DE2613647B2

DE2613647B2 - Ansteuerschaltung

Info

Publication number: DE2613647B2
Application number: DE2613647A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr.-Ing. 7100 Heilbronn Gerstner
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Telefunken Electronic GmbH
Priority date: 1976-03-31
Filing date: 1976-03-31
Publication date: 1981-01-22
Also published as: FR2346934B1; JPS52120700A; DE2613647C3; FR2346934A1; DE2613647A1; US4183021A

Description

Die Erfindung betrifft eine Ansteuerschaltung aus einer Vielzahl von Lumineszenz-Halbleiterdioden nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Schaltung ist aus »Elektronik Industrie« 1/2, 1975, Seite 4, Bild 3, bekannt. Bei dieser Ansteuerschaltung werden zur Ansteuerung von Leuchtdioden 12 Ansteuerleitungen und eine auf Betriebspotential liegende Leitung benötigt.

Derartige Ansteuerschaltungen werden vielfach für Analoganzeigen eingesetzt. Durch die Darstellung eines variablen Leuchtpunktes oder eines veränderlichen Leuchtbandes werden beispielsweise die Geschwindigkeit in Fahrzeugen, der Füllstand in Behältern, der SoIl- und der Ist-Zustand in Regelwarten und die Aussteuerung von Stereogeräten angezeigt. Üblicherweise werden Leuchtdioden aus GaAsP oder aus GaP verwendet. Eine Vielzahl von derartigen Leuchtdioden wird beispielsweise in einer Zeile angeordnet und mit einer Ansteuerschaltung versehen, durch die einzelne Leuchtdioden oder eine variable Reihe von Leuchtdioden zum Leuchten gebracht werden können. Bei einer Veränderung der darzustellenden Information wandert bei diesen bekannten Anzeigeanordnungen entweder ein Leuchtpunkt auf einer Skala oder die Länge eines ίο Leuchtbandes wird verändert. Ein die wiedergebende Information enthaltendes veränderbares Leuchtband kann somit beispielsweise mit einem Thermometer verglichen werden, während ein Leuchtpunkt, der über einen vorgegebenen Skalenbereich wandern kann, mit einem Drehspulinstrument vergleichbar ist. Die Herstellungskosten der beschriebenen Analogleuchtanzeige werden wesentlich ^urch die Zahl der benötigten Aristeuerleitungen bestimmt

Bei einer anderen bekannten Anordnung (FR-PS 22 14 394) wird der Strom aus einer integrierten Ansteuerschaltung den Leuchtdioden einzeln zugeleitet, so daß für die Realisierung einer Leuchtbandzeile aus η Dioden η Ansteuerleitungen und die gemeinsame Masseleitung erforderlich sind. Aus der gleichen Patentschrift ist es auch bekannt, Leuchtdioden in Form einer A/V-Matrix anzusteuern, um somit Ansteuerleitungen einzusparen. Dies führt jedoch bei Leuchtbandanzeige und größeren Matrizen sehr bald zu größeren Strömen in den Ansteuerleitungen.

JO Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ansteuerschaltung anzugeben, mit der sowohl ein veränderbarer Leuchtpunkt als auch eine Leuchtbandzeile verschiedener Länge realisiert werden kann und bei der bei kleiner maximaler Stromaufnahme die Zahl der Ansteuerleitungen verringert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Zwar ist es aus der US-PS 38 73 979 bekannt, verschiedenartiges Licht abstrahlende Dioden antiparallel zu schalten, um zwei unterschiedlich farbige Leuchtanzeigen zu ermöglichen oder eine Mischfarbe zu erzeugen, doch liegt diesem Stand der Technik nicht die Aufgabe zugrunde, Leuchtbänder oder veränderbare Leuchtpunkte mit möglichst wenig Ansteuerleitungen zu realisieren.

In einer Ausführungsform der Erfindung sind nur zwei, ein Kettenpaar bildende Kette vorgesehen.

Bei einer anderen Ausführungsform sind zwei

Kettenpaare mit je 4 Dioden in jeder Kette vorgesehen,

so wobei für die insgesamt 16 Dioden 3 Ansteuerleitungen und die allen Ketten gemeinsame Masseleitung vorgesehen ist. Diese Ansteuerschaltung benötigt also nur halb soviel Ansteuerleitungen wie Leuchtdioden vorhanden sind und zuzüglich eine allen Stromzvveigen gemeinsame Leitung.

Die Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die

F i g. 1 zeigt die Verschaltung von 16 Leuchtdioden. In den

6C Fig.2 und 3 wird dargestellt, wie eine bestimmte Anzahl von Leuchtdioden durch Taktbetrieb angesteuert wird. Schließlich zeigt die

F i g. 4 die Schaltung gemäß F i g. 1, wobei alle Dioden in Form einer Geraden in einer Linie angeordnet sind.
In der Schaltungsanordnung nach der F i g. 1 werden 16 Leuchtdioden so verschaltet und mit Ansteuerleitungen versehen, daß sowohl Einzeldioden als auch beliebige Gruppen von Dioden ansteuerbar sind. Bei

dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um insgesamt 16 Leuchtdioden, die auf 4 Ketten Si, 5?., S₃ und Si aufgeteilt wurden. In jeder Kette befinden sich somit 4 hintereinander geschaltete Dioden gleicher Polaritätsrichtung. Je 2 Ketten, bei denen die Dioden in den beiden Ketten zueinander entgegengesetzte Polaritätsrichtungen aufweisen, werden miteinander verknüpft Diese Kettenpaare sind in der F i g 1 mit P\ und P₂ bezeichnet. Alle Kettenpaare sind mit einer Leitung A verbunden, die die Masseleitung bildet Für jeden Verbindutigspunkt zwischen 2 Dioden ist eine weitere Steuerleitung vorgesehen, die in beiden Ketten eines Kettenpaares zu je einem Verbindungspunkt zwischen 2 Dioden führt Dies bedeutet, daß diese Ansteuerleitungen, die für das Kettenpaar Pi mit den Buchstaben B₁C ι s und D und für das Kettenpaar Pi mit den Buchstaben F, G und H bezeichnet sind, mit den Kathoden von 2 Dioden und mit den Anoden von weiteren 2 Dioden verbunden sind. Jedes Kettenpaar P\ und Pi ist zwischen die Masseleitung A und eine dem jeweiligen Kettenpaar zugeordnete Steuerleitung E bzw. / geschaltet. Die beiden Steuerleitungen E und / sind somit mit je einer Anode einer Diode und der Kathode einer weiteren Diode verbunden. Die Dioden in der F i g. 1 wurden mit Ziffern 1 bis 16 versehen.

An Hand der F i g. 2 wird nun erläutert, wie beispielsweise die Ansteuerleitungen B und E angesteuert werden müssen, damit der optische Eindruck entsteht als ob alle Dioden 1 bis 5 gleichzeitig leuchten. Bei einem Zweitaktbetrieb wird beispielsweise in einem ersten Takt an die Ansteuerleitung E ein positives Potential gelegt, das ausreicht, um die Leuchtdioden 1 bis 4 zur Lichtemission anzuregen. Hierzu ist beispielsweise eine Spannung von 6 Volt erforderlich. Im darauffolgenden zweiten Takt wird an die Ansteuerleitung B ein negatives Potential angelegt, so daß die Leuchtdiode 5 aufleuchtet. Da in diesem Falle nur eine einzige Diode zum Leuchten gebracht werden muß, reicht eine Spannung von 1,5 Volt aus. Diese Taktfolge wird ständig mit einer Frequenz wiederholt, die über der Empfindlichkeitsschwelle des menschlichen Auges liegt. Beispielsweise wird eine Taktfrequenz von 1 bis 10 kHz eingesetzt.

Die Fig.3 zeigt, wie im Taktbetrieb die Schaltung gemäß F i g. 1 so angesteuert wird, daß alle Dioden 1 bis 14 leuchten. Wiederum wird von einem Zweitaktbetrieb Gebrauch gemacht, wobei an die Ansteuerleitungen E und / in einem ersten Takt ein positives Potential von einer Größe angelegt wird, das ausreicht um die Dioden 1 bis 4 und 9 bis 12 zum Leuchten zu bringen. Bei einer üblichen Betriebsspannung von 1,5 Volt pro Diode sind diej wiederum ca. 6 Volt In einem zweiten Takt wird an die Ansteuerleitung E ein negatives Potential gleicher Größe angelegt durch das die Dioden 5 bis 8 zum Leuchten gebracht werden. Gleichzeitig wird an die Ansteuerleitung G gleichfalls ein negatives Potential angelegt durch das die Dioden 13 und 14 zum Leuchten gebracht werden. Das Potential an G ist dabei nur halb so groß wie das Potential an E, da über die Steuerleitung G nur 2 Dioden angesteuert werden müssen.

Die Ansteuerung der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1 kann auch in einem Viertaktbereich erfolgen, wobei dann die Ansteuerleitungen fund /bei positivem Potential in gesonderten Takten und die Ansteuerleitungen G und E bei negativem Potential gleichfalls in gesonderten Takten angesteuert werden.

In der F i g. 4 wurde die Schaltung gemäß F i g. 1 so umgezeichnet, daß alle Leuchtdioden in Form einer Geraden in einer Linie hintereinander angeordnet sind. Diese Anordnung ist beispielsweise für die Realisierung eines Leuchtbandes erforderlich. Bei einer Ansteuerung, wie sie an Hand der F i g. 2 beschriebe.! wurde, ginge das Leuchtband von der Diode 1 aus und würde bei 5 enden; bei einer Ansteuerung gemäß F i g. 3 würde das Leuchtband dagegen bis zur Diode 14 reichen.

Auf die gleiche Weise, wie dies an Hand der Fig.2 und 3 beschrieben wurde, kann jede andere Anzahl von Leuchtdioden zum Leuchten gebracht werden. Es besteht auch die Möglichkeit, aus der Schaltung gemäß F i g. 1 bzw. F i g. 4 eine Gruppe von Dioden herauszugreifen und gesondert anzusteuern. Um beispielsweise die Dioden 9 bis U anzusteuern, würde man an die Ansteuerleitung F Massepotential legen und die Ansteuerleitung / mit einem positiven Potential versehen, das zur Aussteuerung von 3 Dioden ausreicht. Ferner besteht die Möglichkeit, einzelne Dioden anzusteuern, wenn die gewünschte Anzeige durch einen variablen Leuchtpunkt erfolgt. Beispielsweise wird dann zur Ansteuerung der Leuchtdiode 7 zwischen die Ansteuerleitungen C und D eine die Leuchtdiode in Flußrichtung betreibende Spannung angelegt, die ausreicht die Leuchtdiode 7 zur Lichtemission anzuregen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ansteuerschaltung für eine Vielzahl von Lumineszenzhalbleiterdioden, die in mehreren Ketten gleichsinnig geschaltet sind, wobei alle Ketten an einem Ende miteinander verbunden sind und auf einem konstanten Potential liegen und wobei von der Ansteuerschaltung Ansteuerleitungen zu den anderen Endpunkten der Ketten und zumindestens einem Teil der Verbindungspunkte zwischen den Dioden führen, dadurch gekennzeichnet, daß das konstante Potential Massepotential ist, daß je zwei Ketten (Si, S₂ bzw. S₃, £») an ihren anderen Endpunkten miteinander verbunden sind, wobei die Dioden der einen Kette zu den Dioden der anderen Kette gegensinnig geschaltet sind und wobei mindestens ein Teil der mit Ansteueri-iitungen versehenen Verbindungspunkte der einen Kette jeweils mit einem Verbindungspunkt zwischen zwei Dioden der anderen Kette verbunden ist, und daß die Ansteuerleitungen durch die Ansteuerschaltung im Taktbetrieb wahlweise an positives, negatives oder freies Potential gelegt werden.

2. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur zwei, ein Kettenpaar bildende Ketten vorgesehen sind.

3. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kette die gleiche Anzahl von Dioden aufweist.

4. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kettenpaare mit je 4 Dioden in jeder Kette vorgesehen sind und daß für die insgesamt 16 Dioden 8 Ansteuerleitungen und die allen Ketten gemeinsame Masseleitung vorgesehen sind.

5. Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Takt der Ansteuerschaltung alle anzusteuernden Dioden gleicher Polaritätsrichtung in den verschiedenen Ketten an ein erstes Potential gelegt werden und daß durch einen unmittelbar nachfolgenden Takt alle anzusteuernden Dioden entgegengesetzter Polaritätsrichtung an ein dem ersten Potential entgegengesetzt gerichtetes Potential angeschlossen werden.

6. Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentiale der Ansteuerschaltung so gewählt werden, daß entweder einzelne oder hintereinander liegende Dioden angeregt werden.