WO2018041868A1 - Treiberschaltung für ein lichtemittierendes bauelement - Google Patents

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Josip Maric
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Definitions

  • a drive circuit for light emitting device DESCRIPTION The invention relates to a driver circuit for at least a light-emitting optoelectronic component according to claim 1 and a method for controlling the driving circuit according to claim 11.
  • This patent application claims the priority of German patent application DE 10 2016 116 368.6, whose Offenbarungsge ⁇ halt herein by Back reference is added.
  • the object of the invention is to provide an improved driver circuit and an improved method for controlling the driver circuit.
  • An advantage of the described driver circuit is that a pulse repetition rate greater than in the prior art can be selected, and nevertheless a maximum current of the driver circuit is limited in the case of a short circuit of the driver circuit.
  • a buffer capacitor is provided between the series resistor and the capacitor of the driver circuit.
  • the buffer capacitor causes the pulse repetition rate can be greater.
  • the current for the driver circuit is limited by the series resistor.
  • the additional buffer capacitor provides enough energy to charge the capacitor of the device quickly. In the case of a short circuit in the driving circuit of the capacitor of the device and the Puf ⁇ ferkondensator be first discharged and then a further operation of the optoelectronic component is limited by the resistor.
  • the series resistor is dimensioned so that the maximum available current is below a functional threshold and thus the light-emitting opto-electronic device without the charge of the capacitor and the buffer capacitor can not be operated in light-emitting operation.
  • the light-emitting opto-electronic device without the charge of the capacitor and the buffer capacitor can not be operated in light-emitting operation.
  • multiple light emitting construction ⁇ elements are provided, wherein a Kondensa ⁇ gate is provided for each component.
  • the control circuit is connected to the device in such a way that a component depends on
  • the charging circuit is connected to the capacitors in such a way and formed that the capacitors are charged via the series resistor.
  • the buffer capacitor is connected to a connection line between the series resistor and the capacitors. In this way, a plurality of light-emitting components can be supplied with power and also be limited in a permanent energization of the components of the current of the driver circuit.
  • the charging circuit has a second charging switch, wherein the second charging switch in the manner to which at least one capacitor is connected to discharge the capacitor. In this way, it is possible not only to charge the capacitor, but also to discharge.
  • the charging circuit for each capacitor has a charging branch with a series circuit having a first and a second charging switch. The two switches are connected to each other via a connecting line. Starting from the connecting line, a connecting line is led to a respective capacitor. In this way, a simple construction of the charging circuit for a plurality of capacitors is provided.
  • the connection line of the charging branch is connected to a further connection line which connects the capacitor to the component.
  • control switch is arranged in series between the component and a voltage connection.
  • the capacitor is arranged in series between the device and a second voltage terminal.
  • first and the second voltage connection can be connected to each other and in particular be connected to ground.
  • the buffer capacitor at least one up to ten times the capacity of the capacitor or even more capacity to a double capacity of the capacitor, in particular ⁇ sondere.
  • the driver circuit is configured to perform charging and / or discharging of a capacitor in less than two microseconds, more preferably less than one microsecond.
  • the driver circuit is configured to be a device having a pulse width for the light output of less than 15 ns, in particular klei ⁇ ner than 10 ns to operate.
  • the light-emitting optical elec- tronic device is formed as a light emitting diode or as a laser diode from ⁇ .
  • a plurality of light-emitting opto ⁇ electronic components in a semiconductor device can be inte ⁇ grated.
  • multiple laser diodes can be integrated into ei ⁇ nem laser bars. This achieves a compact construction.
  • the method described achieves rapid and efficient charging of the capacitor and operation of the optoelectronic light-emitting component.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a driver circuit 1 having a first voltage terminal 2, wherein the voltage terminal 2 via a Series resistor 3 is connected to a La ⁇ circuit 4.
  • the charging circuit 4 comprises at least one charging branch 5, 6, 7, 8.
  • a buffer capacitor 9 is connected to a first terminal.
  • a second check circuit of the buffer capacitor 9 is connected to a second clamping ⁇ voltage potential 10, for example to ground.
  • One Charging branch 5, 6, 7, 8 has a first and a second switch 11, 12.
  • the first switch 11 is connected to a first terminal to the series resistor 3 and a second terminal to a connecting line 13 in connection.
  • the connection line 13 is open ⁇ leads to a first terminal of the second switch 12th
  • a second terminal of the second switch 12 is connected to a further voltage potential, for example to ground 10.
  • the second, third and fourth charging branches 6, 7, 8 also have two series-connected switches 11, 12, which are connected to one another via a connecting line 13.
  • the first and the second switches 11, 12 represent a first and a second charging switch.
  • the connecting line 13 is connected via a first Anschlußlei ⁇ device 14 with a first terminal of a first capacitor 18.
  • the first terminal of the first capacitor 18 is connected via a first further connecting line 39 to a first terminal of a light-emitting optoelectronic first component 22.
  • a second terminal of the first component 22 is connected via a control switch 26 to a second voltage terminal 27.
  • the second terminal of the first capacitor 18 is also connected to the second voltage terminal 27.
  • the second voltage terminal 27 may be connected ver ⁇ for example, to ground potential.
  • the animals emit any kind of electromagnetic radiation.
  • the radiation can be around the ultraviolet range, in the visible range and in the infrared range.
  • a second capacitor 19 and a second light-emitting optoelektroni ⁇ cal device 23 parallel to the first capacitor 18 and the first component 22, a second capacitor 19 and a second light-emitting optoelektroni ⁇ cal device 23, a third capacitor 20 and a third ⁇ light-emitting optoelectronic device 24 and a fourth capacitor 21 and a fourth light-emitting optoelectronic component 25 connected in parallel.
  • the second terminals of the second, third and fourth component 23, 24, 25 are connected via the control switch 26 to the second voltage terminal 27.
  • fewer or more capacitors and devices may be connected in series.
  • the second capacitor 19 is connected to the second terminal, which is connected via a second further connection line 40 with the two ⁇ th component 23, via a second connection line 15 ⁇ with the connecting line 13 of the second charging branch 6.
  • the third capacitor 20 is connected to the second terminal of which is connected via a third further connecting line 41 with the third component 24, connected via a third connection ⁇ line 16 to the connection line 13 of the third charging branch. 7
  • the fourth capacitor 21 is connected to the second terminal, which is connected via a fourth further connecting line 42 to the fourth component 25, via a fourth connecting line 17 to the connecting line 13 of the fourth charging branch 8.
  • a charging branch 5 is sufficient.
  • the charging switches 11, 12 of the charging circuit 4 and the control switch 26 are driven by a control logic, not shown.
  • the series resistor 3 is dimensioned in such a way that at a short circuit in the charging circuit and / or at a
  • the current for at least one light-emitting optoelectronic device 22 to 25 is limited to a predetermined value.
  • This can be the Value of the series resistor 3 may be chosen in such a way that the at least one component, at least after an initial ⁇ phase in which the device is powered by the associated capacitor and the buffer capacitor 9 with power, can no longer produce light. After the initial phase, the current is supplied to the device via the series resistor.
  • the buffer capacitor 9 has a capacity that enables a fast ⁇ les charging of the capacitors 18, 19, 20, 21 in spite of the series resistor. 3 Thus, the capacitors can be charged quickly and the components with a high
  • Pulse repetition rate are operated.
  • the components as example ⁇ a short circuit of the control switch 26 are operated in continuous wave mode.
  • a desired eye safety is achieved.
  • the charging switches 11, 12 and the control switch 26 can be designed, for example, as field-effect transistors, in particular as MOSFETs.
  • the buffer capacitor 9 has a Ka ⁇ capacity which is at least twice as large as the capacitance of the capacitors 18 to 21, in particular up to ten times the capacity of one of the capacitors 18 to 21 comprising. In addition, the capacity of the buffer capacitor 9 may also be greater than ten times the capacity of a one of the Kon ⁇ capacitors 18 to 21.
  • the capacitors 18 to 21 may have the same capacity or different capacities aufwei ⁇ sen.
  • the components 22 to 25 may be identical or different.
  • the construction elements can be designed ⁇ 22 to 25 as light emitting diodes or laser diodes.
  • the components 22 to 25 may be a semiconductor component, in particular in a Leuchtdiodenbar ⁇ ren or integrated in a laser bar.
  • the capacitors 18, 19, 20, 21 may for example have a capacitance of 47 nF.
  • the buffer capacitor 9 can For example, have a capacity of 470 nF.
  • the first characteristic curve 31 shows the time profile of the charging voltage at the first capacitor 18.
  • the second characteristic curve 32 shows the time profile of the charging voltage at the second capacitor 19.
  • the third characteristic curve 33 shows the time profile of the charging voltage of the third capacitor 20.
  • the fourth Kennli ⁇ never 34 shows the time profile of the voltage at the fourth capacitor 21.
  • the light pulses of the light-emitting optoelectronic components 22 to 25 are shown in synchronism with the voltage profiles of the capacitors.
  • the first light pulse signal 35 shows the time course of the light pulse of the first component 22.
  • the second light pulse ⁇ signal 36 shows the time course of the light pulse of the second component 23.
  • the third light pulse signal 37 shows the time course of the light pulse of the third component 24.
  • the fourth light pulse signal 38 shows the waveform of the light pulse of the fourth component 25.
  • the capacitors are charged successively in time and discharged again before the next capacitor is charged and discharged again.
  • the components are angesteu ⁇ ert in a manner that is started after reaching a maximum voltage across the capacitor of the light pulse and is discharged again after the termination of the light pulse of the capacitor.
  • the pulse width for a light signal is, for example, 5 ns.
  • the voltage of the capacitors varies between a value 0 and a value 1.
  • the light signal of the components varies between a value 0 and a value 1.
  • the representation of the voltage profiles and the representation of the light pulse signals is simplified and shown schematically.
  • the buffer capacitor 9 having a capacity Capa ⁇ that allows charging of at least two condensate ⁇ capacitors, faster charging of the condensers may be achieved. At the same time be limited ⁇ ⁇ maximum flow de current through the components through the resistor 3.
  • the pulse sequences of a Bauele ⁇ mentes may have a time interval of 1 ms. Within This time, the buffer capacitor can be fully recharged.
  • a time constant for charging and / or discharging a capacitor 18, 19, 20, 21 may be in the range of less than 1 ys.
  • the value for the series resistor may be in the range of 4 ⁇ .
  • a maximum current of 3 A can flow through a light-emitting optoelectronic component.
  • the second charging switch 12 and the connection to ground 10 can be dispensed with in a charging branch.
  • a discharge of a capacitor would not be possible.
  • instead of a charging branch for each light-emitting opto ⁇ electronic component only one charge branch can be provided for a plurality of light-emitting optoelectronic components.
  • a corresponding switch is provided which can alternately connect the one charging branch to the individual components or to the capacitors of the components.

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Abstract

Treiberschaltung (1) für wenigstens ein lichtemittieren- des optoelektronisches Bauelement (22, 23, 24, 25), wobei eine Steuerschaltung (26) mit einem Kondensator(18, 9, 20, 21) und mit einem Steuerschalter (26) vorgesehen ist, wobei der Steuerschalter(26) in der Weise mit dem Bauelement(22, 23, 24, 25)elektrisch verbunden ist, dass das Bauelement (22, 23, 24, 25) vom Kondensator (18, 19, 20, 21) abhängig von einem Schaltzustand des Steuerschalter (26) mit Strom versorgt wird, wobei eine Ladeschaltung (4) mit wenigstens einem ersten Ladeschalter (11), einem Vorwiderstand (3) und einem Pufferkondensator (9) vorgesehen ist, wobei die Ladeschaltung (4) mit dem Kondensator (18, 19, 20, 21) in der Weise elektrisch verbunden und ausgebildet ist, um den Kondensator (18, 19, 20, 21) über den Vorwiderstand (3) aufzuladen, wobei der Pufferkondensator (9) an eine Verbindungsleitung zwischen dem Vorwiderstand (3) und dem Kondensator(18, 19, 20, 21)angeschlossen ist.

Description

TREIBERSCHALTUNG FÜR LICHTEMITTIERENDES BAUELEMENT BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft eine Treiberschaltung für wenigstens ein lichtemittierendes optoelektronisches Bauelement gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren zum Steuern der Treiberschaltung gemäß Patentanspruch 11. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2016 116 368.6, deren Offenbarungsge¬ halt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Im Stand der Technik ist es bekannt, ein Pulslaserbauteil mit vier Laserdioden und einem integrierten Treiber bereitzustellen, wobei eine Begrenzung des Ladestromes bei einem internen Kurzschluss erfolgen soll. Dazu ist ein Vorwiderstand in der Treiberschaltung vorgesehen, der bei einem Kurzschluss den maximalen Strom durch die Treiberschaltung begrenzt. Der Vor- widerstand führt jedoch dazu, dass eine maximale Pulswieder¬ holrate begrenzt ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Treiberschaltung und ein verbessertes Verfahren zum Steuern der Treiberschaltung bereitzustellen.
Die Aufgaben der Erfindung werden durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ein Vorteil der beschriebenen Treiberschaltung besteht darin, dass eine Pulswiederholrate größer als im Stand der Technik gewählt werden kann und trotzdem bei einem Kurzschluss der Treiberschaltung ein maximaler Strom der Treiberschaltung begrenzt ist.
Dies wird dadurch erreicht, dass zwischen dem Vorwiderstand und dem Kondensator der Treiberschaltung ein Pufferkondensator vorgesehen ist. Der Pufferkondensator führt dazu, dass die Pulswiederholrate größer gewählt werden kann. Zudem wird bei einem Kurzschluss in der Treiberschaltung der Strom für die Treiberschaltung durch den Vorwiderstand begrenzt. Durch den zusätzlichen Pufferkondensator wird genug Energie vorge- halten, um den Kondensator des Bauelementes schnell laden zu können. Im Falle eines Kurzschlusses in der Treiberschaltung werden zuerst der Kondensator des Bauelementes und der Puf¬ ferkondensator entladen und danach wird ein weiterer Betrieb des optoelektronischen Bauelementes durch den Vorwiderstand begrenzt.
In einer Ausführung ist der Vorwiderstand so dimensioniert, dass der maximal zur Verfügung stehende Strom unter einer Funktionsschwelle liegt und damit das lichtemittierende opto- elektronische Bauelement ohne die Ladung des Kondensators und des Pufferkondensators nicht im lichtemittierenden Betrieb betrieben werden kann. Mithilfe dieser Anordnung ist es möglich, bei einer dauerhaften Bestromung des Bauelementes die Lichtemission des lichtemittierenden optoelektronischen Bau- elementes zu begrenzen.
In einer Ausführungsform sind mehrere lichtemittierende Bau¬ elemente vorgesehen, wobei für jedes Bauelement ein Kondensa¬ tor vorgesehen ist. Die Steuerschaltung ist in der Weise mit dem Bauelement verbunden, dass ein Bauelement abhängig vom
Schaltzustand des Ladeschalters von dem zugeordneten Konden¬ sator mit Strom versorgt wird. Die Ladeschaltung ist mit den Kondensatoren in der Weise verbunden und ausgebildet, dass die Kondensatoren über den Vorwiderstand aufgeladen werden. Der Pufferkondensator ist an eine Verbindungsleitung zwischen dem Vorwiderstand und den Kondensatoren angeschlossen. Auf diese Weise können mehrere lichtemittierende Bauelemente mit Strom versorgt werden und zudem bei einer dauerhaften Bestromung der Bauelemente der Strom der Treiberschaltung begrenzt werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Ladeschaltung einen zweiten Ladeschalter auf, wobei der zweite Ladeschalter in der Weise mit dem wenigstens einen Kondensator verbunden ist, um den Kondensator zu entladen. Auf diese Weise ist es möglich, den Kondensator nicht nur aufzuladen, sondern auch zu entladen.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Ladeschaltung für jeden Kondensator einen Ladezweig mit einer Serienschaltung mit einem ersten und einem zweiten Ladeschalter auf. Die zwei Schalter sind über eine Verbindungsleitung miteinander ver- bunden. Ausgehend von der Verbindungsleitung ist eine Anschlussleitung zu jeweils einem Kondensator geführt. Auf diese Weise wird ein einfacher Aufbau der Ladeschaltung für mehrere Kondensatoren bereitgestellt. In einer Ausführungsform ist die Verbindungsleitung des Ladezweiges an eine weitere Verbindungsleitung angeschlossen, die den Kondensator mit dem Bauelement verbindet.
In einer Ausführungsform ist der Steuerschalter in Serie zwi- sehen dem Bauelement und einem Spannungsanschluss angeordnet. Der Kondensator ist in Serie zwischen dem Bauelement und einem zweiten Spannungsanschluss angeordnet. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können der erste und der zweite Spannungsanschluss miteinander verbunden sein und insbesonde- re mit Masse verbunden sein.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Pufferkondensator wenigstens eine doppelte Kapazität des Kondensators, insbe¬ sondere eine bis zu zehnfache Kapazität des Kondensators oder eine noch größere Kapazität auf.
In einer Ausführungsform ist die Treiberschaltung ausgebildet, um ein Laden und/oder ein Entladen eines Kondensators in weniger als zwei Mikrosekunden, insbesondere in weniger als einer Mikrosekunde ausführen zu können.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Treiberschaltung in der Weise ausgebildet, um ein Bauelement mit einer Pulsbreite für die Lichtabgabe von kleiner als 15 ns, insbesondere klei¬ ner als 10 ns zu betreiben.
In einer Ausführungsform ist das lichtemittierende optoelekt- ronische Bauelement als Leuchtdiode oder als Laserdiode aus¬ gebildet. Insbesondere können mehrere lichtemittierende opto¬ elektronische Bauelemente in einem Halbleiterbauteil inte¬ griert sein. Beispielsweise können mehrere Laserdioden in ei¬ nem Laserbarren integriert sein. Dadurch wird ein kompakter Aufbau erreicht.
Mithilfe des beschriebenen Verfahrens wird eine schnelle und effiziente Aufladung des Kondensators und ein Betreiben des optoelektronischen lichtemittierenden Bauelementes erreicht.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbei- spiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen ein elektrisches Ersatzschaltbild der Treiberschal¬ tung und einen zeitlichen Spannungsverlauf der Kondensatoren und der Lichtpulse der optoelektronischen lichtemittierenden Bauelemente der Fig. 1. Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Treiberschaltung 1 mit einem ersten Spannungsanschluss 2, wobei der Spannungsanschluss 2 über einen Vorwiderstand 3 an eine La¬ deschaltung 4 angeschlossen ist. Die Ladeschaltung 4 umfasst wenigstens einen Ladezweig 5, 6, 7, 8. Zwischen dem Vorwider- stand 3 und der Ladeschaltung 4 ist ein Pufferkondensator 9 mit einem ersten Anschluss angeschlossen. Ein zweiter An- schluss des Pufferkondensators 9 ist mit einem zweiten Span¬ nungspotential 10, beispielsweise mit Masse verbunden. Ein Ladezweig 5, 6, 7, 8 weist einen ersten und einen zweiten Schalter 11, 12 auf.
Der erste Schalter 11 steht mit einem ersten Anschluss mit dem Vorwiderstand 3 und mit einem zweiten Anschluss mit einer Verbindungsleitung 13 in Verbindung. Die Verbindungsleitung 13 ist zu einem ersten Anschluss des zweiten Schalters 12 ge¬ führt. Ein zweiter Anschluss des zweiten Schalters 12 ist mit einem weiteren Spannungspotential, beispielsweise mit Masse 10 verbunden. In analoger Weise weisen auch der zweite, dritte und vierte Ladezweig 6, 7, 8 zwei in Serie geschaltete Schalter 11, 12, die über eine Verbindungsleitung 13 miteinander verbunden sind. Der erste und der zweite Schalter 11, 12 stellen einen ersten und einen zweiten Ladeschalter dar.
Die Verbindungsleitung 13 ist über eine erste Anschlusslei¬ tung 14 mit einem ersten Anschluss eines ersten Kondensators 18 verbunden. Der erste Anschluss des ersten Kondensators 18 ist über eine erste weitere Verbindungsleitung 39 an einen ersten Anschluss eines lichtemittierenden optoelektronischen ersten Bauelementes 22 angeschlossen. Ein zweiter Anschluss des ersten Bauelementes 22 ist über einen Steuerschalter 26 mit einem zweiten Spannungsanschluss 27 verbunden. Zudem ist der zweite Anschluss des ersten Kondensators 18 ebenfalls mit dem zweiten Spannungsanschluss 27 verbunden. Der zweite Spannungsanschluss 27 kann beispielsweise mit Massepotential ver¬ bunden sein. Unter einem lichtemittierenden optoelektronischen Bauelement werden optoelektronische Bauelemente ver¬ standen, die jede Art von elektromagnetischer Strahlung emit- tieren. Die Strahlung kann um ultravioletten Bereich, im sichtbaren Bereich und im infraroten Bereich liegen.
In der dargestellten Ausführungsform sind parallel zum ersten Kondensator 18 und zum ersten Bauelement 22 ein zweiter Kon- densator 19 und ein zweites lichtemittierendes optoelektroni¬ sches Bauelement 23, ein dritter Kondensator 20 und ein drit¬ tes lichtemittierendes optoelektronisches Bauelement 24 und ein vierter Kondensator 21 und ein viertes lichtemittierendes optoelektronisches Bauelement 25 parallel geschaltet. Dabei sind jeweils die zweiten Anschlüsse des zweiten, dritten und vierten Bauelementes 23, 24, 25 über den Steuerschalter 26 mit dem zweiten Spannungsanschluss 27 verbunden. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können auch weniger oder mehr Kondensatoren und Bauelemente in Serie geschaltet sein. Für jede Serienschaltung eines Kondensators und eines Bauelemen¬ tes ist ein Ladezweig vorgesehen. Der zweite Kondensator 19 ist mit dem zweiten Anschluss, der über eine zweite weitere Verbindungsleitung 40 mit dem zwei¬ ten Bauelement 23 verbunden ist, über eine zweite Anschluss¬ leitung 15 mit der Verbindungsleitung 13 des zweiten Ladezweiges 6 verbunden.
Der dritte Kondensator 20 ist mit dem zweiten Anschluss, der über eine dritte weitere Verbindungsleitung 41 mit dem dritten Bauelement 24 verbunden ist, über eine dritte Anschluss¬ leitung 16 mit der Verbindungsleitung 13 des dritten Lade- zweiges 7 verbunden.
Der vierte Kondensator 21 ist mit dem zweiten Anschluss, der über eine vierte weitere Verbindungsleitung 42 mit dem vierten Bauelement 25 verbunden ist, über eine vierte Anschluss- leitung 17 mit der Verbindungsleitung 13 des vierten Ladezweiges 8 verbunden.
Ist nur ein Kondensator 18 und ein lichtemittierendes opto¬ elektronisches Bauelement 22 vorgesehen, so reicht auch ein Ladezweig 5 aus. Die Ladeschalter 11, 12 der Ladeschaltung 4 und der Steuerschalter 26 werden von einer nicht dargestellten Steuerlogik angesteuert.
Der Vorwiderstand 3 ist in der Weise dimensioniert, dass bei einem Kurzschluss in der Ladeschaltung und/oder bei einem
Kurzschluss des Steuerschalters 26 der Strom für wenigstens ein lichtemittierendes optoelektronisches Bauelement 22 bis 25 auf einen vorgegebenen Wert begrenzt ist. Dazu kann der Wert des Vorwiderstandes 3 in der Weise gewählt sein, dass das wenigstens eine Bauelement wenigstens nach einer Anfangs¬ phase, in der das Bauelement von dem zugeordneten Kondensator und dem Pufferkondensator 9 mit Strom versorgt wird, kein Licht mehr erzeugen kann. Nach der Anfangsphase wird der Strom über den Vorwiderstand dem Bauelement zugeführt. Der Pufferkondensator 9 weist eine Kapazität auf, die ein schnel¬ les Laden der Kondensatoren 18, 19, 20, 21 trotz des Vorwiderstandes 3 ermöglicht. Somit können die Kondensatoren schnell geladen werden und die Bauelemente mit einer hohen
Pulswiederholrate betrieben werden. Zudem kann ausgeschlossen werden, dass die Bauelemente bei einem Kurzschluss beispiels¬ weise des Steuerschalters 26 im Dauerstrichbetrieb betrieben werden. Somit wird eine gewünschte Augensicherheit erreicht.
Die Ladeschalter 11, 12 und der Steuerschalter 26 können beispielsweise als Feldeffekttransistoren, insbesondere als MOS- FETs ausgebildet sein. Der Pufferkondensator 9 weist eine Ka¬ pazität auf, die wenigstens doppelt so groß ist wie die Kapa- zität eines der Kondensatoren 18 bis 21, insbesondere eine bis zu zehnfache Kapazität eines der Kondensatoren 18 bis 21 aufweist. Zudem kann die Kapazität des Pufferkondensators 9 auch größer sein als eine zehnfache Kapazität eines der Kon¬ densatoren 18 bis 21. Die Kondensatoren 18 bis 21 können die gleiche Kapazität oder unterschiedliche Kapazitäten aufwei¬ sen. Die Bauelemente 22 bis 25 können identisch oder unterschiedlich ausgebildet sein. Beispielsweise können die Bau¬ elemente 22 bis 25 als Leuchtdioden oder als Laserdioden ausgebildet sein. Zudem können die Bauelemente 22 bis 25 in ei- nem Halbleiterbauteil, insbesondere in einem Leuchtdiodenbar¬ ren oder in einem Laserbarren integriert sein.
Fig. 2 zeigt in einer schematischen Darstellung einen zeitlichen Verlauf von Ladespannungen 31, 32, 33, 34 der Kondensa- toren 18, 19, 20, 21 und einem zeitlichen Verlauf der Licht¬ pulse 35, 36, 37, 38 der Bauelemente 22 bis 25 der Fig. 1. Die Kondensatoren 18, 19, 20, 21 können beispielsweise eine Kapazität von 47 nF aufweisen. Der Pufferkondensator 9 kann beispielsweise eine Kapazität von 470 nF aufweisen. Die erste Kennlinie 31 zeigt den zeitlichen Verlauf der Ladespannung am ersten Kondensator 18. Die zweite Kennlinie 32 zeigt den zeitlichen Verlauf der Ladespannung am zweiten Kondensator 19. Die dritte Kennlinie 33 zeigt den zeitlichen Verlauf der Ladespannung des dritten Kondensators 20. Die vierte Kennli¬ nie 34 zeigt den zeitlichen Verlauf der Spannung am vierten Kondensator 21. Zeitlich synchron zu den Spannungsverläufen der Kondensatoren sind die Lichtpulse der lichtemittierenden optoelektronischen Bauelemente 22 bis 25 dargestellt. Das erste Lichtpulssignal 35 zeigt den zeitlichen Verlauf des Lichtpulses des ersten Bauelementes 22. Das zweite Lichtpuls¬ signal 36 zeigt den zeitlichen Verlauf des Lichtpulses des zweiten Bauelementes 23. Das dritte Lichtpulssignal 37 zeigt den zeitlichen Verlauf des Lichtpulses des dritten Bauelementes 24. Das vierte Lichtpulssignal 38 zeigt den zeitlichen Verlauf des Lichtpulses des vierten Bauelementes 25. Wie an¬ hand des Diagramms der Fig. 2 ersichtlich ist, werden die Kondensatoren zeitlich nacheinander aufgeladen und wieder entladen bevor der folgende Kondensator aufgeladen und wieder entladen wird. Die Bauelemente werden in der Weise angesteu¬ ert, dass nach dem Erreichen einer maximalen Spannung am Kondensator der Lichtpuls gestartet wird und nach dem Beenden des Lichtpulses der Kondensator wieder entladen wird. Die Pulsbreite für ein Lichtsignal beträgt beispielsweise 5 ns .
Die Spannung der Kondensatoren variiert zwischen einem Wert 0 und einem Wert 1. Das Lichtsignal der Bauelemente variiert zwischen einem Wert 0 und einem Wert 1. Die Darstellung der Spannungsverläufe und die Darstellung der Lichtpulssignale ist vereinfacht und schematisch wiedergegeben.
Durch die Verwendung des Pufferkondensators 9, der eine Kapa¬ zität aufweist, die ein Aufladen von wenigstens zwei Konden¬ satoren ermöglicht, kann ein schnelleres Laden der Kondensa- toren erreicht werden. Gleichzeitig wird der maximal fließen¬ de Strom durch die Bauelemente durch den Vorwiderstand 3 be¬ grenzt. Beispielsweise können die Pulssequenzen eines Bauele¬ mentes einen zeitlichen Abstand von 1 ms aufweisen. Innerhalb dieser Zeit kann der Pufferkondensator wieder komplett nachgeladen werden. Eine Zeitkonstante zum Laden und/oder Entladen eines Kondensators 18, 19, 20, 21 kann im Bereich kleiner 1 ys liegen.
Beispielsweise kann der Wert für den Vorwiderstand im Bereich von 4 Ω liegen. Bei einer Spannung von 24 V am ersten Span- nungsanschluss 2 kann beispielsweise ein maximaler Strom von 3 A durch ein lichtemittierende optoelektronische Bauelement fließen.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann bei einem Ladezweig auf den zweiten Ladeschalter 12 und den Anschluss an Masse 10 verzichtet werden. Bei dieser Ausführungsform wäre ein Entladen eines Kondensators nicht möglich. Zudem kann anstelle eines Ladezweiges für jedes lichtemittierendes opto¬ elektronisches Bauelement nur ein Ladezweig für mehrere lichtemittierende optoelektronische Bauelemente vorgesehen sein. Bei dieser Ausführung ist ein entsprechender Schalter vorgesehen, der abwechselnd den einen Ladezweig mit den einzelnen Bauelementen bzw. mit den Kondensatoren der Bauelemente verbinden kann.
Beispielsweise kann eine Entladung des Pufferkondensators in¬ nerhalb von 200 ns erfolgen. Die Kondensatoren werden zwischen zwei Pulssequenzen des Bauelementes, die beispielsweise im Bereich von einer 1 ms liegen, wieder vollständig aufgeladen . Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbei¬ spiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlas- sen. BEZUGSZEICHENLISTE
1 Treiberschaltung
2 erster Spannungsanschluss
3 Vorwiderstand
4 LadeSchaltung
5 erster Ladezweig
6 zweiter Ladezweig
7 dritter Ladezweig
8 vierter Ladezweig
9 Pufferkondensator
10 Masse
11 erster Schalter
12 zweiter Schalter
13 Verbindungsleitung
14 erste Anschlussleitung
15 zweite Anschlussleitung
16 dritte Anschlussleitung
17 vierte Anschlussleitung
18 erster Kondensator
19 zweiter Kondensator
20 dritter Kondensator
21 vierter Kondensator
22 erstes Bauelement
23 zweites Bauelement
24 drittes Bauelement
25 viertes Bauelement
26 Steuerschalter
27 zweiter Spannungsanschluss
31 erste Kennlinie
32 zweite Kennlinie
33 dritte Kennlinie
34 vierte Kennlinie
35 erstes Lichtpulssignal
36 zweites Lichtpulssignal
37 drittes Lichtpulssignal
38 viertes Lichtpulssignal
39 erste weitere Verbindungsleitung zweite weitere Verbindungsleitung dritte weitere Verbindungsleitung vierte weitere Verbindungsleitung

Claims

PATENTA S PRUCHE
Treiberschaltung (1) für wenigstens ein lichtemittierendes optoelektronisches Bauelement (22, 23, 24, 25), wobei eine Steuerschaltung (26) mit einem Kondensator (18, 19, 20, 21) und mit einem Steuerschalter (26) vorgesehen ist, wobei der Steuerschalter (26) in der Weise mit dem Bauelement (22, 23, 24, 25) elektrisch verbunden ist, dass das Bauelement (22, 23, 24, 25) vom Kondensator (18, 19, 20, 21) abhängig von einem Schaltzustand des Steuerschal¬ ter (26) mit Strom versorgt wird, wobei eine Ladeschal¬ tung (4) mit wenigstens einem ersten Ladeschalter (11), einem Vorwiderstand (3) und einem Pufferkondensator (9) vorgesehen ist, wobei die Ladeschaltung (4) mit dem Kondensator (18, 19, 20, 21) in der Weise elektrisch verbunden und ausgebildet ist, um den Kondensator (18, 19, 20, 21) über den Vorwiderstand (3) aufzuladen, wobei der Puf¬ ferkondensator (9) an eine Verbindungsleitung zwischen dem Vorwiderstand (3) und dem Kondensator (18, 19, 20, 21) angeschlossen ist.
Treiberschaltung (1) nach Anspruch 1, wobei mehrere lichtemittierende Bauelemente (22, 23, 24, 25) vorgesehen sind, wobei für jedes Bauelement (22, 23, 24, 25) ein Kondensator (18, 19, 20, 21) vorgesehen ist, wobei der Steuerschalter (26) in der Weise mit den Bauelementen
(22, 23, 24, 25) verbunden ist, dass ein Bauelement (22, 23, 24, 25) abhängig vom Schaltzustand des Steuerschalter
(26) von dem Kondensator (18, 19, 20, 21) mit Strom versorgt werden, und wobei die Ladeschaltung (4) mit den Kondensatoren (18, 19, 20, 21) verbunden ist und ausgebildet ist, um die Kondensatoren (18, 19, 20, 21) über den Vorwiderstand (3) aufzuladen, wobei der Pufferkondensator (9) an eine Verbindungsleitung zwischen dem Vorwiderstand (3) und den Kondensatoren (18, 19, 20, 21) ange¬ schlossen ist. Treiberschaltung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ladeschaltung (4) einen zweiten Ladeschalter (12) aufweist, wobei der zweite Ladeschalter (12) in der Weise mit dem wenigstens einen Kondensator (18, 19, 20, 21) verbunden ist, um den wenigstens einen Kondensator (18, 19, 20, 21) zu entladen.
Treiberschaltung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ladeschaltung (4) für jeden Kondensa¬ tor (18, 19, 20, 21) einen Ladezweig (5, 6, 7, 8) mit ei¬ ner Serienschaltung mit einem ersten und einem zweiten Ladeschalter (11,12) aufweist, und wobei von jedem Ladezweig (5, 6, 7, 8) ausgehend von einer Verbindungsleitung
(13) vom ersten zum zweiten Ladeschalter (11,12) eine Anschlussleitung (14,15,16,17) zu jeweils einem Kondensator
(18, 19, 20, 21) geführt ist.
Treiberschaltung (1) nach Anspruch 4, wobei eine weitere Verbindungsleitung (39,40,41,42) vorgesehen ist, die einen Kondensator (18, 19, 20, 21) mit einem Bauelement (22, 23, 24, 25) verbindet, wobei die Anschlussleitung (14,15,16,17) an die weitere Verbindungsleitung
(39,40,41,42) angeschlossen ist.
Treiberschaltung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Steuerschalter (26) in Serie zwischen dem Bauelement (22, 23, 24, 25) und einem Spannungsan- schluss (27) angeordnet ist, und wobei der Kondensator (18, 19, 20, 21) in Serie zwischen dem Bauelement (22, 23, 24, 25) und einem Spannungsanschluss (27) angeordnet ist .
7. Treiberschaltung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Pufferkondensator (9) wenigstens eine doppelte Kapazität des Kondensators (18, 19, 20, 21), insbesondere eine bis zu zehnfache oder größere Kapazität des Kondensators (18, 19, 20, 21) aufweist. Treiberschaltung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Treiberschaltung (1) in der Weise aus¬ gebildet ist, dass ein Laden und/oder Entladen eines Kondensators (18, 19, 20, 21) weniger als 2 ys, insbesondere weniger als 1 ys benötigt.
Treiberschaltung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Treiberschaltung (1) in der Weise aus¬ gebildet ist, dass eine Pulsbreite des Bauelementes (22, 23, 24, 25) kleiner als 15 ns, insbesondere kleiner als 10 ns ist.
Treiberschaltung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bauelement (22, 23, 24, 25) als
Leuchtdiode oder als Laserdiode ausgebildet ist.
Verfahren zum Steuern einer Treiberschaltung (1) mit wenigstens einem lichtemittierenden optoelektronischen Bauelement (22, 23, 24, 25) gemäß Anspruch 1, wobei ein ers¬ ter Kondensator (18) des ersten Bauelementes (22) mithil- fe einer Parallelschaltung eines Pufferkondensators (9) und mithilfe eines Vorwiderstandes (3) und eines ersten Spannungsanschlusses (2) geladen wird, wobei das erste Bauelement (22) von dem ersten Kondensator (18) mit Strom versorgt wird, wobei nach der Bestromung des ersten Bau¬ elementes (22) der erste Kondensator (18) entladen wird, wobei bei einem Dauerbetrieb des ersten Bauelementes (22) das erste Bauelement in einer Anfangsphase vom Kondensa¬ tor (18) und vom Pufferkondensator (9) mit Strom versorgt wird, und wobei nach der Anfangsphase das Bauelement (22) über den Vorwiderstand (3) von dem ersten Spannungsan- schluss (2) mit Strom versorgt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Vorwiderstand so groß ist, dass das Bauelement nach der Anfangsphase nicht im lichtemittierenden Betrieb betrieben werden kann.
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