RU2778343C1 - Collimator led brightness control device (variants) - Google Patents

Collimator led brightness control device (variants) Download PDF

Info

Publication number
RU2778343C1
RU2778343C1 RU2021133560A RU2021133560A RU2778343C1 RU 2778343 C1 RU2778343 C1 RU 2778343C1 RU 2021133560 A RU2021133560 A RU 2021133560A RU 2021133560 A RU2021133560 A RU 2021133560A RU 2778343 C1 RU2778343 C1 RU 2778343C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resistor
leds
logic level
external interface
led driver
Prior art date
Application number
RU2021133560A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Николаевич Ивлюшкин
Антон Николаевич Чубуков
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-Производственный Комплекс "Альфа-М"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-Производственный Комплекс "Альфа-М" filed Critical Акционерное общество "Научно-Производственный Комплекс "Альфа-М"
Application granted granted Critical
Publication of RU2778343C1 publication Critical patent/RU2778343C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: LED technology.
SUBSTANCE: invention relates to devices for controlling the brightness of LEDs installed in collimator indicators of aircraft. The result is achieved by the fact that in the first variant, the device contains an LED driver (1), a spatial light modulator (2) with electrical addressing, two digital controllers: master (3) and slave (4), three N-channel power MOS transistors (5, 6, 7), three LEDs (8, 9, 10) in red, blue and green colors, an external interface chip (11), a resistor R1 (12), a resistor R2 (13), an N-channel MOS transistor of the logical level (14) and a control panel (15). In the second variant of the device, the external interface chip is made in the form of a programmable logic integrated circuit (41) and a DC voltage source (43) and a bipolar transistor (44) are added to the device. The device works as follows. Using the control panel, the pilot switches the external interface chip from day mode to night mode and back. When operating in day mode, a voltage of about 5 V is applied from the output of the external interface chip to the gate (39) of the N-channel MOS transistor of the logical level, sufficient to open the transistor. At the same time, the current from the sources (23, 24, 25) of the N-channel power MOS transistors goes to the “ground” through two parallel branches, on one of which there is a resistor R1, and on the other, a resistor R2 and an N-channel MOS transistor of the logical level. In this case, the current flowing through the LEDs has a maximum value, which ensures that the LEDs glow with the maximum brightness level. When working in the night mode, a voltage close to zero is applied from the output of the external interface chip to the gate of the N-channel MOS transistor of the logical level. The N-channel MOS transistor of the logic level is closed and the current from the sources (23, 24, 25) of the N-channel power MOS transistors goes to the “ground” only along one branch, on which the resistor R1 is located. Due to the large value of the resistance of the resistor R1, the current flowing through the LEDs has a minimum value, and the LEDs glow with the lowest possible brightness level.
EFFECT: ensuring the possibility of using a collimator indicator with LED illumination at night without the risk of blinding the pilot.
13 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для управления яркостью светодиодов, в частности к устройствам для управления яркостью светодиодов, установленных в коллиматорных индикаторах летательных аппаратов.The invention relates to devices for controlling the brightness of LEDs, in particular to devices for controlling the brightness of LEDs installed in the HUDs of aircraft.

Известно устройство управления яркостью светодиодов, содержащее драйвер светодиодов, пространственный модулятор света с электрической адресацией, два - ведущий и ведомый - цифровых контроллера, по меньшей мере, один силовой МОП-транзистор, и по меньшей мере, один светодиод, а также микросхему внешнего интерфейса, на вход которой подается видеосигнал, при этом микросхема внешнего интерфейса соединена с цифровыми контроллерами и драйвером светодиодов, каждый из цифровых контроллеров соединен с пространственным модулятором света, ведомый цифровой контроллер соединен с ведущим цифровым контроллером и с драйвером светодиодов, затвор каждого из силовых МОП-транзисторов соединен с выводом драйвера светодиодов, управляющим включением/выключением этого транзистора путем подачи/отключения напряжения на этот затвор, истоки силовых МОП-транзисторов соединены между собой и через резистор R1 соединены с «землей», сток каждого из силовых МОП-транзисторов соединен с катодом одного из светодиодов, а аноды светодиодов соединены между собой и соединены с выводом драйвера светодиодов, поддерживающим постоянный уровень напряжения, [DLPA3005 PMIC and High-Current LED Driver IС. [Электронный ресурс] - Texas Instruments Incorporated. DLPS071 - October 2015, стр. 54 fig. 24, стр. 57 fig. 26; - Режим доступа: https://www.ti.com/lit/dlps071/dlps071.pdf], принятый нами за прототип для обоих вариантов исполнения устройства.A device for controlling the brightness of LEDs is known, containing an LED driver, a spatial light modulator with electrical addressing, two - master and slave - digital controllers, at least one power MOS transistor, and at least one LED, as well as an external interface chip, the input of which is a video signal, while the external interface chip is connected to the digital controllers and the LED driver, each of the digital controllers is connected to a spatial light modulator, the slave digital controller is connected to the master digital controller and to the LED driver, the gate of each of the power MOSFETs is connected with the output of the LED driver controlling the on / off of this transistor by applying voltage to this gate, the sources of the power MOSFETs are interconnected and connected to ground through the resistor R1, the drain of each of the power MOSFETs is connected to the cathode of one of LEDs, and The LEDs are interconnected and connected to a constant voltage output of the LED driver [DLPA3005 PMIC and High-Current LED Driver IC. [Electronic resource] - Texas Instruments Incorporated. DLPS071 - October 2015, page 54 fig. 24, p. 57 fig. 26; - Access mode: https://www.ti.com/lit/dlps071/dlps071.pdf], taken by us as a prototype for both versions of the device.

В этом устройстве драйвер светодиодов имеет ограничения на выдачу минимального тока на светодиоды. Ток, подаваемый драйвером на светодиоды, имеет слишком большое значение, вследствие чего даже при минимально допустимом значении ширины импульсов ШИМ-сигнала (сигнала широтно-импульсной модуляции), подаваемого драйвером на светодиоды, светодиоды светят слишком ярко. При использовании этого устройства в конструкции коллиматора, устанавливаемого в кабине самолета, даже при минимальном уровне яркости светодиоды коллиматора светят слишком ярко, так что в ночное время изображение, создаваемое на объединителе (комбайнере) коллиматора, слепит пилота и мешает ему видеть окружающую обстановку, находящуюся за стеклом кабины самолета и расположенную за объединителем на оптической оси взгляда пилота.In this device, the LED driver has limits on outputting a minimum current to the LEDs. The current supplied by the driver to the LEDs is too high, as a result, even with the minimum allowable pulse width of the PWM signal (pulse width modulation signal) supplied by the driver to the LEDs, the LEDs shine too brightly. When this device is used in the design of a collimator installed in the cockpit, even at the minimum brightness level, the LEDs of the collimator shine too brightly, so that at night the image created on the combiner (combiner) of the collimator blinds the pilot and prevents him from seeing the environment beyond glass of the aircraft cockpit and located behind the combiner on the optical axis of the pilot's view.

Это снижает эксплуатационные характеристики коллиматора и сужает область его использования.This reduces the operational characteristics of the collimator and narrows the scope of its use.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, - повышение эксплуатационных характеристик коллиматора и расширение области его использования за счет обеспечения возможности использования коллиматора в ночное время.The task to be solved by the present invention is to improve the performance of the collimator and expand the scope of its use by enabling the use of the collimator at night.

Для решения этой задачи в первом варианте его исполнения устройство, содержащее драйвер светодиодов, пространственный модулятор света с электрической адресацией, два - ведущий и ведомый - цифровых контроллера, по меньшей мере, один силовой МОП-транзистор, и по меньшей мере, один светодиод, а также микросхему внешнего интерфейса, на вход которой подается видеосигнал, при этом микросхема внешнего интерфейса соединена с цифровыми контроллерами и драйвером светодиодов, каждый из цифровых контроллеров соединен с пространственным модулятором света, ведомый цифровой контроллер соединен с ведущим цифровым контроллером и с драйвером светодиодов, затвор каждого из силовых МОП-транзисторов соединен с выводом драйвера светодиодов, управляющим включением/выключением этого транзистора путем подачи/отключения напряжения на этот затвор, истоки силовых МОП-транзисторов соединены между собой и через резистор R1 соединены с «землей», сток каждого из силовых МОП-транзисторов соединен с катодом одного из светодиодов, а аноды светодиодов соединены между собой и соединены с выводом драйвера светодиодов, поддерживающим постоянный уровень напряжения, дополнительно снабжено резистором R2, МОП-транзистором логического уровня, биполярным транзистором и пультом управления, при этом резистор R2 и МОП-транзистор логического уровня соединены последовательно и вместе они подсоединены параллельно резистору R1 так, что исток МОП-транзистора логического уровня соединен с «землей», сток МОП-транзистора логического уровня через резистор R2 соединен с истоками силовых МОП-транзисторов, затвор МОП-транзистора логического уровня соединен с выводом микросхемы внешнего интерфейса, подающим постоянное напряжение, достаточное для открывания N-канального МОП-транзистора логического уровня, а пульт управления соединен с микросхемой внешнего интерфейса.To solve this problem, in the first version of its execution, a device containing an LED driver, a spatial light modulator with electrical addressing, two - master and slave - digital controllers, at least one power MOSFET, and at least one LED, and also an external interface chip, the input of which is a video signal, while the external interface chip is connected to digital controllers and an LED driver, each of the digital controllers is connected to a spatial light modulator, the slave digital controller is connected to the master digital controller and to the LED driver, the shutter of each of the power MOSFETs is connected to the output of the LED driver, which controls the on / off of this transistor by applying voltage to this gate, the sources of the power MOSFETs are interconnected and connected to ground through the resistor R1, the drain of each of the power MOSFETs connected to the cathode of one of the LEDs, and the anodes of the LEDs are interconnected and connected to the output of the LED driver maintaining a constant voltage level, further provided with a resistor R2, a logic level MOSFET, a bipolar transistor and a control panel, while the resistor R2 and the logic level MOSFET are connected in series and together they are connected in parallel with resistor R1 so that the source of the logic level MOSFET is connected to ground, the drain of the logic level MOSFET through resistor R2 is connected to the sources of the power MOSFETs, the gate of the logic level MOSFET is connected to the pin of the external interface chip , supplying a constant voltage sufficient to turn on the N-channel logic-level MOSFET, and the control panel is connected to the external interface chip.

Во втором варианте его исполнения устройство, содержащее драйвер светодиодов, пространственный модулятор света с электрической адресацией, два - ведущий и ведомый - цифровых контроллера, по меньшей мере, один силовой МОП-транзистор, и по меньшей мере, один светодиод, а также микросхему внешнего интерфейса, на вход которой подается видеосигнал, при этом микросхема внешнего интерфейса соединена с цифровыми контроллерами и драйвером светодиодов, каждый из цифровых контроллеров соединен с пространственным модулятором света, ведомый цифровой контроллер соединен с ведущим цифровым контроллером и с драйвером светодиодов, затвор каждого из силовых МОП-транзисторов соединен с выводом драйвера светодиодов, управляющим включением/выключением этого транзистора путем подачи/отключения напряжения на этот затвор, истоки силовых МОП-транзисторов соединены между собой и через резистор R1 соединены с «землей», сток каждого из силовых МОП-транзисторов соединен с катодом одного из светодиодов, а аноды светодиодов соединены между собой и соединены с выводом драйвера светодиодов, поддерживающим постоянный уровень напряжения, дополнительно снабжено резистором R2, МОП-транзистором логического уровня, биполярным транзистором, пультом управления и источником постоянного напряжения, достаточного для открывания МОП-транзистора логического уровня, при этом резистор R2 и МОП-транзистор логического уровня соединены последовательно и вместе они подсоединены параллельно резистору R1 так, что исток МОП-транзистора логического уровня соединен с «землей», сток МОП-транзистора логического уровня через резистор R2 соединен с истоками силовых МОП-транзисторов, затвор МОП-транзистора логического уровня соединен с выводом микросхемы внешнего интерфейса, подающим постоянное напряжение, достаточное для открывания N-канального МОП-транзистора логического уровня, а пульт управления соединен с микросхемой внешнего интерфейса.In the second version of its execution, a device containing an LED driver, a spatial light modulator with electrical addressing, two - master and slave - digital controllers, at least one power MOSFET, and at least one LED, as well as an external interface chip , the input of which is a video signal, while the external interface chip is connected to digital controllers and the LED driver, each of the digital controllers is connected to a spatial light modulator, the slave digital controller is connected to the master digital controller and to the LED driver, the gate of each of the power MOS transistors connected to the output of the LED driver, which controls the on / off of this transistor by applying voltage to this gate, the sources of the power MOSFETs are interconnected and connected to ground through the resistor R1, the drain of each of the power MOSFETs is connected to the cathode of one from LEDs, and the anodes are diodes are interconnected and connected to the output of the LED driver that maintains a constant voltage level, additionally provided with a resistor R2, a logic level MOSFET, a bipolar transistor, a control panel and a source of constant voltage sufficient to turn on the logic level MOSFET, while the resistor R2 and the logic level MOSFET are connected in series and together they are connected in parallel with the resistor R1 so that the source of the logic level MOSFET is connected to ground, the drain of the logic level MOSFET through the resistor R2 is connected to the sources of the power MOSFETs, the gate of the MOSFET is of the logic level transistor is connected to a pin of the external interface chip supplying a constant voltage sufficient to turn on the logic level N-channel MOSFET, and the control panel is connected to the external interface chip.

Технический результат, обеспечиваемый предлагаемым изобретением, заключается в снижении яркости светодиодов коллиматора.The technical result provided by the invention is to reduce the brightness of the collimator LEDs.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена электрическая схема первого варианта исполнения устройства, на фиг. 2 -электрическая схема второго варианта исполнения устройства.The invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows the electrical circuit of the first version of the device, in Fig. 2 - electric circuit of the second version of the device.

В первом варианте его исполнения устройство содержит драйвер светодиодов 1, пространственный модулятор света 2 с электрической адресацией, два - ведущий 3 и ведомый 4 - цифровых контроллера, три N-канальных силовых МОП-транзистора 5, 6, 7, три светодиода 8, 9, 10 разного цвета, а именно красного, синего и зеленого цвета, микросхему 11 внешнего интерфейса, резистор R1 12, резистор R2 13, N-канальный МОП-транзистор логического уровня 14 и пульт управления 15.In the first version of its execution, the device contains a LED driver 1, a spatial light modulator 2 with electrical addressing, two - master 3 and slave 4 - digital controllers, three N-channel power MOS transistors 5, 6, 7, three LEDs 8, 9, 10 in different colors, namely red, blue and green, an external interface chip 11, a resistor R1 12, a resistor R2 13, a logic level N-channel MOSFET 14 and a control panel 15.

На вход микросхемы 11 внешнего интерфейса с внешних интерфейсов подают видеосигналы 16, которые нужно отобразить на объединителе (комбайнере) коллиматора. Микросхема 11 внешнего интерфейса соединена с цифровыми контроллерами 3, 4, в том числе посредством линии передачи видеоданных, а с ведущим цифровым контроллером 3 - еще и посредством управляющего интерфейса Микросхема 11 внешнего интерфейса соединена также с драйвером светодиодов 1 посредством линии передачи сигнала включения/выключения драйвера. Ведущий 3 и ведомый 4 цифровые контроллеры соединены между собой, в том числе посредством управляющего интерфейса и низкоскоростного интерфейса обмена данными. Каждый из цифровых контроллеров 3, 4 соединен с пространственным модулятором света 2, в частности посредством высокоскоростного интерфейса (шины) передачи видеоданных и управляющего низкоскоростного интерфейса обмена данными, посредством которых цифровые контроллеры 3, 4 управляют пространственным модулятором света 2. Ведомый цифровой контроллер 4 соединен также с драйвером светодиодов 1, в том числе посредством линии передачи сигналов кодирования светодиодов по цветам и интерфейса, управляющего состоянием драйвера светодиодов и его регистрами.To the input of the microcircuit 11 of the external interface, video signals 16 are supplied from external interfaces, which must be displayed on the combiner (combiner) of the collimator. The external interface chip 11 is connected to the digital controllers 3, 4, including via a video data transmission line, and to the master digital controller 3 also via the control interface. The external interface chip 11 is also connected to the LED driver 1 via the driver on/off signal transmission line . The master 3 and slave 4 digital controllers are interconnected, including through a control interface and a low-speed data exchange interface. Each of the digital controllers 3, 4 is connected to the spatial light modulator 2, in particular via a high-speed video interface (bus) and a control low-speed data exchange interface, through which the digital controllers 3, 4 control the spatial light modulator 2. The slave digital controller 4 is also connected with LED driver 1, including by means of a signal transmission line for encoding LEDs by color and an interface that controls the state of the LED driver and its registers.

Драйвер светодиодов 1 соединен с пространственным модулятором света 2 посредством линий передачи высокого напряжения и напряжения питания.The LED driver 1 is connected to the spatial light modulator 2 via high voltage transmission lines and supply voltage.

Затворы 17, 18, 19 N-канальных силовых МОП-транзисторов 5, 6, 7 соединены с выводами 20, 21, 22 драйвера светодиодов 1, управляющими включением/выключением этих транзисторов путем подачи/отключения напряжения на эти затворы.The gates 17, 18, 19 of the N-channel power MOSFETs 5, 6, 7 are connected to the terminals 20, 21, 22 of the LED driver 1, which control the on/off of these transistors by supplying/disabling voltage to these gates.

Истоки 23, 24, 25 N-канальных силовых МОП-транзисторов 5, 6, 7 соединены между собой и соединены с выводом 26 драйвера светодиодов, замеряющим величину тока, подаваемого на светодиоды 8, 9, 10, а через резистор R1 12 истоки 23, 24, 25 N-канальных силовых МОП-транзисторов 5, 6, 7 соединены с «землей». Стоки 27, 28, 29 N-канальных силовых МОП-транзисторов 5, 6, 7 соединены с катодами 30, 31, 32 светодиодов 8, 9, 10.The sources 23, 24, 25 of the N-channel power MOSFETs 5, 6, 7 are interconnected and connected to the output 26 of the LED driver, which measures the amount of current supplied to the LEDs 8, 9, 10, and through the resistor R1 12, the sources 23, 24, 25 N-channel power MOSFETs 5, 6, 7 are connected to ground. The drains 27, 28, 29 of the N-channel power MOSFETs 5, 6, 7 are connected to the cathodes 30, 31, 32 of the LEDs 8, 9, 10.

Аноды 33, 34, 35 светодиодов 8, 9, 10 соединены между собой и соединены с выводом 36 драйвера светодиодов 1, поддерживающим постоянный уровень напряжения на анодах светодиодов.The anodes 33, 34, 35 of the LEDs 8, 9, 10 are interconnected and connected to the output 36 of the LED driver 1, which maintains a constant voltage level at the anodes of the LEDs.

Резистор R2 13 и N-канальный МОП-транзистор логического уровня 14 соединены последовательно и вместе они подсоединены параллельно резистору R1 12 так, что сток 37 N-канального МОП-транзистора логического уровня 14 через резистор R2 13 соединен с истоками 23, 24, 25 N-канальных силовых МОП-транзисторов 5, 6, 7, а исток 38 N-канального МОП-транзистора логического уровня 14 соединен с «землей».Resistor R2 13 and N-channel logic level MOSFET 14 are connected in series and together they are connected in parallel with resistor R1 12 so that drain 37 of N-channel logic level MOSFET 14 through resistor R2 13 is connected to sources 23, 24, 25 N -channel power MOSFETs 5, 6, 7, and the source 38 of the N-channel logic level MOSFET 14 is connected to ground.

Затвор 39 N-канального МОП-транзистора логического уровня 14 соединен с выводом 40 микросхемы 11 внешнего интерфейса, подающим постоянное напряжение, достаточное для открывания N-канального МОП-транзистора логического уровня 14.The gate 39 of the N-channel logic-level MOSFET 14 is connected to terminal 40 of the external interface chip 11, which supplies a constant voltage sufficient to turn on the N-channel logic-level MOSFET 14.

Пульт управления 15 соединен с микросхемой 11 внешнего интерфейса.The control panel 15 is connected to the external interface chip 11.

Пространственный модулятор света 2 с электрической адресацией может быть выполнен в виде цифрового микрозеркального устройства, содержащего матрицу микрозеркал, и формирующего изображение за счет выборочного управляемого поворота микрозеркал матрицы в одно из двух крайних положений.Spatial light modulator 2 with electrical addressing can be made in the form of a digital micromirror device containing a matrix of micromirrors and forming an image by selectively controlled rotation of the matrix micromirrors to one of two extreme positions.

Работает устройство следующим образом.The device works as follows.

С помощью пульта управления 15 пилот переключает микросхему 11 внешнего интерфейса с дневного режима работы на ночной режим и обратно.Using the control panel 15, the pilot switches the external interface chip 11 from day mode to night mode and vice versa.

При работе в дневном режиме с вывода 40 микросхемы 11 внешнего интерфейса на затвор 39 N-канального МОП-транзистора логического уровня 14 подают напряжение порядка 5 В, достаточное для открывания транзистора. При открытом N-канальном МОП-транзисторе логического уровня 14 ток с истоков 23, 24, 25 N-канальных силовых МОП-транзисторов 5, 6, 7 идет на «землю» через две параллельные ветви, на одной из которых расположен резистор R1 12, а на другой - резистор R2 13 и N-канальный МОП-транзистор логического уровня 14.When operating in day mode, a voltage of about 5 V is applied from the output 40 of the external interface chip 11 to the gate 39 of the N-channel MOS transistor of the logic level 14, sufficient to open the transistor. With the N-channel logic-level MOSFET 14 open, the current from the sources 23, 24, 25 of the N-channel power MOSFETs 5, 6, 7 goes to ground through two parallel branches, one of which has a resistor R1 12, and on the other, resistor R2 13 and N-channel logic level MOSFET 14.

За счет применения N-канального МОП-транзистора логического уровня 14 с минимально возможным значением сопротивления и установки резистора R2 с таким значением сопротивления, при котором ток, протекающий через истоки 23, 24, 25 N-канальных силовых МОП-транзисторов 5, 6, 7 и, соответственно, через светодиоды 8, 9, 10, имеет номинальное значение (порядка 16 А), обеспечивают свечение светодиодов с номинальным уровнем яркости.By using a logic level 14 N-channel MOSFET with the lowest possible resistance value and setting the resistor R2 with such a resistance value that the current flowing through the sources 23, 24, 25 of the N-channel power MOSFETs 5, 6, 7 and, accordingly, through the LEDs 8, 9, 10, has a nominal value (of the order of 16 A), ensure the glow of the LEDs with a nominal brightness level.

При работе в ночном режиме с вывода 40 микросхемы 11 внешнего интерфейса на затвор 39 N-канального МОП-транзистора логического уровня 14 подают напряжение, близкое к нулевому значению. N-канальный МОП-транзистор логического уровня 14 закрывается и ток с истоков 23, 24, 25 N-канальных силовых МОП-транзисторов 5, 6, 7 идет на «землю» только по одной ветви, на которой расположен резистор R1 12. За счет большого значения сопротивления резистора R1 (порядка 1 Ом) ток, протекающий через истоки 23, 24, 25 N-канальных силовых МОП-транзисторов 5, 6, 7 и, соответственно, через светодиоды 8, 9, 10, имеет минимальное значение и светодиоды светят с минимально возможным уровнем яркости.When operating in night mode, from output 40 of the external interface chip 11, a voltage close to zero is applied to the gate 39 of the N-channel MOSFET of logic level 14. The N-channel logic-level MOS transistor 14 closes and the current from the sources 23, 24, 25 of the N-channel power MOS transistors 5, 6, 7 goes to the "ground" only along one branch, on which the resistor R1 12 is located. Due to a large value of the resistance of the resistor R1 (about 1 Ohm), the current flowing through the sources 23, 24, 25 of the N-channel power MOSFETs 5, 6, 7 and, accordingly, through the LEDs 8, 9, 10, has a minimum value and the LEDs shine with the lowest possible brightness level.

В втором варианте его исполнения устройство содержит драйвер светодиодов 1, пространственный модулятор света 2 с электрической адресацией, два - ведущий 3 и ведомый 4 - цифровых контроллера, три N-канальных силовых МОП-транзистора 5, 6, 7, три светодиода 8, 9, 10 разного цвета, а именно красного, синего и зеленого цвета, микросхему внешнего интерфейса, резисторы R1 12 и R2 13, N-канальный МОП-транзистор логического уровня 14 и пульт управления 15.In the second embodiment, the device contains a LED driver 1, a spatial light modulator 2 with electrical addressing, two - master 3 and slave 4 - digital controllers, three N-channel power MOSFETs 5, 6, 7, three LEDs 8, 9, 10 different colors, namely red, blue and green, an external interface chip, resistors R1 12 and R2 13, a logic level N-channel MOSFET 14 and a control panel 15.

Отличие второго варианта исполнения устройства от первого варианта заключается в том, что микросхема внешнего интерфейса выполнена в виде программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС) 41.The difference between the second version of the device and the first version is that the external interface chip is made in the form of a programmable logic integrated circuit (FPGA) 41.

Особенностью ПЛИС 41 является то, что максимальное напряжение, которое она может подать на свой вывод 42, равняется 3,3 В. Этого напряжения недостаточно, чтобы открыть N-канальный МОП-транзистор логического уровня 14. Поэтому в схему добавлены источник постоянного напряжения 43 и биполярный транзистор 44. Источник постоянного напряжения 43 подает напряжение 5 В и соединен с затвором 39 N-канального МОП-транзистора логического уровня 14 и с коллектором 45 биполярного транзистора 44. Эмиттер 46 биполярного транзистора 44 соединен с «землей», а база 47 биполярного транзистора 44 соединена с выводом 42 ПЛИС 41, подающим напряжение 3,3 В. Этого напряжения достаточно, чтобы открыть биполярный транзистор 44. Пульт управления 15 соединен с ПЛИС 41.A feature of FPGA 41 is that the maximum voltage it can supply to its pin 42 is 3.3V. bipolar transistor 44. A constant voltage source 43 supplies a voltage of 5 V and is connected to the gate 39 of the N-channel logic-level MOSFET 14 and to the collector 45 of the bipolar transistor 44. The emitter 46 of the bipolar transistor 44 is connected to ground, and the base 47 of the bipolar transistor 44 is connected to pin 42 of FPGA 41, which supplies a voltage of 3.3 V. This voltage is sufficient to turn on bipolar transistor 44. Control panel 15 is connected to FPGA 41.

Все остальные элементы устройства соединены так же, как и в первом варианте исполнения устройства.All other elements of the device are connected in the same way as in the first version of the device.

Работает устройство следующим образом.The device works as follows.

С помощью пульта управления 15 пилот переключает ПЛИС 41 с дневного режима работы на ночной режим и обратно.Using the control panel 15, the pilot switches the FPGA 41 from day mode to night mode and vice versa.

При работе в дневном режиме с вывода 42 ПЛИС на базу 47 биполярного транзистора 44 подают напряжение, близкое к нулевому значению. Поэтому биполярный транзистор 44 закрыт. Вследствие этого, с источника постоянного напряжения 43 на затвор 39 N-канального МОП-транзистора логического уровня 14 подается напряжение порядка 5 В, достаточное для открывания этого транзистора. При открытом N-канальном МОП-транзисторе логического уровня 14 ток с истоков 23, 24, 25 N-канальных силовых МОП-транзисторов 5, 6, 7 идет на «землю» через две параллельные ветви, на одной из которых расположен резистор R1 12, а на другой - резистор R2 13 и N-канальный МОП-транзистор логического уровня 14.When operating in day mode from the output 42 of the FPGA to the base 47 of the bipolar transistor 44 serves a voltage close to zero. Therefore, the bipolar transistor 44 is closed. As a result, a voltage of the order of 5 V is supplied from the constant voltage source 43 to the gate 39 of the N-channel MOSFET of the logic level 14, sufficient to turn on this transistor. With the N-channel logic-level MOSFET 14 open, the current from the sources 23, 24, 25 of the N-channel power MOSFETs 5, 6, 7 goes to ground through two parallel branches, one of which has a resistor R1 12, and on the other, resistor R2 13 and N-channel logic level MOSFET 14.

За счет применения N-канального МОП-транзистора логического уровня 14 с минимально возможным значением сопротивления и установки резистора R2 с таким значением сопротивления, при котором ток, протекающий через истоки 23, 24, 25 N-канальных силовых МОП-транзисторов 5, 6, 7 и, соответственно, через светодиоды 8, 9, 10, имеет номинальное значение (порядка 16 А), обеспечивают свечение светодиодов с номинальным уровнем яркости.By using a logic level 14 N-channel MOSFET with the lowest possible resistance value and setting the resistor R2 with such a resistance value that the current flowing through the sources 23, 24, 25 of the N-channel power MOSFETs 5, 6, 7 and, accordingly, through the LEDs 8, 9, 10, has a nominal value (of the order of 16 A), ensure the glow of the LEDs with a nominal brightness level.

При работе в ночном режиме с вывода 42 ПЛИС 41 на базу 47 биполярного транзистора 44 подают напряжение порядка 3,3 В. За счет этого биполярный транзистор 44 открывается и ток с источника постоянного напряжения 43 через биполярный транзистор 44 идет на «землю». Вследствие этого, на затвор 39 МОП-транзистора логического уровня 14 подается напряжение, близкое к нулевому значению. МОП-транзистор логического уровня 14 закрывается и ток с истоков 23, 24, 25 N-канальных силовых МОП-транзисторов 5, 6, 7 идет на «землю» только по одной ветви, на которой расположен резистор R1 12. За счет большого значения сопротивления резистора R1 12 (порядка 1 Ом), ток, протекающий через истоки 23, 24, 25 N-канальных силовых МОП-транзисторов 5, 6, 7 и, соответственно, через светодиоды 8, 9, 10, имеет минимальное значение, и светодиоды светят с минимально возможным уровнем яркости. Благодаря этому, в темное время суток изображение, создаваемое на объединителе (комбайнере) коллиматора, не слепит пилота и позволяет ему видеть окружающую обстановку, находящуюся за стеклом кабины самолета и расположенную за объединителем на оптической оси взгляда пилота.When operating in night mode, a voltage of about 3.3 V is applied to the base 47 of the bipolar transistor 44 from the output 42 of the FPGA 41. Due to this, the bipolar transistor 44 opens and the current from the constant voltage source 43 through the bipolar transistor 44 goes to the "ground". As a result, the gate 39 of the MOS transistor of the logic level 14 is supplied with a voltage close to zero. The logic-level MOSFET 14 closes and the current from the sources 23, 24, 25 of the N-channel power MOSFETs 5, 6, 7 goes to the "ground" only along one branch, on which the resistor R1 12 is located. Due to the large resistance value resistor R1 12 (about 1 Ohm), the current flowing through the sources 23, 24, 25 N-channel power MOSFETs 5, 6, 7 and, respectively, through the LEDs 8, 9, 10, has a minimum value, and the LEDs shine with the lowest possible brightness level. Due to this, at night, the image created on the combiner (combiner) of the collimator does not blind the pilot and allows him to see the environment behind the glass of the cockpit and located behind the combiner on the optical axis of the pilot's view.

Claims (13)

1. Устройство управления яркостью светодиодов коллиматора, содержащее драйвер светодиодов, пространственный модулятор света с электрической адресацией, два - ведущий и ведомый - цифровых контроллера, по меньшей мере один силовой МОП-транзистор, по меньшей мере один светодиод, а также микросхему внешнего интерфейса, на вход которой подается видеосигнал, при этом микросхема внешнего интерфейса соединена с цифровыми контроллерами и драйвером светодиодов, каждый из цифровых контроллеров соединен с пространственным модулятором света, ведомый цифровой контроллер соединен с ведущим цифровым контроллером и с драйвером светодиодов, затвор каждого из силовых МОП-транзисторов соединен с выводом драйвера светодиодов, управляющим включением/выключением этого транзистора путем подачи/отключения напряжения на этот затвор, истоки силовых МОП-транзисторов соединены между собой и через резистор R1 соединены с «землей», сток каждого из силовых МОП-транзисторов соединен с катодом одного из светодиодов, а аноды светодиодов соединены между собой и соединены с выводом драйвера светодиодов, поддерживающим постоянный уровень напряжения, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено резистором R2, МОП-транзистором логического уровня, биполярным транзистором и пультом управления, при этом резистор R2 и МОП-транзистор логического уровня соединены последовательно и вместе они подсоединены параллельно резистору R1 так, что исток МОП-транзистора логического уровня соединен с «землей», сток МОП-транзистора логического уровня через резистор R2 соединен с истоками силовых МОП-транзисторов, затвор МОП-транзистора логического уровня соединен с выводом микросхемы внешнего интерфейса, подающим постоянное напряжение, достаточное для открывания N-канального МОП-транзистора логического уровня, а пульт управления соединен с микросхемой внешнего интерфейса.1. A device for controlling the brightness of the collimator LEDs, containing an LED driver, a spatial light modulator with electrical addressing, two - master and slave - digital controllers, at least one power MOS transistor, at least one LED, and an external interface chip, on the input of which the video signal is supplied, while the external interface chip is connected to the digital controllers and the LED driver, each of the digital controllers is connected to a spatial light modulator, the slave digital controller is connected to the master digital controller and to the LED driver, the gate of each of the power MOSFETs is connected to the output of the LED driver that controls the on / off of this transistor by applying / disconnecting voltage to this gate, the sources of the power MOSFETs are interconnected and connected to the “ground” through the resistor R1, the drain of each of the power MOSFETs is connected to the cathode of one of the LEDs , a the anodes of the LEDs are interconnected and connected to the output of the LED driver maintaining a constant voltage level, characterized in that it is additionally provided with a resistor R2, a logic level MOSFET, a bipolar transistor and a control panel, while the resistor R2 and the logic level MOSFET are connected they are connected in series and together in parallel with resistor R1 so that the source of the logic level MOSFET is connected to ground, the drain of the logic level MOSFET through the resistor R2 is connected to the sources of the power MOSFETs, the gate of the logic level MOSFET is connected to the output of the microcircuit external interface supplying a DC voltage sufficient to turn on the N-channel logic level MOSFET, and the control panel is connected to the external interface chip. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пространственный модулятор света с электрической адресацией выполнен в виде цифрового микрозеркального устройства, содержащего матрицу микрозеркал и формирующего изображение за счет выборочного управляемого поворота микрозеркал матрицы в одно из двух крайних положений.2. The device according to claim 1, characterized in that the spatial light modulator with electrical addressing is made in the form of a digital micromirror device containing a matrix of micromirrors and forming an image by selectively controlled rotation of the matrix micromirrors to one of two extreme positions. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что МОП-транзистор логического уровня выполнен в виде N-канального МОП-транзистора логического уровня.3. The device according to claim. 1, characterized in that the logic level MOSFET is made in the form of an N-channel logic level MOSFET. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве силовых МОП-транзисторов применены три N-канальных силовых МОП-транзистора.4. The device according to claim 1, characterized in that three N-channel power MOSFETs are used as power MOS transistors. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве светодиодов применены три светодиода разного цвета, а именно красного, синего и зеленого цвета.5. The device according to claim 1, characterized in that three LEDs of different colors are used as LEDs, namely red, blue and green. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что истоки силовых МОП-транзисторов соединены с выводом драйвера светодиодов, замеряющим величину тока.6. The device according to claim 1, characterized in that the sources of the power MOSFETs are connected to the output of the LED driver, which measures the current value. 7. Устройство управления яркостью светодиодов коллиматора, содержащее драйвер светодиодов, пространственный модулятор света с электрической адресацией, два - ведущий и ведомый - цифровых контроллера, по меньшей мере один силовой МОП-транзистор, и по меньшей мере один светодиод, а также микросхему внешнего интерфейса, на вход которой подается видеосигнал, при этом микросхема внешнего интерфейса соединена с цифровыми контроллерами и драйвером светодиодов, каждый из цифровых контроллеров соединен с пространственным модулятором света, ведомый цифровой контроллер соединен с ведущим цифровым контроллером и с драйвером светодиодов, затвор каждого из силовых МОП-транзисторов соединен с выводом драйвера светодиодов, управляющим включением/выключением этого транзистора, путем подачи/отключения напряжения на этот затвор, истоки силовых МОП-транзисторов соединены между собой и через резистор R1 соединены с «землей», сток каждого из силовых МОП-транзисторов соединен с катодом одного из светодиодов, а аноды светодиодов соединены между собой и соединены с выводом драйвера светодиодов, поддерживающим постоянный уровень напряжения, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено резистором R2, МОП-транзистором логического уровня, биполярным транзистором, пультом управления и источником постоянного напряжения, достаточного для открывания МОП-транзистора логического уровня, при этом резистор R2 и МОП-транзистор логического уровня соединены последовательно и вместе они подсоединены параллельно резистору R1 так, что исток МОП-транзистора логического уровня соединен с «землей», сток МОП-транзистора логического уровня через резистор R2 соединен с истоками силовых МОП-транзисторов, затвор МОП-транзистора логического уровня соединен с коллектором биполярного транзистора и с источником постоянного напряжения, эмиттер биполярного транзистора соединен с «землей», база биполярного транзистора соединена с выводом микросхемы внешнего интерфейса, подающим постоянное напряжение, достаточное для открывания биполярного транзистора, а пульт управления соединен с микросхемой внешнего интерфейса.7. A device for controlling the brightness of the collimator LEDs, containing an LED driver, a spatial light modulator with electrical addressing, two - master and slave - digital controllers, at least one power MOSFET, and at least one LED, as well as an external interface chip, the input of which is a video signal, while the external interface chip is connected to the digital controllers and the LED driver, each of the digital controllers is connected to a spatial light modulator, the slave digital controller is connected to the master digital controller and to the LED driver, the gate of each of the power MOSFETs is connected with the output of the LED driver controlling the on / off of this transistor, by applying voltage to this gate, the sources of the power MOSFETs are connected to each other and through the resistor R1 are connected to "ground", the drain of each of the power MOSFETs is connected to the cathode of one from LEDs and the anodes of the LEDs are interconnected and connected to the output of the LED driver maintaining a constant voltage level, characterized in that it is additionally provided with a resistor R2, a logic level MOSFET, a bipolar transistor, a control panel, and a source of constant voltage sufficient to turn on the MOSFET logic level, while the resistor R2 and the logic level MOSFET are connected in series and together they are connected in parallel with the resistor R1 so that the source of the logic level MOSFET is connected to the "ground", the drain of the logic level MOSFET through the resistor R2 is connected to the sources of the power MOSFETs, the gate of the logic-level MOSFET is connected to the collector of the BJT and to a DC voltage source, the emitter of the BJT is connected to ground, the base of the BJT is connected to a pin of the external interface chip that supplies a DC voltage sufficient to bipolar transistor cover, and the control panel is connected to the external interface chip. 8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что пространственный модулятор света с электрической адресацией выполнен в виде цифрового микрозеркального устройства, содержащего матрицу микрозеркал, и формирующего изображение за счет выборочного управляемого поворота микрозеркал матрицы в одно из двух крайних положений.8. The device according to claim 7, characterized in that the spatial light modulator with electrical addressing is made in the form of a digital micromirror device containing a matrix of micromirrors and forming an image by selectively controlled rotation of the matrix micromirrors to one of two extreme positions. 9. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что микросхема внешнего интерфейса выполнена в виде программируемой логической интегральной схемы.9. The device according to claim 7, characterized in that the external interface chip is made in the form of a programmable logic integrated circuit. 10. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что МОП-транзистор логического уровня выполнен в виде N-канального МОП-транзистора логического уровня.10. The device according to claim. 7, characterized in that the logic level MOSFET is made in the form of an N-channel logic level MOSFET. 11. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что в качестве силовых МОП-транзисторов применены три N-канальных силовых МОП-транзистора.11. The device according to claim 7, characterized in that three N-channel power MOSFETs are used as power MOS transistors. 12. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что в качестве светодиодов применены три светодиода разного цвета, а именно красного, синего и зеленого цвета.12. The device according to claim 7, characterized in that three LEDs of different colors are used as LEDs, namely red, blue and green. 13. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что истоки силовых МОП-транзисторов соединены с выводом драйвера светодиодов, замеряющим величину тока.13. The device according to claim 7, characterized in that the sources of the power MOSFETs are connected to the output of the LED driver, which measures the current value.
RU2021133560A 2021-11-17 Collimator led brightness control device (variants) RU2778343C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2778343C1 true RU2778343C1 (en) 2022-08-17

Family

ID=

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5113120A (en) * 1991-06-11 1992-05-12 Scott James D Dimmer circuit
KR20050096299A (en) * 2004-03-30 2005-10-06 씨멘스브이디오한라 주식회사 Illumination circuit of car
US7385495B2 (en) * 2004-10-18 2008-06-10 Volkswagen Ag Illumination device for vehicles and method for controlling an illumination device for vehicles
US7439945B1 (en) * 2007-10-01 2008-10-21 Micrel, Incorporated Light emitting diode driver circuit with high-speed pulse width modulated current control
US7498648B2 (en) * 2003-07-24 2009-03-03 Texas Instruments Incorporated Mirror-based projection system with a programmable control unit for controlling a spatial light modulator
RU2431204C2 (en) * 2009-07-01 2011-10-10 Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" Head-up display
CN202049326U (en) * 2010-12-23 2011-11-23 利达光电股份有限公司 DLP (digital light processing) projection optical system based on planar LED light source
US9434300B2 (en) * 2012-05-29 2016-09-06 Mohammad A. Pasdar Multi-color in-dash lighting system for changing vehicle backlighting
CN107102442A (en) * 2017-06-23 2017-08-29 江苏泽景汽车电子股份有限公司 A kind of HUD automatic brightness regulating device and method
US10368405B2 (en) * 2014-12-15 2019-07-30 Fca Us Llc Two stage indicator dimming circuit controlled by PWM backlighting back feed and backlight control

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5113120A (en) * 1991-06-11 1992-05-12 Scott James D Dimmer circuit
US7498648B2 (en) * 2003-07-24 2009-03-03 Texas Instruments Incorporated Mirror-based projection system with a programmable control unit for controlling a spatial light modulator
KR20050096299A (en) * 2004-03-30 2005-10-06 씨멘스브이디오한라 주식회사 Illumination circuit of car
US7385495B2 (en) * 2004-10-18 2008-06-10 Volkswagen Ag Illumination device for vehicles and method for controlling an illumination device for vehicles
US7439945B1 (en) * 2007-10-01 2008-10-21 Micrel, Incorporated Light emitting diode driver circuit with high-speed pulse width modulated current control
RU2431204C2 (en) * 2009-07-01 2011-10-10 Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" Head-up display
CN202049326U (en) * 2010-12-23 2011-11-23 利达光电股份有限公司 DLP (digital light processing) projection optical system based on planar LED light source
US9434300B2 (en) * 2012-05-29 2016-09-06 Mohammad A. Pasdar Multi-color in-dash lighting system for changing vehicle backlighting
US10368405B2 (en) * 2014-12-15 2019-07-30 Fca Us Llc Two stage indicator dimming circuit controlled by PWM backlighting back feed and backlight control
CN107102442A (en) * 2017-06-23 2017-08-29 江苏泽景汽车电子股份有限公司 A kind of HUD automatic brightness regulating device and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7928662B2 (en) Voltage range extender mechanism
US8207933B2 (en) Backlight unit, liquid crystal display device including the same, and method of driving liquid crystal display device
US7724220B2 (en) Driving system of light emitting diode
US20060232219A1 (en) Single driver for multiple light emitting diodes
KR20010007020A (en) Programmable led driver pad
JP2004317786A (en) Driving circuit for display led
TW201811115A (en) Multiple LED string dimming control
RU2778343C1 (en) Collimator led brightness control device (variants)
US8461764B2 (en) Sampling external voltage which may exceed integrated circuit maximum voltage rating
US8471493B2 (en) Combination LED driver
TWI723837B (en) Current drive device
DE102007044476A1 (en) Lighting unit and method for controlling the lighting unit
JP6057366B2 (en) Light emitting diode control device with very large luminance dynamic range for display screen
CN207602195U (en) Display module and its drive control circuit
US7683861B2 (en) Arrangement for driving LED lighting sources
EP3401897A1 (en) Light source driver circuit and method of driving a string of light sources
CN113630929A (en) Dimming and color mixing control circuit and LED lighting device
TW201301941A (en) Control circuit and dimming method of light emitting diode
US11659638B2 (en) LED matrix driver to reduce bright coupling
JP5026146B2 (en) Light emitting diode drive device
KR20050097162A (en) Light-emitting diode display
US11672060B1 (en) LED driving circuit, LED driving method and display device applying the same
CN214315686U (en) Drive chip, LED lamp and LED device
JPS63104095A (en) Light emitting diode display device
KR20030012366A (en) Dual voltage power source device for multi color led drive