15 provided in the form of a resistor that is external to the basic circuit 10 is connected to the consumer the fundamental frequency of the oscillator 11 by Choice of an appropriate resistance can set.
  • the basic circuit 10 also has a plurality of outputs A1-A5 on. Each of these outputs is through a transistor T1-T5 controlled, a negative at this output Impulse (ground potential) sets when it is in the conductive State is controlled.
  • the transistors T1-T5 are controlled by the oscillator circuit 11 one after the other, the transistor T1 providing a pulse, then an impulse pause of the same duration occurs, and the Transistor T2 provides a pulse, etc.
  • the circuit arrangement described so far is known. It delivers pulses at the outputs A1-A5 equal durations, with the pulses at the outputs A1-A5 follow each other cyclically and then output A1 is activated again at output A5.
  • the frequency-determining component 15 which is a resistor here, a switch 18 connected in parallel.
  • the switch 18 is a transistor its emitter with one end and its collector with the other end of the frequency-determining component 15 is connected.
  • the base is with resistors R1-R4 connected, of which the resistor R1 to the output A1, resistor R2 connected to output A2 etc. is.
  • There is no corresponding one for output A5 Resistance is provided, i.e. Output A5 can do not control switch 18.
  • the base of the switch 18 is also via a diode 22, which is the same as the emitter-base diode of the Switch 18 is switched, and a resistor R20 connected to the positive pole of the supply source 17.
  • Resistor R1-R4 together with the resistor R20 a voltage divider through which a certain potential placed at the base of the switch 18 and this Switch is controlled in the conductive state.
  • the Switch 18 forms together with the resistors mentioned R1-R4 and R20 a current source 19 which one Constant current supplies, the size of which is equal to the value of relevant resistor R1-R4 depends.
  • the diode 22 serves the voltage drop of the emitter base diode of the switch 18 to compensate for that normally is not conductive.
  • the resistors R1-R4 can be selected appropriately Pulse durations with which consumers L1-L4 are controlled be influenced individually.
  • the switch 18 has a diode 21 connected in anti-parallel, i.e. connected in parallel with a polarity that that of the emitter-base diode of the switch 18 is opposite. This diode 21 shortens the pulse pauses between the pulses to almost zero, so that the pulses generated at the outputs A1-A5 be able to follow one another in immediate succession.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum zyklischen Ansteuern mehrerer Verbraucher, mit einer Grundschaltung, die einen Oszillator enthält und an mehreren Ausgängen aufeinanderfolgend Impulse erzeugt, wobei der Oszillator ein frequenzbestimmendes Bauteil aufweist.
Bekannt sind Schaltungsanordnungen, mit denen Verbraucher in Form von Leuchtdioden zyklisch angesteuert werden. Solche Schaltungsanordnungen werden beispielsweise in Displays oder in Schmuckstücken benutzt. Hierbei werden die Leuchtdioden von einer Grundschaltung gesteuert, die beispielsweise als integrierter Schaltkreis, wie der "Five Lamp/LED Flash Driver" HT 2051 der Fa. Holtek, ausgebildet ist. Die Grundschaltung weist mehrere Ausgänge auf, an die unterschiedliche Leuchtdioden angeschlossen werden. Beim Betrieb erzeugt die Grundschaltung an den Ausgängen zyklisch Impulse, so daß die an unterschiedliche Ausgänge angeschlossenen Leuchtdioden zyklisch aufleuchten. Die Folgefrequenz, mit der die Leuchtdioden aktiviert werden, hängt von dem Wert eines frequenzbestimmenden Bauteils ab, das extern an den integrierten Schaltkreis angeschlossen wird. Hierbei handelt es sich in der Regel um einen Widerstand. Ist der Wert des Widerstandes hoch, ist die Folgefrequenz niedrig, und ist der Wert des Widerstandes gering, ist die Folgefrequenz der Impulse hoch. Bei dieser Art der Ansteuerung werden alle Leuchtdioden mit Impulsen gleicher Dauer angesteuert. Haben die Leuchtdioden unterschiedliche Farben, so ergeben sich unterschiedliche Leuchtstärken, weil die Effektivität, z.B. einer blauen Leuchtdiode, geringer ist als diejenige einer roten Leuchtdiode. Die blauen Leuchtdioden leuchten daher weniger stark als die roten Leuchtdioden.
In der DE-OS 40 00 954 ist ein Programmgeber mit wählbaren Tastverhältnissen von aneinandergereihten, den Programmablauf definierenden Impulsen mit elektronischen Zählern und Decodern offenbart. Die Breite der Impulse kann wahlweise durch Veränderung des Widerstandes des RC-Gliedes im Impulsgenerator modifiziert werden, wobei die derart erzeugte Impulsfolge an einen einzigen Ausgang ausgegeben wird. So können innerhalb eines Programmablaufs eine große Anzahl von Modifikationen erzeugt werden, die von der unterschiedlichen Breite der Einzelimpulse und der Anzahl der Einzelimpulse abhängt. Ein zyklisches Ansteuern mehrerer Verbraucher, wobei jedem Verbraucher eine bestimmte Energiemenge zugeteilt wird, ist nicht beschrieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum zyklischen Ansteuern mehrerer Verbraucher zu schaffen, die es mit einfachen Mitteln ermöglicht, die den einzelnen Verbrauchern während eines Ansteuerimpulses zugeführte Leistung individuell zu bemessen und dadurch z.B. unterschiedliche Wirkungsgrade der Verbraucher auszugleichen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung basiert im Grundsatz auf bekannten Schaltungen, die die einzelnen Verbraucher mit Impulsen gleicher Länge ansteuern. Erfindungsgemäß ist dem frequenzbestimmenden Bauteil, das die Oszillatorfrequenz bestimmt, ein Schalter zugeordnet, mit dem die Oszillatorfrequenz vorübergehend verändert werden kann, nämlich dann, wenn der Schalter im leitenden Zustand ist. Dieser Schalter wird von den Ausgängen der Grundschaltung gesteuert. Es ist somit möglich, beispielsweise einen Ausgang der Grundschaltung nicht mit dem Schalter zu verbinden, so daß der Impuls, der an diesem Ausgang erzeugt wird, die Oszillatorfrequenz nicht verändert. Ein anderer Ausgang der Grundschaltung kann jedoch mit dem Schalter verbunden sein. Wenn an diesem Ausgang dann ein Impuls von Massepotential auftritt, wird nur für die Dauer dieses Impulses die Oszillatorfrequenz erhöht, wodurch der Impuls gewissermaßen sich selbst verkürzt.
Wird die Schaltungsanordnung dazu benutzt, Leuchtdioden unterschiedlicher Farben zu steuern, so können beispielsweise die blauen Leuchtdioden mit einer Impulsdauer betrieben werden, die der normalen (unveränderten) Oszillatorfrequenz entspricht, während diejenigen Impulse, die die roten Leuchtdioden steuern, zugleich die Oszillatorfrequenz erhöhen und somit die Impulsdauern der roten Leuchtdioden verkürzen. Auf diese Weise wird erreicht, daß den roten Leuchtdioden weniger elektrische Leistung zugeführt wird als den blauen Leuchtdioden. Da jedoch die blauen Leuchtdioden einen viel geringeren elektrooptischen und visuellen Wirkungsgrad haben als die roten Leuchtdioden, erscheinen beide Arten von Leuchtdioden etwa gleich hell.
Mit der Erfindung können aber auch gleichartige Leuchtdioden, z.B. ausschließlich rote Leuchtdioden, in der Weise gesteuert werden, daß diese Leuchtdioden individuell unterschiedliche Leuchtdauern haben.
Im einfachsten Fall ist der Schalter, mit dem die Oszillatorfrequenz verändert wird, dem frequenzbestimmenden Bauteil zusammen mit einem Widerstand parallelgeschaltet. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der Schalter als Stromquelle geschaltet ist. Ein solcher Schalter besteht aus einem Transistor in Basis-Grundschaltung. Dieser Transistor wird von den Ausgangsimpulsen der Grundschaltung gesteuert und er erzeugt eine Stromstärke, die individuell von dem betreffenden Ausgang, der gerade aktiviert ist, abhängt. Auf diese Weise werden die Dauern der einzelnen Impulse, mit denen die Verbraucher angesteuert werden, individuell beeinflußt, wobei der Oszillator seine normale Grundfrequenz immer dann wieder annimmt, wenn der entsprechende Ausgangsimpuls beendet ist.
Die üblichen Schaltungsanordnungen zum Ansteuern von Leuchtdioden erzeugen Impulse mit einem Tastverhältnis von 1:1, wobei die Impulslänge ebenso groß ist wie die Impulspause. Durch die Erfindung wird dieses Tastverhältnis individuell verändert. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist ferner dem frequenzbestimmenden Bauteil eine Diode parallelgeschaltet. Diese Diode bewirkt eine zusätzliche Veränderung des Tastverhältnisses, indem sie die Impulspausen verkürzt.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
In der Zeichnung ist ein schematisches Schaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung dargestellt.
Die Schaltungsanordnung weist eine Grundschaltung 10 auf, die vorzugsweise als integrierter Schaltkreis ausgebildet ist, wie z.B. der "Five Lamp/LED Flash Driver" HT 2051 der Fa. Holtek. Diese Grundschaltung enthält u.a. einen Oszillator 11 mit einem invertierenden Schnitt-Trigger 12, dessen Ausgang über einen Widerstand 13 auf den Eingang rückgekoppelt ist, wobei der Verstärkereingang ferner mit einem Kondensator 14 verbunden ist. In dem Rückkopplungszweig des Schnitt-Triggers 12 ist in Reihe mit dem Widerstand 13 ein frequenzbestimmendes Bauteil 15 in Form eines Widerstandes vorgesehen, das extern an die Grundschaltung 10 angeschlossen ist, damit der Verbraucher die Grundfrequenz des Oszillators 11 durch Wahl eines entsprechenden Widerstandes einstellen kann.
Die Grundschaltung 10 weist ferner mehrere Ausgänge A1-A5 auf. Jeder dieser Ausgänge ist über einen Transistor T1-T5 gesteuert, der an diesen Ausgang einen negativen Impuls (Massepotential) legt, wenn er in den leitenden Zustand gesteuert ist. Die Transistoren T1-T5 werden von der Oszillatorschaltung 11 nacheinander angesteuert, wobei der Transistor T1 einen Impuls liefert, danach eine Impulspause gleicher Dauer eintritt, und der Transistor T2 einen Impuls liefert, usw.
An jeden der Ausgänge A1-A5 ist ein Verbraucher L1-L5 in Form einer Leuchtdiode angeschlossen. Alle Leuchtdioden sind an ihren anderen Anschlüssen untereinander verbunden und über einen Widerstand 16 mit dem positiven Pol einer Spannungsquelle 17 verbunden, deren negativer Pol an Massepotential angeschlossen ist. Wenn an einem der Ausgänge A1-A5 ein Ausgangsimpuls (Massepotential) auftritt, leuchtet die betreffende Leuchtdiode auf.
Die bisher beschriebene Schaltungsanordnung ist bekannt. Sie liefert an den Ausgängen A1-A5 jeweils Impulse gleicher Dauern, wobei die Impulse an den Ausgängen A1-A5 zyklisch aufeinander folgen und im Anschluß an den Ausgang A5 wieder der Ausgang A1 aktiviert wird.
Nach der Erfindung ist dem frequenzbestimmenden Bauteil 15, das hier ein Widerstand ist, ein Schalter 18 parallelgeschaltet. Der Schalter 18 ist ein Transistor, dessen Emitter mit dem einen Ende und dessen Kollektor mit dem anderen Ende des frequenzbestimmenden Bauteils 15 verbunden ist. Die Basis ist mit Widerständen R1-R4 verbunden, von denen der Widerstand R1 an den Ausgang A1, der Widerstand R2 an den Ausgang A2 usw. angeschlossen ist. Für den Ausgang A5 ist hier kein entsprechender Widerstand vorgesehen, d.h. Ausgang A5 kann den Schalter 18 nicht steuern.
Die Basis des Schalters 18 ist ferner über eine Diode 22, die gleichsinnig mit der Emitter-Basis-Diode des Schalters 18 geschaltet ist, und einen Widerstand R20 mit dem Pluspol der Versorgungsquelle 17 verbunden.
Wenn an einem der Ausgänge A1-A4 ein Ausgangssignal (Impuls von Massepotential) auftritt, bildet der betreffende Widerstand R1-R4 zusammen mit dem Widerstand R20 einen Spannungsteiler, durch den ein bestimmtes Potential an die Basis des Schalters 18 gelegt und dieser Schalter in den leitenden Zustand gesteuert wird. Der Schalter 18 bildet zusammen mit den genannten Widerständen R1-R4 und R20 eine Stromquelle 19, die einen Konstantstrom liefert, dessen Größe von dem Wert des betreffenden Widerstandes R1-R4 abhängt. Die Diode 22 dient dazu, den Spannungsabfall der Emitter-Basis-Diode des Schalters 18 zu kompensieren, der normalerweise nichtleitend ist.
Wenn an dem Ausgang A5 ein Impuls (Massepotential) auftritt, wird hierdurch die Grundfrequenz des Oszillators nicht verändert, weil der Ausgang A5 hier nicht mit dem Schalter 18 verbunden ist. Folglich schwingt der Oszillator 11 mit derjenigen Grundfrequenz, die durch das frequenzbestimmende Bauteil 15 vorgegeben ist. Wenn der Impuls am Ausgang A5 beendet ist, wird nach einer Impulspause am Ausgang A1 der nächste Impuls erzeugt. Wenn der Ausgang A1 Massepotential annimmt, wird die Basis des Schalters 18 negativ, wodurch der Schalter 18 als Stromquellentransistor wirkt und einen konstanten Strom leitet, der vom Wert von R1 abhängt. Infolge der Impedanz, die dem frequenzbestimmenden Bauteil 15 nun parallelgeschaltet ist, wird die Frequenz des Oszillators 11 erhöht. Der Oszillator 11 schwingt also früher zurück und beendet den Impuls am Ausgang A1 vorzeitig. Wenn der Impuls am Ausgang A1 beendet ist, wird der Schalter 18 wieder in den nichtleitenden Zustand gesteuert und der Oszillator 11 schwingt wieder mit der Grundfrequenz.
Durch geeignete Wahl der Widerstände R1-R4 können die Impulsdauern, mit denen die Verbraucher L1-L4 angesteuert werden, individuell beeinflußt werden.
Dem Schalter 18 ist eine Diode 21 antiparallelgeschaltet, d.h. mit einer Polarität parallelgeschaltet, die derjenigen der Emitter-Basis-Diode des Schalters 18 entgegengesetzt ist. Diese Diode 21 verkürzt die Impulspausen zwischen den Impulsen bis auf nahezu Null, so daß die Impulse, die an den Ausgängen A1-A5 erzeugt werden, in unmittelbarer Folge aufeinanderfolgen können.

Claims (7)

  1. Schaltungsanordnung die zum zyklischen Ansteuern mehrerer Verbraucher (L1-L5), angepaßt ist, mit einer Grundschaltung (10), die einen Oszillator (11) enthält und an mehreren Ausgängen (A1-A5) aufeinanderfolgend Impulse erzeugt, wobei der Oszillator (11) einen Rückkopplungszweig mit einem frequenzbestimmenden Bauteil (15) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß mindestens einer der Ausgänge (A1-A5) einen mit dem frequenzbestimmenden Bauteil (15) verbundenen Schalter (18) steuert, welcher während des Auftretens eines Impulses an diesem Ausgang (A1-A5) die Oszillatorfrequenz verändert, wobei für jeden Verbraucher die Oszillatorfrequenz getrennt veränderbar ist.
  2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (18) als Stromquelle (19) geschaltet ist, die im eingeschalteten Zustand einen konstanten Strom liefert.
  3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (19) dem frequenzbestimmenden Bauteil (15) zwischen dessen Eingang und Ausgang parallelgeschaltet ist.
  4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (19) einen Widerstand (R1-R4) enthält, der den Ausgang (A1-A4) der Grundschaltung (10) mit dem Schalter (18) verbindet und dessen Wert die Änderung der Oszillatorfrequenz bestimmt.
  5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (R1-R4) mit der Basis eines Stromquellentransistors verbunden ist, welcher dem frequenzbestimmenden Bauteil (15) zwischen dessen Eingang und Ausgang parallelgeschaltet ist.
  6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (19) einen mit einem Pol der Versorgungsspannung verbundenen Widerstand (20) enthält.
  7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß dem frequenzbestimmenden Bauteil (15) zum Verkürzen der Impulspausen eine Diode (21) parallelgeschaltet ist.
EP96117383A 1995-11-24 1996-10-30 Schaltungsanordnung zum zyklischen Ansteuern mehrerer Verbraucher Expired - Lifetime EP0776090B1 (de)

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