WO2011092051A1 - Detektorschaltung und verfahren zum betreiben einer detektorschaltung - Google Patents

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WO2011092051A1
WO2011092051A1 PCT/EP2011/050226 EP2011050226W WO2011092051A1 WO 2011092051 A1 WO2011092051 A1 WO 2011092051A1 EP 2011050226 W EP2011050226 W EP 2011050226W WO 2011092051 A1 WO2011092051 A1 WO 2011092051A1
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detector circuit
input node
interface protocol
pwm
operating
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PCT/EP2011/050226
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French (fr)
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Jan Enenkel
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Austriamicrosystems Ag
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/175—Controlling the light source by remote control
    • H05B47/18—Controlling the light source by remote control via data-bus transmission

Definitions

  • the present invention relates to a detector circuit and a method for operating a detector circuit.
  • LEDs Light Emitting Diodes
  • PDAs personal digital assistants
  • Their advantageous properties such as compactness, brightness, low power consumption and Ver ⁇ availability in different colors, making them particularly suitable for use in compact devices.
  • LEDs are used as flashing beacons in digital cameras and camera phones or as backlighting for mobile phones, small screens or measuring devices.
  • drivers are used that are mostly configurable and operate the LEDs used.
  • the degree of configurability usually depends on the price specifications of the manufacturer and, depending on the specification, includes different complex interface standards.
  • PWM Pulse width modulation ⁇
  • I 2 C Inter-Integrated Circuit I 2 C
  • GPOs General Purpose Outputs
  • PWM generators are not available.
  • driver circuits in an implementation is chosen to be at the internal current sources, a current via a DAC (digital analog converter) is set and the brightness of the LEDs ver ⁇ applied is then changed by PWM topologies. Due to the internal power sources, this procedure is asynchronous, ie independent of external systems. If the developer wants to run a driver circuit in sync with external systems, he chooses the PWM topology.
  • An external Sys tem ⁇ is in this case, a PWM generator which can alternatively comprise a PMIC (power management IC), a base band, host processor, micro-controller or a simple PWM generator module.
  • PMIC power management IC
  • a detector circuit has a connection for a voltage supply and a connection for connecting a luminous means, which is connected to the connection for a voltage supply.
  • the detector circuit has a first control module of a first interface protocol and a second control module of a second interface protocol, which in turn are connected to the connection for connecting a light ⁇ means.
  • the detector circuit has a first input node and a second input node. In this case, the first control module with the first input node and the second input node and the second control module with the second input node is connected.
  • a detector for determining an interface standard is coupled on the one hand to the connection for a voltage supply and to the first input node and on the other hand to ground.
  • interface protocol refers to an agreement according to which a connection, communication or data transmission between two electronic components takes place.
  • characteristic signals are present at the first input node and / or at the second input node. These signals are each characteristic of the interface protocol used and can thus be fundamentally different. For example, for a first interface protocol, signals may be present both at the first input node and at the second input node, while for a second interface protocol, a characteristic signal may be present only at the second input node.
  • the detector it is then possible to measure signals at the first and second input node and, in turn determine which interface protocol is used in jeweili ⁇ gen case. As a result, it is then possible to activate the corresponding first or second control module for further signal processing on the detector circuit.
  • the detector circuit has the Kontrollbau ⁇ stones via appropriate means that are designed for operation according to the respective interface protocol and configurable via the input node.
  • the detector circuit comprises a detector with a current source.
  • the power source is connected to the terminal for a power supply and the first input node. With the aid of the current source, a voltage can be used as a characteristic signal for determining the interface protocol at the first input node.
  • the detector circuit comprises a comparator.
  • the signal at the ers ⁇ th input node preferably a voltage signal with a refer- ence, or a reference voltage to ver ⁇ same.
  • the signal at the ers ⁇ th input node preferably a voltage signal with a refer- ence, or a reference voltage to ver ⁇ same.
  • the detector comprises a logic gate.
  • the first control module for operating a luminous means according to the I 2 C standard and the second control module for operating a luminous means are designed according to a PWM interface protocol.
  • the I 2 C standard and the PWM interface protocol are common and simple implementations used in many switching devices. If corresponding and characteristic signals of the different interface protocols are present at the first and at the second input node, they can be distinguished by the detector and transmitted to the corresponding control modules.
  • the con- troll blocks are received, decode the genetic ⁇ through the interface information and operate, for example, with a pre Schlos ⁇ senes light sources such as an LED.
  • an external resistor is connected to the first input node.
  • a constant voltage is dropped across the resistor connected to the first input node. This can be used as a characteristic signal for determining the interface protocol who ⁇ . If, for example, the PWM standard is used, then it is only necessary to communicate via a connection, here preferably via the second input node. At the same time, however, there is a constant voltage at the first input node, so that a distinction can be made between the two interface protocols with the aid of the detector, for example the comparator. By specifying a suitably dimensioned resistor, the voltage at the first input node can be approximately selected so that confusion of the signal with a data signal in accordance with one of the cut ⁇ protocols can be excluded.
  • the detector circuit comprises at least one load current source for driving a
  • Illuminant This is connected to the first control module or the second control module.
  • the circuit for driving a luminous means comprises a charge pump, which is connected to the connection for a voltage supply and to the load current source.
  • a connected light source can be operated advantageously and over wide areas operate with constant current regardless of fluctuations in the supply voltage, such as a battery voltage.
  • the detector circuit is designed as an integrated circuit.
  • a signal is detected at a first input node of the detector circuit.
  • the Detektorschal- processing is then placed in a first operating condition according to a first interface protocol or into a second operating state corresponding to a second Thomasstellenpro ⁇ Protocol.
  • the offset takes place as a function of the detected signal.
  • the method includes the step to operate a lighting means according to the first sectional ⁇ protocol or according to a second section ⁇ protocol.
  • the method for operating a detector circuit allows detection of the interface protocol.
  • a particular use is made by external components and / or by specifying certain signal characteristics of a
  • the method of operating a detector circuit includes detecting the signal at the first input node by providing a current at the first input node and measuring a voltage across a resistor.
  • a particular interface protocol be ⁇ right turn signal characteristics, as detected during the process and define the different operating modes.
  • Such signals are in accordance with the gcardi ⁇ gen interface protocols usually stresses that are modulated according to certain specifications or display characteristic time ⁇ gradients.
  • a voltage having a specific value or providing a current, preferably a constant current, represents a suitable means for again determining an interface protocol.
  • the clamping ⁇ voltage or the current can be chosen such that it is not a data signal according to a protocol and as a measure ⁇ represents that a specific protocol is not being used.
  • the first operating state for driving a lighting means according to the I 2 C standard, and the second operating state of operating a lighting means ge ⁇ Mäss a PWM interface protocol is designed.
  • Figure 2A shows an embodiment of the detector circuit for
  • FIG. 2B shows an exemplary embodiment of the detector circuit for
  • Figure 3 shows an embodiment of the detector circuit as an integrated circuit.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a detector circuit according to the proposed principle.
  • the detector circuit comprises a first control module I2C and a load current source ILED.
  • the first control module I2C is connected to a first input node Inl and a second input node In2, and coupled via a current source Idet to the connection for a supply voltage Vbat.
  • the first control module I2C is further connected via three current sources II, 12, 13 of the load current source ILED respectively to the load connection nodes LI, L2, L3.
  • At the load output nodes LI, L2, L3 are each a light emitting diode LED1, LED2 and LED3 connected and coupled to ground GND.
  • the detector circuit also has a connection for ground GND.
  • input signals are present at the first and second input nodes Inl, In2. These can be generated in ⁇ example by a first generator host, which is operated according to the I 2 C standard. So lie then At the first input node, Inl data signals SDA and at the second input node In2, clock signals SCL. This Sig ⁇ signals will be detected by a detector and forwarded to the first control modules I2C. Detection is carried out for example by means of a comparator and a clamping ⁇ voltage measurement at the first input node. Such a comparator is advantageously already integrated in control modules according to the I 2 C standard and can be used accordingly.
  • the comparator compares whether the provided by the Stromquel- le Idet current drives the externally connected resistor Rset that is used PWM interface standard for operation of the circuit according to the order speak the current set ⁇ .
  • signals may be present at the first and second input nodes according to a PWM interface standard.
  • a PMIC Power Management Integrated Circuit
  • Pulse width modulated data signals EN are then applied to the second input node.
  • the first input node Inl is kept at a constant signal level or at a constant voltage EXT via an externally connected resistor Rset. This is preferably done with the aid of a current source Idet connected to the connection for a supply voltage, which causes the constant voltage Ext to drop across the externally connected resistor Rset.
  • the first control module I2C is inactive, because in its operation both signals should be applied according to the I 2 C standard at both the first and the second input node Inl, In2.
  • modulated input signals EN can be forwarded directly to the load current source LED or egg ⁇ NEN second PWM control block (not shown).
  • the detector circuit is operated in either an I 2 C mode or a PWM mode. In this case, when the I 2 C mode is active, the circuit can not be operated in PWM mode and vice versa. It is in the
  • the PWM mode uses the first input node Inl as the external pin to set the load current source LED.
  • the first input node Inl is used, for example, to switch on and off the load current source for operating LEDs.
  • signals of a suitable PWM generator modulated at the pin PWM are preferably used.
  • the current of the load current source is not set via the first input node Inl or externally connected resistor Rset.
  • the adjustment then takes place by signals according to the I 2 C standard at the first and second input nodes Inl, In2.
  • a DAC digital / analog converter
  • the detector circuit thus detects whether it is in I 2 C or in PWM mode. This is done at the start of the circuit, such as when a battery is inserted to power. If the externally connected resistor Rset be ⁇ closed, a current through the load current source LED and through the resistor Rset will flow. This sets a certain voltage across the resistor Rset, which queries the comparator. If this voltage does not set, ie the current of the load current source can not flow through the resistor, because no resistor Rset is connected externally, the detector circuit is in I 2 C mode.
  • the detector circuit for the use of different interface standards. turn.
  • the same detector circuit can thus be used in different product lines as a common basis.
  • a particular use is determined externally by specifying the ex ternal voltage Ext ⁇ or the interface protocol on ERS th input node Inl.
  • the detector circuit has with the first and optionally second control module I2C, PWM via corresponding means, which are designed for operation according to the respective interface ⁇ protocol and configurable via the Ein ⁇ gang nodes Inl, In2.
  • the current through the load current source LED across the external resistor Rset is set and is used at the same time this is advantageous to recognize whether the De ⁇ tektorscnies in the I 2 C-mode or the PWM mode is operated .
  • FIG. 2A shows the detector circuit according to FIG. 1 for use according to the I 2 C standard.
  • a castle ⁇ NEN generator host are at the first input node and the second input node of data signals SDA or SCL to Taktsig- dimensional. These are generated according to the I 2 C standard by means of a voltage source Vdd and the resistors Rl and R2.
  • the first control block I 2 C is configured in which it the data signals SDA and SCL clock signals taps on the first and th two ⁇ input node Inl, In2. According to this configuration, the connected LEDs LED1, LED2, LED3 are operated.
  • Figure 2B shows an alternative embodiment according Fi gur ⁇ 1 for operation of the detector circuit according to the PWM interface standard.
  • a power management IC PMIC which generates pulse-width modulated output data EN, which are applied to the second input node In2.
  • the first input node Inl is kept at the constant voltage EXT via an externally connected resistor Rset. This voltage is generated via the current source Idet, which is coupled between the terminal for a supply voltage Vbat and the first input node Inl.
  • FIG. 3 shows an integrated circuit according to the proposed principle.
  • the detector circuit additionally comprises with respect to the detector circuit according to Figure 1 is still a charge pump CP, which is coupled between the connection for a versor ⁇ supply voltage Vbat and the load current ILED source.
  • a second control module PWM is provided for the implementation of the PWM interface standard.
  • an output node Vout is provided on which an output voltage can be tapped off.
  • LED1 first light-emitting diode

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Abstract

Eine Detektorschaltung umfasst einen Anschluss für eine Spannungsversorgung (Vbat) und einen Anschluss zum Anschließen eines Leuchtmittels (LED), der mit dem Anschluss für eine Spannungsversorgung (Vbat) und mit einem ersten Kontrollbaustein (I2C) eines ersten Schnittstellenprotokolls und einem zweiten Kontrollbaustein (PWM) eines zweiten Schnittstellenprotokolls verbunden ist. Die Detektorschaltung umfasst weiter einen ersten Eingangsknoten (In1) und einen zweiten Eingangsknoten (In2), wobei der erste Kontrollbaustein (I2C) mit dem ersten Eingangsknoten (In1) und dem zweiten Eingangsknoten (In2) und der zweite Kontrollbaustein (PWM) mit dem zweiten Eingangsknoten (In2) verbunden ist. Ein Detektor (Det) zum Feststellen eines Schnittstellenstandards ist einerseits mit dem Anschluss für eine Spannungsversorgung (Vbat) und dem ersten Eingangsknoten (In1) und andererseits mit Masse (GND) gekoppelt.

Description

Beschreibung
Detektorschaltung und Verfahren zum Betreiben einer Detektorschaltung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Detektorschaltung und ein Verfahren zum Betreiben einer Detektorschaltung.
Light Emitting Diodes (kurz LEDs) finden vielfältige Anwen- dung in Mobilgeräten, wie Handys und Personal Digital As- sistants (PDAs) . Ihre vorteilhaften Eigenschaften, wie Kompaktheit, Leuchtstärke, geringer Stromverbrauch und ihre Ver¬ fügbarkeit in unterschiedlichsten Farben, machen sie für einen Einsatz in kompakten Geräten besonders geeignet. So wer- den LEDs beispielsweise als Blitzleuchte in Digitalkameras und Fotohandys oder als Bildschirmhinterbeleuchtung für Mobiltelefone, kleine Bildschirme oder Messgeräte benutzt. Je nach Anwendung werden Treiber benutzt, die meist konfigurierbar sind und die verwendeten LEDs betreiben. Der Grad der Konfigurierbarkeit richtet sich meist nach den Preisvorgaben des Herstellers und umfasst je nach Vorgabe unterschiedlich aufwändige Schnittstellenstandards .
Im Laufe der Mobiltelefonentwicklung wurden sowohl I2C- (I2C: Inter-Integrated Circuit) als auch PWM-Topologien (PWM: Puls¬ weitenmodulation) verwendet. Der I2C-Standard wird oft bei Telefonen benutzt, wenn keine GPOs (General Purpose Outputs) oder PWM-Generatoren zur Verfügung stehen. Häufig wird in Treiberschaltungen eine Implementierung gewählt, bei der über interne Stromquellen ein Strom über einen DAC (Digital Analog Wandler) eingestellt werden kann und die Helligkeit der ver¬ wendeten LEDs dann über PWM-Topologien verändert wird. Durch die internen Stromquellen ist dieses Vorgehen asynchron, d.h. unabhängig von externen Systemen. Möchte der Entwickler eine Treiberschaltung synchron zu externen Systemen betreiben, entscheidet er sich für die PWM-Topologie . Ein externes Sys¬ tem ist in diesem Fall ein PWM-Generator, der alternativ ei- nen PMIC (Power Management IC) , ein Baseband, Host-Prozessor, Micro-Controller oder einen einfachen PWM-Generatorbaustein umfassen kann.
In der Regel muss sich ein Konstrukteur jedoch schon früh während der Entwicklung dafür entscheiden, welche Bausteine und damit welche Schnittstellen in einem gegebenen Gerät Verwendung finden sollen. Dies führt dazu, dass unterschiedliche Produktreihen rasch in ihrem Design divergieren und unterschiedliche Ausgangsbasen aufweisen. Eine gemeinsame, kompa- tible Basis, die weniger Modifikationsaufwand erfordert, ist in der Regel nicht gegeben.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Detektorschaltung und ein Verfahren zum Betreiben einer Detektor- Schaltung anzugeben, das einem Konstrukteur eine höhere Kompatibilität erlaubt.
Diese Aufgabe wird mit den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausgestaltungsformen und Weiterbildun- gen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In einer Ausführungsform weist eine Detektorschaltung einen Anschluss für eine Spannungsversorgung auf sowie einen An- schluss zum Anschließen eines Leuchtmittels, der mit dem An- schluss für eine Spannungsversorgung verbunden ist. Darüber hinaus weist die Detektorschaltung einen ersten Kontrollbaustein eines ersten Schnittstellenprotokolls und einen zweiten Kontrollbaustein eines zweiten Schnittstellenprotokolls auf, die wiederum mit dem Anschluss zum Anschließen eines Leucht¬ mittels verbunden sind. Ferner weist die Detektorschaltung einen ersten Eingangsknoten und einen zweiten Eingangsknoten auf. Dabei ist der erste Kontrollbaustein mit dem ersten Ein- gangsknoten und dem zweiten Eingangsknoten und der zweite Kontrollbaustein mit dem zweiten Eingangsknoten verbunden. Ein Detektor zum Feststellen eines Schnittstellenstandards ist einerseits mit dem Anschluss für eine Spannungsversorgung und dem ersten Eingangsknoten und andererseits mit Masse ge- koppelt.
Im Folgenden bezeichnet der Begriff Schnittstellenprotokoll eine Vereinbarung, nach der eine Verbindung, Kommunikation oder Datenübertragung zwischen zwei elektronischen Bauteilen abläuft.
Je nach verwendeten Schnittstellenprotokollen liegen am ersten Eingangsknoten und / oder am zweiten Eingangsknoten charakteristische Signale an. Dabei sind diese Signale jeweils kennzeichnend für das verwendete Schnittstellenprotokoll und lassen sich dadurch grundsätzlich unterscheiden. Beispielsweise können für ein erstes Schnittstellenprotokoll sowohl am ersten wie auch am zweiten Eingangsknoten jeweils Signale anliegen, während für ein zweites Schnittstellenprotokoll etwa nur am zweiten Eingangsknoten ein charakteristisches Signal anliegt. Mit Hilfe des Detektors ist es dann möglich, Signale am ersten und zweiten Eingangsknoten zu messen und so wiederum festzustellen, welches Schnittstellenprotokoll im jeweili¬ gen Fall Verwendung findet. In der Folge ist es dann möglich, den entsprechenden ersten oder zweiten Kontrollbaustein für die weitere Signalverarbeitung auf der Detektorschaltung zu aktivieren . Vorteilhafterweise ist es möglich, eine Detektorschaltung für die Verwendung verschiedener Schnittstellenstandards zu ver¬ wenden. Auf diese Weise ist es möglich, dieselbe Detektor¬ schaltung in verschiedenen Produktlinien als gemeinsame Basis einzusetzen. Eine bestimmte Verwendung wird dabei extern bestimmt, beispielsweise durch Vorgabe bestimmter Signalcharak¬ teristiken bzw. eines Schnittstellenprotokolls an den Ein¬ gangsknoten. So kann ein Entwickler flexibel entscheiden mit welchem Schnittstellenprotokoll er die Schaltung betreiben möchte. Die Detektorschaltung verfügt mit den Kontrollbau¬ steinen über entsprechende Mittel, die zum Betrieb nach dem jeweiligen Schnittstellenprotokoll ausgelegt und über die Eingangsknoten konfigurierbar sind. Vorzugsweise werden dazu ein Schnittstellenprotokoll nach dem I2C-Standard und ein PWM-Schnittstellenprotokoll (PWM: Puls¬ weitenmodulation) verwendet. Beispielsweise kann für die Implementierung des I2C-Standards ein Hostprozessor oder für das PWM-Protokoll ein so genannter Power Management IC (PMIC) oder jeder anderweitige PWM generierende Baustein Verwendung finden. Auf diese Weise ist es möglich je nach Anwendung entsprechende Lasten, vorzugsweise ein Leuchtmittel, wie LEDs zur Hintergrundbeleuchtung eines Displays, zu konfigurieren und zu betreiben. Ein PMIC-Baustein kodiert Konfigurationsda- ten dabei mit Hilfe einer Pulsweitenmodulation. Eine Implementierung nach dem I2C-Standard ermöglicht eine einfache, Platz sparende und günstige Umsetzung nach einem verbreiteten Standard . In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Detektorschaltung einen Detektor mit einer Stromquelle. Die Stromquelle ist dabei mit dem Anschluss für eine Spannungsversorgung und dem ersten Eingangsknoten verbunden. Mit Hilfe der Stromquelle lässt sich am ersten Eingangsknoten eine Spannung als charakteristisches Signal zum Feststellen des Schnittstellenprotokolls verwenden. In einer Ausführungsform weist die Detektorschaltung einen Komparator auf.
Mit Hilfe des Komparators ist es möglich, das Signal am ers¬ ten Eingangsknoten, bevorzugt eine Spannung, mit einem Refe- renzsignal, beziehungsweise einer Referenzspannung, zu ver¬ gleichen. Auf diese Weise lässt sich mit einfachen und auch integrierbaren Schaltmitteln ein Detektor realisieren.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Detektor ein logisches Gatter.
In einer weiteren Ausführungsform der Detektorschaltung ist der erste Kontrollbaustein zum Betreiben eines Leuchtmittels gemäß dem I2C-Standard und der zweite Kontrollbaustein zum Betreiben eines Leuchtmittels gemäß einem PWM- SchnittStellenprotokoll ausgelegt .
Der I2C-Standard sowie das PWM-Schnittstellenprotokoll sind gängige und einfache Implementierungen, wie sie in vielen Schaltbauteilen Verwendung finden. Liegen am ersten und am zweiten Eingangsknoten entsprechende und charakteristische Signale der unterschiedlichen Schnittstellenprotokolle an, so können diese durch den Detektor unterschieden und an die entsprechenden Kontrollbausteine übertragen werden. Die Kon- trollbausteine dekodieren die durch die Schnittstelle empfan¬ gene Information und betreiben beispielsweise ein angeschlos¬ senes Leuchtmittel, wie eine LED. In einer weiteren Ausführungsform ist am ersten Eingangsknoten ein externer Widerstand angeschlossen.
Wird die Stromquelle über den Anschluss für eine Versorgungs- Spannung mit einer Spannung versorgt, so fällt über den am ersten Eingangsknoten angeschlossenen Widerstand eine konstante Spannung ab. Diese kann als charakteristisches Signal zum Feststellen des Schnittstellenprotokolls verwendet wer¬ den. Wird beispielsweise der PWM-Standard benutzt, so ist es lediglich notwendig, über eine Verbindung, hier bevorzugt über den zweiten Eingangsknoten, zu kommunizieren. Gleichzeitig liegt dann aber eine konstante Spannung am ersten Eingangsknoten, so dass mit Hilfe des Detektors, beispielsweise des Komparators, zwischen den beiden Schnittstellenprotokol- len unterschieden werden kann. Durch Vorgabe eines geeignet dimensionierten Widerstandes kann die Spannung am ersten Eingangsknoten etwa so gewählt werden, dass eine Verwechslung des Signals mit einem Datensignal gemäß eines der Schnitt¬ stellenprotokolle ausgeschlossen werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Detektorschaltung mindestens eine Laststromquelle zum Treiben eines
Leuchtmittels. Diese ist an dem ersten Kontrollbaustein oder dem zweiten Kontrollbaustein angeschlossen.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Schaltung zum Treiben eines Leuchtmittels eine Ladungspumpe, die mit dem Anschluss für eine Spannungsversorgung und mit der Laststromquelle verbunden ist.
Mit Hilfe der Ladungspumpe lässt sich ein angeschlossenes Leuchtmittel vorteilhaft betreiben und über weite Bereiche mit konstantem Strom unabhängig von Schwankungen der Versorgungsspannung, etwa einer Batteriespannung, betreiben.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Detektorschaltung als integrierter Schaltkreis ausgeführt.
In einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Detektorschaltung wird ein Signal an einem ersten Eingangsknoten der Detektorschaltung detektiert. Die Detektorschal- tung wird dann in einen ersten Betriebszustand entsprechend eines ersten Schnittstellenprotokolls oder in einen zweiten Betriebszustand entsprechend eines zweiten Schnittstellenpro¬ tokolls versetzt. Das Versetzen erfolgt dabei in Abhängigkeit des detektierten Signals. Des Weiteren umfasst das Verfahren den Schritt ein Leuchtmittel entsprechend des ersten Schnitt¬ stellenprotokolls oder entsprechend eines zweiten Schnitt¬ stellenprotokolls zu betreiben.
In vorteilhafter Weise erlaubt das Verfahren zum Betreiben einer Detektorschaltung eine Detektion des Schnittstellenprotokolls. So ist es möglich eine Detektorschaltung derart zu betreiben und mit Hardwarekomponenten auszustatten, dass ein Konstrukteur dieselbe Schaltung in verschiedenen Produktlinien als gemeinsame Basis einsetzen kann. Eine bestimmte Ver- wendung wird dabei durch externe Komponenten und / oder durch Vorgabe bestimmter Signalcharakteristiken eines
Schnittstellenprotokolls bestimmt. Entsprechend des jeweili¬ gen Schnittstellenprotokolls können entsprechende Mittel der Detektorschaltung zum Betrieb etwa eines Leuchtmittels flexi- bei und im Rahmen der Produktionskosten implementiert und geeignet konfiguriert werden. In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren zum Betreiben einer Detektorschaltung die Detektion des Signals am ersten Eingangsknoten durch Bereitstellen eines Stromes am ersten Eingangsknoten und Messung einer Spannung über einen Widerstand.
Die Verwendung eines bestimmten Schnittstellenprotokolls be¬ stimmt wiederum die Signalcharakteristiken, wie sie im Laufe des Verfahrens detektiert werden und die unterschiedlichen Betriebsmodi definieren. Solche Signale sind nach den gängi¬ gen Schnittstellenprotokollen meist Spannungen, die nach bestimmten Vorgaben moduliert werden oder kennzeichnende Zeit¬ verläufe zeigen. Eine Spannung mit einem bestimmten Wert bzw. ein Bereitstellen eines Stromes, vorzugsweise eines konstan- ten Stromes, stellt ein geeignetes Mittel dar, um wiederum ein Schnittstellenprotokoll festzustellen. So kann die Span¬ nung bzw. der Strom so gewählt werden, dass er kein Datensignal gemäß einem Protokoll darstellt und als Maß dafür dar¬ stellt, dass ein bestimmtes Protokoll gerade nicht verwendet wird.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Detektorschaltung ist der erste Betriebszustand zum Betreiben eines Leuchtmittels gemäß des I2C-Standards und der zweite Betriebszustand zum Betreiben eines Leuchtmittels ge¬ mäß eines PWM-Schnittstellenprotokolls ausgelegt.
Im Folgenden wird die Erfindung mit Ausführungsbeispielen anhand von Figuren näher erläutert. Funktions- beziehungsweise wirkungsgleiche Elemente tragen dabei gleiche Bezugszeichen. In den Figuren werden im Folgenden alternative Bauteile bzw. optionale Verbindungen mit gestrichelten Linien gezeichnet. Es zeigen:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer Detektorschaltung
nach dem vorgeschlagenen Prinzip,
Figur 2A ein Ausführungsbeispiel der Detektorschaltung zur
Verwendung nach dem I2C-Standard,
Figur 2B ein Ausführungsbeispiel der Detektorschaltung zum
Betreiben gemäß eines PWM-Schnittstellenprotokolls , und
Figur 3 ein Ausführungsbeispiel der Detektorschaltung als integrierter Schaltkreis.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Detektorschaltung nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Die Detektorschaltung um- fasst einen ersten Kontrollbaustein I2C, sowie eine Laststromquelle ILED. Der erste Kontrollbaustein I2C ist mit ei- nem ersten Eingangsknoten Inl und einem zweiten Eingangsknoten In2 verbunden, sowie über eine Stromquelle Idet mit dem Anschluss für eine Versorgungsspannung Vbat gekoppelt. Der erste Kontrollbaustein I2C ist ferner über drei Stromquellen II, 12, 13 der Laststromquelle ILED jeweils mit den Lastan- schlussknoten LI, L2, L3 verbunden. An den Lastausgangsknoten LI, L2, L3 sind jeweils ein Leuchtdioden LED1, LED2 und LED3 angeschlossen und an Masse GND gekoppelt. Die Detektorschal¬ tung verfügt des Weiteren über einen Anschluss für Masse GND.
Im Betrieb der Detektorschaltung liegen am ersten und zweiten Eingangsknoten Inl, In2 Eingangssignale an. Diese können bei¬ spielsweise durch einen ersten Generator Host generiert werden, der nach dem I2C-Standard betrieben wird. So liegen dann am ersten Eingangsknoten Inl Datensignale SDA und am zweiten Eingangsknoten In2 Takt- bzw. Clocksignale SCL an. Diese Sig¬ nale werden durch einen Detektor detektiert und an den ersten Kontrollbausteinen I2C weitergeleitet. Die Detektion erfolgt beispielsweise mit Hilfe eines Komparators und einer Span¬ nungsmessung am ersten Eingangsknoten. Ein solcher Komparator ist vorteilhafterweise meist schon in Kontrollbausteinen nach dem I2C-Standard integriert und kann so entsprechend genutzt werden. Der Komparator vergleicht, ob der von der Stromquel- le Idet bereitgestellte Strom den extern angeschlossenen Widerstand Rset treibt, der zum Betrieb der Schaltung nach dem PWM-Schnittstellen-standard benutzt wird, um den Strom einzu¬ stellen . Alternativ können am ersten und zweiten Eingangsknoten Signale gemäß einem PWM-Schnittstellenstandard anliegen. Dazu wird beispielsweise ein PMIC (Power Management Integrated Circuit) benutzt. Pulsweitenmodulierte Datensignale EN liegen dann am zweiten Eingangsknoten an. Der erste Eingangsknoten Inl wird über einen extern angeschlossenen Widerstand Rset auf einem konstanten Signalpegel bzw. auf einer konstanten Spannung EXT gehalten. Dies erfolgt vorzugsweise mit Hilfe einer am An- schluss für eine Versorgungsspannung angeschlossenen Stromquelle Idet, die dazu führt, dass über dem extern angeschlos- senen Widerstand Rset die konstante Spannung Ext abfällt.
Wird über den Detektor diese konstante Spannung Ext gemessen, dann ist der erste Kontrollbaustein I2C inaktiv, weil zu seinem Betrieb sowohl am ersten wie auch am zweiten Eingangsknoten Inl, In2 Signale gemäß dem I2C-Standards anliegen soll- ten. Die entsprechenden PWM-modulierten Eingangssignale EN können hingegen direkt an die Laststromquelle LED oder an ei¬ nen zweiten Kontrollbaustein PWM (nicht gezeigt) weitergeleitet werden. Mit anderen Worten wird die Detektorschaltung entweder in einem I2C-Modus oder einem PWM-Modus betrieben. Dabei gilt, wenn der I2C-Modus aktiv ist, kann die Schaltung nicht im PWM-Modus betrieben werden und umgekehrt. Dabei wird im
PWM-Modus der erste Eingangsknoten Inl als externer Pin benutzt, um die Laststromquelle LED einzustellen. Der erste Eingangsknoten Inl wird dabei beispielsweise benutzt, um die Laststromquelle zum Betreiben von LEDs an- und auszuschalten. Bevorzugt werden dazu am Pin PWM modulierte Signale eines ge- eigneten PWM-Generators verwendet.
Im I2C-Modus hingegen wird der Strom der Laststromquelle nicht über den ersten Eingangsknoten Inl bzw. extern angeschlossenen Widerstand Rset eingestellt. Das Einstellen ge- schieht dann durch Signale nach dem I2C-Standard am ersten und am zweiten Eingangsknoten Inl, In2. Bevorzugt wird zur Signalverarbeitung ein DAC (Digital/Analog-Wandler) verwendet . Die Detektorschaltung erkennt also, ob sie sich im I2C- oder im PWM-Modus befindet. Dies erfolgt beim Start der Schaltung, etwa wenn eine Batterie zur Spannungsversorgung eingelegt wird. Ist der extern angeschlossene Widerstand Rset ange¬ schlossen, wird ein Strom durch die Laststromquelle LED und durch den Widerstand Rset fliessen. Dabei stellt sich eine gewisse Spannung über dem Widerstand Rset ein, welche der Komperator abfragt. Wenn diese Spannung sich nicht einstellt, also der Strom der Laststromquelle durch den Widerstand nicht fliessen kann, weil kein Widerstand Rset extern angeschlossen ist, befindet sich die Detektorschaltung im I2C-Modus.
Vorteilhafterweise ist es möglich, die Detektorschaltung für die Verwendung verschiedener Schnittstellenstandards zu ver- wenden. Dieselbe Detektorschaltung kann so in verschiedenen Produktlinien als gemeinsame Basis eingesetzt werden. Eine bestimmte Verwendung wird dabei extern durch Vorgabe der ex¬ ternen Spannung Ext bzw. des Schnittstellenprotokolls am ers- ten Eingangsknoten Inl bestimmt. Die Detektorschaltung verfügt mit dem ersten und ggf. zweiten Kontrollbaustein I2C, PWM über entsprechende Mittel, die zum Betrieb nach dem je¬ weiligen Schnittstellenprotokoll ausgelegt und über die Ein¬ gangsknoten Inl, In2 konfigurierbar sind. Des Weiteren ist es von Vorteil, dass im PWM-Modus der Strom durch die Laststromquelle LED über den externen Widerstand Rset eingestellt wird und gleichzeitig dazu benutzt wird, zu erkennen, ob die De¬ tektorschaltung im I2C-Modus oder im PWM-Modus betrieben wird .
Mit dem I2C-Standard und dem PWM-Schnittstellenprotokoll (PWM: Pulsweitenmodulation) können Schnittstellen mit unterschiedlichen Produktionskosten auf nur einer Schaltung verwendet werden. Auf diese Weise ist es möglich Leuchtmittel wie LEDs, beispielsweise zur Hintergrundbeleuchtung eines
Displays, zu konfigurieren und zu betreiben. Einem Konstrukteur werden damit zusätzliche Freiheiten an die Hand gegeben, flexibel und auf einer gemeinsamen Basis Produktlinien mit unterschiedlichen Kostenvorgaben zu realisieren.
Figur 2A zeigt die Detektorschaltung gemäß Figur 1 zur Verwendung nach dem I2C-Standard . Mit Hilfe eines angeschlosse¬ nen Generators Host liegen am ersten Eingangsknoten und zweiten Eingangsknoten Datensignale SDA beziehungsweise Taktsig- nale SCL an. Diese werden gemäß des I2C-Standards mit Hilfe einer Spannungsquelle Vdd und den Widerständen Rl und R2 erzeugt. Mit Hilfe der durch den I2C-Standard kodierten Daten wird der erste Kontrollbaustein I2C konfiguriert, in dem er die Datensignale SDA und Taktsignale SCL am ersten und zwei¬ ten Eingangsknoten Inl, In2 abgreift. Entsprechend dieser Konfiguration werden die angeschlossenen Leuchtdioden LED1, LED2, LED3 betrieben.
Figur 2B zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel gemäß Fi¬ gur 1 zum Betrieb der Detektorschaltung nach dem PWM- Schnittstellenstandard . Am zweiten Eingangsknoten In2 ist ein Power Management IC PMIC angeschlossen, der Pulsweiten- modulierte Ausgangsdaten EN generiert, die am zweiten Eingangsknoten In2 anliegen. Der erste Eingangsknoten Inl wird über einen extern angeschlossenen Widerstand Rset auf der konstanten Spannung EXT gehalten. Diese Spannung wird über die Stromquelle Idet erzeugt, die zwischen dem Anschluss für eine Versorgungsspannung Vbat und dem ersten Eingangsknoten Inl gekoppelt ist.
Figur 3 zeigt einen integrierten Schaltkreis nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Die Detektorschaltung umfasst gegenüber der Detektorschaltung gemäß Figur 1 zusätzlich noch eine Ladungspumpe CP, die zwischen dem Anschluss für eine Versor¬ gungsspannung Vbat und der Laststromquelle ILED gekoppelt ist. Darüber hinaus ist zusätzlich zum ersten Kontrollbaustein I2C ein zweiter Kontrollbaustein PWM für die Umsetzung des PWM-Schnittstellenstandards vorgesehen. Des Weiteren ist ein Ausgangsknoten Vout vorgesehen, an dem eine Ausgangsspannung abgreifbar ist. Bezugs zeichenliste
CP Ladungspumpe
EN Datensignal
Ext konstante Spannung
GND Masse
Host Generator
II erste Laststromquelle
12 zweite Laststromquelle
I2C erster Kontrollbaustein
13 dritte Laststromquelle
Idet Stromquelle
ILED LastStromquelle
Inl erster Eingangsknoten
In2 zweiter Eingangsknoten
LED1 erste Leuchtdiode
LED2 zweite Leuchtdiode
LED3 dritte Leuchtdiode
PMIC Power Management IC
PWM zweiter Kontrollbaustein
Rl erster Widerstand
R2 zweiter Widerstand
Rset extern angeschlossener Widerstand
SCL Taktsignal
SDA Datensignal
Vbat Anschluss für eine Versorgungsspannung
Vdd Spannungsquelle
Vout Ausgangsknoten

Claims

Patentansprüche
1. Detektorschaltung umfassend:
- einen Anschluss für eine Spannungsversorgung (Vbat) ,
- einen Anschluss zum Anschließen eines Leuchtmittels (LED) , der mit dem Anschluss für eine Spannungsversorgung (Vbat) und mit einem ersten Kontrollbaustein (I2C) eines ersten Schnittstellenprotokolls und einem zweiten Kontrollbaustein (PWM) eines zweiten Schnittstellenprotokolls verbunden ist,
- einen ersten Eingangsknoten (Inl) und einen zweiten Eingangsknoten (In2), wobei der erste Kontrollbau¬ stein (I2C) mit dem ersten Eingangsknoten (Inl) und dem zweiten Eingangsknoten (In2) und der zweite Kontrollbaustein (PWM) mit dem zweiten Eingangsknoten (In2) verbunden ist, und
- einen Detektor (Det) zum Feststellen eines Schnittstellenstandards, der einerseits mit dem Anschluss für eine Spannungsversorgung (Vbat) und dem ersten Eingangsknoten (Inl), und andererseits mit Masse (GND) gekoppelt ist.
2. Detektorschaltung nach Anspruch 1, bei der der Detektor eine Stromquelle umfasst, die mit dem Anschluss für eine Spannungsversorgung (Vbat) und dem ersten Eingangsknoten (Inl) verbunden ist.
3. Detektorschaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der der Detektor einen Komparator (Comp) umfasst.
4. Detektorschaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der der Detektor ein logisches Gatter (Gate) umfasst. Detektorschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der erste Kontrollbaustein (I2C) zum Betreiben eines Leuchtmittels gemäß einem I2C-Schnittstellenprotokoll und der zweite Kontrollbaustein (PWM) zum Betreiben eines Leuchtmittels gemäß einem PWM- Schnittstellenprotokoll ausgelegt ist.
Detektorschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der am ersten Eingangsknoten (Inl) ein externer Widerstand (Rset) angeschlossen ist.
Detektorschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die zum Treiben eines Leuchtmittels (LED) mindestens eine Last-Stromquelle (ILED) umfasst, die an dem ersten Kon¬ trollbaustein (I2C) oder dem zweiten Kontrollbaustein (PWM) angeschlossen ist.
Detektorschaltung nach Anspruch 6, die zum Treiben eines Leuchtmittels (LED) eine Ladungspumpe (CP) umfasst, die mit dem Anschluss für eine Spannungsversorgung (Vbat) und mit der Last-Stromquelle (ILED) verbunden ist.
Detektorschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die als integrierter Schaltkreis ausgeführt ist.
Verfahren zum Betreiben einer Detektorschaltung umfassend :
- Detektion eines Signals an einem ersten Eingangskno¬ ten (Inl) der Detektorschaltung,
- Versetzen der Detektorschaltung in einen ersten Betriebszustand entsprechend eines ersten Schnittstel¬ lenprotokolls oder Versetzen der Detektorschaltung in einen zweiten Betriebszustand entsprechend eines zweiten Schnittstellenprotokolls in Abhängigkeit des detektierten Signals, und
- Betreiben eines Leuchtmittels entsprechend des ersten Schnittstellenprotokolls oder entsprechend eines zweiten Schnittstellenprotokolls .
11. Verfahren zum Betreiben einer Detektorschaltung nach Anspruch 10, wobei die Detektion des Signals am ersten Eingangsknoten (Inl) durch Bereitstellen eines Stromes am ersten Eingangsknoten (Inl) und Messung einer Spannung über einem Widerstand (Rset) erfolgt.
12. Verfahren zum Betreiben einer Detektorschaltung nach Anspruch 10 oder 11, wobei der erste Betriebszustand zum Betreiben eines Leuchtmittels gemäß einem I2C- Schnittstellenprotokoll und der zweite Betriebszustand zum Betreiben eines Leuchtmittels gemäß einem PWM- Schnittstellenprotokoll ausgelegt sind.
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