EP2622941A1 - Verfahren zur strombegrenzung eines laststroms und schaltung mit strombegrenzung eines laststroms eines blitzmittels - Google Patents

Verfahren zur strombegrenzung eines laststroms und schaltung mit strombegrenzung eines laststroms eines blitzmittels

Info

Publication number
EP2622941A1
EP2622941A1 EP11770722.4A EP11770722A EP2622941A1 EP 2622941 A1 EP2622941 A1 EP 2622941A1 EP 11770722 A EP11770722 A EP 11770722A EP 2622941 A1 EP2622941 A1 EP 2622941A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
current
load current
load
flash
supply voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11770722.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Trattler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram AG
Original Assignee
Ams AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ams AG filed Critical Ams AG
Publication of EP2622941A1 publication Critical patent/EP2622941A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B15/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • G03B15/02—Illuminating scene
    • G03B15/03—Combinations of cameras with lighting apparatus; Flash units
    • G03B15/05—Combinations of cameras with electronic flash apparatus; Electronic flash units
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B7/00—Control of exposure by setting shutters, diaphragms or filters, separately or conjointly
    • G03B7/26—Power supplies; Circuitry or arrangement to switch on the power source; Circuitry to check the power source voltage
    • 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
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2215/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • G03B2215/05—Combinations of cameras with electronic flash units

Definitions

  • the invention relates to a method for limiting the current of a load current of a flash device. Furthermore, the invention relates to a circuit with current limitation of a load current of a flash device.
  • Mobile devices such as cell phones, smart phones and PDAs (Personal Digital Assistents) are usually powered by batteries or accumulators.
  • a supply voltage supplies a plurality of subsystems of the device, such as the communication unit with receiving part, the graphical display and different network processes.
  • mobi ⁇ len devices but also systems are usually present, which can also be operated at reduced power or battery voltage.
  • many devices have a camera function.
  • the devices are often equipped with flashes based on xenon or LED bulbs.
  • Straight LED-based flash units generally require a high charging or load current, which also has to be made available within a short time.
  • Flashes on mobile devices can be operated to a certain extent with a reduced power.
  • the charging or load current of the flash units is set dynamically and thus adapted to the state of charge of the battery or Akkumu ⁇ lator.
  • this measure involves a difficulty, because the required charging current is usually unpredictable. For example, certain loads may be added or disabled during the operation of the flash.
  • ESR Equivalent Series Resistance
  • a supply voltage is provided.
  • a load current for powering the flash means is set. In this case, the load current is gradually reduced until the Ver ⁇ supply voltage is greater than a threshold.
  • the presented method allows an advantageous Strombe ⁇ limitation of the load current.
  • the load current has a high degree of predictability. This is possible because the load current is gradually reduced as a function of the supply voltage.
  • the level of the supply voltage depends in particular on the presence of certain loads which are operated, for example, together with a circuit for operating the flash.
  • Batte ⁇ rie which depends mainly on the temperature to determine the internal resistance or ESR of.
  • the threshold value can also take into account that there are sufficient reserves of the supply voltage, which prevent switching off subsystems or even the entire system.
  • the setting of a load current takes place in a pre-flash phase.
  • the reliably available load current is determined.
  • the load current is a form stored in a register, when the load current is set and toru ⁇ fen for subsequent triggering the flash agent.
  • the triggering of the flash means takes place in a temporally following main flash phase with the load current stored in the register.
  • the load ⁇ amperage thus determined for the main flash phase.
  • the flash means can be operated with the reli ⁇ permeable available stored load current.
  • the load current increases before the start of the pre-flash phase.
  • the load current is ramped up before the start of the pre-flash phase.
  • the load current has a rising edge before the start of the pre-flash phase.
  • the load current is ramped up.
  • the load current can be increased from a value of 0, for example.
  • the booting can be done step by step, for example. Apart from the crotch ⁇ th booting can be performed linearly.
  • the load current is form provides ⁇ inserted before or at the beginning of the Vorblitzphase to a starting current.
  • the starting current is either one before fixed maximum current or corresponds to a sol ⁇ chen current at which the supply voltage is still greater than the threshold. Starting from the set starting current intensity, the load current is then gradually reduced in the pre-flash phase.
  • the supply voltage is greater than the threshold value at the predetermined maximum current intensity.
  • the load current is not redu ⁇ ed in this case.
  • the start phase includes the startup phase.
  • a reductive ⁇ tion of the load current may be required during Vorblitzphase due to an as you switch a load.
  • a starting current is adjustable, which corresponds to the predetermined maximum value, namely the maximum current. Be ⁇ the state of charge of the battery, however, is already on ei ⁇ nem low value, the predetermined maximum current circumstances can no longer be reached during operation of the flash agent.
  • the load current is then set to a current that does not burden the supply voltage unnecessarily.
  • the supply voltage is just greater than the threshold value.
  • the start-up of the load ⁇ current in the start phase is thus stopped and the load current ⁇ gradually reduced to the starting current, when the supply voltage is again greater than the threshold.
  • the flash unit is triggered at the start of the pre-flash phase with the set starting current intensity.
  • the pre-flash phase which also serves, for example, a roto-eye correction, autofocus or other imaging applications, the minimum available load current is determined. Based on the set starting current intensity, the current intensity is preferably reduced to the minimum available and reliably adjustable current intensity by adding additional loads.
  • At least one further load is switched step by step to the supply voltage.
  • the load current is then reduced depending on the connected load.
  • the at least one additional load is, for example, depending ⁇ wells another subprocess is, which is imple- mented in the terminal.
  • This is, for example, a camera processor or an image sensor, which are operated together with the flash.
  • a degree of amplification of a connectable sensor is dependent on that in the register stored load current set.
  • the sensor can be designed as an image sensor or camera.
  • the gain is then preferably adjusted by means of a suitable amplifier to the image sensor. This is done for example by means of an image processor. It is taken into account, wel ⁇ che load current is available and how it contributes by means of the flash to the exposure of the subject. The Ver ⁇ strengthening degree taken into account remaining sub ⁇ differences ness about the achievable with the flash means brightness.
  • an exposure time of the closable at ⁇ sensor is adjusted depending on the data stored in the register load current form.
  • the gradually reducing the load current for operating a priority load in response to a control signal is interrupted for a period of STEU ⁇ ersignals form.
  • the pre-flash phase or main flash phase is interrupted for the duration by means of the control signal.
  • the time period preferably corresponds to the time in which the control signal occurs.
  • an intermediate current intensity is initially stored as a function of the control signal. After the time duration of the control signal, the interim ⁇ 's current value is set again, and starting continues reducing the load current from the stored intermediate current.
  • the flash unit is triggered in the main flash phase. The flash is operated with the load current stored in the register, which remains constant during the main flash phase.
  • the control ⁇ signal can also display in the main flash phase that a priority load is to be operated, and thus interrupt the main ⁇ lightning phase.
  • the load current is ramped up before the start of the main flash phase.
  • a circuit with current limiting a load current in particular of the load current of a Blitzmit ⁇ means of these comprises a controllable current supply to which a supply voltage can be connected. Furthermore, the circuit comprises a comparator, to which the supply voltage can be supplied and which provides a comparison voltage. A control unit is connected to the comparator and the controllable power supply. A register is further coupled to the control unit.
  • the controllable power supply provides a load current of the connectable load. Depending on the supply voltage ⁇ the load current is provided to supply the connectable flash means.
  • the comparator is firstly supplied with the supply voltage and a threshold value is applied to the comparator.
  • the control unit is directed to a ⁇ to reduce a function of the comparison voltage to the load ⁇ current by means of the controllable power supply.
  • the register stores a minimum load current. This load current level has a value with which the flash unit can still be operated when various loads connectable to the circuit are connected.
  • the presented circuit makes it possible to operate the flash device with a reliably adjustable load current. This is set so that the supply voltage is above the threshold value.
  • the load current has since ⁇ by a high level of predictability.
  • the amount of versor ⁇ supply voltage depends on what additional loads are operated together with the circuit.
  • the reliably available load ⁇ amperage is determined. If during further operation of certain loads will be switched off and thus the versor ⁇ supply voltage again to rise above the threshold, so in spite of the load current is not increased again, but remains on the set load current. In this way a minimum load current is set, which remains reliably adjustable even with simultaneous operation of different loads.
  • Batte ⁇ rie which depends mainly on the temperature to determine the internal resistance or ESR of.
  • the threshold value can also take into account that there are sufficient reserves of the supply voltage, which prevent switching off subsystems or even the entire system.
  • control unit is turned to form ⁇ aimed to gradually reduce the load current by means of the controllable current supply as a function of the comparison voltage.
  • a step in the stepwise reduction of the load current may have a predetermined value. The number of steps can be greater than one.
  • the comparator is designed as a comparator.
  • controllable power supply is designed as a current source or current sink.
  • the controllable power supply is realized as a regulated power supply and has an internal control loop.
  • control unit can be connected to a processor.
  • the processor is configured to provide a gain depending on the load current stored in the register to set a connectable to the processor sensor.
  • the register may be implemented in the control unit or the processor. In this way, Benut ⁇ zer of the circuit can decide whether the circuit au- itself should be designed tark example, as an integrated circuit. Using the processor and an external Regis ter ⁇ but the user then has to select an individu ⁇ elle programming freedom.
  • the control unit is set up to operate a priority load
  • the Steu ⁇ ersignal is preferably coupled by means of a data line to the priority load.
  • the control signal indicates to the control unit that a Prio ⁇ rticianslast intended to operate. This may be necessary, for example, due to an incoming call or a text message, because an amplifier for radio frequencies, also called an RF amplifier for this purpose, is switched on.
  • an amplifier for radio frequencies also called an RF amplifier for this purpose
  • Sequence is a necessary for the priority load load current provided on the basis of the available supply voltage ⁇ .
  • the pre-flash phase is interrupted for the duration of the control signal.
  • control unit stores and loads an intermediate current intensity into the register.
  • Control signal to store the current set at this time load ⁇ strength as an intermediate current. After switching off the priority load or the end of the control signal, the Zwi ⁇ rule current can be retrieved and set again.
  • the circuit has a voltage converter.
  • the voltage converter couples the controllable power supply with the connectable supply voltage and is connected to the comparator.
  • FIG. 2 shows an example method for limiting the current of a load current according to the proposed principle
  • FIG. 3 shows an exemplary circuit with current limitation and priority load according to the proposed principle
  • FIG. 5 shows an exemplary control circuit
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a circuit with current limitation according to the proposed principle.
  • An integrated tured circuit IC is connected to a voltage wall ⁇ ler EPC, which supplies a flash LED with a load current I.
  • the voltage converter EPC is designed as a synchronous converter and comprises an inductance LI, a first and second switch Sl, S2 and first and second capacitances C 1, C 2 .
  • the voltage converter EPC is connected on the one hand to a node Nl and on the other hand to the flash LED.
  • the voltage converter EPC can alternatively be designed as a charge pump or DC-DC converter. Also an implementation of the circuit is conceivable that does not require a voltage converter. In principle, any component can be used that allows a power supply of the flash LED.
  • the lightning means LED in turn is connected by means of a controllable power supply Iled with reducible current to ground.
  • the controllable power supply Iled can be realized as a power source. Alternatively, however, the use of an equally controllable current sink is conceivable.
  • the flash LED is preferably a light-emitting diode or another suitable light source that is suitable for illuminating a subject M when taking a photo.
  • An output of the voltage converter EPC is connected via a series scarf ⁇ tung, comprising the controllable power supply and the flash Iled ⁇ medium LED to ground.
  • the control of the controllable power supply Iled takes place with a control unit CTRL.
  • a first input of a comparator COMP is connected to the node Nl and thus to the supply voltage VBAT.
  • a second input of the comparator COMP is applied to a threshold voltage Vlow.
  • An output of the comparator COMP is connected to the control unit CTRL and provides a comparison voltage Vcom.
  • the comparator COMP can be implemented as a comparator.
  • the control unit CTRL is coupled by means of a control line to a processor CPU, which in turn operates a sensor CS, also referred to below as an image sensor.
  • the sensor CS can be manufactured by means of a complementary metal oxide semiconductor technology, abbreviated CMOS.
  • CMOS complementary metal oxide semiconductor technology
  • the image sensor CS serves to record image information values of the motif M.
  • the processor CPU is coupled to the control unit CTRL via a control line STR.
  • the control line STR can also be used to set a exposure time TB by the processor CPU.
  • the processor CPU can provide by means of the control line STR information about a current level, such as a maximum current Imax, the Steuerein ⁇ integrated CTRL.
  • the battery BAT outputs the supply voltage VBAT, which can also be referred to as battery voltage.
  • the power supply control circuit PMIC receives the power supply voltage VBAT and outputs a reset signal RE.
  • the circuit for controlling the power supply PMIC determines the reset signal RE in function of a comparison between the supply voltage VBAT and clamping ⁇ a default value.
  • Additional loads LD umfas ⁇ sen for example sub-processes of a mobile terminal, the require additional supply voltage VBAT for operation.
  • This can be, for example, telecommunications electronics, such as receivers and network interfaces, which load the battery voltage VBAT during incoming or outgoing calls.
  • FIG. 1 also shows a register RAM.
  • the register RAM is set up to store the current intensities Imin, Iint set on the controllable power supply Iled by means of the control unit CTRL.
  • the register RAM it is alternatively possible for the register RAM to be an element of the control unit CTRL or of the processor CPU. Both cases are shown in FIG .
  • the register RAM can be realized as a random access memory, abbreviated RAM.
  • the comparator COMP monitors the battery voltage VBAT at its first input with a threshold value Vlow at its second input. Based on a comparison, the comparator COMP provides a comparison voltage Vcom at its output.
  • the control unit CTRL processes the comparison voltage Vcom.
  • a control output of the control circuit CTRL is connected to a control input of the controllable power supply Iled.
  • the controllable power supply Iled sets the load current I in accordance with a current signal IS output at the control output of the control unit CTRL.
  • the controller CTRL controls the controllable current supply Iled such that the load current I ⁇ starts.
  • the start phase 11 can be used as a startup phase be designated.
  • the control unit CTRL has a digital circuit ⁇ .
  • the controller CTRL controls the controllable current supply Iled so that the set current value of the load current I is reduced until the battery voltage VBAT ⁇ comes to lie above the threshold value Vlow. In this case, the corresponding current value of the load current I is always only reduced with ⁇ means of the control unit CTRL. Is turned off game as a load LD in ⁇ and the battery voltage VBAT is thereby increased in the sequence again, the current value of the load current I is not set at the power supply Iled again to a higher value.
  • the circuit according to FIG. 1 is preferably used in mobile terminals, such as mobile phones, smartphones, in portable computers, such as personal digital assistants, also PDAs, MP3 players or similar devices with built-in cameras. In these devices, different processes or sub-processes run parallel to each other.
  • a sub-process can be associated with this ei ⁇ ne load LD, the strain on the battery voltage V BAT.
  • the operation of the internal camera or of the image sensor CS represents a subprocess in this sense.
  • FIG. 2 shows an example of a method for current limiting according to the proposed principle.
  • Plotted is the battery voltage VBAT or the load current I against the time t.
  • a Batte ⁇ rieêt VBAT with a value available, which depends, under certain circumstances the state of charge of the battery BAT and the temperature. In the graph in FIG. 2, this value initially exceeds the threshold value Vlow.
  • a load current I is set to a previously determined maximum current, namely the maximum current value Imax or a maximum current value which is still possible with the existing battery voltage VBAT. provides.
  • the load current I is set by ramp-up.
  • the start-up may include steps or steps not shown in FIG.
  • the start-up phase 11 is facing a Vorblitzphase 1.
  • the start-up phase 11 ends with the start of Vorblitzphase 1.
  • the comparator COMP compares the supply voltage VBAT with the threshold value Vlow.
  • the control unit CTRL stops the start-up of the load current I if the supply voltage VBAT is less than or equal to the threshold value Vlow.
  • the control unit CTRL then reduced step ⁇ as the load current I, until the supply voltage VBAT is greater than the threshold value Vlow.
  • the process at startup of the load current I comprises comparing the supply voltage VBAT ⁇ with the threshold value Vlow and the continuation of the start-up of the load current I, if the supply voltage
  • VBAT is greater than the threshold value Vlow, respectively the gradual reducing of the load current I, if the supply voltage VBAT versor ⁇ is less than or equal to the threshold value Vlow.
  • Vlow the threshold value
  • the maximum set load current I is now reduced.
  • the battery voltage VBAT also If additional loads are connected, LD must always be kept above the threshold value Vlow. Thus, it may, as shown ⁇ ge in Figure 2 to withdraw the load current I when adding another load LD, about 12 at the time, be necessary to keep the battery voltage VBAT again above the threshold value Vlow.
  • the starting current intensity 10 is reduced to a load current Imin.
  • Such successively adjusting the load ⁇ current Imin is gradual by connecting all required or used in parallel by a user loads LD to the minimum load current Imin is set, which ensures that the battery voltage VBAT remains above the smoldering ⁇ lenwert Vlow.
  • This minimum load current Imin is stored in the register RAM and is available for further process steps such as a main flash phase 2.
  • the load current I is ramped up to the load current Imin.
  • the control unit CTRL or the processor CPU set the value of the load current I, the load current Imin.
  • the load ⁇ current I is used as a lightning current.
  • the load current I is constant and has the load current intensity Imin.
  • the subject M is then exposed by means of the image sensor CS in accordance with the ISO setting suitable for the minimum load current intensity Imin for the duration of the exposure time TB.
  • the exposure time TB that is, the duration of the main flash phase 2 can be varied.
  • the load current I is reduced to the value 0 again.
  • the control line STR can be realized in the form of a bus.
  • One of the control lines STR can be formed as strobe line, the processor CPU on and transmitted through the off ⁇ switching signals of the control unit CTRL. With the on ⁇ switching signals, the pre-and the main flash phase 1, 2 is triggered. The switch-off signals serve to terminate the pre-flash phase and the main flash phase 1, 2.
  • the duration of the pre-flash phase 1 may be equal to or less than the exposure time TB.
  • the processor CPU a an exposure time ⁇ . The start time and duration of the exposure time of the sensor ⁇ CS are equal with the start time and the duration of the exposure time TB of the main flash phase. 2
  • the minimum load current Imin is to ⁇ all connected in parallel to the recording means of the image sensor CS required or by the user operated subsystems reduced so that it is ensured that a current corresponding to the minimum load current Imin is at least available during the main flash phase. 2
  • the supply voltage VBAT is greater or equal to the threshold Vlow.
  • a sufficient Belich ⁇ processing is ensured as a function of the gain of ISO and / or the exposure time TB on the image sensor CS.
  • the load current I according to the minimum load current Imin is constant during the entire recording and independent of the equivalent resistance ESR of the battery BAT.
  • the equivalent resistance ESR can be subject to strong fluctuations depending on the state of charge and temperature. A complex calculation can also be omitted during operation of the circuit.
  • control unit CTRL, the processor or CPU in the main lightning ⁇ phase 2 has a slightly smaller value than the load current Imin as the value of the load current I a.
  • the load current ⁇ imine is reduced by a predetermined percentage or a predetermined value and the value thus obtained as a load current I in the main flash phase 2 is set.
  • a safety distance is thus increased.
  • the processor provides
  • a priority load RFPA is shown which, for example, represents a priority load. communication module of a mobile phone.
  • the priority ⁇ load RFPA is to be, for example, to an antenna AN ⁇ closed.
  • the priority load RFPA is a high frequency power amplifier. A transmitted from the high-frequency power amplifier transmission signal is fed to the antenna AN.
  • the priority load RFPA is executed after activation by, for example, a user over a flash record with a higher priority. This can be, for example, a call or the receipt of a text message.
  • the priority is determined by means of a control signal MA of the control unit
  • the control signal MA can be referred to as priority ⁇ signal.
  • This control signal MA causes for a certain time, preferably during the use of the pri ⁇ orticiansanassemble to interrupt the setting or reducing the load current I to ensure that the
  • FIG. 4 shows an example of a corresponding method for operating a priority application according to the proposed principle. With the method shown in Figure 4, the circuit shown in Figure 3 can be operated. In addition to setting and reducing the load current I to a minimum value of the load current intensity Imin, an event during the time period 13 is indicated, which corresponds to switching on a priority application. For this purpose, an intermediate current Iint is first stored at the beginning of time period 13 of the event and reduces the required current level of the load current I during the time sequence of the priority application, so that the battery voltage VBAT ⁇ sufficiently the priority application for Ver Stahl- is available.
  • the control signal MA indicates both the beginning and the end of the duration 13 of the priority event. This is complete and the priority application ends, the load current is I readjusted to the stored intermediate amperage Iint and Einregeln and A ⁇ provide the load current I, as described in conjunction with Figure 2 illustrates, continued.
  • the control signal MA can be used to prevent certain subprocesses, such as a priority application, from leading to a critical voltage value of the battery voltage VBAT.
  • security settings are usually provided, which stop at critical voltage values parts of the system or the entire system and turn off the device. This can be prevented with the aid of the control signal MA.
  • FIG. 5 shows an exemplary control circuit CTRL which can be used in the integrated circuit IC shown in FIGS. 1 and 3.
  • the control circuit CTRL comprises a counter Z.
  • the counter Z is the input side with the
  • Comparator COMP coupled.
  • the counter Z is coupled via the control output of the control circuit CTRL to the control input of the controllable power supply Iled. Further, the counter Z is connected to the register RAM. In addition, the counter Z is coupled to the not shown processor CPU.
  • the counter Z is realized as an up / down counter.
  • An oscillator OS is output coupled to the counter Z.
  • the control circuit CTRL has a logic circuit SL which couples the output of the comparator COMP and the oscillator OS to the inputs of the counter Z.
  • the counter Z includes an up-counter input SU and a down-counter input SD. A clock signal CL of the oscillator OS, the comparison voltage Vcom and a start / stop signal E are supplied to the logic circuit SL.
  • the processor CPU provides the start / stop signal E on the control line STR. If the start / stop signal E indicates the beginning of the start phase 11, the logic circuit SL sends the clock signal CL to the up-count input SU.
  • the counter Z starts from the value 0 onwards to counter ⁇ len.
  • the counter Z outputs its count as a current signal IS.
  • the current signal IS is realized as a bus signal.
  • the controllable power supply Iled converts the current signal IS into the load current I.
  • the controllable power supply Iled is designed as a digital-analog converter which converts the digital ahead ⁇ control signal IS in the analog load current I.
  • the load current I starts from the value 0.
  • the maximum current Imax is stored in the register RAM.
  • the control circuit CTRL comprises a digital comparator DKO, which compares the control signal IS with the maximum current Imax.
  • the digital comparator DKO outputs a comparator signal IMR, which is fed to the logic circuit SL. If the control signal IS is greater than or equal to the maximum current Imax, the digital comparator DKO outputs the
  • Comparator signal IMR with a first logical value, about 1 ab. If the control signal IS is smaller than the maximum current intensity Imax, then the comparator signal IMR has a second logical value, approximately 0. With the help of the digital comparator DKO, the counting up of the counter Z and thus the
  • the counting up of the counter Z is thus stopped. Instead, the clock signal CL is sent to the down counting input SD.
  • the counter Z thus reduces its count and thus the current signal IS.
  • the actual current signal IS is thus stored in the RAM as the start re gister ⁇ ⁇ current 10th
  • the logic circuit SL is set up such that the down counting is slower than on ⁇ Wind lake count. For this purpose, the logic circuit SL for counting down only forwards every nth pulse of the clock signal CL to the down counting input SD.
  • the comparison signal Vcom causes the counter Z to stop counting downwards.
  • the logic circuit SL is arranged such that the counter Z does not start to count up again.
  • the starting current ⁇ strength 10 at the end of the startup phase 11 is determined.
  • the counter Z keeps its counter reading, which represents the starting current intensity 10, or reduces its counter reading.
  • En ⁇ de Vorblitzphase of one of the counters Z stores its count, which represents the load current Imin, the Regis ter ⁇ RAM.
  • the current signal IS corresponds to the load current intensity Imin stored in the register.
  • a step in the stepwise reduction of the load current I thus corresponds to the change of the count of the counter Z by a constant, predetermined value.
  • the value can be 1. However, the value can be greater than 1.
  • control unit CTRL is designed such that increasing the load current I in the starting phase 11 is faster than reducing the load current I in the starting phase 11 or the pre-flash phase 1.
  • a digital-to-analog converter is arranged between the counter Z and the controllable power supply Iled. The power supply Iled is driven with an analog signal.
  • PMIC circuit for controlling the power supply

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Vorgestellt wird ein Verfahren zur Strombegrenzung eines Laststroms, insbesondere des Laststroms eines Blitzmittels. In einem Schritt wird zunächst eine Versorgungsspannung (VBAT) bereitgestellt. Weiter erfolgt ein Einstellen eines Laststroms (I) in Abhängigkeit der Versorgungsspannung (VBAT) zur Stromversorgung des Blitzmittels (LED), indem der Laststrom (I) schrittweise reduziert wird, bis die Versorgungsspannung (VBAT) größer als ein Schwellwert (Vlow) ist. Die Laststromstärke (Imin) des eingestellten Laststroms (I) kann in einem Register (RAM) zum nachfolgenden Auslösen des Blitzmittels (LED) in einer Hauptblitzphase (2) mit der im Register (RAM) gespeicherten Laststromstärke (Imin) gespeichert werden. Daneben ist eine Schaltung mit Strombegrenzung eines Laststroms eines Blitzmittels angegeben.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Strombegrenzung eines Laststroms und Schaltung mit Strombegrenzung eines Laststroms eines Blitzmittels
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Strombegrenzung ei- nes Laststroms eines Blitzmittels. Ferner betrifft die Erfin- dung eine Schaltung mit Strombegrenzung eines Laststroms ei- nes Blitzmittels.
Mobile Endgeräte wie Handys, Smartphones und PDAs (Personal Digital Assistents) werden in der Regel mit Batterien oder Akkumulatoren betrieben. In Abhängigkeit des Ladezustands der Batterie oder Akkumulators versorgt eine Versorgungsspannung eine Vielzahl von Subsystemen des Geräts, wie beispielsweise die Kommunikationseinheit mit Empfangsteil, die grafische An¬ zeige und unterschiedliche Netzwerkprozesse. Gerade bei mobi¬ len Endgeräten sind meist jedoch auch Systeme vorhanden, die auch bei reduzierter Leistung oder Batteriespannung betrieben werden können. Zum Beispiel verfügen viele Geräte über eine Kamerafunktion. Für den Einsatz der meist integrierten Kamera bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen sind die Geräte oft mit Blitzen auf Basis von Xenon- oder LED-Leuchtmitteln ausgestattet. Gerade Blitzgeräte auf LED-Basis benötigen in der Regel einen hohen Lade- bzw. Laststrom, der zudem innerhalb kurzer Zeit zur Verfügung gestellt werden muss. Aus diesem Grund kann die Versorgungsspannung temporär oder bei schon geringem Ladezustand unter einen kritischen Schwellwert fallen. Dies wiederum kann zum Abschalten oder Zurücksetzen von Subsystemen führen, was im Grenzfall sogar zu einem Abschalten des gesamten Systems führen kann. Blitzgeräte an mobilen Endgeräten lassen sich in gewissem Rahmen mit einer reduzierten Leistung betreiben. Dazu wird der Lade- oder Laststrom der Blitzgeräte dynamisch eingestellt und somit an den Ladezustand der Batterie oder Akkumu¬ lators angepasst. Insbesondere wird berücksichtigt, welche angeschlossenen Lasten oder Subsysteme gerade vorhanden sind. Gerade diese Maßnahme birgt jedoch eine Schwierigkeit, denn der benötigte Ladestrom ist in der Regel nicht vorhersagbar. Beispielsweise können bestimmte Lasten während des Betriebs des Blitzes hinzugekommen oder abgeschaltet werden. Gerade ein ankommender Anruf oder Textmitteilung ist zum einen un- vorhersagbar, hat jedoch einen großen Einfluss auf die nutzbare Versorgungsspannung. Der maximal mögliche Ladestrom hängt zudem von dem äquivalenten Serienwiderstand der Batte¬ rie oder Akkumulators, dem so genannten ESR (engl. Equivalent Series Resistance), ab. Dieser ist jedoch im laufenden Be¬ trieb meist nur schwer zu bestimmen und trägt somit zur Unsi¬ cherheit bei, den zur Verfügung stehenden Laststrom abzuschätzen. Insbesondere ist der ESR sehr von der Temperatur abhängig .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Strombegrenzung eines Laststroms und eine Schaltung mit Strombegrenzung eines Laststroms zur Verfügung zu stellen, die eine verlässlichere Vorhersagbarkeit des Laststroms ermöglicht .
Die Aufgabe wird mit den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Wei¬ terbildungen und Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
In einer Aus führungs form des Verfahrens zur Strombegrenzung eines Laststroms, insbesondere des Laststroms eines Blitzmit- tels, wird zunächst eine Versorgungsspannung bereitgestellt. Zunächst wird in Abhängigkeit der Versorgungsspannung ein Laststrom zur Stromversorgung des Blitzmittels eingestellt. Dabei wird der Laststrom schrittweise reduziert, bis die Ver¬ sorgungsspannung größer als ein Schwellwert ist.
Das vorgestellte Verfahren erlaubt eine vorteilhafte Strombe¬ grenzung des Laststroms. Insbesondere verfügt der Laststrom über eine hohe Vorhersagbarkeit. Dies wird dadurch möglich, dass der Laststrom in Abhängigkeit der Versorgungsspannung schrittweise reduziert wird. Die Höhe der Versorgungsspannung richtet sich insbesondere nach dem Vorhandensein bestimmter Lasten, die beispielsweise zusammen mit einer Schaltung zum Betreiben des Blitzmittels betrieben werden.
Zudem wird auf diese Weise der Laststrom in weiten Bereichen von den Batteriebedingungen unabhängig. Insbesondere ist es nicht mehr nötig, den internen Widerstand oder ESR der Batte¬ rie, der vor allem von der Temperatur abhängig ist, zu bestimmen. Der Schwellwert kann zudem berücksichtigen, dass ausreichende Reserven der Versorgungsspannung vorhanden bleiben, die ein Ausschalten von Subsystemen oder gar des gesamten Systems verhindern.
In einer weiteren Aus führungs form erfolgt das Einstellen eines Laststroms in einer Vorblitzphase .
Während der Vorblitzphase wird die verlässlich zur Verfügung stehende Laststromstärke ermittelt. Würden im laufenden wei¬ teren Betrieb bestimmte Lasten wieder abgeschaltet und damit die Versorgungsspannung wieder über den Schwellwert steigen, so wird trotz dessen der Laststrom nicht wieder erhöht, sondern verbleibt auf der eingestellten Laststromstärke. Auf diese Weise wird eine minimale Laststromstärke eingestellt, die auch bei gleichzeitigem Betrieb verschiedener Lasten noch verlässlich mittels des Verfahrens einstellbar bleibt. In einer weiteren Aus führungs form wird die Laststromstärke in einem Register gespeichert, wenn der Laststrom eingestellt ist, und zum nachfolgenden Auslösen des Blitzmittels abgeru¬ fen. Das Auslösen des Blitzmittels erfolgt in einer zeitlich folgenden Hauptblitzphase mit der im Register gespeicherten Laststromstärke. In der Vorblitzphase wird somit die Last¬ stromstärke für die Hauptblitzphase bestimmt.
In der Hauptblitzphase kann so das Blitzmittel mit der zuver¬ lässig zur Verfügung stehenden gespeicherten Laststromstärke betrieben werden.
In einer Aus führungs form steigt der Laststrom vor Beginn der Vorblitzphase an. Der Laststrom wird vor Beginn der Vorblitz- phase rampenförmig erhöht. Der Laststrom hat vor Beginn der Vorblitzphase eine ansteigende Flanke. Der Laststrom wird rampenförmig hochgefahren. Der Laststrom kann beispielsweise von einem Wert 0 aus erhöht werden. Das Hochfahren kann beispielsweise schrittweise erfolgen. Abgesehen von den Schrit¬ ten kann das Hochfahren linear durchgeführt werden. Beim Er- höhen des Laststroms vor Beginn der Vorblitzphase wird detek- tiert, ob die Versorgungsspannung größer als der Schwellwert ist. Ist bei einem Wert des Laststroms die Versorgungsspan¬ nung kleiner oder gleich dem Schwellwert, so wird die Hochlaufphase beendet und der Laststrom schrittweise reduziert.
In einer weiteren Aus führungs form wird der Laststrom vor oder mit Beginn der Vorblitzphase auf eine Startstromstärke einge¬ stellt. Dabei ist die Startstromstärke entweder eine vorher festgelegte maximale Stromstärke oder entspricht einer sol¬ chen Stromstärke, bei der die Versorgungsspannung noch größer als der Schwellwert ist. Ausgehend von der eingestellten Startstromstärke wird dann in der Vorblitzphase der Laststrom schrittweise reduziert.
In einer bevorzugten Aus führungs form ist bei der vorher festgelegten maximalen Stromstärke die Versorgungsspannung größer als der Schwellwert. In der Startphase vor dem Beginn der Vorblitzphase wird in diesem Fall der Laststrom nicht redu¬ ziert. Die Startphase umfasst die Hochlaufphase. Eine Reduk¬ tion des Laststroms kann jedoch während der Vorblitzphase auf Grund eines Zuschaltens einer Last erforderlich werden. Bei ausreichenden Batterieladebedingungen ist eine Startstromstärke einstellbar, die dem vorher festgelegten maximalen Wert, nämlich der maximalen Stromstärke, entspricht. Be¬ findet sich der Ladezustand der Batterie jedoch schon auf ei¬ nem geringen Wert, so lässt sich bei Betrieb des Blitzmittels die vorher festgelegte maximale Stromstärke unter Umständen nicht mehr erreichen. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, wenn der Laststrom dann auf eine Stromstärke eingestellt wird, die die Versorgungsspannung nicht unnötig belastet. Bei dieser sich vor, bei oder kurz nach Beginn der Vorblitzphase einstellenden Stromstärke ist die Versorgungsspannung gerade noch größer als der Schwellwert. Das Hochfahren des Last¬ stroms in der Startphase wird somit gestoppt und der Last¬ strom schrittweise auf die Startstromstärke reduziert, bei der die Versorgungsspannung wieder größer als der Schwellwert ist. In einer weiteren Aus führungs form wird das Blitzmittel mit Beginn der Vorblitzphase mit der eingestellten Startstromstärke ausgelöst. Während der Vorblitzphase, die beispielsweise auch einer Ro- te-Augen-Korrektur, Autofokus oder anderen bildtechnischen Anwendungen dient, wird die minimal zur Verfügung stehende Laststromstärke bestimmt. Ausgehend von der eingestellten Startstromstärke wird bevorzugt durch Zuschalten weiterer Lasten die Stromstärke auf die minimal zur Verfügung stehende und verlässlich einstellbare Stromstärke reduziert.
In einer weiteren Aus führungs form wird in der Vorblitzphase schrittweise wenigstens eine weitere Last an die Versorgungs- Spannung geschaltet. Der Laststrom wird dann in Abhängigkeit der hinzugeschalteten Last reduziert.
Die wenigstens eine weitere Last stellt beispielsweise je¬ weils einen weiteren Subprozess dar, der im Endgerät imple- mentiert ist. Dies ist beispielsweise ein Kameraprozessor oder ein Bildsensor, die zusammen mit dem Blitzmittel betrieben werden. Durch Hinzuschalten weiterer Lasten ist es möglich, verlässlich abzuschätzen, welche minimale Laststromstärke im System zur Verfügung steht. So können beispielswei- se alle notwendigen Systeme beziehungsweise Lasten in der Vorblitzphase zugeschaltet und deren Stromverbrauch abge¬ schätzt werden. In der Hauptblitzphase ist es dann bevorzugt vorgesehen, dass die in der Vorblitzphase verwendeten Lasten betrieben werden und weitere Lasten ausgeschlossen sind.
In einer weiteren Aus führungs form wird ein Verstärkungsgrad eines anschließbaren Sensors in Abhängigkeit der im Register gespeicherten Laststromstärke eingestellt. Der Sensor kann als Bildsensor oder Kamera ausgebildet sein.
Steht dem Blitzmittel die gespeicherte Laststromstärke in der Vorblitz- und Hauptblitzphase zur Verfügung, so ist dies in der Regel für die Bildaufnahme nicht ausreichend. Um eine gu¬ te Ausleuchtung eines Motivs zu erreichen, wird dann der Verstärkungsgrad bevorzugt mittels eines geeigneten Verstärkers an dem Bildsensor eingestellt. Dies erfolgt beispielsweise mittels eines Bildprozessors. Dabei wird berücksichtigt, wel¬ che Laststromstärke zur Verfügung steht und wie diese mittels des Blitzmittels zur Belichtung des Motivs beiträgt. Der Ver¬ stärkungsgrad berücksichtigt dann noch verbleibende Unter¬ schiede etwa in der mit dem Blitzmittel erreichbaren Hellig- keit.
In einer Aus führungs form wird eine Belichtungszeit des an¬ schließbaren Sensors in Abhängigkeit der im Register gespeicherten Laststromstärke eingestellt.
In einer weiteren Aus führungs form wird das schrittweise Reduzieren des Laststroms zum Betreiben einer Prioritätslast in Abhängigkeit eines Steuersignals für eine Zeitdauer des Steu¬ ersignals unterbrochen.
Sowohl während der Vorblitzphase wie auch der Hauptblitzphase kann es möglich sein, dass Lasten mit einer vorher eingestellten Priorität betrieben werden müssen. Dies kann beispielsweise durch einen eingehenden Anruf oder eine Textmit- teilung notwendig werden. Diese Anwendungen oder Prioritätslasten haben gegenüber der Aufnahme eines Bildes eine vorrangige Priorität. Um zu verhindern, dass beispielsweise durch einen eingehenden Anruf das System einen Stromverbrauch auf- weist, der die Versorgungsspannung unnötig belastet und unter Umständen zum Abschalten von Subsystemen oder des Gesamtsystems führt, wird mittels des Steuersignals die Vorblitzphase oder Hauptblitzphase für die Zeitdauer unterbrochen. Die Zeitdauer entspricht dabei bevorzugt der Zeit, in der das Steuersignal auftritt.
Auf diese Weise ist es vorteilhafterweise möglich, die mini¬ male Laststromstärke weiterhin verlässlich einzustellen und ein zeitweises Abschalten von Subsystemen oder des Gesamtsystems zu verhindern.
In einer weiteren Aus führungs form wird in Abhängigkeit des Steuersignals zunächst eine Zwischenstromstärke gespeichert. Nach Ablauf der Zeitdauer des Steuersignals wird die Zwi¬ schenstromstärke wieder eingestellt und das Reduzieren des Laststromes ausgehend von der gespeicherten Zwischenstromstärke fortgesetzt. Nach einer weiteren Aus führungs form wird in der Hauptblitzphase das Blitzmittel ausgelöst. Das Blitzmittel wird dabei mit der im Register gespeicherten Laststromstärke betrieben, die während der Hauptblitzphase konstant bleibt. Das Steuer¬ signal kann jedoch auch in der Hauptblitzphase anzeigen, dass eine Prioritätslast betrieben werden soll, und so die Haupt¬ blitzphase unterbrechen.
In einer Aus führungs form wird der Laststrom vor Beginn der Hauptblitzphase rampenförmig erhöht.
In einer Aus führungs form einer Schaltung mit Strombegrenzung eines Laststroms, insbesondere des Laststroms eines Blitzmit¬ tels, umfasst diese eine steuerbare Stromversorgung, an die eine Versorgungsspannung anschließbar ist. Ferner umfasst die Schaltung einen Vergleicher, dem die Versorgungsspannung zuführbar ist und der eine Vergleichsspannung bereitstellt. Eine Steuereinheit ist mit dem Vergleicher und der steuerbaren Stromversorgung verbunden. Ein Register ist ferner mit der Steuereinheit gekoppelt.
Die steuerbare Stromversorgung stellt einen Laststrom der anschließbaren Last bereit. In Abhängigkeit der Versorgungs¬ spannung wird der Laststrom zur Versorgung des anschließbaren Blitzmittels bereitgestellt. Dazu wird dem Vergleicher zum einen die Versorgungsspannung zugeführt und ein Schwellwert an den Vergleicher angelegt. Die Steuereinheit ist dazu ein¬ gerichtet, in Abhängigkeit der Vergleichsspannung den Last¬ strom mittels der steuerbaren Stromversorgung zu reduzieren. Das Register speichert eine minimale Laststromstärke. Diese Laststromstärke weist einen Wert auf, mit dem das Blitzmittel noch betrieben werden kann, wenn verschiedene an die Schaltung anschließbare Lasten angeschlossen werden.
Die vorgestellte Schaltung erlaubt es, das Blitzmittel mit einem verlässlich einstellbaren Laststrom zu betreiben. Dieser wird so eingestellt, dass die Versorgungsspannung über dem Schwellwert liegt. Insbesondere verfügt der Laststrom da¬ durch über eine hohe Vorhersagbarkeit. Die Höhe der Versor¬ gungsspannung hängt davon ab, welche zusätzlichen Lasten zusammen mit der Schaltung betrieben werden. Während einer Vor- blitzphase wird die verlässlich zur Verfügung stehende Last¬ stromstärke ermittelt. Würden im laufenden weiteren Betrieb bestimmte Lasten wieder abgeschaltet und damit die Versor¬ gungsspannung wieder über den Schwellwert steigen, so wird trotz dessen der Laststrom nicht wieder erhöht, sondern verbleibt auf der eingestellten Laststromstärke. Auf diese Weise wird eine minimale Laststromstärke eingestellt, die auch bei gleichzeitigem Betrieb verschiedener Lasten noch verlässlich einstellbar bleibt.
Zudem wird auf diese Weise der Laststrom in weiten Bereichen von den Batteriebedingungen unabhängig. Insbesondere ist es nicht mehr nötig, den internen Widerstand oder ESR der Batte¬ rie, der vor allem von der Temperatur abhängig ist, zu bestimmen. Der Schwellwert kann zudem berücksichtigen, dass ausreichende Reserven der Versorgungsspannung vorhanden bleiben, die ein Ausschalten von Subsystemen oder gar des gesamten Systems verhindern.
In einer Aus führungs form ist die Steuereinheit dazu einge¬ richtet, in Abhängigkeit der Vergleichsspannung schrittweise den Laststrom mittels der steuerbaren Stromversorgung zu reduzieren. Ein Schritt bei der schrittweisen Reduzierung des Laststroms kann einen vorgegebenen Wert aufweisen. Die Anzahl der Schritte kann größer eins sein.
In einer weiteren Aus führungs form ist der Vergleicher als Komparator ausgeführt.
In einer weiteren Aus führungs form ist die steuerbare Stromversorgung als Stromquelle oder Stromsenke ausgeführt. Die steuerbare Stromversorgung ist als geregelte Stromversorgung realisiert und weist eine interne Regelungsschleife auf.
In einer weiteren Aus führungs form ist die Steuereinheit mit einem Prozessor verbindbar.
Der Prozessor ist dazu eingerichtet, in Abhängigkeit der im Register gespeicherten Laststromstärke einen Verstärkungsgrad eines an dem Prozessor anschließbaren Sensors einzustellen. Alternativ kann das Register in der Steuereinheit oder dem Prozessor implementiert sein. Auf diese Weise kann ein Benut¬ zer der Schaltung entscheiden, ob die Schaltung an sich au- tark beispielsweise als integrierter Schaltkreis ausgeführt sein soll. Mit Hilfe des Prozessors und einem externen Regis¬ ter hat der Benutzer dann jedoch die Freiheit, eine individu¬ elle Programmierung zu wählen. Nach einer weiteren Aus führungs form ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, zum Betreiben einer Prioritätslast die
Stromversorgung in Abhängigkeit eines Steuersignals zu steu¬ ern. Dazu wird bevorzugt mittels einer Datenleitung das Steu¬ ersignal an die Prioritätslast gekoppelt.
Das Steuersignal zeigt der Steuereinheit an, dass eine Prio¬ ritätslast betrieben werden soll. Dies kann beispielsweise durch einen eingehenden Anruf oder eine Textmitteilung nötig werden, weil dazu ein Verstärker für Radiofrequenzen, eng- lisch auch RF amplifier genannt, eingeschaltet wird. In der
Folge wird auf Basis der zur Verfügung stehenden Versorgungs¬ spannung ein für die Prioritätslast notwendiger Laststrom bereitgestellt. Die Vorblitzphase wird für die Zeitdauer des Steuersignals unterbrochen.
Nach einer weiteren Aus führungs form speichert und lädt die Steuereinheit eine Zwischenstromstärke in das Register.
Wird die Vorblitzphase mittels des Steuersignals für eine Zeitdauer unterbrochen, ist es von Vorteil zu Beginn des
Steuersignals die zu diesem Zeitpunkt eingestellte Laststrom¬ stärke als Zwischenstromstärke zu speichern. Nach Abschalten der Prioritätslast oder Ende des Steuersignals kann die Zwi¬ schenstromstärke abgerufen und wieder eingestellt werden.
Nach einer weiteren Aus führungs form weist die Schaltung einen Spannungswandler auf. Der Spannungswandler koppelt die steuerbare Stromversorgung mit der anschließbaren Versorgungsspannung und ist mit dem Vergleicher verbunden.
Die Erfindung wird nachfolgend an mehreren Ausführungsbei¬ spielen anhand von Figuren erläutert. Soweit sich Teile oder Bauelemente in ihrer Funktion entsprechen, wird deren Beschreibung nicht in jeder der folgenden Figuren wiederholt.
Es zeigen:
Figur 1 eine beispielhafte Schaltung mit Strombegrenzung eines Laststroms nach dem vorgeschlagenen Prinzip,
Figur 2 ein beispielhaftes Verfahren zur Strombegrenzung eines Laststroms nach dem vorgeschlagenen Prinzip,
Figur 3 eine beispielhafte Schaltung mit Strombegrenzung und Prioritätslast nach dem vorgeschlagenen Prinzip,
Figur 4 ein beispielhaftes Verfahren zur Strombegrenzung und Betrieb einer Prioritätslast nach dem vorge¬ schlagenen Prinzip und
Figur 5 eine beispielhafte Steuerschaltung.
Figur 1 zeigt ein Aus führungsbeispiel einer Schaltung mit Strombegrenzung nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Ein integ- rierter Schaltkreis IC ist verbunden mit einem Spannungswand¬ ler EPC, der ein Blitzmittel LED mit einem Laststrom I versorgt. Der Spannungswandler EPC ist als Synchronwandler ausgeführt und umfasst dazu eine Induktivität LI, einen ersten und zweiten Schalter Sl, S2 sowie erste und zweite Kapazitä¬ ten Cl, C2. Der Spannungswandler EPC ist zum einen mit einem Knoten Nl und zum anderen mit dem Blitzmittel LED verbunden. Der Spannungswandler EPC kann alternativ auch als Ladungspumpe oder Gleichspannungswandler ausgeführt sein. Auch ist eine Implementierung der Schaltung denkbar, die keinen Spannungswandler erfordert. Grundsätzlich kann jedes Bauelement zum Einsatz kommen, das eine Stromversorgung des Blitzmittels LED erlaubt .
Das Blitzmittel LED wiederum ist mittels einer steuerbaren Stromversorgung Iled mit reduzierbarer Stromstärke mit Masse verbunden. Die steuerbare Stromversorgung Iled kann als Stromquelle realisiert sein. Alternativ ist jedoch auch die Verwendung einer auf gleiche Weise steuerbaren Stromsenke denkbar. Das Blitzmittel LED ist bevorzugt eine Leuchtdiode oder ein anderes geeignetes Leuchtmittel, das zum Ausleuchten eines Motivs M bei Aufnahme eines Photos geeignet ist. Ein Ausgang des Spannungswandlers EPC ist über eine Serienschal¬ tung, die die steuerbare Stromversorgung Iled und das Blitz¬ mittel LED umfasst, mit Masse verbunden. Die Steuerung der steuerbaren Stromversorgung Iled erfolgt mit einer Steuereinheit CTRL. Dazu ist ein erster Eingang eines Vergleichers COMP mit dem Knoten Nl und somit der Versorgungsspannung VBAT verbunden. Ein zweiter Eingang des Vergleichers COMP liegt an einer Schwellwertspannung Vlow an. Ein Ausgang des Vergleichers COMP ist mit der Steuereinheit CTRL verbunden und stellt eine Vergleichsspannung Vcom bereit. Der Vergleicher COMP kann als Komparator implementiert sein. Die Steuereinheit CTRL ist mittels einer Steuerleitung mit einem Prozessor CPU gekoppelt, der wiederum einen Sensor CS, im Folgenden auch als Bildsensor bezeichnet, betreibt. Der Sensor CS kann mittels einer komplementären Metall-Oxid- Halbleiter Technologie, abgekürzt CMOS hergestellt sein. Zum Datenaustausch zwischen Prozessor CPU und Bildsensor CS sind entsprechende Leitungen vorgesehen. Diese sind in der Figur 1 in Form einer Steuerleitung zur Übermittlung eines Verstär- kungsgrads ISO und einer Datenleitung DATA zur Übermittlung von Bildinformationen angedeutet. Der Bildsensor CS dient der Aufnahme von Bildinformationswerten des Motivs M. Über eine Steuerleitung STR ist der Prozessor CPU mit der Steuereinheit CTRL gekoppelt. Über die Steuerleitung STR kann auch eine Be- lichtungszeit TB durch den Prozessor CPU eingestellt werden. Weiter kann der Prozessor CPU Informationen über eine Stromhöhe, wie etwa eine maximale Stromstärke Imax, der Steuerein¬ heit CTRL mittels der Steuerleitung STR bereitstellen. Mittels des Knotens Nl sind an den integrierten Schaltkreis IC weitere Verbraucher und Einheiten anschließbar. Dies um- fasst etwa zusätzliche Lasten LD, eine Batterie BAT mit äqui¬ valentem Widerstand ESR und einen Schaltkreis zur Steuerung der Stromversorgung des integrierten Schaltkreises IC, auch englisch PMIC: Power Management IC. Die Batterie BAT gibt die Versorgungsspannung VBAT, die auch als Batteriespannung bezeichnet werden kann, ab. Der Schaltkreis zur Steuerung der Stromversorgung PMIC erhält die Versorgungsspannung VBAT und gibt ein Rücksetzsignal RE ab. Der Schaltkreis zur Steuerung der Stromversorgung PMIC bestimmt das Rücksetzsignal RE in Abhängigkeit eines Vergleichs zwischen der Versorgungsspan¬ nung VBAT und einem Vorgabewert. Zusätzliche Lasten LD umfas¬ sen beispielsweise Subprozesse eines mobilen Endgeräts, die zum Betrieb zusätzliche Versorgungsspannung VBAT erfordern. Dies kann etwa Telekommunikationselektronik sein, wie Empfänger und Netzwerkschnittstellen, die bei ein- oder abgehenden Gesprächen die Batteriespannung VBAT belasten.
In Figur 1 ist zudem ein Register RAM gezeigt. Das Register RAM ist dazu eingerichtet, die an der steuerbaren Stromversorgung Iled eingestellten Stromstärken Imin, Iint mittels der Steuereinheit CTRL zu speichern. Dabei ist es alternativ möglich, dass das Register RAM ein Element der Steuereinheit CTRL oder des Prozessors CPU ist. Beide Fälle sind in der Fi¬ gur 1 eingezeichnet. Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, Register RAM sowohl in der Steuereinheit CTRL wie auch im Prozessor CPU vorzusehen. In jedem Fall ist die Steuereinheit CTRL dazu eingerichtet, Stromstärken in das Register RAM zu schreiben und aus diesem abzurufen. Das Register RAM kann als random access memory, abgekürzt RAM realisiert sein.
Der Betrieb der Schaltung und insbesondere des integrierten Schaltkreise wird mit Bezug auf Figur 2 ausführlich erläu¬ tert. Grundsätzlich überwacht der Vergleicher COMP die Batteriespannung VBAT an seinem ersten Eingang mit einem Schwellwert Vlow an seinem zweiten Eingang. Auf Basis eines Vergleichs stellt der Vergleicher COMP an seinem Ausgang eine Vergleichsspannung Vcom bereit. Die Steuereinheit CTRL verarbeitet die Vergleichspannung Vcom. Ein Steuerausgang der Steuerschaltung CTRL ist mit einem Steuereingang der steuerbaren Stromversorgung Iled verbunden. Die steuerbare Stromversorgung Iled stellt den Laststrom I entsprechend einem am Steuerausgang der Steuereinheit CTRL abgegebenen Stromsignal IS ein. In einer Startphase 11 steuert die Steuereinheit CTRL die steuerbare Stromversorgung Iled derart, dass der Last¬ strom I hochfährt. Die Startphase 11 kann als Hochlaufphase bezeichnet werden. Die Steuereinheit CTRL weist eine Digital¬ schaltung auf. Die Steuereinheit CTRL steuert die steuerbare Stromversorgung Iled so, dass die eingestellte Stromstärke des Laststroms I so lange reduziert wird, bis die Batterie¬ spannung VBAT über dem Schwellwert Vlow zu liegen kommt. Dabei wird die entsprechende Stromstärke des Laststroms I mit¬ tels der Steuereinheit CTRL stets nur reduziert. Wird bei¬ spielsweise eine Last LD abgeschaltet und erhöht sich dadurch in der Folge die Batteriespannung VBAT wieder, so wird die Stromstärke des Laststroms I an der Stromversorgung Iled nicht wieder auf einen höheren Wert eingestellt.
Die Schaltung nach Figur 1 wird bevorzugt in mobilen Endgeräten, wie Handys, Smartphones, in tragbaren Computer wie Personal Digital Assistents, auch PDA, MP3-Spielern oder ähnlichen Geräten mit eingebauten Kameras Verwendung finden. In diesen Geräten laufen unterschiedliche Prozesse oder Subpro- zesse parallel zueinander ab. Einem Subprozess kann dabei ei¬ ne Last LD zugeordnet sein, die die Batteriespannung VBAT belastet. Der Betrieb der internen Kamera bzw. des Bildsensors CS stellt in diesem Sinne einen Subprozess dar.
Figur 2 zeigt beispielhaft ein Verfahren zur Strombegrenzung nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Aufgetragen ist die Batteriespannung VBAT beziehungsweise der Laststrom I gegen die Zeit t. Zu Beginn des Verfahrens steht zunächst eine Batte¬ riespannung VBAT mit einem Wert zur Verfügung, der unter Umständen vom Ladezustand der Batterie BAT und der Temperatur abhängt. In der Grafik in Figur 2 liegt dieser Wert zunächst über dem Schwellwert Vlow. In einer Startphase 11 wird ein Laststrom I auf einen vorher bestimmten Maximalstrom, nämlich die maximale Stromstärke Imax oder einem maximal noch mit der vorhandenen Batteriespannung VBAT möglichen Stromwert einge- stellt. Das Einstellen des Laststroms I erfolgt durch rampen- förmiges Hochfahren. Das Hochfahren kann in Figur 2 nicht gezeigte Stufen oder Schritte aufweisen. Die Startphase 11 ist vor einer Vorblitzphase 1. Die Startphase 11 endet mit dem Beginn der Vorblitzphase 1. Der mögliche einstellbare Strom¬ wert richtet sich dabei danach, ob die Batteriespannung VBAT noch über den Schwellwert Vlow einstellbar ist. Ist eine Startstromstärke 10, das heißt der mögliche einstellbare Stromwert, erreicht, ist das Blitzmittel LED betriebsbereit.
Auch beim Hochfahren vergleicht der Vergleicher COMP die Versorgungsspannung VBAT mit dem Schwellwert Vlow. Die Steuereinheit CTRL stoppt das Hochfahren des Laststroms I, falls die Versorgungsspannung VBAT kleiner oder gleich dem Schwell- wert Vlow ist. Die Steuereinheit CTRL reduziert dann schritt¬ weise den Laststrom I, bis die Versorgungsspannung VBAT größer als der Schwellwert Vlow ist. Das Verfahren beim Hochfahren des Laststroms I umfasst das Vergleichen der Versorgungs¬ spannung VBAT mit dem Schwellwert Vlow und das Fortsetzen des Hochfahrens des Laststroms I, falls die Versorgungsspannung
VBAT größer als der Schwellwert Vlow ist, beziehungsweise das schrittweise Reduzieren des Laststroms I, falls die Versor¬ gungsspannung VBAT kleiner oder gleich dem Schwellwert Vlow ist. Somit wird ein Spannungseinbruch der Versorgungsspannung VBAT vermieden, der zu einem Abschalten oder Zurücksetzen des integrierten Schaltkreises IC führen könnte. In der Startpha¬ se 11 wird somit die Startstromstärke 10 bestimmt.
In der folgenden Vorblitzphase 1 wird nun ausgehend von der Startstromstärke 10 der maximal eingestellte Laststrom I wei ter reduziert. Dazu wird das Blitzmittel LED mit der einge¬ stellten Startstromstärke 10 ausgelöst. Die Maßgabe während der Vorblitzphase 1 ist dann, die Batteriespannung VBAT auch bei eventuellem Zuschalten weiterer Lasten LD stets über dem Schwellwert Vlow zu halten. So kann es, wie in Figur 2 ge¬ zeigt, beim Zuschalten einer weiteren Last LD, etwa zum Zeitpunkt 12, notwendig sein, den Laststrom I zurückzunehmen, um die Batteriespannung VBAT wieder über den Schwellwert Vlow zu halten. Die Startstromstärke 10 wird auf eine Laststromstärke Imin verringert. Ein solches sukzessives Einstellen der Last¬ stromstärke Imin erfolgt schrittweise durch Zuschalten aller benötigten oder von einem Benutzer parallel genutzten Lasten LD bis die minimale Laststromstärke Imin eingestellt ist, die sicherstellt, dass die Batteriespannung VBAT über dem Schwel¬ lenwert Vlow verbleibt. Diese minimale Laststromstärke Imin wird in dem Register RAM gespeichert und steht für weitere Prozessschritte wie eine Hauptblitzphase 2 zur Verfügung.
In zeitlicher Folge auf die Vorblitzphase 1 wird nun auf Ba¬ sis des gespeicherten minimalen Laststromstärke Imin eine Anpassung des Verstärkungsgrads ISO des Bildsensors CS vorge¬ nommen. Dazu wird beispielsweise der Prozessor CPU veran- lasst, eine ISO- oder Gain-Einstellung so vorzunehmen, dass der Bildsensor CS das Motiv M mit der minimalen Laststromstärke Imin aufnehmen kann. Ist diese Einstellung durchgeführt, so folgt auf diese Phase die Hauptblitzphase 2. Im Zeitraum zwischen der Vorblitzphase 1 und der Hauptblitzphase 2 ist der Laststrom I wieder auf den Wert 0 verringert. Um den Wert des Laststroms I während der Hauptblitzphase 2 ein¬ zustellen, verwendet die Steuereinheit CTRL oder der Prozes¬ sor CPU den im Register RAM gespeicherten Wert der Laststromstärke Imin. Unmittelbar vor der Hauptblitzphase 2 wird der Laststrom I rampenförmig auf die Laststromstärke Imin erhöht. Die Steuereinheit CTRL oder der Prozessor CPU stellen als Wert des Laststroms I die Laststromstärke Imin ein. Der Last¬ strom I wird als Blitzstrom eingesetzt. Während der gesamten Hauptblitzphase 2 ist der Laststrom I konstant und weist die Laststromstärke Imin auf. Während der Hauptblitzphase 2 wird dann das Motiv M mittels des Bildsensors CS entsprechend der zur minimalen Laststromstärke Imin geeigneten ISO-Einstellung für die Dauer der Belichtungszeit TB belichtet. Alternativ oder ergänzend kann auch die Belichtungszeit TB, das heißt die Dauer der Hauptblitzphase 2, variiert werden. Nach der Hauptblitzphase 2 wird der Laststrom I wieder auf den Wert 0 reduziert. Die Steuerleitung STR kann busförmig realisiert sein. Eine der Steuerleitungen STR kann als Strobe-Leitung ausgebildet sein, über die der Prozessor CPU An- und Aus¬ schaltsignale der Steuereinheit CTRL übermittelt. Mit den An¬ schaltsignalen wird die Vor- und die Hauptblitzphase 1, 2 ausgelöst. Die Ausschaltsignale dienen zum Beenden der Vor- und der Hauptblitzphase 1, 2. Die Dauer der Vorblitzphase 1 kann gleich oder geringer als die Belichtungszeit TB sein. Auch am Sensor CS stellt der Prozessor CPU eine Belichtungs¬ zeit ein. Der StartZeitpunkt und die Dauer der Belichtungs¬ zeit des Sensors CS sind gleich mit dem StartZeitpunkt und der Dauer der Belichtungszeit TB der Hauptblitzphase 2.
Mit der vorgestellten Schaltung nach Figur 1 und dem Verfahren nach Figur 2 zum Betrieb der Schaltung lassen sich mit hoher Zuverlässigkeit Bilder des Motivs M mit dem Bildsensor CS erzielen. Von besonderem Vorteil ist es dabei, dass der
Betrieb in weiten Grenzen von der Batteriespannung VBAT unabhängig ist. Die minimale Laststromstärke Imin wird durch Zu¬ schalten aller parallel zur Aufnahme mittels des Bildsensors CS benötigten oder durch den Benutzer betriebenen Subsysteme so weit reduziert, dass sichergestellt ist, dass wenigstens ein Strom entsprechend der minimalen Laststromstärke Imin während der Hauptblitzphase 2 zur Verfügung steht. Während der Hauptblitzphase 2 ist die Versorgungsspannung VBAT größer oder gleich dem Schwellwert Vlow. Eine ausreichende Belich¬ tung wird in Abhängigkeit des Verstärkungsgrads ISO und/oder der Belichtungszeit TB am Bildsensor CS sichergestellt. Auf diese Weise ist der Laststrom I gemäß der minimalen Last- Stromstärke Imin konstant während der gesamten Aufnahme und unabhängig von dem äquivalenten Widerstand ESR der Batterie BAT. Der äquivalente Widerstand ESR kann je nach Ladezustand und Temperatur starken Schwankungen unterliegen. Eine aufwendige Berechnung kann im Betrieb der Schaltung ebenfalls ent- fallen.
In einer alternativen, nicht gezeigten Aus führungs form stellt die Steuereinheit CTRL oder der Prozessor CPU in der Haupt¬ blitzphase 2 einen geringfügig kleineren Wert als die Last- Stromstärke Imin als Wert des Laststroms I ein. Die Last¬ stromstärke Imin wird um einen vorgegebenen Prozentsatz oder einen vorgegebenen Wert verringert und der so erhaltene Wert als Laststrom I in der Hauptblitzphase 2 eingestellt. Mit Vorteil ist somit ein Sicherheitsabstand erhöht. Damit wird eine kleinere Effizienz der integrierten Schaltung, insbesondere der steuerbaren Stromversorgung Iled und des Spannungswandlers EPC, aufgrund einer Erwärmung in der Hauptblitzphase 2 verglichen mit der Vorblitzphase 1 kompensiert. In einer alternativen Aus führungs form stellt der Prozessor
CPU die Belichtungszeit des Sensors CS gegenüber der Belich¬ tungszeit TB der Hauptblitzphase 2 unterschiedlich ein.
Figur 3 zeigt eine beispielhafte Schaltung mit Strombegren- zung zum Betrieb einer Prioritätslast RFPA nach dem vorge¬ schlagenen Prinzip. Die Schaltung nach Figur 3 ist eine weitere Aus führungs form der Schaltung nach Figur 1. Eingezeichnet ist eine Prioritätslast RFPA, die beispielsweise ein Kom- munikationsmodul eines Mobilfunktelefons ist. Die Prioritäts¬ last RFPA ist dazu beispielsweise an eine Antenne AN ange¬ schlossen. Die Prioritätslast RFPA ist ein Hochfrequenz- Leistungsverstärker. Ein vom Hochfrequenz-Leistungsverstärker abgegebenes Sendesignal wird der Antenne AN zugeleitet. Die Prioritätslast RFPA wird nach Aktivierung beispielsweise durch einen Benutzer gegenüber einer Blitzaufnahme mit einer höheren Priorität ausgeführt. Dies kann beispielsweise ein Anruf oder der Empfang einer Textmitteilung sein. Die Priori- tät wird mittels eines Steuersignals MA der Steuereinheit
CTRL signalisiert. Das Steuersignal MA kann als Prioritäts¬ signal bezeichnet werden. Dieses Steuersignal MA veranlasst, für eine gewisse Zeit, bevorzugt während der Nutzung der Pri¬ oritätsanwendung, das Einstellen bzw. Reduzieren des Last- Stromes I zu unterbrechen, um sicher zu stellen, dass der
Prioritätsanwendung genügend Strom zur Verfügung steht. Das Steuersignal MA schaltet die Prioritätslast RFPA während ei¬ ner Zeitdauer 13 ein. Figur 4 zeigt beispielhaft ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben einer Prioritätsanwendung nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Mit dem in Figur 4 gezeigten Verfahren kann die in Figur 3 gezeigte Schaltung betrieben werden. Gezeigt ist in analoger Weise wie in Figur 2 die Vorblitzphase 1 und die Hauptblitzphase 2. Zusätzlich zum Einstellen und Reduzieren des Laststroms I auf einen Minimalwert der Laststromstärke Imin ist ein Ereignis während der Zeitdauer 13 angedeutet, das dem Einschalten einer Prioritätsanwendung entspricht. Dazu wird zunächst eine Zwischenstromstärke Iint zu Beginn der Zeitdauer 13 des Ereignisses gespeichert und während des zeitlichen Ablaufes der Prioritätsanwendung die notwendige Stromstärke des Laststroms I reduziert, so dass die Batterie¬ spannung VBAT ausreichend der Prioritätsanwendung zur Verfü- gung steht. Das Steuersignal MA zeigt dabei sowohl den Beginn wie das Ende der Zeitdauer 13 des Prioritätsereignisses an. Ist dieses abgeschlossen bzw. die Prioritätsanwendung beendet, wird der Laststrom I wieder auf die gespeicherte Zwi- schenstromstärke Iint eingestellt und das Einregeln und Ein¬ stellen des Laststroms I, wie im Zusammenhang mit Figur 2 erläutert, fortgesetzt.
Mit Hilfe des Steuersignals MA kann verhindert werden, dass gewisse Subprozesse, wie eine Prioritätsanwendung, zu einem kritischen Spannungswert der Batteriespannung VBAT führen. In den erwähnten mobilen Endgeräten sind in der Regel Sicherheitseinstellungen vorgesehen, die bei kritischen Spannungswerten Teile des Systems oder das gesamte System stoppen und das Gerät ausschalten. Mit Hilfe des Steuersignals MA kann dem vorgebeugt werden.
Figur 5 zeigt eine beispielhafte Steuerschaltung CTRL, die in den in Figuren 1 und 3 gezeigten integrierten Schaltkreis IC eingesetzt werden kann. Die Steuerschaltung CTRL umfasst einen Zähler Z. Der Zähler Z ist eingangsseitig mit dem
Vergleicher COMP gekoppelt. Ausgangsseitig ist der Zähler Z über den Steuerausgang der Steuerschaltung CTRL mit dem Steuereingang der steuerbaren Stromversorgung Iled gekoppelt. Weiter ist der Zähler Z mit dem Register RAM verbunden. Zusätzlich ist der Zähler Z mit dem nicht eingezeichneten Prozessor CPU gekoppelt. Der Zähler Z ist als Aufwärts-/Abwärts- zähler realisiert. Ein Oszillator OS ist ausgangsseitig mit dem Zähler Z gekoppelt. Weiter weist die Steuerschaltung CTRL eine Logikschaltung SL auf, welche den Ausgang des Vergleichers COMP und den Oszillator OS mit den Eingängen des Zählers Z koppelt. Der Zähler Z umfasst einen Aufwärtszählein- gang SU und einen Abwärtszähleingang SD. Ein Taktsignal CL des Oszillators OS, die Vergleichsspannung Vcom und ein Start-/Stoppsignal E werden der Logikschaltung SL zugeleitet. Der Prozessor CPU stellt das Start-/Stopp- signal E auf der Steuerleitung STR bereit. Signalisiert das Start-/Stoppsignal E den Beginn der Startphase 11, so leitet die Logikschaltung SL das Taktsignal CL dem Aufwärtszählein- gang SU zu. Der Zähler Z fängt vom Wert 0 an aufwärts zu zäh¬ len. Der Zähler Z gibt seinen Zählerstand als Stromsignal IS ab. Das Stromsignal IS ist als Bussignal realisiert. Die steuerbare Stromversorgung Iled wandelt das Stromsignal IS in den Laststrom I um. Die steuerbare Stromversorgung Iled ist als Digital-Analog Wandler ausgebildet, die das digital vor¬ liegende Steuersignal IS in den analogen Laststrom I umsetzt. Der Laststrom I startet vom Wert 0. Im Register RAM ist die maximale Stromstärke Imax gespeichert.
Bei hoher Leistungsfähigkeit der Batterie BAT zählt der Zäh¬ ler Z bis zum Wert der maximalen Stromstärke Imax hoch. Die Steuerschaltung CTRL umfasst einen digitalen Komparator DKO, der das Steuersignal IS mit der maximalen Stromstärke Imax vergleicht. Der digitale Komparator DKO gibt ein Komparator- signal IMR ab, welches der Logikschaltung SL zugeleitet wird. Ist das Steuersignal IS größer oder gleich der maximalen Stromstärke Imax, so gibt der digitale Komparator DKO das
Komparatorsignal IMR mit einem ersten logischen Wert, etwa 1 ab. Ist das Steuersignal IS kleiner als die maximale Strom¬ stärke Imax, so weist das Komparatorsignal IMR einen zweiten logischen Wert, etwa 0 auf. Mit Hilfe des digitalen Kompara- tors DKO wird das Hochzählen des Zählers Z und damit die
Hochlaufphase des Steuersignals IS und des Laststroms I und damit auch die Startphase 11 beendet. Als Startstromstärke 10 wird somit die maximale Stromstärke Imax im Register RAM ab¬ gespeichert .
Sinkt jedoch die Versorgungsspannung VBAT unter den Schwell- wert Vlow, so bewirkt das Vergleichssignal Vcom, dass die Lo¬ gikschaltung SL das Taktsignal CL nicht mehr dem Aufwärts- zähleingang SU zuleitet. Das Aufwärtszählen des Zählers Z ist somit gestoppt. Stattdessen wird das Taktsignal CL dem Ab— wärtszähleingang SD zugeleitet. Der Zähler Z verringert somit seinen Zählerstand und damit das Stromsignal IS. Als Start¬ stromstärke 10 wird somit das aktuelle Stromsignal IS im Re¬ gister RAM abgespeichert. Die Logikschaltung SL ist derart eingerichtet, dass das Abwärtszählen langsamer als das Auf¬ wärtszählen erfolgt. Dazu leitet die Logikschaltung SL beim Abwärtszählen nur jeden n-ten Impuls des Taktsignals CL an den Abwärtszähleingang SD weiter. Steigt aufgrund des sinkenden Laststroms I die Versorgungsspannung VBAT wieder über den Schwellwert Vlow, so bewirkt das Vergleichssignal Vcom, dass der Zähler Z nicht weiter abwärts zählt. Die Logikschaltung SL ist jedoch derart eingerichtet, dass der Zähler Z nicht beginnt, wieder aufwärts zu zählen. Somit ist die Startstrom¬ stärke 10 am Ende der Startphase 11 bestimmt.
In der Vorblitzphase 1 behält der Zähler Z beim Zuschalten der Last LD seinen Zählerstand, der die Startstromstärke 10 repräsentiert, bei oder verringert seinen Zählerstand. Am En¬ de der Vorblitzphase 1 speichert der Zähler Z seinen Zählerstand, der die Laststromstärke Imin repräsentiert, im Regis¬ ter RAM. Während der Hauptblitzphase 2 entspricht das Strom- signal IS der im Register abgespeicherten Laststromstärke Imin . Ein Schritt beim schrittweisen Reduzieren des Laststroms I entspricht somit der Änderung des Zählerstands des Zählers Z um einen konstanten, vorgegebenen Wert. Der Wert kann 1 sein. Der Wert kann jedoch auch größer 1 sein. Mit Vorteil ist die Steuereinheit CTRL derart ausgelegt, dass das Erhöhen des Laststroms I in der Startphase 11 schneller als Verringern des Laststroms I in der Startphase 11 oder der Vorblitzphase 1 erfolgt. In einer alternativen, nicht gezeigten Aus führungs form ist ein Digital-Analog Wandler zwischen dem Zähler Z und der steuerbaren Stromversorgung Iled angeordnet. Die Stromversorgung Iled wird dabei mit einem Analogsignal angesteuert.
Bezugs zeichenliste
1 Vorblitzphase
11 Startphase
12 Zeitpunkt des Zuschaltens einer Last
13 Zeitdauer
2 Hauptblitzphase
AN Antenne
BAT Batterie
Cl erste Kapazität
C2 zweite Kapazität
CL Taktsignal
COMP Vergleicher
CPU Prozessor
CS Sensor
CTRL Steuereinheit
DATA Datenleitung
DKO digitaler Komparator
E Start-/Stoppsignal
EPC Spannungswandler
ESR äquivalenter Serienwiderstand
I Laststrom
10 Startstromstärke
IC integrierter Schaltkreis
Iint Zwischenstromstärke
Iled steuerbare Stromversorgung
Imax maximale Stromstärke
Imin Laststromstärke
IMR Komparatorsignal
IS Stromsignal
ISO Verstärkungsgrad
LI Induktivität
LD Last LED Blitzmittel
M Motiv
MA Steuersignal
Nl Knoten
OS Oszillator
PMIC Schaltkreis zur Steuerung der Stromversorgung
RAM Register
RE Rücksetzsignal
RFPA Prioritätslast
Sl erster Schalter
S2 zweiter Schalter
SD Abwärts zähleingang
SL Logikschaltung
STR Steuerleitung
SU Aufwärts zähleingang
VBAT VersorgungsSpannung
Vcom VergleichsSpannung
Vlow Schwellwert
t Zeit
TB Belichtungszeit
Z Zähler

Claims

- 2f
Verfahren zur Strombegrenzung eines Laststroms eines Blitzmittels, umfassend:
Bereitstellen einer Versorgungsspannung (VBAT) und Einstellen eines Laststroms (I) in Abhängigkeit der Versorgungsspannung (VBAT) zur Stromversorgung des Blitzmittels (LED), indem der Laststrom (I) schrittweise reduziert wird, bis die Versorgungsspannung (VBAT) größer als ein Schwellwert (Vlow) ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Einstellen eines Laststroms (I) in einer Vorblitzphase (1) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend: Speichern der Laststromsstärke (Imin) des eingestellten Laststroms (I) in einem Register (RAM) zum nachfolgenden Auslösen des Blitzmittels (LED) in einer Hauptblitzphase (2) mit der im Register (RAM) gespeicherten Laststromsstärke (Imin) .
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem der Laststrom (I) vor Beginn der Vorblitzphase (1) oder vor Beginn einer Hauptblitzphase (2) rampenförmig erhöht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem der Laststrom (I) vor Beginn der Vorblitzphase (1) auf eine Startstromstärke (10) ansteigt, wobei die Start¬ stromstärke (10) einer vorher festgelegten maximalen Stromstärke (Imax), bei der die Versorgungsspannung (VBAT) größer als der Schwellwert (Vlow) ist, oder einer sich einstellenden Stromstärke entspricht, bei der die Versorgungsspannung (VBAT) noch größer als der Schwellwert (Vlow) ist, und
- der Laststrom (I) in der Vorblitzphase (1) ausgehend von der Startstromstärke (10) schrittweise reduziert wird .
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem das Blitzmittel (LED) mit Beginn der Vorblitzphase (1) mit der Startstromstärke (10) ausgelöst wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei dem
- in der Vorblitzphase (1) schrittweise wenigstens eine weitere Last (LD) an die Versorgungsspannung (VBAT) geschaltet wird und
- der Laststrom (I) in Abhängigkeit der hinzugeschalteten Last (LD) reduziert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, bei dem ein Parameter aus einer Gruppe, die eine Belichtungszeit (TB) und einen Verstärkungsgrad (ISO) eines anschlie߬ baren Sensors (CS) umfasst, in Abhängigkeit der im Re¬ gister (RAM) gespeicherten Laststromsstärke (Imin) eingestellt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das schrittweise Reduzieren des Laststroms (I) zum Betrei¬ ben einer Prioritätslast (RFPA) in Abhängigkeit eines Steuersignals (MA) für eine Zeitdauer (13) des Steuersignals (MA) unterbrochen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem in Abhängigkeit des Steuersignals (MA) die Schritte erfolgen:
- Speichern einer Zwischenstromstärke (Iint) und - Fortsetzen des schrittweisen Reduzierens des Laststroms (I) nach der Zeitdauer (13) ausgehend von der gespeicherten Zwischenstromstärke (Iint) .
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 10, bei dem während der Hauptblitzphase (2) zum Auslösen des Blitz¬ mittels (LED) die im Register (RAM) gespeicherte Last¬ stromsstärke (Imin) konstant ist, sofern keine Priori¬ tätslast (RFPA) betrieben wird.
12. Schaltung mit Strombegrenzung eines Laststroms eines Blitzmittels, umfassend:
- eine steuerbare Stromversorgung (Iled), der eine Ver¬ sorgungsspannung (VBAT) zuführbar ist und die in Abhängigkeit der Versorgungsspannung (VBAT) einen Laststrom (I) zur Versorgung der anschließbaren Last (LED) bereitstellt,
- einen Vergleicher (COMP) , dem die Versorgungsspannung
(VBAT) zuführbar ist und der dazu eingerichtet ist, ei¬ ne Vergleichsspannung (Vcom) bereitzustellen, die von einem Vergleich der Versorgungsspannung (VBAT) mit einem Schwellwert (Vlow) abhängig ist,
- eine Steuereinheit (CTRL) , die mit dem Vergleicher
(COMP) und der steuerbaren Stromversorgung (Iled) verbunden ist, wobei die Steuereinheit (CTRL) dazu einge¬ richtet ist, mittels der steuerbaren Stromversorgung (Iled) in Abhängigkeit der Vergleichsspannung (Vcom) den Laststrom (I) zu reduzieren, und
- ein Register (RAM) zum Speichern einer Laststromsstärke
(Imin) des Laststroms (I), das mit der Steuereinheit (CTRL) gekoppelt ist. Schaltung nach Anspruch 12, bei der der Vergleicher (COMP) als Komparator ausgeführt ist.
Schaltung nach Anspruch 12 oder 13, bei der die steuerbare Stromversorgung (Iled) eine Stromquelle oder eine Stromsenke aufweist.
Schaltung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei der ein Prozessor (CPU) mit der Steuereinheit (CTRL) verbindbar ist und
der Prozessor (CPU) dazu eingerichtet ist, in Abhängig¬ keit der im Register (RAM) gespeicherten Laststromstärke (Imin) einen Verstärkungsgrad (ISO) eines an dem Prozessor (CPU) anschließbaren Sensors (CS) einzustel¬ len .
Schaltung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei der die Steuereinheit (CTRL) dazu eingerichtet ist, zum Betreiben einer Prioritätslast (RFPA) in Abhängigkeit eines Steuersignals (MA) die steuerbare Stromversorgung (Iled) zu steuern.
Schaltung nach Anspruch 16, bei der die Steuereinheit (CTRL) dazu eingerichtet ist, eine Zwischenstromstärke (Iint) im Register (RAM) zu speichern und die Zwischenstromstärke (Iint) aus dem Register (RAM) zu laden.
Schaltung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, die einen Spannungswandler (EPC) aufweist, der die steuerbare Stromversorgung (Iled) mit der anschließbaren Versorgungsspannung (VBAT) koppelt und der mit dem Vergleicher (COMP) verbunden ist.
EP11770722.4A 2010-09-30 2011-09-29 Verfahren zur strombegrenzung eines laststroms und schaltung mit strombegrenzung eines laststroms eines blitzmittels Withdrawn EP2622941A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010047157A DE102010047157B4 (de) 2010-09-30 2010-09-30 Verfahren zur Strombegrenzung eines Laststroms und Schaltung mit Strombegrenzung eines Laststromes eines Blitzmittels
PCT/EP2011/067035 WO2012041985A1 (de) 2010-09-30 2011-09-29 Verfahren zur strombegrenzung eines laststroms und schaltung mit strombegrenzung eines laststroms eines blitzmittels

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2622941A1 true EP2622941A1 (de) 2013-08-07

Family

ID=45688060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP11770722.4A Withdrawn EP2622941A1 (de) 2010-09-30 2011-09-29 Verfahren zur strombegrenzung eines laststroms und schaltung mit strombegrenzung eines laststroms eines blitzmittels

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9179520B2 (de)
EP (1) EP2622941A1 (de)
DE (1) DE102010047157B4 (de)
WO (1) WO2012041985A1 (de)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011110720A1 (de) * 2011-08-16 2013-02-21 Austriamicrosystems Ag Treiberanordnung und Verfahren zum Treiben mindestens einer Leuchtdiode
EP2651185B1 (de) 2012-04-13 2017-11-01 ams AG Blitzlichttreiber zur Begrenzung des Laststroms eines Blitzlichts und Verfahren zur Begrenzung des Laststroms eines Blitzlichttreibers
US9509919B2 (en) * 2014-11-17 2016-11-29 Duelight Llc System and method for generating a digital image
US9013120B2 (en) * 2013-08-29 2015-04-21 Monolithic Power Systems, Inc. Methods for driving an LED lighting device and circuits thereof
US12401911B2 (en) 2014-11-07 2025-08-26 Duelight Llc Systems and methods for generating a high-dynamic range (HDR) pixel stream
US12401912B2 (en) 2014-11-17 2025-08-26 Duelight Llc System and method for generating a digital image
US12445736B2 (en) 2015-05-01 2025-10-14 Duelight Llc Systems and methods for generating a digital image
US9412784B1 (en) * 2015-10-02 2016-08-09 Pixart Imaging (Penang) Sdn. Bhd. Pre-flash time adjusting circuit and image sensor using the same
US10178731B2 (en) 2015-11-11 2019-01-08 Luminara Worldwide, Llc Systems and methods for reducing energy requirements of an electric light
US11347290B2 (en) * 2017-08-04 2022-05-31 Dell Products L.P. Power monitor scaling for an information handling system
US11035556B2 (en) 2018-04-27 2021-06-15 Milwaukee Electric Tool Corporation Portable lighting device
USD904657S1 (en) 2018-04-27 2020-12-08 Milwaukee Electric Tool Corporation Light
CN111256054B (zh) 2018-11-30 2023-11-07 米沃奇电动工具公司 便携式照明装置
CN212617986U (zh) 2019-11-22 2021-02-26 米沃奇电动工具公司 工作灯
USD1032902S1 (en) 2020-06-22 2024-06-25 Milwaukee Electric Tool Corporation Work light
WO2022140571A1 (en) 2020-12-22 2022-06-30 Milwaukee Electric Tool Corporation Lighting device with state of charge based control
US11849222B2 (en) * 2021-02-24 2023-12-19 Zebra Technologies Corporation Auto calibration procedure for external lights attached to machine vision system operating on power over ethernet

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6791283B2 (en) * 2001-09-07 2004-09-14 Opalec Dual mode regulated light-emitting diode module for flashlights
US6952525B2 (en) * 2003-06-04 2005-10-04 Samsung Techwin Co., Ltd. Method of photographing by varying flash trigger time and camera adopting the same
DE102005030123B4 (de) * 2005-06-28 2017-08-31 Austriamicrosystems Ag Stromversorgungsanordnung und deren Verwendung
JP4649550B2 (ja) * 2005-12-27 2011-03-09 三星電子株式会社 カメラ
US7782018B2 (en) 2007-09-10 2010-08-24 Maxim Integrated Products, Inc. Adaptive current limiting for any power source with output equivalent series resistance
US7777809B2 (en) * 2007-09-28 2010-08-17 Research In Motion Limited Method and apparatus for maximizing the sustainable flash of a handheld portable electronic device
DE102007054253B3 (de) * 2007-11-14 2009-07-30 Texas Instruments Deutschland Gmbh Adaptiver Algorithmus für die Leistungssteuerung einer Kamerabblitzlicht-LED als Funktion von Batterieimpedanz, Entladungszustand (SoD), Alterung, Temperatureinflüssen
US8084946B2 (en) * 2009-02-26 2011-12-27 Research In Motion Limited Method of driving a flash device and a number of loads powered by a battery and handheld electronic device including the same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2012041985A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012041985A1 (de) 2012-04-05
US20130241442A1 (en) 2013-09-19
US9179520B2 (en) 2015-11-03
DE102010047157B4 (de) 2013-05-08
DE102010047157A1 (de) 2012-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2622941A1 (de) Verfahren zur strombegrenzung eines laststroms und schaltung mit strombegrenzung eines laststroms eines blitzmittels
DE102005030123B4 (de) Stromversorgungsanordnung und deren Verwendung
DE102007054253B3 (de) Adaptiver Algorithmus für die Leistungssteuerung einer Kamerabblitzlicht-LED als Funktion von Batterieimpedanz, Entladungszustand (SoD), Alterung, Temperatureinflüssen
DE60114980T2 (de) Tragbares elektronisches Gerät, Ladevorrichtung und dazugehöriges Verfahren
DE69331801T2 (de) Batteriepack
DE60116334T2 (de) Dynamisch kontrollierter ladungspumpenstromwandler mit mehreren ausgängen
DE69508746T2 (de) Selbstkonfigurierendes Batterieladegerät mit Mehrfachfunktionen als Versorgungsspannungsregler für batteriebetriebene Geräte
WO2010115674A2 (de) Schaltung und verfahren zur unterbrechungsfreien stromversorgung elektronischer baugruppen
DE102021121018A1 (de) Programmierbarer sanftanlauf für abwärts-aufwärts-wandler
WO2023078678A1 (de) Ladeverfahren und ladeanordnung für einen energiereservespeicher
US20110140678A1 (en) Current limit recovery circuit
EP4661236A1 (de) Lade- und entladesteuerungsverfahren und -vorrichtung für energiespeichersystem und vorrichtung
CN112234704B (zh) 闪光灯电源切换电路、闪光灯控制方法及电子设备
EP2063342B1 (de) Stromversorgungsschaltung für ein elektronisches Gerät, Computer mit einer Stromversorgungsschaltung und Energiesparverfahren
CN219067880U (zh) 一种快速充电电源的输出电容的放电电路
DE102011015712A1 (de) Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betreiben eines Leuchtmittels, insbesondere einer Leuchtdiode
EP2131497B1 (de) Halbleiterschalter mit Kurzschlussabschaltung
DE102023100084A1 (de) Integrierte Ladeschaltung mit einem bidirektionalen Schaltwandler und elektronische Vorrichtung mit derselben
DE10142324A1 (de) Steuerung zur gleichmässigen Blitzlichtabgabe
EP2651185B1 (de) Blitzlichttreiber zur Begrenzung des Laststroms eines Blitzlichts und Verfahren zur Begrenzung des Laststroms eines Blitzlichttreibers
EP2266184B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum wandeln eines potentials
CN115296524B (zh) 控制电路
WO2007090644A1 (de) Schaltungsanordnung und verfahren zur ansteuerung einer elektrischen last
DE102018123828B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines Treibers mit Unterscheidungsmöglichkeit zwischen Bootstrap-Kapazitätsnachladung und Kurzschlussfehlerfall
JP4039770B2 (ja) 電子機器の電源回路

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20130220

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20140318