187159. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés LED-kijelzők változó szegmensáramnál történő fényerőszabályozására
1 187 159 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés LED- kijelzők változó szegmensáramnál történő fényerőszabályozására, amely kapcsolási elrendezésben a LED-kijelzők közösített pontja tápfeszültségre van kötve, a LED-kijelzők nem közösített pontjaira ellenállásokon keresztül meghajtó fokozat kimenetei csatlakoznak, míg a meghajtó fokozat engedélyező bemenetére olyan változtatható kitöltési tényezőjű négyszögjel generátor van kötve, amely négyszögjel generátor vezérlő bemenetére kezelőszerv csatlakozik. Ismeretesek olyan kapcsolási elrendezések, melyek előnyösen alkalmazhatók LED-kijelzők fényerőszabályozására. A legelterjedtebben használt megoldásban a meghajtó áramkörökön keresztül villogtatják a kijelzőket változtatható kitöltési tényezővel. A fényerő az ily módon létrejött átlagárammal együtt nő vagy csökken. Széles tápfeszültségtartományban ez az egyszerű módszer nem használható eredményesen, mivel a beállított fényerő nem csak a kitöltési tényező, hanem a pillanatnyi tápfeszültség függvényében is változik. A beállított fényerő tehát folyamatos utánállítást követel. Ismeretesek továbbá olyan megoldások is, amelyek a fényerőszabályozást impulzus szélesség modulációval biztosítják. Ilyen megoldást ismertet pl. az US-PS 4 156 166 1. sz. leírás is, ahol az alapjelet egy AC generátor állítja elő. Ez a jel egy komparátort vezérel, amelynek a küszöbfeszültsége a hibaerősítő kimenő jele. A komparátor egy kapcsolót vezérel, és a kapcsoló hajtja meg a kijelző lámpát (ami a leírásban izzólámpa). A hiba erősítő a lámpán lévő feszültséget összehasonlítja egy referenciafeszültséggel és az így kialakított szabályzókor a lámpán lévő átjagfeszültséget tartja állandó értékben. Ez a rendszer bonyolult és ennek következtében nem gazdaságos. Egy másik ismert megoldás, amelyet a DE-OS 27 49 767 sz. leírás ismertet, ugyancsak szélességmoduláción alapszik, és a fényerő szabályozásához referenciakijelzőt, fényérzékelő elemet és hibajelerősítőt alkalmaz. Ehhez a rendszerhez is szükséges egy AC alapjel, amelyet egy külön jelgenerátor állít elő. A komparátorok a bejövő jelet és a jelgenerátor jelét hasonlítják össze, és a jelgenerátor kimeneti DC átlagfeszültségét tudják változtatni a hibajelerősítő kimenő jelével. A rendszer rendkívül bonyolult és alapvető hátránya a dinamikatartomány korlátozottsága. A tápfeszültség stabilizálása nagyobb kijelző esetén nem mindig engedhető meg, vagy a nagy disszipáció, vagy a nagy zavarszint (kapcsoló üzemű tápegység) miatt. A találmány célja olyan megoldás biztosítása, amely megtartja a kapcsolgatásos fényerőszabályozás előnyös tulajdonságait, de mentes annak tápfeszültség-függésétől. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy a feszültségingadozás hátrányos következményei kiküszöbölhetők, ha a feszültségváltozás hatását a kitöltési tényező változtatásával automatikusan kompenzáljuk, azaz a kitöltési tényezőt úgy változtatjuk, hogy ezzel a feszültségváltozás hatását kiküszöböljük. A találmánynak az a lényege, hogy a négyszögjel generátornak olyan másik vezérlő bemenete van, amely másik vezérlő bemenetre a tápfeszültségforrás és a LED-kijelzők közösített pontja van kötve. 5 A találmányt részletesebben az ábrákon bemutatott kiviteli példák segítségével ismertetjük, az 7. ábrán a találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy kiviteli példájának tömbvázlata látható, a 2. ábrán a találmány szerinti kapcsolási elren- 10 dezés négyszögjel generátorának és kezelőszervének egy kiviteli példáját szemléltetjük; Az 1. ábrán látható tömbvázlat szerint egy változtatható kitöltésű tényezőjű 1 négyszögjel generátor vezérlő bemenetére 2 kezelőszerv csatlakozik. 5 Az 1 négyszögjel generátornak van egy másik vezérlő bemenete is, amely másik vezérlő bemenetre U tápfeszültségforrás és 3 LED-kijelzők közösített pontja van kötve. A 3 LED-kijelzők nem közösített pontjaira R ellenállásokon keresztül 4 meghajtó fokozat csatlakozik, amely 4 meghajtó fokozat engedélyező bemenetére az 1 négyszögjel generátor ki menete van kötve. A 2. ábrán látható kiviteli példában az 1 négyszögjel generátor vezérelhető kitöltési tényezőjű a 25 stabil mutivibrátor. Az astabil multivibrátorban olyan 5 Schmitt-trigger van, amely 5 Schmitt-trigger kimenete K vezérelhető kapcsoló vezérlő bemenetére és a 4 meghajtó fokozat engedélyező bemenetére van kötve. Az 5 Schmitt-trigger bemenetére 30 C kondenzátor egyik fegyverzete, valamint a 2 kezelőszerv csatlakozik. A 2 kezelőszerv a példában R, változtatható ellenállás, amely R2 változtatható ellenállás másik kivezetése U, stabil feszültségű feszültségforrásra van kötve. A C kondenzátor egyik 3ö fegyverzete U0feszültségforrás egyik kapcsára, mig az UQ feszültségforrás másik kapcsa a K vezérelhető kapcsolón keresztül R2 ellenállásra csatlakozik. Az R2 ellenállás másik kivezetése az U tápfeszültség ségforrás és a 3 LED-kijelzők közelített pontjára van kötve. A C kondenzátor másik fegyverzete a közös pontra csatlakozik pl. földelve van. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés - a 2. ábrán végigkísérve - a következő módon működik : Az 5 Schmitt-trigger billenési szintjei nulla közeb lében vannak és hiszterézise kicsi. Ekkor az astabil multivibrátor működése közben az 5 Schmitt-trigger bemenete a nulla szint közelében marad és így megengedhetők bizonyos elhanyagolások. Az astabil multivibrátor működésének feltétele, hogy a bekapcsolt R2 ellenálláson átfolyó áram az R3 ellenálláson átfolyó áramnál nagyobb legyen. A C kondenzátorból T periódusidő alatt T ■ — ..... , 55 töltés távozik R, ellenálláson keresztül. Ugyanezt a töltést th idő alatt (amíg a kimenet H szinten van) pótolja az R2 ellenálláson folyó U~Un R, 60 így T ■ V, R. C ü0 , , ... lH —, ebből —:; aram. R2U, Rí T R, • (U- U0) A működő 3 LED-kijelzők nyitófeszültsége megegyezik az astabil multivibrátorban található U0 feszültségforrás feszültségével. Egy bekapcsolt 2
