DE102017120672A1

DE102017120672A1 - Treiben mehrerer Lichtquellen

Info

Publication number: DE102017120672A1
Application number: DE102017120672.8A
Authority: DE
Inventors: Maurizio Galvano; Adolfo de Cicco; Andrea Scenini
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2016-09-08
Filing date: 2017-09-07
Publication date: 2018-03-08
Also published as: CN107809818B; US10206252B2; US20180070417A1; CN107809818A

Abstract

Gemäß einem Beispiel ist eine Vorrichtung zum Treiben mehrerer Lichtquellen bereitgestellt, wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, ein Versorgungssignal zu erfassen und eine Phasenverschiebung auf ein Schaltsignal von wenigstens einer der mehreren Lichtquellen basierend auf dem erfassten Versorgungssignal anzuwenden. Außerdem sind entsprechend ein Verfahren, eine Beleuchtungsvorrichtung, ein Computerprogrammprodukt und ein computerlesbares Medium vorgeschlagen.

Description

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen eine Vorrichtung zum Treiben mehrerer Lichtquellen. Die Lichtquellen können insbesondere LEDs sein, die in einer Matrixstruktur (LED-Array) angeordnet sind.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bestehende Lösungen zu verbessern.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die hier vorgeschlagenen Beispiele können insbesondere auf wenigstens einer der folgenden Lösungen basieren. Insbesondere könnten Kombinationen der folgenden Merkmale benutzt werden, um ein gewünschtes Ergebnis zu erreichen. Die Merkmale des Verfahrens könnten mit einem oder mehreren beliebigen Merkmalen der Vorrichtung, der Einrichtung oder des Systems kombiniert werden oder umgekehrt.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Vorrichtung vorgeschlagen zum Treiben mehrerer Lichtquellen, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist zum

– Erfassen eines Versorgungssignals und
– Anwenden einer Phasenverschiebung auf ein Schaltsignal von wenigstens einer der mehreren Lichtquellen basierend auf dem erfassten Versorgungssignal.

Das Versorgungssignal kann an die Vorrichtung oder einen Teil der Vorrichtung geliefert werden. Eine Erfassungseinheit kann verwendet werden, um das Versorgungssignal zu erfassen. Zum Beispiel kann eine Leistung, eine Spannung oder ein Strom erfasst werden und zum Bestimmen und Anwenden der Phasenverschiebung verwendet werden.
Es ist eine Möglichkeit, dass mehrere Phasenverschiebungen auf mehrere Schaltsignale mehrerer Lichtquellen angewandt werden. Es ist außerdem eine Möglichkeit, dass eine Phasenverschiebung auf mehrere Schaltsignale mehrerer Lichtquellen angewandt wird.
Jede Lichtquelle kann eine einzelne Lichtquelle oder eine Gruppe aus Lichtquellen sein. Die Lichtquelle kann insbesondere eine Halbleiterlichtquelle, z. B. eine LED oder eine OLED, sein. Die Lichtquellen können in einer Matrixstruktur angeordnet sein, die wenigstens zwei Zeilen und zwei Linien aus Lichtquellen umfasst.
Das Schaltsignal ist ein Signal, das zum Steuern der Lichtquelle verwendet wird. Das Schaltsignal kann mittels einer Stromquelle bereitgestellt werden, die durch ein Steuersignal gesteuert wird. Die Stromquelle bei diesem Beispiel kann den Strom zum Betreiben der Lichtquelle liefern.
Es ist ein Vorteil, dass die Schaltsignale für Lichtquellen basierend auf einem tatsächlichen erfassten Versorgungssignal angepasst werden können. Daher kann eine Verschlechterung des Versorgungssignals bestimmt werden und können die Schaltsignale anschließend den Lastzustand durch Steuern der Schaltsignale für die Lichtquellen anpassen. Bei einem Beispiel kann eine Welligkeit des Versorgungssignals (Strom oder Spannung) reduziert werden, was zu einem stabileren und einfacher zu handhabenden Versorgungssignal führt.
Die Vorrichtung kann eine Steuerlogik sein oder die Vorrichtung kann eine Steuerlogik umfassen. Die Vorrichtung kann einen Treiberbefehl zum Steuern der mehreren Lichtquellen erhalten.
Es wird angemerkt, dass das Schaltsignal ein pulsbreitenmoduliertes Schaltsignal (PWM-Schaltsignal) sein kann, das zum Dimmen der Lichtquellen verwendet wird.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Vorrichtung eingerichtet ist zum

– Anwenden der Phasenverschiebung, falls das erfasste Versorgungssignal eine vorbestimmte Bedingung erfüllt.

Es ist eine Weiterbildung, dass die vordefinierte Bedingung wenigstens eine der folgenden Bedingungen umfasst:

– das erfasste Versorgungssignal erreicht und/oder überschreitet eine Schwelle;
– das erfasste Versorgungssignal liegt außerhalb eines vorbestimmten Bereichs.

Es wird angemerkt, dass das erfasste Versorgungssignal eine Schwelle von oberhalb oder von unterhalb erreichen und/oder überschreiten kann; in dieser Hinsicht kann die Schwelle eine obere Grenze oder eine untere Grenze sein. Der vorbestimmte Bereich kann durch zwei Schwellen, eine obere Grenze und eine untere Grenze, definiert sein.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Phasenverschiebung wenigstens eines der Folgenden umfasst:

– eine zufällige Phasenverschiebung;
– eine pseudozufällige Phasenverschiebung;
– eine deterministische Phasenverschiebung.

Die Phasenverschiebung kann auf unterschiedlichen Wegen bestimmt werden. Zum Beispiel kann eine zufällige Phasenverschiebung eingeführt werden, um die Schaltsignale (einen Teil der Schaltsignale) willkürlich voneinander zu versetzen. Aufgrund der Phasenverschiebung werden die Lichtquellen oder wenigstens ein Teil von diesen nicht zur gleichen Zeit ein- oder ausgeschaltet. Der willkürliche Versatz könnte ein Ergebnis basierend auf einer (echten) Zufälligkeit, einer Pseudozufälligkeit oder sogar einer deterministischen Verteilung von Phasenverschiebungen sein. Die Pseudozufälligkeit kann eine Zufälligkeit sein, die durch eine deterministische Maschine, z. B. einen Prozessor oder eine Steuerung, erzeugt wird. Die deterministische Phasenverschiebung kann auf einer deterministischen Verteilung basieren, die keine Zufälligkeit aufweist, aber ebenso ein Muster unterschiedlicher Phasenverschiebungen bereitstellt. Eine solche deterministische Verteilung kann durch einen Speicher bereitgestellt werden, in dem eine Abfolge von Zahlen gespeichert ist, die willkürlich aussehen kann oder die so vorbestimmt sein kann, dass sie eine Verteilung ähnlich einer willkürlichen einführt. Zum Beispiel kann eine Sequenz der Zahlen 3, 6, 1, 2, 5, 8 als eine Basis verwendet werden, die mit einer vorbestimmten Zeitbasis, z. B. 10 ms, multipliziert wird und daher zu unterschiedlichen Phasenverschiebungen führt. Daher ist die erste Phasenverschiebung 30 ms, die zweite 60 ms usw. Falls der letzte Wert dieser Sequenz (d. h. 80 ms) erreicht wird, könnte der nächste Wert der erste Wert der Sequenz sein, was (wieder) zu der Phasenverschiebung von 30 ms führt.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Vorrichtung eingerichtet ist, die Phasenverschiebung durch wenigstens Anwenden der Phasenverschiebung auf eine fallende Flanke des Schaltsignals und/oder eine steigende Flanke des Schaltsignals anzuwenden.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Vorrichtung eine Erfassungseinheit umfasst, die dazu eingerichtet ist, das erfasste Versorgungssignal zu bestimmen.
Die Erfassungseinheit kann ein Messungsmittel und/oder ein Detektionsmittel, z. B. ein Shunt-Element oder eine induktive Kopplung, umfassen. Die Erfassungseinheit kann detektieren, ob die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist.
Es ist eine Weiterbildung, dass jede Lichtquelle mehrere Lichtquellenelemente umfasst.
Daher kann die Phasenverschiebung auf eine Gruppe von Lichtquellenelementen angewandt werden. Jedes Lichtquellenelement kann ein Halbleiterlichtelement, z. B. eine LED oder eine OLED, sein. Es ist auch eine Möglichkeit, dass eine erste Phasenverschiebung auf eine erste Gruppe von Lichtquellenelementen angewandt wird und eine zweite Phasenverschiebung auf eine zweite Gruppe von Lichtquellenelementen angewandt wird. Dies gilt entsprechend für mehr als zwei Gruppen von Lichtquellenelementen und mehr als zwei Phasenverschiebungen.
Es ist eine Möglichkeit, dass die Gruppierung von Lichtquellenelementen statisch ist, oder sie kann variabel sein. Sie kann insbesondere in Abhängigkeit von einem Steuerzyklus, z. B. einer PWM-Periode oder einer vorbestimmten Zeitperiode, geändert werden.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Vorrichtung ferner zu Folgendem eingerichtet ist:

– Anwenden mehrerer Phasenverschiebungen auf mehrere Schaltsignale der mehreren Lichtquellen basierend auf dem erfassten Versorgungssignal.

Es ist eine Weiterbildung, dass die Vorrichtung ferner zu Folgendem eingerichtet ist:

– Anwenden der Phasenverschiebung auf das Schaltsignal von wenigstens einer der mehreren Lichtquellen basierend auf dem erfassten Versorgungssignal mittels eines Algorithmus.

Zum Beispiel können die Phasenverschiebungen basierend auf einem Algorithmus angepasst werden, der ein adaptiver Algorithmus sein kann. Dies kann die Länge der Phasenverschiebungen (d. h. die eingeführte Verzögerung) zu steigenden und/oder fallenden Flanken der Schaltsignale beeinflussen. Der adaptive Algorithmus kann auf eine iterative Art arbeiten, um die Verschlechterung, z. B. die Welligkeit, die durch die Schaltsignale verursacht wird, schrittweise zu reduzieren. Das erfasste Versorgungssignal gibt die Verschlechterung an. Der Algorithmus kann wenigstens eine Phasenverschiebung verwenden und sie auf die Schaltsignale anwenden. Ein nächster Erfassungsschritt zeigt auf, ob die Verschlechterung innerhalb einer vordefinierten Grenze, z. B. Bereichs, liegt. Falls nicht, kann der Algorithmus weiter unterschiedliche Phasenverschiebungen anwenden. Falls die Verschlechterung innerhalb der vordefinierten Grenze liegt, können die gleichen Phasenverschiebungen beibehalten werden oder kann ein reduziertes Ausmaß an Phasenverschiebungen versucht werden.
Dementsprechend reduziert der Algorithmus die Verschlechterung, die durch die Schaltsignale auf das Versorgungssignal angewandt wird. Anpassen der Schaltsignale wirkt sich auf die Lastsituation aus, die ihrerseits die Verschlechterung des Versorgungssignals reduzieren kann.
Der Algorithmus kann enden (z. B. einen vorübergehenden finalen Zustand erreichen), falls die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Vorrichtung ferner dazu eingerichtet ist, das Versorgungssignal von einer Versorgungseinheit zu erhalten. Bei manchen Beispielen kann die Vorrichtung dazu eingerichtet sein, das Versorgungssignal von der Versorgungseinheit zu empfangen.
Die Versorgungseinheit kann eine Einheit sein, die von der hier beschriebenen Vorrichtung getrennt ist. Es ist auch eine Möglichkeit, dass die Versorgungseinheit Teil der Vorrichtung ist. Außerdem kann die Versorgungseinheit wenigstens eine Ladungspumpe umfassen.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Vorrichtung ferner dazu eingerichtet ist, die Phasenverschiebung von einer Nachschlagetabelle eines Speichers zu erhalten.
Insbesondere kann die Vorrichtung dazu eingerichtet sein, die Phasenverschiebung von der Nachschlagetabelle des Speichers zu empfangen.
Es ist eine Weiterbildung, dass die mehreren Lichtquellen in einer Matrixstruktur angeordnet sind, wobei die Matrixstruktur wenigstens zwei Zeilen und wenigstens zwei Spalten aus Lichtquellen umfasst.
Es ist eine Weiterbildung, dass jede Lichtquelle der mehreren Lichtquellen wenigstens eine Halbleiterlichtquelle, insbesondere wenigstens eine LED oder wenigstens eine OLED, umfasst.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Vorrichtung einen integrierten Schaltkreis, der insbesondere als ein einziger Chip realisiert ist, umfasst.
Weiterhin wird eine Beleuchtungsvorrichtung vorgeschlagen, die Folgendes umfasst:

– eine Matrixstruktur aus Lichtquellen, die wenigstens zwei Zeilen und wenigstens zwei Spalten aus den Lichtquellen umfasst;
– eine Halbleitervorrichtung, die Folgendes umfasst:
– eine Lichtquellentreibermatrix, auf der die Matrixstruktur aus den Lichtquellen angeordnet ist;
– einen gemeinsamen Bereich,
– wobei die Lichtquellentreibermatrix zum Treiben der Lichtquellen eingerichtet ist und wobei die Lichtquellentreibermatrix zu Folgendem eingerichtet ist:
– Erfassen eines Versorgungssignals;
– Anwenden einer Phasenverschiebung auf ein Schaltsignal von wenigstens einer der mehreren Lichtquellen basierend auf dem erfassten Versorgungssignal.

Es ist eine Weiterbildung, dass der gemeinsame Bereich eine gemeinsame Schaltungsanordnung umfasst, die benachbart zu der Lichtquellentreibermatrix angeordnet ist, wobei die gemeinsame Schaltungsanordnung zum Betreiben der Lichtquellentreibermatrix und/oder zum Versorgen der Lichtquellentreibermatrix eingerichtet ist.
Es wird angemerkt, dass die in Bezug auf eine bestimmte Vorrichtung beschriebenen Merkmale auch für das Verfahren entsprechend gelten können.
Es wird ein Verfahren zum Treiben mehrerer Lichtquellen vorgeschlagen, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:

– Erfassen eines Versorgungssignals;
– Anwenden einer Phasenverschiebung auf ein Schaltsignal von wenigstens einer der mehreren Lichtquellen basierend auf dem erfassten Versorgungssignal.

Es ist eine Weiterbildung, dass die Schritte des Erfassens des Versorgungssignals und des Anwendens der Phasenverschiebung auf das Schaltsignal wiederholt werden, bis eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist und/oder eine Abschlussbedingung erfüllt ist.
Dementsprechend kann das Erfassen des Versorgungssignals Erfassen des Versorgungssignals bis eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist oder eine Abschlussbedingung erfüllt ist umfassen und umfasst Anwenden der Phasenverschiebung auf das Schaltsignal Anwenden der Phasenverschiebung auf das Schaltsignal bis eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist oder eine Abschlussbedingung erfüllt ist.
Der Algorithmus kann enden (z. B. einen vorübergehenden finalen Zustand erreichen), falls die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist. Die Abschlussbedingung kann eine vorbestimmte Anzahl an Wiederholungen oder eine vorbestimmte Kombination von angewandten Phasenverschiebungen sein.
Es ist eine Weiterbildung, dass die vorbestimmte Bedingung wenigstens eine der folgenden Bedingungen umfasst:

Es ist eine Weiterbildung, dass das Verfahren ferner umfasst:

Außerdem ist ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, das direkt in einen Speicher einer digitalen Verarbeitungsvorrichtung ladbar ist und das Softwarecodeteile zum Durchführen der Schritte des wie hier beschriebenen Verfahrens umfasst.
Ferner ist ein computerlesbares Medium bereitgestellt, das computerausführbare Anweisungen aufweist, die dazu ausgelegt sind, zu bewirken, dass ein Computersystem die Schritte des wie hier beschriebenen Verfahrens durchführt.
Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen dargestellt und veranschaulicht. Die Zeichnungen dienen dazu, das Grundprinzip zu veranschaulichen, so dass nur für das Verständnis des Grundprinzips notwendige Aspekte veranschaulicht werden. Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgetreu. In den Zeichnungen bezeichnen die gleichen Bezugszeichen ähnliche Merkmale.
1 zeigt eine beispielhafte Anordnung, die ein LED-Array umfasst, das auf einer Halbleitervorrichtung platziert ist;
2 zeigt ein beispielhaftes Blockdiagramm, das eine Matrix aus LEDs und eine Halbleitervorrichtung, die eine LED-Treibermatrix und eine gemeinsame Schaltungsanordnung umfasst, umfasst;
3 zeigt Stromquellen, von denen jede auf der LED-Treibermatrix angeordnet ist, auf welcher LEDs montiert sind;
4 zeigt eine beispielhafte Versorgungseinheit, die mit der Anordnung aus 1 verbunden ist;
5 zeigt eine Steuerlogik zum Anwenden von Phasenverschiebungen auf Schaltsignale;
6 zeigt eine Steuerlogik zum Anwenden von Phasenverschiebungen auf Schaltsignale mittels eines Verzögerungsarrays;
7 zeigt Signaldiagramme, die drei Schaltsignale und ein resultierendes Versorgungssignal, das eine Stromwelligkeit umfasst, umfassen;
8 zeigt Signaldiagramme, die drei Schaltsignale umfassen, auf die Phasenverschiebungen angewandt wurden, um die Stromwelligkeit des Versorgungssignals zu reduzieren;
9 zeigt Signaldiagramme, die sechs Schaltsignale umfassen, auf die Phasenverschiebungen angewandt wurden, um die Stromwelligkeit des Versorgungssignals zu reduzieren;
Lichtquellen, z. B. Halbleiterlichtquellen, LEDs (Light Emitting Diodes – Leuchtdioden), können zusammen als ein Array angeordnet sein. Das Array aus Lichtquellen kann auf einer (einem) Halbleitervorrichtung(sarray) angeordnet sein, die als ein Steuerschaltkreis für die Lichtquellen eingerichtet ist. Die Lichtquellen können auf der Halbleitervorrichtung montiert sein. Falls die Halbleitervorrichtung eine Stromquelle für jede Lichtquelle bereitstellt, können solche Stromquellen einzeln getrieben werden müssen, um zu ermöglichen, dass die jeweilige Lichtquelle gesteuert wird.
1 zeigt eine beispielhafte Anordnung, die ein LED-Array 101 umfasst, das auf einer Halbleitervorrichtung 102 platziert ist. Die Halbleitervorrichtung 102 kann auf einer Leiterplatte (PCB: Printed Circuit Board) 104, z. B. einer PCB 104 mit metallischem Kern, angeordnet sein. Die PCB 104 kann mittels Bonddrähten 103 elektronisch verbunden sein. Das auf der Halbleitervorrichtung 102 montierte LED-Array 101 wird auch als Chip-auf-Chip-Baugruppe bezeichnet.
Die Anordnung kann weitere Komponenten umfassen. Diese Komponenten können eine Versorgungseinheit zum Bereitstellen elektrischer Energie sein; und/oder eine Steuerlogik zum Steuern der mehreren Lichtquellen, z. B. ein Mikrocontroller und/oder ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA: Field Programmable Gate Array). Manche dieser Komponenten können ein integraler Teil der Halbleitervorrichtung 102 sein. Manche dieser Komponenten können als diskrete Komponenten auf der PCB 104 angeordnet und mittels PCB-Leiterbahnen mit dem Halbleiter 102 verbunden sein.
Manche dieser Komponenten können auf einer anderen (nicht gezeigten) PCB angeordnet und mittels eines Verbindungsmittels, wie etwa eines physischen Verbinders, mit der PCB 104 verbunden sein.
Die Halbleitervorrichtung 102 kann wenigstens eines des Folgenden umfassen:

– Stromquellen für die einzelnen LEDs, die auf dem LED-Array 101 angeordnet sind, insbesondere wenigstens eine Stromquelle für jede LED;
– eine Schnittstelle zum Treiben der LEDs und für Verwaltungszwecke;
– Erzeugung von wenigstens einem Referenzstrom;
– eine Diagnose- und Schutzfunktionalität.

Für einen solchen Zweck kann die Halbleitervorrichtung 102 ein Array aus Siliciumzellen umfassen, wobei jede (auch als Pixelzelle bezeichnete) Siliciumzelle eine Stromquelle umfassen kann, die direkt mit einer LED des LED-Arrays 101 verbunden sein kann. Des Weiteren kann die Halbleitervorrichtung 102 eine gemeinsame Schaltungsanordnung umfassen.
2 zeigt ein beispielhaftes Diagramm, das eine Matrix 201 aus LEDs 206 (jedes Pixel der Matrix kann durch wenigstens eine LED repräsentiert werden) und eine Halbleitervorrichtung 205 umfasst, die eine LED-Treibermatrix 202 (d. h. einen Teil der Halbleitervorrichtung, der mit einem Pixel des LED-Arrays 101 verknüpft ist) und eine gemeinsame Schaltungsanordnung 203 umfasst. Die Halbleitervorrichtung 205 kann mit einer seriellen Schnittstelle 204 verbunden sein. Die jeweiligen LEDs 206 der Matrix 201 können über die serielle Schnittstelle 204 gesteuert werden. Die Matrix 201 kann auf der LED-Treibermatrix 202 angeordnet sein. Die LED-Treibermatrix 202 kann Teil der Halbleitervorrichtung 102, wie in 1 gezeigt, sein und sie kann einen (auch als „Pixelzelle“ bezeichneten) Pixelzellenbereich für jede LED 206 der Matrix 201 umfassen. Es ist eine Möglichkeit, dass die LED-Treibermatrix 202 (z. B. im Wesentlichen) die gleiche Flächengröße wie die Matrix 201 aufweist. Insbesondere kann der Pixelzellenbereich der LED-Treibermatrix 202 (im Wesentlichen) den gleichen Oberflächenbereich wie die LED 206 aufweisen. Die LEDs 206 der Matrix 201 können direkt mit den Pixelzellen der LED-Treibermatrix 202 verbunden sein. Die Matrix 201 kann insbesondere auf der LED-Treibermatrix 202 angeordnet sein.
Die gemeinsame Schaltungsanordnung 203 kann insbesondere eine Schnittstelle zum Zugreifen auf die LEDs der Matrix 201, z. B. ein Register für Konfigurationszwecke, einen Referenzstromgenerator, einen Referenzspannungsgenerator und einen Temperatursensor, umfassen.
Die Matrix 201 kann eine willkürliche Zahl an LEDs (Pixeln) aufweisen, die in Zeilen und Spalten angeordnet sind. Die Matrix 201 kann z. B. 256 oder 1024 LEDs umfassen. Bei dem in 2 gezeigten Beispiel umfasst die Matrix 201 16 Zeilen und 16 Spalten aus LEDs 206, was insgesamt 256 LEDs ergibt.
Die LEDs 206 können in Teilgruppen 207 gruppiert (unterteilt) sein. Jede Teilgruppe 207 kann unabhängig gesteuert (getrieben) werden. Als ein Beispiel ist die Anzahl an Teilgruppen (Zonen) der Matrix 201 festgelegt. Als ein anderes Beispiel wird eine variable Anzahl an Teilgruppen in der Matrix 201 verwendet. Als ein Beispiel können die LEDs 206 fest in vier Teilgruppen 207 gruppiert sein. Jede Teilgruppe 207 umfasst 64 LEDs 206 (Pixel).
Es wird angemerkt, dass eine LED als ein Beispiel für eine Lichtquelle genannt ist. Es kann auch eine Möglichkeit sein, eine beliebige Art von Lichtquelle, insbesondere eine Halbleiterlichtquelle, zu verwenden. Es ist eine andere Möglichkeit, dass jede Lichtquelle ein Modul sein kann, das wenigstens zwei Halbleiterlichtquellen umfasst.
Die gemeinsame Schaltungsanordnung 203 kann in einem Bereich angeordnet sein, der an die LED-Treibermatrix 202 angrenzt oder fern von dieser ist.
Aufgrund der kompakten Anordnung kann eine große Anzahl an Wärmequellen unterschiedliche Temperaturen erzeugen, welche Temperaturgradienten beeinflussen können und daher zu einer Diskrepanz zwischen Pixeln führen.
Des Weiteren kann der Ausgang jeder Stromquelle pro Pixelzelle nicht direkt zugänglich sein, da die LED-Treibermatrix direkt mit den LEDs verbunden ist.
Daher kann es wünschenswert sein, wenigstens eines des Folgenden bereitzustellen:

– eine Stromquelle, die einen Strom an die einzelne LED liefert, der es ermöglicht, die LED mit hoher Genauigkeit ein- oder auszuschalten und einen Überstromschutz bereitzustellen;
– eine Diagnosefunktionalität, die dazu in der Lage ist, eine offene Last und einen Kurzschluss mit der Masse des Ausgangskanals zu detektieren;
– eine geringe Diskrepanz zwischen unterschiedlichen Pixeln, d. h. zwischen unterschiedlichen Stromquellen;
– Treiben der LEDs, um Lastzustände anzupassen.

3 zeigt drei beispielhafte High-Side-Stromquellen 301 bis 303, von denen jede auf der LED-Treibermatrix angeordnet sein kann, auf welcher LEDs 304 bis 306 montiert sind. In diesem Szenario ist die LED 304 auf der Stromquelle 301 angeordnet, ist die LED 305 auf der Stromquelle 302 angeordnet und ist die LED 306 auf der Stromquelle 303 angeordnet.
Die Stromquelle 301 kann eine NMOS-Leistungsstufe sein, wobei ihr Drain mit einem Versorgungsknoten 310 verbunden ist. Die Source der Stromquelle 301 ist mit einer Anode der LED 304 verbunden. Die Kathode der LED 304 ist mit Masse 311 verbunden. Ein Schaltsignal 307 kann an das Gate der Stromquelle 301 geliefert werden. Das Schaltsignal 307 kann ein digitales oder analoges Signal, z. B. ein PWM-Signal, sein.
Die Stromquelle 302 kann eine NMOS-Leistungsstufe sein, wobei ihr Drain mit dem Versorgungsknoten 310 verbunden ist. Die Source der Stromquelle 302 ist mit einer Anode der LED 305 verbunden. Die Kathode der LED 305 ist mit Masse 311 verbunden. Ein Schaltsignal 308 kann an das Gate der Stromquelle 302 geliefert werden. Das Schaltsignal 308 kann ein digitales oder analoges Signal, z. B. ein PWM-Signal, sein.
Die Stromquelle 303 kann eine NMOS-Leistungsstufe sein, wobei ihr Drain mit dem Versorgungsknoten 310 verbunden ist. Die Source der Stromquelle 303 ist mit einer Anode der LED 306 verbunden. Die Kathode der LED 306 ist mit Masse 311 verbunden. Ein Schaltsignal 309 kann an das Gate der Stromquelle 303 geliefert werden. Das Schaltsignal 309 kann ein digitales oder analoges Signal, z. B. ein PWM-Signal, sein.
Zusätzliche (in 3 nicht gezeigte) Fehlerverstärker für jede Stromquelle 301 bis 303 können verwendet werden, um einen Ausgangsstrom zu steuern. Jeder der Fehlerverstärker kann durch ein digitales oder durch ein analoges Signal aktiviert werden.
Eine LED-Treibermatrix umfasst eine große Anzahl an Stromquellen und/oder Schaltern in dem Bereich, der für eine Pixelzelle verfügbar ist (z. B. falls die LED-Treibermatrix unterhalb des LED-Arrays liegt).
Hier präsentierte Beispiele zeigen insbesondere, wie eine effiziente Lösung für das LED-Array und die darunterliegende LED-Treibermatrix realisiert werden kann, selbst wenn die LED-Treibermatrix auf einer Siliciumhalbleitervorrichtung (z. B. einem einzelnen Chip) angeordnet ist. Bereitgestellte Beispiele bewältigen insbesondere eine hohe Anzahl an Wärmequellen sowie Wärmegradienten zwischen Stromquellen der Pixelzellen.
Hier präsentierte Beispiele ermöglichen es, eine LED-Treibermatrix bereitzustellen, die insbesondere wenigstens eines des Folgendem umfasst:

– eine Kommunikationsschnittstelle zum Steuern der Treiber für jede Pixelzelle und/oder einer (Teil-)Gruppe aus Pixelzellen;
– einen Ausgangsstromregler mit Eigenschutz gegenüber Überstrom;
– eine Diagnosefunktionalität für eine offene Last und einen Kurzschluss mit Masse;
– eine geringe Temperaturempfindlichkeit.

Dies kann insbesondere erreicht werden, indem eine Steuerlogik zwischen einer gemeinsamen Schaltungsanordnung und der LED-Treibermatrix, die beide in der Halbleitervorrichtung integriert sind, verteilt wird. Die gemeinsame Schaltungsanordnung kann angrenzend an die LED-Treibermatrix angeordnet sein und die LED-Treibermatrix kann den gleichen Oberflächenbereich wie das LED-Array einnehmen, das wie oben erklärt auf der LED-Treibermatrix angeordnet sein kann.
Als eine Möglichkeit kann die gemeinsame Schaltungsanordnung in einem Bereich angeordnet sein, der an die LED-Treibermatrix angrenzt oder fern von dieser ist.
Es ist herausfordernd, die Stromquellen effizient zu treiben, insbesondere, wenn eine Stromquelle in einer Pixelzelle platziert (oder mit dieser verknüpft) ist. Der Abstand zwischen zwei Pixelzellen (z. B. weniger als 150 µm) kann begrenzende Beschränkungen darstellen, was es schwierig macht, alle Stromquellen, die unterhalb ihrer zugeordneten Lichtquellen angeordnet sind, so elektrisch zu verbinden, dass sie durch die gemeinsame Schaltungsanordnung der Halbleitervorrichtung getrieben werden können.
4 zeigt eine Versorgungseinheit 401 für die LED-Treibermatrix in Kombination mit einer Anordnung 409, die die LEDs und die Halbleitervorrichtung, die die LEDs treibt, umfasst.
Die Versorgungseinheit 401 kann außerhalb der LED-Treibermatrix 202 angeordnet sein oder sie kann ein Teil der Halbleitervorrichtung sein, die die LED-Treibermatrix umfasst. Die Versorgungseinheit 401 kann auch ein Teil der gemeinsamen Schaltungsanordnung sein. Als eine Alternative kann die Versorgungseinheit 401 eine diskrete Komponente auf der PCB sein. Die Versorgungseinheit 401 kann durch ein Verbindermittel, z. B. über PCB-Leiterbahnen oder über einen diskreten Verbinder, mit der Halbleitervorrichtung verbunden sein. Insbesondere kann die Versorgungseinheit 401 eine Schnittstelle zum Liefern eines elektrischen Versorgungssignals, wie etwa eines Versorgungsstroms oder einer Versorgungsspannung, an die LED-Treibermatrix umfassen.
Die Versorgungseinheit 401 umfasst einen Gleichstromversorgungseingang 413. Der Gleichstromversorgungseingang 413 ist mit einem Knoten 414 verbunden. Der Knoten 414 ist mit einem Eingang einer Steuereinheit 407 verbunden. Der Knoten 414 ist ferner mit einem ersten Pin eines Schalters 402 verbunden. Ein zweiter Pin des Schalters 402 ist mit einem Knoten 415 verbunden. Ein erster Pin eines Schalters 403 ist mit dem Knoten 415 verbunden. Ein zweiter Pin des Schalters 403 ist mit einem Knoten 416 verbunden. Ein Ausgang der Steuereinheit 407 ist mit dem Knoten 416 verbunden. Ein Leistungsmasseausgang 417 der Versorgungseinheit 401 ist mit dem Knoten 416 verbunden.
Die Steuereinheit 407 liefert ein erstes Schaltsignal an den Schalter 402, um eine Verbindung von dem Knoten 414 zu dem Knoten 415 zu öffnen oder zu schließen. Die Steuereinheit 407 liefert ein zweites Schaltsignal an den Schalter 403, um eine Verbindung von dem Knoten 415 zu dem Knoten 416 zu öffnen oder zu schließen. Es wird angemerkt, dass die Schalter 402 und 403 elektronische Schalter, z. B. Transistoren oder MOSFETs, sein oder umfassen können.
Der Knoten 415 ist über ein induktives Element 403 mit einem Knoten 418 verbunden. Der Knoten 418 ist über eine Reihenschaltung, die einen Kondensator 404 und einen Widerstand 405 umfasst, mit einem Ausgang 422 der Versorgungseinheit 401 verbunden. Der Ausgang 422 kann mit Masse verbunden sein.
Der Knoten 418 ist über einen Widerstand 419 mit einem Knoten 406 verbunden. Der Knoten 406 ist über einen Widerstand 420 mit dem Ausgang 422 verbunden. Der Knoten 406 ist mit einem Eingang der Steuereinheit 407 verbunden. Der Knoten 418 ist mit einem Versorgungsausgang 421 der Versorgungseinheit 401 verbunden.
Die Versorgungseinheit 401 kann mit einer Anordnung 409 verbunden sein. Die Anordnung 409 kann die Halbleitervorrichtung, insbesondere die LED-Matrix und/oder die gemeinsame Schaltungsanordnung, umfassen.
Der Versorgungsausgang 421 der Leistungsversorgungseinheit 401 ist über eine Reihenschaltung eines Widerstands 430 und eines induktiven Elements 408 mit einem Anschluss 431 der Anordnung 409 verbunden. Es wird angemerkt, dass der Widerstand 430 ein Ergebnis des parasitären Drahtwiderstandes sein kann und das induktive Element 408 ein Ergebnis von parasitären Induktivitäten sein kann. Der Anschluss 431 kann dem Versorgungsknoten 310 aus 3 entsprechen; daher kann ein Versorgungssignal, wie etwa eine Versorgungsspannung oder ein Versorgungsstrom I_IN, über diesen Anschluss 431 transportiert werden.
Der Ausgang 422 der Versorgungseinheit 401 ist mit einem Anschluss 432 der Anordnung 409 (die mit Masse verbunden sein kann) verbunden. Der Anschluss 432 kann Masse 311, wie in 3 angegeben, entsprechen.
Die Anordnung 408 umfasst drei beispielhafte High-Side-Stromquellen 410 bis 412, von denen jede auf der LED-Treibermatrix angeordnet sein kann, auf welcher die LEDs 423 bis 425 montiert sind.
Die Stromquelle 410 ist mit einer Anode einer LED 423 verbunden und liefert einen Strom I₄₁₀. Eine Kathode der LED 423 ist mit dem Anschluss 432 verbunden. Ein (nicht gezeigtes) Schaltsignal PWM₄₁₀ kann an die Stromquelle 410 angelegt werden, um den Ausgangsstrom I₄₁₀ zu steuern. Die Stromquelle 410 kann der Stromquelle 301 entsprechen, die LED 423 kann der LED 304 entsprechen und das Schaltsignal PWM₄₁₀ kann dem Schaltsignal 307 entsprechen (siehe 3).
Die Stromquelle 411 ist mit einer Anode einer LED 424 verbunden und liefert einen Strom I₄₁₁. Eine Kathode der LED 424 ist mit dem Anschluss 432 verbunden. Ein (nicht gezeigtes) Schaltsignal PWM₄₁₁ kann an die Stromquelle 411 angelegt werden, um den Ausgangsstrom I₄₁₁ zu steuern. Die Stromquelle 411 kann der Stromquelle 302 entsprechen, die LED 424 kann der LED 305 entsprechen und das Schaltsignal PWM₄₁₁ kann dem Schaltsignal 308 entsprechen (siehe 3).
Die Stromquelle 412 ist mit einer Anode einer LED 425 verbunden und liefert einen Strom I₄₁₂. Eine Kathode der LED 425 ist mit dem Anschluss 432 verbunden. Ein (nicht gezeigtes) Schaltsignal PWM₄₁₂ kann an die Stromquelle 412 angelegt werden, um den Ausgangsstrom I₄₁₂ zu steuern. Die Stromquelle 412 kann der Stromquelle 303 entsprechen, die LED 425 kann der LED 306 entsprechen und das Schaltsignal PWM₄₁₂ kann dem Schaltsignal 309 entsprechen (siehe 3).
Die Schaltsignale PWM₄₁₀, PWM₄₁₁, PWM₄₁₂ können pulsbreitenmodulierte Signale sein, die zu Dimmungszwecken verwendet werden. Diese Signale können durch eine (in 4 nicht gezeigte) Steuerlogik erzeugt werden.
Die Versorgungseinheit 401 kann ein DC-DC-Wandler (DC: Direct Current – Gleichstrom) sein. Ein Abwärtswandler (Tiefsetzsteller) ist ein Beispiel für einen DC-DC-Wandler. Dieser Abwärtswandler transformiert eine Spannung herab (während er einen Strom hochtransformiert). Er umfasst typischerweise zwei Halbleiterschalter, z. B. die Schalter 402 und 403, die als ein Halbbrückenschaltkreis angeordnet sind, der durch die Steuereinheit 407 gesteuert wird. Der Abwärtswandler umfasst ferner wenigstens einen Energiespeicher, z. B. das induktive Element 403. Um eine Spannungswelligkeit zu reduzieren, kann eine Filtereinheit, z. B. der Kondensator 404 und der Widerstand 405, an dem Ausgang des Abwärtswandlers bereitgestellt sein. Der Abwärtswandler umfasst auch eine Rückkopplungsschleife, z. B. die Widerstände 419, 420, die ein Rückkopplungssignal an den Knoten 406 liefert, welches verwendet wird, um die Schaltsignale der Steuereinheit 407 anzupassen. Dies kann erreicht werden, indem die Schaltperiode oder der Tastgrad der Schalter 402, 403 angepasst wird.
Die Versorgungseinheit 401 ist dazu konfiguriert, ein elektrisches Versorgungssignal zum Treiben der mehreren Lichtquellen bereitzustellen. Die Versorgungseinheit 401 ist dazu konfiguriert, ausreichend Energie zu liefern, um eine Bedingung zu erfüllen, bei der alle LEDs 423 bis 425 oder wenigstens ein Großteil der LEDs 423 bis 425 in der Anordnung 409 gleichzeitig eingeschaltet werden können. Ein solcher Zustand kann eine erhebliche Welligkeit ΔI des Versorgungsstroms (oder entsprechend eine Welligkeit der Versorgungsspannung) verursachen und kann die Effizienz des LED-Arrays verringern. Dies ist in 7 beispielhaft gezeigt.
Die Versorgungseinheit 401 stellt einen Strom I_out an dem Versorgungsausgang 421 bereit. Dieser Strom I_out muss stark genug sein, um all LEDs 423 bis 425 oder wenigstens einen Großteil dieser LEDs 423 bis 425 zu versorgen, insbesondere, wenn sie gleichzeitig eingeschaltet werden. Daher müssen die Stromquellen 410 bis 412 einen ausreichenden Ausgangsstrom I₄₁₀ bis I₄₁₂ zum Betreiben der LEDs 423 bis 425 bereitstellen. Bereitstellen eines solchen Ausmaßes des Stroms I₄₁₀ bis I₄₁₂ kann eine starke Versorgungssignalwelligkeit (in dem Spannungs- und/oder Strombereich) verursachen, insbesondere, falls PWM-Signale als Schaltsignale für die LEDs 423 bis 425 verwendet werden. Die Versorgungssignalwelligkeit kann weiter erhöht sein, wenn die Versorgungseinheit 401 außerhalb der Anordnung 409 bereitgestellt ist, da zusätzliche parasitäre Effekte einer langen Verbindung, die durch den Widerstand 430 und das induktive Element 408 angegeben sind, zunehmend an Bedeutung gewinnen.
Die Versorgungssignalwelligkeit kann noch weiter erhöht sein, falls der Kondensator 404 als ein Filterelement verwendet wird, das einen hohen äquivalenten Serienwiderstand (ESR: Equivalence Series Resistance) umfasst.
7 zeigt eine beispielhafte Versorgungssignalsequenz des bereitgestellten Eingangsstroms I_IN der Versorgungseinheit 401 aus 4 und drei PWM-Dimmsignale PWM₄₁₀, PWM₄₁₁, PWM₄₁₂ als beispielhafte Schaltsignale zum Treiben der LEDs 423, 424, 425. Jedes PWM-Dimmsignal PWM₄₁₀, PWM₄₁₁, PWM₄₁₂ ist ein periodisches Signal mit einem Tastgrad. Ein Tastgrad eines PWM-Signals beschreibt den Teil der jeweiligen „EIN-Zeit“ t_on in Bezug auf eine Zeitperiode T_period. Der Tastgrad kann in Prozent ausgedrückt werden: ein Tastgrad von 100% ist ein PWM-Signal, das über die gesamte Zeitperiode T_period eingeschaltet ist.
In 7 sind die steigenden Flanken der PWM-Signale PWM₄₁₀, PWM₄₁₁, PWM₄₁₂ ausgerichtet, d. h. die steigenden Flanken treten gleichzeitig auf, was dem Verwendungsfall entspricht, dass alle LEDs 423 bis 425 gleichzeitig einzuschalten sind. Daher ändert sich der Lastzustand der Versorgungseinheit 401 mit den gleichzeitig steigenden (Einschalten) oder fallenden (Ausschalten) Flanken der PWM-Signale abrupt.
Diese abrupten Änderungen des Lastzustands führen für gleichzeitig steigende Flanken zu Stromwelligkeiten 701 und für gleichzeitig fallende Flanken der PWM-Signale zu Stromwelligkeiten 702.
Es wird angemerkt, dass das Schalten „aller“ LEDs als ein Beispiel verwendet wird, um das Problem zu veranschaulichten. Es ist natürlich auch eine Möglichkeit, eine Gruppe aus LEDs, insbesondere nicht alle LEDs, zur gleichen Zeit zu schalten. Dies gilt sowohl für das Einschalten als auch das Ausschalten. Es wird außerdem angemerkt, dass nicht die gleiche Anzahl an LEDs ein- und ausgeschaltet werden muss.
Ein beispielhaftes Ziel besteht darin, einen Betrag einer Versorgungsenergie (Spannung oder Strom) effizient zu verwalten, wenn LEDs ein- und auszuschalten sind, insbesondere, falls PWM-Dimmen verwendet wird. Insbesondere besteht ein beispielhaftes Ziel darin, die Leistungsdissipation zu reduzieren. Ferner besteht ein beispielhaftes Ziel darin, eine kontinuierliche und variable Energieversorgung bereitzustellen, wenn PWM-Dimmen für jede Pixelzelle oder für eine Gruppe aus Pixelzellen eines LED-Arrays verwendet wird.
Ein weiteres Ziel besteht darin, eine Welligkeit eines Versorgungssignals (siehe Welligkeiten 701, 702 in 7) zu reduzieren. Dies kann vorteilhaft sein, um die elektromagnetische Störung (EMI: Electromagnetic Interference) mittels eines reduzierten Betrags der Stromvariationen mit der Zeit (dI/dt) zu reduzieren.
Die Welligkeit des Energieversorgungssignals kann insbesondere reduziert werden, indem eine flexible, z. B. zufällige, pseudozufällige oder deterministische, Phasenverschiebung auf ein elektrisches Versorgungssignal angewandt wird, das an wenigstens eine Lichtquelle, insbesondere an eine Gruppe aus mehreren Lichtquellen, angelegt wird. Die Lichtquellen können Lichtquellen, die in einem wie hier beschriebenen Array angeordnet sind, sein. Es ist eine Möglichkeit, dass die Phasenverschiebung angewandt wird, falls das Energieversorgungssignal (z. B. Strom oder Spannung) außerhalb eines vorbestimmten Signalwertebereichs liegt.
5 zeigt die Versorgungseinheit 401 und die Anordnung 409 aus 4, wobei die Anordnung 409 eine beispielhafte Steuerlogik 502 umfasst. Der Anschluss 431 ist mit dem Versorgungsausgang 421 verbunden und der Anschluss 432 ist mit Masse 422 verbunden.
Die Steuerlogik 502 kann verwendet werden, um eine Phasenverschiebung auf die Schaltsignale der LEDs 423 bis 425 anzuwenden.
Die Steuerlogik 502 umfasst eine Erfassungseinheit 503, die dazu konfiguriert ist, ein tatsächliches Versorgungssignal, z. B. eine Versorgungsspannung V_CC oder einen Versorgungsstrom, welches an dem Anschluss 431 bereitgestellt wird, mittels eines Messungsmittels 506 zu erfassen. Das Messungsmittel 506 kann ein Shunt-Widerstand zum Bestimmen eines Spannungsabfalls über einem solchen Shunt-Widerstand sein, der proportional zu einem Strom ist, der an dem Anschluss 431 transportiert wird.
Die Erfassungseinheit 503 ist auch mit einer Nachschlagetabelle (LUT: Lookup-Table) 504 verbunden. Ein Ausgang der Erfassungseinheit 504 ist mit einer Schalteinheit 505 verbunden, die Schaltsignale PWM₅₁₀, PWM₅₁₁, PWM₅₁₂ an die Stromquellen 410 bis 412 liefert.
Das Schaltsignal PWM₅₁₀ wird verwendet, um die Stromquelle 410 zu steuern, die den Ausgangsstrom I₄₁₀ anpasst, der an die LED 423 geliefert wird. Dies kann z. B. über das Gate der Stromquelle 301 (für die LED 304, die dann der LED 423 entsprechen würde) erreicht werden, wie in 3 gezeigt ist.
Das Schaltsignal PWM₅₁₁ wird verwendet, um die Stromquelle 411 zu steuern, die den Ausgangsstrom I₄₁₁ anpasst, der an die LED 424 geliefert wird. Dies kann z. B. über das Gate der Stromquelle 302 (für die LED 305, die dann der LED 424 entsprechen würde) erreicht werden, wie in 3 gezeigt ist.
Das Schaltsignal PWM₅₁₂ wird verwendet, um die Stromquelle 412 zu steuern, die den Ausgangsstrom I₄₁₂ anpasst, der an die LED 425 geliefert wird. Dies kann z. B. über das Gate der Stromquelle 303 (für die LED 306, die dann der LED 425 entsprechen würde) erreicht werden, wie in 3 gezeigt ist.
Die LEDs 423 bis 425 können jeweils wenigstens eine Lichtquelle umfassen, insbesondere eine Halbleiterlichtquelle, z. B. eine LED, eine OLED oder dergleichen. Die LEDs 423 bis 425 können jeweils insbesondere eine Gruppe aus Lichtquellen repräsentieren.
Das erfasste Signal, das über die Erfassungseinheit 503 erhalten wird, kann verwendet werden, um zu bestimmen, ob das Versorgungssignal an dem Anschluss 431 außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Dies kann erreicht werden, indem das erfasste Signal mit wenigstens einem vorbestimmten Wert verglichen wird. Mehrere vorbestimmte Werte können verwendet werden, um zu detektieren, ob das erfasste Signal innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt.
Die LUT 504 kann Informationen enthalten, um die Schaltsignale PWM₅₁₀, PWM₅₁₁, PWM₅₁₂ durch Anwenden einer Phasenverschiebung auf die Schaltsignale PWM₅₁₀, PWM₅₁₁, PWM₅₁₂ anzupassen, um die Versorgungssignalwelligkeit des tatsächlich erfassten Versorgungssignals zu reduzieren. Insbesondere können unterschiedliche Phasenverschiebungen auf wenigstens einen Teil der Schaltsignale PWM₅₁₀, PWM₅₁₁, PWM₅₁₂ angewandt werden.
8 zeigt eine beispielhafte Signalsequenz des Eingangsstroms I_IN an dem Anschluss 431. Dieser Eingangsstrom I_IN wird durch die Erfassungseinheit 505 erfasst. 8 zeigt außerdem die Schaltsignale PWM₅₁₀, PWM₅₁₁, PWM₅₁₂ zum Steuern der Stromquellen 410 bis 412, die die LEDs 423 bis 425 treiben. Wie oben angegeben, können die Schaltsignale PWM₅₁₀, PWM₅₁₁, PWM₅₁₂ insbesondere pulsbreitenmodulierte Schaltsignale sein, die zum Dimmen der LEDs 423 bis 425 verwendet werden.
Eine abrupte Änderung des Lastzustands kann zu einer Welligkeit ΔI des Eingangsstroms I_IN (oder als eine Alternative: einer Welligkeit der Eingangsspannung) führen. Basierend auf den verschiedenen Welligkeiten kann ein Bereich des Versorgungssignals mittels der Erfassungseinheit 505 bestimmt werden. Bei dem in 8 gezeigten Beispiel ist der Bereich des Versorgungssignals ein Strombereich ΔI_range.
Daher nimmt die Effizienz der LED-Treibermatrix zu und wird der Leistungsverbrauch reduziert, falls das Versorgungssignal innerhalb eines solchen Bereichs liegt.
In 8 zeigen unterschiedliche Teile 801, 802 der Schaltsignale eine Phasenverschiebung, die auf die jeweiligen Schaltsignale angewandt wird. Es wird angemerkt, dass die Phasenverschiebung auf unterschiedliche Teile 801, 802 der Schaltsignale unterschiedlich angewandt werden kann.
Die Steuerlogik 502 kann einen Algorithmus (der ein adaptiver Algorithmus sein kann) anwenden, um Phasenverschiebungen (insbesondere: wenigstens eine Phasenverschiebung) zwischen wenigstens zweien der Schaltsignale PWM₅₁₀, PWM₅₁₁, PWM₅₁₂ bereitzustellen, um den Lastzustand für die Versorgungseinheit 401 zu reduzieren und um infolgedessen die Welligkeit zu reduzieren.
Die Erfassungseinheit 503 erfasst den Strom an dem Anschluss 431 zu einer Zeit t_sense. Die Erfassungseinheit 503 detektiert, dass der erfasste Strom den Strombereich ΔI_range unterschwingt, indem sie den erfassten Strom mit einem vorbestimmten Wert vergleicht.
Der Grund für das Unterschwingen des erfassten Stroms basiert auf einem Befehl, der erfordert, dass alle LEDs 423 bis 425 zur gleichen Zeit eingeschaltet werden (siehe die steigenden Flanken der Schaltsignale vor der Zeit t_sense). Detektieren des Unterschwingens kann auslösen, dass die Steuerlogik 502 die Welligkeit des Eingangsstroms I_IN adaptiv reduziert.
Dies kann durch den (adaptiven) Algorithmus erreicht werden, der für jede Dimmungsperiode (Zeitperiode eines Schaltzyklus) oder ein beliebiges Vielfaches davon ausgelöst werden kann. Für wenigstens zwei Schaltsignale wird eine Phasenverschiebung zwischen den steigenden Flanken und/oder den fallenden Flanken eingeführt. Bei einem Beispiel werden mehrere Phasenverschiebungen zwischen jeweils zwei Flanken eingeführt, die fallende oder steigende Flanken sein können. Die Phasenverschiebungen können insbesondere wenigstens teilweise voneinander abweichen. Daher werden die LEDs durch Einführen solcher Phasenverschiebungen nicht mehr zu der gleichen Zeit eingeschaltet und/oder zu der gleichen Zeit ausgeschaltet.
Mit anderen Worten wird ein Versatz der Schaltzeiten über die Phasenverschiebungen bereitgestellt. Diese Phasenverschiebungen können zufällig oder pseudozufällig sein. Sie können auch deterministisch sein, wobei sie einer vordefinierten Abfolge folgen, welche in einem Speicher, z. B. der LUT 504, gespeichert sein kann. Die hier genannte Phasenverschiebung kann insbesondere einen willkürlichen Bereich aufweisen, um zu vermeiden, dass die LEDs (oder eine Gruppe aus LEDs) gleichzeitig eingeschaltet werden. Das Gleiche gilt entsprechend für das Ausschalten.
Mit Bezug auf den Teil 801 führt die Schaltlogik 505 eine Phasenverschiebung Δt₁ (auch als „Verzögerung“ bezeichnet) der steigenden Flanke des Schaltsignals PWM₅₁₁ ein (das Signal ohne die Phasenverschiebung ist als eine gestrichelte Linie angegeben). Die Phasenverschiebung Δt₁ kann in der LUT 504 gespeichert sein und aus dieser erhalten werden. Wie in 8 gezeigt, ist die Welligkeit des Eingangsstroms I_IN kurz nach einer Zeit t₁ aufgrund der Phasenverschiebung Δt₁, die in dem Schaltsignal PWM₅₁₁ eingeführt wurde, im Vergleich zu der Welligkeit zu der Zeit t_sense reduziert.
Mit Bezug auf den Teil 802 führt die Schaltlogik 505 eine Phasenverschiebung Δt₂ der steigenden Flanke des Schaltsignals PWM₅₁₀ ein (das Signal ohne die Phasenverschiebung ist als eine gestrichelte Linie angegeben). Die Phasenverschiebung Δt₂ kann in der LUT 504 gespeichert sein und aus dieser erhalten werden. Die Phasenverschiebung Δt₂ ist von der Phasenverschiebung Δt₁ verschieden und sie kann zu einem reduzierten Lastzustand zu einer Zeit t₂ und zu einer reduzierten Stromwelligkeit ohne ein Überschwingen, das durch die fallenden Flanken der PWM-Signale verursacht wird, führen.
Der Algorithmus kann unterschiedliche Phasenverschiebungen benutzen und die Ergebnisse für jede oder für eine Kombination von Phasenverschiebungen, die auf die Schaltsignale angewandt werden, bestimmen. In dieser Hinsicht zeigt 8 ein Beispiel für zwei Phasenverschiebungen t₁ und t₂, die auf zwei von drei Schaltsignalen (zu unterschiedlichen Zeiten) angewandt wurden. Entsprechend könnten einige Phasenverschiebungen pro Teil 801, 802 verwendet werden, um zu bestimmen, welche Kombination von Phasenverschiebungen zum Reduzieren der Welligkeit am besten funktioniert. Der Algorithmus kann daher auf eine adaptive Weise arbeiten, um eine geeignete Kombination von Phasenverschiebungen, die pro Teil angewandt werden, zu bestimmen. Der Algorithmus kann so lange laufen, bis ein geeignetes Ergebnis bestimmt ist, z. B. bis die Welligkeit innerhalb des Strombereichs ΔI_range (oder im Allgemeinen: innerhalb des Bereichs des Versorgungssignals) verbleibt. Dementsprechend können die ausgewerteten Phasenverschiebungen zum Treiben der LEDs verwendet werden, insbesondere so lange kein anderer Treiberbefehl durch die Steuerlogik 502 empfangen wird.
Als eine Alternative kann der Algorithmus enden, sobald eine vorbestimmte Anzahl an Phasenverschiebungen angewandt worden ist. Diese vorbestimmte Anzahl kann während einer Trainingsphase erhalten werden, um sicherzustellen, dass sie zu einer Reduzierung der Welligkeit in dem Versorgungssignal führt und dass das erfasste Versorgungssignal (mit einer hohen Wahrscheinlichkeit) innerhalb des Strombereichs ΔI_range verbleibt.
Eine Zahl von n Phasenverschiebungen Δt_i (i = 1, ..., n) kann auf eine minimale oder kleine Menge an Phasenverschiebungen begrenzt sein, um die Zeit zu reduzieren, die benötigt wird, um die Welligkeit des Versorgungssignals zu reduzieren (in diesem Beispiel wird der Strom beispielhaft als Versorgungssignal verwendet; jedoch könnte eine Spannung entsprechend verwendet werden). Außerdem kann eine kleine Menge an Phasenverschiebungen den Rechenaufwand reduzieren, der durch die Steuerlogik 502 bereitgestellt wird.
Um eine kleine Zahl von Phasenverschiebungen sicherzustellen, kann die LUT 504 zusätzliche Informationen enthalten, die verwendet werden können, um die Schaltsignale anzupassen.
Der Algorithmus zum Bestimmen der Phasenverschiebungen kann (neu)gestartet werden, wenn erfasst wird, dass das Versorgungssignal außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt.
Die Phasenverschiebung kann auf ein Schaltsignal jeder Pixelzelle angewandt werden. Es ist auch eine Möglichkeit, dass mehrere Lichtquellen als eine Gruppe kombiniert werden können und die Phasenverschiebung auf eine solche Gruppe aus Lichtquellen angewandt wird. Dies kann die Größe der LUT 504 im Vergleich zu dem Szenario, bei dem jede Pixelzelle einzeln gehandhabt wird, vorteilhaft reduzieren.
Die Anzahl an Gruppen kann festgelegt sein. Alternativ dazu kann eine variable Anzahl an Gruppen und/oder eine variable Gruppengröße angewandt werden, die in Abhängigkeit von einem tatsächlichen Lastzustand der Versorgungseinheit variiert. Informationen zum Anpassen der Gruppeneinstellungen können in der LUT 504 gespeichert sein.
6 zeigt eine alternative Anordnung 603, die auf der Anordnung 409, wie in 4 und 5 gezeigt, basieren kann. Die Anordnung 603 umfasst die Anschlüsse 431 (an den das Versorgungssignal geliefert wird) und 432 (der mit Masse verbunden sein kann), die LEDs 616 bis 621, eine Steuerlogik 601 zum Anwenden von Phasenverschiebungen auf die Schaltsignale PWM₆₁₀, PWM₆₁₁, PWM₆₁₂, PWM₆₁₃, PWM₆₁₄, PWM₆₁₅ der LEDs 616 bis 621 und einen Mikrocontroller.
Die Steuerlogik 601 umfasst LEDs 616 bis 621, Leistungsquellen 610 bis 615, eine Erfassungseinheit 602, eine Auswahleinheit 604, eine Nachschlagetabelle (LUT: Lookup-Table) 662, eine Schalteinheit 663 und ein Messungsmittel 661.
Der Anschluss 431 ist mit einem Knoten 651 verbunden und der Anschluss 432 ist mit einem Knoten 652 verbunden. Zwischen dem Knoten 651 und dem Knoten 652 ist das Folgende angeordnet:

– eine Reihenschaltung, die die Stromquelle 610 und die LED 616 umfasst, wobei die Kathode der LED 616 mit dem Knoten 652 verbunden ist und die Anode der LED 616 über die Stromquelle 610 mit dem Knoten 651 verbunden ist;
– eine Reihenschaltung, die die Stromquelle 611 und die LED 617 umfasst, wobei die Kathode der LED 617 mit dem Knoten 652 verbunden ist und die Anode der LED 617 über die Stromquelle 611 mit dem Knoten 651 verbunden ist;
– eine Reihenschaltung, die die Stromquelle 612 und die LED 618 umfasst, wobei die Kathode der LED 618 mit dem Knoten 652 verbunden ist und die Anode der LED 618 über die Stromquelle 612 mit dem Knoten 651 verbunden ist;
– eine Reihenschaltung, die die Stromquelle 613 und die LED 619 umfasst, wobei die Kathode der LED 619 mit dem Knoten 652 verbunden ist und die Anode der LED 619 über die Stromquelle 613 mit dem Knoten 651 verbunden ist;
– eine Reihenschaltung, die die Stromquelle 614 und die LED 620 umfasst, wobei die Kathode der LED 620 mit dem Knoten 652 verbunden ist und die Anode der LED 620 über die Stromquelle 614 mit dem Knoten 651 verbunden ist;
– eine Reihenschaltung, die die Stromquelle 615 und die LED 621 umfasst, wobei die Kathode der LED 621 mit dem Knoten 652 verbunden ist und die Anode der LED 621 über die Stromquelle 615 mit dem Knoten 651 verbunden ist.

Das Schaltsignal PWM₆₁₀ wird an eine Steuerung der Stromquelle 610 geliefert, die einen Strom I₆₁₀ an die LED 616 liefert. Das Schaltsignal PWM₆₁₁ wird an eine Steuerung der Stromquelle 611 geliefert, die einen Strom I₆₁₁ an die LED 617 liefert. Das Schaltsignal PWM₆₁₂ wird an eine Steuerung der Stromquelle 612 geliefert, die einen Strom I₆₁₂ an die LED 618 liefert. Das Schaltsignal PWM₆₁₃ wird an eine Steuerung der Stromquelle 613 geliefert, die einen Strom I₆₁₃ an die LED 619 liefert. Das Schaltsignal PWM₆₁₄ wird an eine Steuerung der Stromquelle 614 geliefert, die einen Strom I₆₁₄ an die LED 620 liefert. Das Schaltsignal PWM₆₁₅ wird an eine Steuerung der Stromquelle 615 geliefert, die einen Strom I₆₁₅ an die LED 621 liefert.
Die Stromquelle 610 bis 615 kann gemäß den NMOS-Leistungsstufen, wie in 3 gezeigt, realisiert sein. Das Schaltsignal kann an das Gate einer solchen NMOS-Leistungsstufe angelegt werden.
Bei dem in 6 gezeigten Beispiel umfasst eine Gruppe 622 die LEDs 616, 617, 618 und umfasst eine Gruppe 623 die LEDs 619, 620, 621. Es ist eine Möglichkeit, dass die Anzahl an Gruppen und/oder die Anzahl an LEDs innerhalb einer Gruppe variieren kann.
Die LEDs 616 bis 621 können jeweils eine einzelne LED sein oder sie können in wenigstens einer Gruppe aus LEDs kombiniert sein. Die LEDs 616 bis 621 können Teil eines LED-Arrays sein.
Das Messungsmittel 661 kann dazu konfiguriert sein, ein Versorgungssignal an dem Knoten 651 zu erfassen. Der Ausgang des Messungsmittels 661 wird als ein Erfassungsstrom I_sense an einen Anschluss 625 der Erfassungseinheit 602 transportiert, der mit einem ersten Eingang einer Vergleichseinheit 628 der Erfassungseinheit 602 verbunden ist. Die Erfassungseinheit 602 umfasst einen Eingang 624, an den ein Referenzsignal I_ref geliefert werden kann, wobei dieser Eingang 624 mit einem zweiten Eingang der Vergleichseinheit 628 verbunden ist. Das Referenzsignal I_ref kann einem vorbestimmten Bereich des Versorgungssignals entsprechen. Das Referenzsignal I_ref kann von der Steuerlogik 601 und/oder einem Treiberschaltkreis 606 und/oder dem Mikrocontroller 607 bereitgestellt werden.
Der Ausgang der Vergleichseinheit 628 ist mit einem Ausgangsknoten 626 verbunden, der einem Eingang der Auswahleinheit 604 zugeführt ist. Die LUT 662 ist für die Auswahleinheit 604 zugänglich.
Die Auswahleinheit 604 liefert ein Auswahlsignal an die Schalteinheit 663, die einen Treiberschaltkreis 606 und ein Verzögerungsarray 605 umfasst.
Der Treiberschaltkreis 606 ist über eine serielle Schnittstelle 671 mit dem Mikrocontroller 607 verbunden und liefert Schaltsignale an das Verzögerungsarray 605. Das Verzögerungsarray 605 umfasst Zeitverzögerungselemente, um Phasenverschiebungen (Verzögerungen) für die Schaltsignale bereitzustellen, die durch den Treiberschaltkreis 606 bereitgestellt werden.
Das Auswahlsignal 664 von der Auswahleinheit 604 wird an das Verzögerungsarray 605 geliefert. Die Schalteinheit 663 umfasst sechs Ausgänge, die die Schaltsignale PWM₆₁₀, PWM₆₁₁, PWM₆₁₂, PWM₆₁₃, PWM₆₁₄, PWM₆₁₅ an die Stromquellen 610, 611, 612, 613, 614, 615 liefern. Daher ist das Verzögerungsarray 605 dazu eingerichtet, Phasenverschiebungen (d. h. Verzögerungen) in den Schaltsignalen einzuführen, die durch den Treiberschaltkreis 606 bereitgestellt werden.
Die serielle Schnittstelle 671 kann der Schnittstelle 204 gemäß 2 entsprechen. Der Mikrocontroller 607 umfasst einen PWM-Signalgenerator 627. Als eine Möglichkeit kann der Mikrocontroller 607 getrennt von der Steuerlogik 601 angeordnet sein.
Der Mikrocontroller 607 kann Treiberbefehle (Anweisungen), wie die LEDs 616 bis 621 zu betreiben sind, an die Steuerlogik 601 liefern. Der Treiberschaltkreis 606 kann wenigstens teilweise auf der gemeinsamen Schaltungsanordnung 203 (siehe 2) der Halbleitervorrichtung gebildet sein. Die Steuerlogik 601 kann dazu eingerichtet sein, die Treiberbefehle des Mikrocontrollers 607 in PWM-Schaltsignale PWM₆₁₀, PWM₆₁₁, PWM₆₁₂, PWM₆₁₃, PWM₆₁₄, PWM₆₁₅ zum Schalten der LEDs 616 bis 621 mittels der Schalteinheit 663 zu transformieren.
Um eine beliebige Welligkeit des Versorgungssignals zu vermeiden oder zu reduzieren, die insbesondere durch abruptes Ändern von Lastzuständen verursacht wird, benutzt die Steuerlogik 601 die Erfassungseinheit 602, die ein tatsächliches Erfassungssignal I_sense mit einem vorbestimmten Referenzsignal I_ref vergleicht. Daher kann bestimmt werden, ob der erfasste Strom I_sense außerhalb des Strombereichs ΔI_range liegt.
Die Auswahleinheit 604 wird durch den Ausgang der Vergleichseinheit 628 ausgelöst. Beim Auslösen fordert die Auswahleinheit 604 Informationen über Phasenverschiebungen, die auf die PWM-Signale anzuwenden sind, von der LUT 662 an. Als eine Möglichkeit kann die LUT 662 ein Speicher oder ein Register sein, auf das die Auswahleinheit 604 zugreift; auch kann die LUT 662 als ein Teil der Auswahleinheit 604 realisiert sein.
Die LUT 662 kann Informationen für eine (z. B. minimale) Menge an Phasenverschiebungen bereitstellen, die auf die Schaltsignale PWM₆₁₀, PWM₆₁₁, PWM₆₁₂, PWM₆₁₃, PWM₆₁₄, PWM₆₁₅ angewandt werden können. Basierend auf diesen Informationen bestimmt die Auswahleinheit 604 Phasenverschiebungen und transportiert diese mittels des Auswahlsignals 664 an das Verzögerungsarray 605.
9 zeigt eine beispielhafte Signalsequenz des Eingangsstroms I_IN an dem Anschluss 431 und der Schaltsignale PWM₆₁₀, PWM₆₁₁, PWM₆₁₂, PWM₆₁₃, PWM₆₁₄, PWM₆₁₅ zum Steuern der Stromquellen 610 bis 615, die die LEDs 616 bis 621 treiben. Die Schaltsignale PWM₆₁₀, PWM₆₁₁, PWM₆₁₂, PWM₆₁₃, PWM₆₁₄, PWM₆₁₅ können pulsbreitenmodulierte Schaltsignale sein, die zum Dimmen der LEDs 616 bis 621 verwendet werden.
Eine abrupte Änderung des Lastzustands kann zu einer Stromwelligkeit ΔI des Eingangsstroms I_IN führen. Basierend auf den verschiedenen Welligkeiten kann ein Bereich des Versorgungssignals über die Erfassungseinheit 661 bestimmt werden. Bei dem in 9 gezeigten Beispiel ist der Bereich des Versorgungssignals ein Strombereich ΔI_range.
In 9 zeigen unterschiedliche Teile 901, 902 der Schaltsignale eine Phasenverschiebung, die auf die Schaltsignale angewandt wird. Es wird angemerkt, dass die Phasenverschiebung auf unterschiedliche Teile 901, 902 der Schaltsignale unterschiedlich angewandt werden kann.
Die Steuerlogik 601 kann einen (z. B. adaptiven) Algorithmus anwenden, um Phasenverschiebungen (insbesondere wenigstens eine Phasenverschiebung) zwischen wenigstens zwei der Schaltsignale PWM₆₁₀, PWM₆₁₁, PWM₆₁₂ der Gruppe 622 und der Schaltsignale PWM₆₁₃, PWM₆₁₄, PWM₆₁₅ der Gruppe 623 bereitzustellen, um den Lastzustand für die Versorgungseinheit 401 zu reduzieren und um die Welligkeit des Versorgungssignals, das durch die Anordnung 603 verarbeitet wird, zu reduzieren.
Die Erfassungseinheit 602 erfasst den Strom an dem Anschluss 431 zu einer Zeit t_sense. Die Erfassungseinheit 602 detektiert, dass der erfasste Strom den Strombereich ΔI_range unterschwingt, indem sie den erfassten Strom mit einem vorbestimmten Wert (z. B. einem Referenzstrom I_ref) vergleicht.
Das Unterschwingen des Strombereichs ΔI_range kann durch einen Befehl verursacht werden, der durch den Mikrocontroller 607 bereitgestellt wird und der erfordern kann, dass alle LEDs 616 bis 621 gleichzeitig eingeschaltet werden müssen. Bei der Detektion des Unterschwingens startet die Steuerlogik 601 den Algorithmus mit dem Ziel, eine zukünftige Welligkeit des Versorgungssignals zu reduzieren.
Mit Bezug auf den Teil 901 führt die Schalteinheit 663 eine Phasenverschiebung Δt₁ (auch als „Verzögerung“ bezeichnet) von einem Verzögerungselement des Verzögerungsarrays 605 zu den steigenden Flanken der Schaltsignale PWM₆₁₀, PWM₆₁₁, PWM₆₁₂ der Gruppe 622 ein. Die Phasenverschiebung Δt₁ wird nach einer Zeit t₁ angewandt und wird durch die Auswahleinheit 604 basierend auf Informationen, die in der LUT 662 gespeichert sind, ausgewählt. Die Phasenverschiebung Δt₁ reduziert den Lastzustand und daher die Welligkeit des Versorgungssignals zu der Zeit t₁.
Mit Bezug auf den Teil 902 führt die Schalteinheit 663 eine Phasenverschiebung Δt₂ desselben von einem unterschiedlichen Verzögerungselement des Verzögerungsarrays 605 zu den steigenden Flanken der Schaltsignale PWM₆₁₃, PWM₆₁₄, PWM₆₁₅ der Gruppe 623 ein. Die Phasenverschiebung Δt₂ wird nach einer Zeit t₂ angewandt und wird durch die Auswahleinheit 604 basierend auf Informationen, die in der LUT 662 gespeichert sind, ausgewählt. Die Phasenverschiebung Δt₂ reduziert den Lastzustand bei und daher die Welligkeit des Versorgungssignals zu der Zeit t2.
Dementsprechend kann eine Phasenverschiebung zwischen dem Befehl des Mikrocontrollers und den Schaltsignalen der Schalteinheit einer Pixelzelle und/oder einer Gruppe von Pixelzellen beim Erfassen des Versorgungssignals angewandt werden.
Wenn der erfasste Wert des Versorgungssignals außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, können die Informationen über einen tatsächlichen Pixelzellenstatus gespeichert werden. Bei jeder PWM-Dimmungsperiode kann der Algorithmus wenigstens eine Phasenverschiebung zwischen Gruppen von Lichtquellen, insbesondere zwischen Pixelzellen oder Kombinationen von Pixelzellen, auswerten.
Benutzen von Phasenverschiebungen wie beschrieben führt vorteilhafterweise zu einem reduzierten Ausmaß an Siliciumfläche. Es ist außerdem ein Vorteil, dass die Phasenverschiebungen eine kleinere Ausgangskapazität der Versorgungseinheit ermöglichen.
Der beschriebene Algorithmus kann in Kombination mit einer internen Ladungspumpe verwendet werden, um eine Verstärkungskapazität zu reduzieren und dementsprechend die erforderliche Siliciumfläche zu verringern.
Bei einem oder mehreren Beispielen können die hier beschriebenen Funktionen wenigstens teilweise in Hardware implementiert sein, wie etwa als spezielle Hardwarekomponenten oder als ein Prozessor. Allgemeiner können die Techniken in Hardware, Prozessoren, Software, Firmware oder einer beliebigen Kombination dieser implementiert sein. Wenn in Software implementiert, können die Funktionen als eine oder mehrere Anweisungen oder Code auf einem computerlesbaren Medium gespeichert oder über ein solches übertragen werden und können von einer hardwarebasierten Verarbeitungseinheit ausgeführt werden. Computerlesbare Medien können computerlesbare Speichermedien beinhalten, die einem greifbaren Medium, wie etwa Datenspeichermedien, oder Kommunikationsmedien einschließlich eines beliebigen Mediums entsprechen, das ein Übertragen eines Computerprogramms von einer Stelle zu einer anderen, z. B. gemäß einem Kommunikationsprotokoll, ermöglicht. Auf diese Weise können computerlesbare Medien allgemein (1) greifbaren, computerlesbaren Speichermedien, die nicht flüchtig sind, oder (2) einem Kommunikationsmedium, wie etwa einem Signal oder einer Trägerwelle, entsprechen.
Datenspeichermedien können beliebige verfügbare Medien sein, auf die von einem oder mehreren Computern oder von einem oder mehreren Prozessoren zugegriffen werden kann, um Anweisungen, Code und/oder Datenstrukturen zur Implementierung der in dieser Offenbarung beschriebenen Techniken abzurufen. Ein Computerprogrammprodukt kann ein computerlesbares Medium beinhalten.
Auf beispielhaftem Wege und nicht durch Beschränkung können derartige computerlesbare Speichermedien RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM oder andere optische Plattenspeicher, magnetische Plattenspeicher oder andere magnetische Speichervorrichtungen, Flash-Speicher oder ein beliebiges anderes Medium, das zum Speichern von gewünschtem Programmcode in der Form von Anweisungen oder Datenstrukturen verwendet werden kann und auf das von einem Computer zugegriffen werden kann, umfassen. Ebenfalls ist jede Verbindung genau als ein computerlesbares Medium, d. h. als ein computerlesbares Übertragungsmedium, bezeichnet. Wenn zum Beispiel Anweisungen von einer Website, einem Server oder einer anderen entfernten Quelle unter Verwendung eines Koaxialkabels, Glasfaserkabels, einer verdrillten Doppelleitung, digitalen Teilnehmerleitung (DSL) oder drahtlosen Technologien, wie etwa Infrarot, Funk und Mikrowellen, übertragen werden, dann sind das Koaxialkabel, Glasfaserkabel, die verdrillte Doppelleitung, DSL oder die drahtlosen Technologien, wie etwa Infrarot, Funk und Mikrowellen, in der Definition von Medium eingeschlossen. Es versteht sich allerdings, dass computerlesbare Speichermedien und Datenspeichermedien keine Verbindungen, Trägerwellen, Signale oder andere transiente Medien beinhalten, sondern stattdessen auf nicht transiente, greifbare Speichermedien abzielen. Disk und Disc beinhalten, so wie sie hier verwendet werden, eine Compact Disc (CD), eine Laser Disc, eine optische Disc, eine Digital Versatile Disc (DVD), eine Floppy-Disk und eine Blu-ray Disc, wobei Disks Daten gewöhnlicherweise magnetisch reproduzieren, wohingegen Discs Daten optisch mit Lasern reproduzieren. Kombinationen des Obigen sollten ebenfalls innerhalb des Umfangs von computerlesbaren Medien enthalten sein.
Anweisungen können durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden, wie etwa durch eine oder mehrere Zentralverarbeitungseinheiten (CPU), Digitale Signalprozessoren (DSPs), Allzweck-Mikroprozessoren, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), feldprogrammierbare Logik-Arrays (FPGAs), oder andere äquivalente integrierte oder diskrete Logikschaltungen. Dementsprechend kann sich der Ausdruck „Prozessor“, so wie er vorliegend verwendet wird, auf eine beliebige der vorausgehenden Strukturen oder eine beliebige andere für eine Implementation der hier beschriebenen Techniken geeignete Struktur beziehen. Zusätzlich dazu kann die hier beschriebene Funktionalität bei manchen Aspekten innerhalb dedizierter Hardware- und/oder Software-Module bereitgestellt sein, die zum Codieren und Decodieren konfiguriert sind oder in einem kombinierten Codec realisiert sind. Auch könnten die Techniken vollständig in einer oder mehreren Schaltungen oder Logikelementen implementiert sein.
Die Techniken dieser Offenbarung können in einer breiten Vielfalt von Vorrichtungen oder Einrichtungen implementiert werden, einschließlich eines drahtlosen Handapparats, einer integrierten Schaltung (IC) oder eines Satzes von ICs (z. B. eines Chip-Sets). Verschiedene Komponenten, Module oder Einheiten werden in dieser Offenbarung beschrieben, um funktionale Aspekte von Einrichtungen zu betonen, die dazu konfiguriert sind, die offenbarten Techniken durchzuführen, aber nicht notwendigerweise eine Realisierung durch verschiedene Hardwareeinheiten erfordern. Eher können, wie oben beschrieben, verschiedene Einheiten in einer einzigen Hardwareeinheit kombiniert oder durch eine Ansammlung von interoperativen Hardwareeinheiten bereitgestellt werden, einschließlich, wie oben beschrieben, eines oder mehrerer Prozessoren zusammen mit geeigneter Software und/oder Firmware.
Obwohl verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung offenbart worden sind, wird für Fachleute ersichtlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, die manche der Vorteile der Erfindung erreichen werden, ohne vom Wesen und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Es wird für einen Durchschnittsfachmann offensichtlich, dass andere Komponenten, die dieselben Funktionen durchführen, geeignet substituiert werden können. Es sollte erwähnt werden, dass Merkmale, die mit Bezugnahme auf eine spezielle Figur erklärt wurden, mit Merkmalen anderer Figuren kombiniert werden können, selbst in jenen Fällen, in denen dies nicht ausdrücklich erwähnt worden ist. Ferner können die Verfahren der Erfindung entweder in reinen Softwareimplementierungen unter Verwendung der geeigneten Prozessoranweisungen oder in Hybridimplementierungen, die eine Kombination von Hardwarelogik und Softwarelogik benutzen, um dieselben Ergebnisse zu erzielen, erzielt werden. Derartige Modifikationen des erfinderischen Konzepts sollen durch die angehängten Ansprüche abgedeckt werden.

Claims

Vorrichtung zum Treiben mehrerer Lichtquellen, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist zum – Erfassen eines Versorgungssignals und – Anwenden einer Phasenverschiebung auf ein Schaltsignal von wenigstens einer der mehreren Lichtquellen basierend auf dem erfassten Versorgungssignal.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist zum – Anwenden der Phasenverschiebung, falls das erfasste Versorgungssignal eine vorbestimmte Bedingung erfüllt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die vordefinierte Bedingung wenigstens eine der folgenden Bedingungen umfasst: – das erfasste Versorgungssignal erreicht und/oder überschreitet eine Schwelle; – das erfasste Versorgungssignal liegt außerhalb eines vorbestimmten Bereichs.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Phasenverschiebung wenigstens eines der Folgenden umfasst: – eine zufällige Phasenverschiebung; – eine pseudozufällige Phasenverschiebung; – eine deterministische Phasenverschiebung.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist, die Phasenverschiebung durch wenigstens Anwenden der Phasenverschiebung auf eine fallende Flanke des Schaltsignals und/oder eine steigende Flanke des Schaltsignals anzuwenden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung eine Erfassungseinheit umfasst, die dazu eingerichtet ist, das erfasste Versorgungssignal zu bestimmen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der jede Lichtquelle mehrere Lichtquellenelemente umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Vorrichtung ferner zu Folgendem eingerichtet ist: – Anwenden mehrerer Phasenverschiebungen auf mehrere Schaltsignale der mehreren Lichtquellen basierend auf dem erfassten Versorgungssignal.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung ferner zu Folgendem eingerichtet ist: – Anwenden der Phasenverschiebung auf das Schaltsignal von wenigstens einer der mehreren Lichtquellen basierend auf dem erfassten Versorgungssignal mittels eines Algorithmus.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung ferner dazu eingerichtet ist, das Versorgungssignal von einer Versorgungseinheit zu empfangen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung ferner dazu eingerichtet ist, die Phasenverschiebung von einer Nachschlagetabelle eines Speichers zu erhalten.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die mehreren Lichtquellen in einer Matrixstruktur angeordnet sind, wobei die Matrixstruktur wenigstens zwei Zeilen und wenigstens zwei Spalten aus Lichtquellen umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der jede Lichtquelle der mehreren Lichtquellen wenigstens eine Halbleiterlichtquelle, insbesondere wenigstens eine LED oder wenigstens eine OLED, umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung einen integrierten Schaltkreis, der insbesondere als ein einziger Chip realisiert ist, umfasst.
Beleuchtungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: – eine Matrixstruktur aus Lichtquellen, die wenigstens zwei Zeilen und wenigstens zwei Spalten aus den Lichtquellen umfasst; – eine Halbleitervorrichtung, die Folgendes umfasst: – eine Lichtquellentreibermatrix, auf der die Matrixstruktur aus den Lichtquellen angeordnet ist; – einen gemeinsamen Bereich, – wobei die Lichtquellentreibermatrix zum Treiben der Lichtquellen eingerichtet ist und wobei die Lichtquellentreibermatrix zu Folgendem eingerichtet ist: – Erfassen eines Versorgungssignals; – Anwenden einer Phasenverschiebung auf ein Schaltsignal von wenigstens einer der mehreren Lichtquellen basierend auf dem erfassten Versorgungssignal.
Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der der gemeinsame Bereich eine gemeinsame Schaltungsanordnung umfasst, die benachbart zu der Lichtquellentreibermatrix angeordnet ist, wobei die gemeinsame Schaltungsanordnung zum Betreiben der Lichtquellentreibermatrix und/oder zum Versorgen der Lichtquellentreibermatrix eingerichtet ist.
Verfahren zum Treiben mehrerer Lichtquellen, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: – Erfassen eines Versorgungssignals; – Anwenden einer Phasenverschiebung auf ein Schaltsignal von wenigstens einer der mehreren Lichtquellen basierend auf dem erfassten Versorgungssignal.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Schritte des Erfassens des Versorgungssignals und des Anwendens der Phasenverschiebung auf das Schaltsignal wiederholt werden, bis eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist und/oder eine Abschlussbedingung erfüllt ist.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die vorbestimmte Bedingung wenigstens eine der folgenden Bedingungen umfasst: – das erfasste Versorgungssignal erreicht und/oder überschreitet eine Schwelle; – das erfasste Versorgungssignal liegt außerhalb eines vorbestimmten Bereichs.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, ferner umfassend: – Anwenden mehrerer Phasenverschiebungen auf mehrere Schaltsignale der mehreren Lichtquellen basierend auf dem erfassten Versorgungssignal.
Computerprogrammprodukt, das direkt in einen Speicher einer digitalen Verarbeitungseinrichtung ladbar ist und das Softwarecodeteile zum Durchführen der Schritte des Verfahrens nach eine der Ansprüche 17 bis 20 umfasst.
Computerlesbares Medium, das computerausführbare Anweisungen aufweist, die dazu ausgelegt sind, zu bewirken, dass ein Computersystem die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 17 bis 20 durchführt.