JP2015524157A - 駆動回路におけるオフセット補償 - Google Patents
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Abstract
Description
・OP AMP72への電流フィードバックは、能動電子構成要素を包含し得る(例えば、R7の代わりに又はR7に加えて、増幅器が設けられてもよい)
・OP AMP72は、別の種類の高利得増幅器に置き換えられてもよい
・DAC40の出力は、非反転入力71Aに印加される前に、調整、増幅、減衰又は別の方法で変更されてもよい(なお、DAC40の出力部41と非反転入力71Aとの間に導入された追加の調整回路によって導入される追加のオフセットを本明細書に記載される様に決定及び補償する事ができる)
・反転入力71Bにおいて提供されるバイアス電圧は、分圧器以外のソースからのものでもよい
・MOSFET75は、他の適切な電流制御装置に置き換えられてもよい
・電流検知抵抗器R6は、電流フィードバックをOP AMP72に提供する為に適用する事ができる代替電流センサと置き換えられてもよい
・利得ブロックの反転入力がバイアス電圧を受け取る為に接続される及び利得ブロックの非反転入力がDAC40の出力部に接続される事は必須ではない。代替実施形態では、これらの入力は逆転され、回路動作を維持する為に他の回路要素の極性が変更される。
この様な変更は、単独で又は任意の適切な組合せで適用され得る。
によって与えられ、式中、VOUTは、DAC40の出力電圧であり、DVは、レジスタ45に保存された値である。従って、DAC45の出力は、この例では0.01ボルトであるステップサイズVSTEPと共に変えられ得る。
DV <Mの場合、VOUT=0
によって与えられる。
によって与えられ、式中、VSTEPは、上記の様な電圧ステップサイズであり、VMAXは、最大出力電圧である。このケース例では、VMAX=10.23V及びVSTEP=10.23V/1023=0.01Vである。
の範囲内のレジスタ値に関する非零電流を受け取り得る。
・「含む」(“comprise”)及び「含んでいる」(“comprising”)等は、排他的又は網羅的な意味とは対照的に、包含的な意味で、即ち、「包含するが、限定されない」という意味で解釈されるものとする。
・「接続される」(“connected”)、「結合される」(“coupled”)、又はそれらの変形語は、2つ以上の要素間の直接的又は間接的な接続又は結合を意味し、要素間の結合又は接続は、物理的、論理的、又はそれらの組み合わせでもよい。
・「本明細書に」(“herein”)、「上記の」(“above”)、「以下の」(“below”)、及び類似の意味の語は、本明細書を言い表す為に使用された場合、本明細書全体に言及するものであって、本明細書のある特定の部分を言及するものではない。
・2つ以上のアイテムのリストに関連する「又は」(“or”)は、この語の以下の全ての解釈:リスト中のアイテムの何れか、リスト中のアイテムの全て、及びリスト中のアイテムの組み合わせを含める。
・単数形「a」、「an」及び「the」は、適切な複数形の意味も包含する。
Claims (60)
- 電気負荷を通る電流を制御する為のターンオン閾値を有する電流制御装置を駆動する為の回路であって、前記回路は、
デジタル−アナログ変換器(DAC)からの制御信号及び基準電圧を受け取る利得ブロックであって、前記基準電圧は、前記電気負荷を流れる瞬時電流に基づいた電流フィードバック信号を含み、前記利得ブロックは、前記電流制御装置に接続された出力部を含む、利得ブロックと、
前記利得ブロックの前記出力部における電圧を検出する検出器と、
コントローラであって、
前記DACにおける制御値を変更する、
前記利得ブロックの前記出力部において前記検出器によって検出された前記電圧をモニタリングする事により、前記電流制御装置のターンオンに対応する前記検出された電圧の増加を検出する、及び
前記制御値の対応するオフセットを決定する、コントローラと、
を含む、回路。 - 前記コントローラは、前記電気負荷を通る望ましい電流を達成するように前記DACの前記制御値を調整する為に前記オフセットを適用する、請求項1に記載の回路。
- 前記利得ブロックは、前記デジタル−アナログ変換器からの前記制御信号を受け取る非反転入力部及び前記基準電圧を受け取る反転入力部を含む、請求項2に記載の回路。
- 前記利得ブロックは、演算増幅器を含む、請求項3に記載の回路。
- 前記電気負荷と直列に接続された電流検知抵抗器を含み、前記電流フィードバック信号は、前記電流検知抵抗器の電圧を含む、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の回路。
- 前記電流制御装置は、電界効果トランジスタを含む、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の回路。
- 前記コントローラは、前記制御値を段階的に増加させる事によって前記制御値を変更する、請求項1に記載の回路。
- 前記コントローラは、前記デジタル−アナログ変換器に関連するレジスタにデジタル値を書き込むデータプロセッサを含み、前記検出器は、前記利得ブロックの前記出力部をモニタリングする為に接続可能な前記データプロセッサの検知入力部を含む、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の回路。
- 前記検知入力部は、デジタル入力部を含む、請求項8に記載の回路。
- 前記検知入力部は、アナログ−デジタル変換器に接続されたアナログ入力部を含む、請求項8に記載の回路。
- 持続性コンピュータソフトウェア命令セットを包含したプログラム記憶部を含み、前記コンピュータソフトウェア命令は、前記データプロセッサによって実行されると、前記データプロセッサに前記レジスタに対して異なるデジタル値を書き込ませる、及びオフセットデジタル値が前記レジスタに書き込まれると、前記電流制御装置がオフ状態のままとなり、前記オフセットデジタル値は、前記電流制御装置が前記オフ状態のままとなる最大のデジタル値であるようなオフセットデジタル値を決定させる第1の命令を含む、請求項8に記載の回路。
- 前記コンピュータソフトウェア命令は、前記プロセッサに前記オフセットデジタル値を表す値をデータ記憶部に保存させる、請求項11に記載の回路。
- 前記第1の命令は、前記プロセッサが前記検知入力部によって前記利得ブロックの前記出力部における増加を検出するまで、連続するデジタル値を前記レジスタに書き込ませる、請求項11に記載の回路。
- 前記第1の命令は、その間で前記プロセッサが前記検知入力部によって前記利得ブロックの前記出力部における初期値からの増加を検出する1対の隣接するデジタル値を決定する探索アルゴリズムに従って、デジタル値を前記レジスタに書き込ませる、請求項11に記載の回路。
- 前記探索アルゴリズムは、二分探索アルゴリズムを含む、請求項14に記載の回路。
- 前記コンピュータソフトウェア命令は、第2の命令を含み、前記第2の命令は、第1のデジタル値を第2のデジタル値へとマッピングし、及び前記第2のデジタル値を前記レジスタに書き込み、前記マッピングは、デジタル値の第1の範囲にある第1のデジタル値を、デジタル値の第2の範囲にある対応する第2のデジタル値へとマッピングし、前記第2の範囲は、前記第1の範囲よりも小さい、請求項11乃至15のいずれか一項に記載の回路。
- 前記電気負荷は、固体発光素子を含む、請求項1乃至16のいずれか一項に記載の回路。
- 請求項1乃至17のいずれか一項に記載の回路を複数含む装置であって、複数の前記回路の各々は、複数の電気負荷の内の対応する1つを駆動し、前記プロセッサは、前記複数の回路に共通である、装置。
- 前記複数の電気負荷の各々は、1つ又は複数の固体発光素子を含む、請求項18に記載の装置。
- 前記複数の電気負荷の内の異なる電気負荷の前記固体発光素子は、異なる色度の光を発する、請求項19に記載の装置。
- 前記装置は、前記固体発光素子の各々を実質的に同時に「オフ」状態から最低「オン」状態へと切り替える、請求項20に記載の装置。
- 前記デジタル−アナログ変換器は、正オフセットを有し、前記基準電圧は、前記正オフセットを上回る、請求項1乃至20のいずれか一項に記載の回路。
- 前記検出器及び前記コントローラは、前記制御値の前記オフセットが決定された後に、前記回路から取り外し可能である、請求項1乃至22のいずれか一項に記載の回路。
- 前記基準電圧は、前記コントローラによって制御可能である、請求項1乃至23のいずれか一項に記載の回路。
- 第1及び第2の基準電圧源、並びに前記第1及び第2の基準電圧源の一方を前記利得ブロックに選択的に接続するスイッチを含み、前記スイッチは、前記コントローラによって制御されるように接続される、請求項24に記載の回路。
- 前記第1の基準電圧源は、分圧器を含む、請求項25に記載の回路。
- 前記コントローラは、複数の異なるバイアス電圧の各々に対して前記制御値の前記対応するオフセットを決定する、請求項24乃至26のいずれか一項に記載の回路。
- 電気負荷を駆動する為の回路であって、前記回路は、
前記負荷と直列に接続された電流制御装置と、
レジスタ及び利得ブロックによって前記電流制御装置の制御入力部と結合された出力部を含むデジタル−アナログ変換器と、
前記利得ブロックの前記出力部における電圧を検出する検出器を含むコントローラであって、前記コントローラは、前記検出器によって検出された電圧に基づいて前記電流制御装置のターンオンに対応するレジスタ値を決定する、コントローラと、
を含み、
前記利得ブロックは、
前記デジタル−アナログ変換器の前記出力部から制御電圧を受け取る第1の入力部と、
前記電気負荷の電流を表す電流フィードバック信号を受け取る第2の入力部であって、バイアス電圧に少なくとも等しい電位を有するようにバイアスをかけられた第2の入力部と、
前記電流制御装置の前記制御入力部に結合された出力部と、
を含む、回路。 - 前記利得ブロックの前記第1の入力部は、非反転入力部であり、前記利得ブロックの前記第2の入力部は、反転入力部である、請求項28に記載の回路。
- 前記利得ブロックは、演算増幅器を含む、請求項28に記載の回路。
- 前記電気負荷と直列に接続された電流検知抵抗器を含み、前記電流フィードバック信号は、前記電流検知抵抗器の電圧を含む、請求項28乃至30のいずれか一項に記載の回路。
- 前記電流制御装置は、電界効果トランジスタを含む、請求項28乃至31のいずれか一項に記載の回路。
- 前記デジタル−アナログ変換器に関連するレジスタにデジタル値を書き込むプロセッサを含み、前記プロセッサは、前記利得ブロックの前記出力部をモニタリングする検知入力部を含む、請求項28乃至32のいずれか一項に記載の回路。
- 持続性コンピュータソフトウェア命令セットを包含したプログラム記憶部を含み、前記コンピュータソフトウェア命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに前記レジスタに対して異なるデジタル値を書き込ませる、及びオフセットデジタル値が前記レジスタに書き込まれると、前記電流制御装置がオフ状態のままとなり、前記オフセットデジタル値は、前記電流制御装置が前記オフ状態のままとなる最大のデジタル値であるようなオフセットデジタル値を決定させる第1の命令を含む、請求項33に記載の回路。
- 前記コンピュータソフトウェア命令は、前記プロセッサに前記オフセットデジタル値を表す値をデータ記憶部に保存させる、請求項34に記載の回路。
- 前記第1の命令は、前記プロセッサが前記検知入力部によって前記利得ブロックの前記出力部における増加を検出するまで、連続するデジタル値を前記レジスタに書き込ませる、請求項34に記載の回路。
- 前記第1の命令は、その間で前記プロセッサが前記検知入力部によって前記利得ブロックの前記出力部における初期値からの増加を検出する1対の隣接するデジタル値を決定する探索アルゴリズムに従って、デジタル値を前記レジスタに書き込ませる、請求項34に記載の回路。
- 前記探索アルゴリズムは、二分探索アルゴリズムを含む、請求項37に記載の回路。
- 前記コンピュータソフトウェア命令は、第2の命令を含み、前記第2の命令は、第1のデジタル値を第2のデジタル値へとマッピングし、及び前記第2のデジタル値を前記レジスタに書き込み、前記マッピングは、デジタル値の第1の範囲にある第1のデジタル値を、デジタル値の第2の範囲にある対応する第2のデジタル値へとマッピングし、前記第2の範囲は、前記第1の範囲よりも小さい、請求項34乃至38のいずれか一項に記載の回路。
- 各々が複数の電気負荷の内の対応する1つを駆動する請求項33乃至39のいずれか一項に記載の回路を複数含む装置であって、前記プロセッサは、複数の前記回路に共通である、装置。
- 前記複数の電気負荷の各々は、1つ又は複数の固体発光素子を含む、請求項40に記載の装置。
- 前記複数の電気負荷の内の異なる電気負荷の前記固体発光素子は、異なる色度の光を発する、請求項41に記載の装置。
- 前記装置は、前記固体発光素子の各々を実質的に同時に「オフ」状態から最低「オン」状態へと切り替える、請求項41に記載の装置。
- 前記コントローラは、前記電流制御装置のターンオンに対応する前記レジスタ値が決定された後に、前記回路から取り外し可能である、請求項28に記載の回路。
- 前記電気負荷は、固体発光素子を含む、請求項28乃至39のいずれか一項に記載の回路。
- 前記デジタル−アナログ変換器は、正オフセットを有し、前記第2の入力部は、前記正オフセットを上回る電位を有するようにバイアスをかけられる、請求項28乃至39のいずれか一項に記載の回路。
- デジタル−アナログ変換器を含む駆動回路においてオフセットを決定する方法であって、
前記デジタル−アナログ変換器のレジスタに複数のデジタル値を書き込むステップと、
前記デジタル値の各々に関して、利得ブロックの第2の入力部にバイアス電圧を印加しながら、前記利得ブロックの第1の入力部に前記デジタル−アナログ変換器の出力を印加し、電流制御装置の制御入力部に前記利得ブロックの出力を印加し、前記利得ブロックの前記第2の入力部に電流フィードバック信号を印加し、前記利得ブロックの前記出力をモニタリングするステップと、
前記複数のデジタル値に関する前記利得ブロックの前記出力の前記モニタリングの結果から、オフセットデジタル値が前記レジスタに書き込まれると、前記電流制御装置がオフ状態のままとなり、前記オフセットデジタル値は、前記電流制御装置が前記オフ状態のままとなる最大のデジタル値であるようなオフセットデジタル値を決定するステップと、
前記オフセットデジタル値を表す情報を記録するステップと、
を含む、方法。 - 前記駆動回路は、固体発光素子を駆動する、請求項47に記載の方法。
- 前記方法を複数の駆動回路の各々に対して行うステップと、前記複数の駆動回路の各々に関する前記オフセットデジタル値を表す前記情報を単一のデータ記憶部に記録するステップとを含む、請求項47に記載の方法。
- 前記複数のデジタル値は、0からNを含めた整数の集合を含み、Nは、正の整数である、請求項47に記載の方法。
- 前記デジタル−アナログ変換器の前記レジスタに前記複数のデジタル値を書き込むステップは、最小から最大の順に前記デジタル値を書き込む事を含む、請求項47に記載の方法。
- 前記デジタル−アナログ変換器の前記レジスタに前記複数のデジタル値を書き込むステップは、降順に前記デジタル値を書き込む事を含む、請求項47に記載の方法。
- 前記デジタル−アナログ変換器の前記レジスタに前記複数のデジタル値を書き込むステップは、探索アルゴリズムによって決定された順に前記デジタル値を書き込む事を含む、請求項47に記載の方法。
- 前記オフセットデジタル値を決定するステップは、負荷を通る電流が少なくとも閾値分最初に増加した際に、前記デジタル−アナログ変換器の前記レジスタに書き込まれた前記デジタル値に等しい又は前記デジタル−アナログ変換器の前記レジスタに書き込まれた前記デジタル値より1少ない前記デジタル値を選択する事を含む、請求項47に記載の方法。
- 前記オフセットデジタル値を決定するステップは、前記利得ブロックからの前記出力が少なくとも閾値分最初に増加した際に、前記デジタル−アナログ変換器の前記レジスタに書き込まれた前記デジタル値に等しい又は前記デジタル−アナログ変換器の前記レジスタに書き込まれた前記デジタル値より1少ない前記デジタル値を選択する事を含む、請求項47に記載の方法。
- 第1のデジタル値を第2のデジタル値にマッピングする事と、
前記第2のデジタル値を前記レジスタに書き込む事と、
によってデジタル値をマッピングするステップを更に含み、
前記マッピングは、デジタル値の第1の範囲にある第1のデジタル値を、デジタル値の第2の範囲にある対応する第2のデジタル値へとマッピングし、前記第2の範囲は、前記第1の範囲よりも小さい、請求項47乃至55のいずれか一項に記載の方法。 - 負荷を制御する為の駆動デジタル値を取得するステップと、前記オフセットデジタル値及び前記駆動デジタル値の合計を取得する事によって駆動回路のオフセットを修正するステップと、前記合計を前記レジスタに書き込むステップとを更に含む、請求項47乃至56のいずれか一項に記載の方法。
- ユーザによる入力に応答して前記方法を開始するステップを含む、請求項47乃至57のいずれか一項に記載の方法。
- センサからの入力に応答して前記方法を開始するステップを含む、請求項47乃至57のいずれか一項に記載の方法。
- 前記バイアス電圧の複数の値の各々に対して前記オフセットデジタル値を決定するステップを繰り返すステップを含む、請求項47乃至59のいずれか一項に記載の方法。
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