BRPI0809846B1

BRPI0809846B1 - CONTROL FOR A CHAIN OF LIGHT-EMITTING LEDS ARRANGED IN SERIES, SYSTEM, BACKLIGHT UNIT FOR A DISPLAY PANEL AND DISPLAY APPARATUS

Info

Publication number: BRPI0809846B1
Application number: BRPI0809846-8A
Authority: BR
Inventors: Henricus M. Peeters; Roel Van Woudenberg; Petrus J. Bremer
Original assignee: Signify Holding B.V
Priority date: 2007-04-02
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2024-06-11

Abstract

COMANDO PARA UMA CADEIA DE DIODOS EMISSORES DE LUZ ARRANJADOS EM SÉRIE, SISTEMA, E, APARELHO DE EXIBIÇÃO. A presente invenção relaciona-se a um comando para uma cadeia (STi) de diodos emissores de luz arranjados em série (D1i, D2i, D3i) do quais pelo menos dois emitem luz possuindo espectros diferentes. O comando compreende uma fonte de alimentação principal (PAi) que possui saídas acopladas através da cadeia (STi) para fornecer uma corrente principal (IAi) à cadeia (STi). Uma fonte de alimentação secundária (PBi) é acoplada a pelo menos uma das junções (J1i) entre diodos emissores de luz sucessivos (D1i, D2i) na cadeia (STi) para fornecer ou retirar uma corrente delta (IBi) da junção (J1i). Um controlador (CO) controla a fonte de alimentação secundária (PBi) para gerar a corrente delta (IBi) para obter uma composição espectral desejada da luz misturada emitida pela cadeia (STi).COMMAND FOR A CHAIN OF LIGHT-EMITTING DIODES ARRANGED IN SERIES, SYSTEM, AND DISPLAY APPARATUS. The present invention relates to a control for a chain (STi) of light-emitting diodes arranged in series (D1i, D2i, D3i) of which at least two emit light having different spectra. The control comprises a main power supply (PAi) that has outputs coupled across the chain (STi) to supply a main current (IAi) to the chain (STi). A secondary power supply (PBi) is coupled to at least one of the junctions (J1i) between successive light-emitting diodes (D1i, D2i) in the chain (STi) to supply or withdraw a delta current (IBi) from the junction (J1i) . A controller (CO) controls the secondary power supply (PBi) to generate delta current (IBi) to obtain a desired spectral composition of the mixed light emitted by the chain (STi).

Description

FIELD OF INVENTION

A invenção relaciona-se a um comando para uma cadeia de diodos emissores de luz arranjados em série, a um sistema de um comando e à cadeia de diodos emissores de luz, a uma unidade de luz de fundo para iluminar um painel de exibição, a um sistema compreendendo a unidade de luz de fundo e o painel de exibição, e a um aparelho de exibição compreendendo a unidade de luz de fundo e o painel de exibição.The invention relates to a control for a string of light-emitting diodes arranged in series, to a system of a command and string of light-emitting diodes, to a backlight unit for illuminating a display panel, to a a system comprising the backlight unit and the display panel, and a display apparatus comprising the backlight unit and the display panel.

BASICS OF THE INVENTION

WO 02/076150 A1 descreve um aparelho que controla fontes de luz múltiplas cuja luz é misturada para obter luz de uma determinada cor. Um processador compara a quantidade de luz detectada de cada uma das fontes de luz com uma quantidade desejada e controla os comandos das fontes de luz de tal modo que as fontes de luz produzem o nível de luz desejado. As fontes de luz são três cadeias de diodos emissores de luz vermelho, azul e verde (adicionalmente também referidos como LEDs) respectivamente. Cada cadeia de LEDs é acionada por uma fonte de alimentação chaveada separada (adicionalmente também referida como SMPS). A cor da luz misturada é controlada, controlando a potência fornecida pelas três SMPSs. Em uma realização, uma SMPS comum é arranjada diante de três SMPSs que controlam as cadeias de LEDs diferentemente coloridas. É uma desvantagem dos aparelhos da técnica anterior que são requeridas três SMPSs para ser capaz de acionar as cadeias de LEDs diferentemente coloridas, de tal modo que seu ponto de cor possa ser controlado. US2005/024022 descreve um comando para LEDs RGB conectados em série. Uma corrente principal é gerada por um conversor segue-se a página 1a la reforçador conectado aos pontos de extremidade das séries de LEDs. Cada LED tem uma chave acoplada em paralelo ao LED, e cada chave é controlada para desviar a corrente por um sinal de pulso usando modulação de largura de pulso para controlar a intensidade do respectivo LED.WO 02/076150 A1 describes an apparatus that controls multiple light sources whose light is mixed to obtain light of a certain color. A processor compares the amount of light detected from each of the light sources with a desired amount and controls the light source commands such that the light sources produce the desired level of light. The light sources are three strings of red, blue and green light-emitting diodes (additionally also referred to as LEDs) respectively. Each LED string is driven by a separate switching power supply (additionally also referred to as SMPS). The color of the mixed light is controlled by controlling the power delivered by the three SMPSs. In one embodiment, a common SMPS is arranged in front of three SMPSs that control differently colored LED strings. It is a disadvantage of prior art apparatus that three SMPSs are required to be able to drive the differently colored LED strings, such that their color point can be controlled. US2005/024022 describes a command for RGB LEDs connected in series. A main current is generated by a converter followed by page 1a la booster connected to the end points of the LED arrays. Each LED has a switch coupled in parallel to the LED, and each switch is controlled to divert current by a pulse signal using pulse width modulation to control the intensity of the respective LED.

US2006/0221636 descreve um comando para LEDs conectados em série. A série conecta um número de LEDs da mesma cor. O documento focaliza em irregularidades ocorrendo na vizinhança do quadro de imagem, que estão inerentemente presentes quando uma seqüência de extremidades de LEDs R, G e B separadamente localizados com uma ou mais ditas cores, e propósitos para ajustar a intensidade de tais LEDs no limite do quadro durante a fabricação.US2006/0221636 describes a command for LEDs connected in series. The series connects a number of LEDs of the same color. The document focuses on irregularities occurring in the vicinity of the image frame, which are inherently present when a sequence of separately located R, G and B LEDs ends with one or more said colors, and purposes for adjusting the intensity of such LEDs at the boundary of the image frame. frame during manufacturing.

SUMMARY OF THE INVENTION

E um objetivo da invenção minimizar o número de fontes de alimentação principais requeridas para controlar os diferentes LEDs 15 coloridos, sendo ainda capaz de ajustar a composição espectral da luz segue-se a página 2 misturada resultante.It is an object of the invention to minimize the number of main power supplies required to control the different colored LEDs 15, while still being able to adjust the spectral composition of the resulting mixed light.

Um primeiro aspecto da invenção provê um comando para uma cadeia de diodos emissores de luz arranjados em série, conforme reivindicado na reivindicação 1. Um segundo aspecto da invenção provê um sistema de um comando e a cadeia de diodos emissores de luz conforme reivindicado na reivindicação 6. Um terceiro aspecto da invenção provê uma unidade de luz de fundo para iluminar um painel de exibição, conforme reivindicado na reivindicação 9. Um quarto aspecto da invenção provê um sistema compreendendo a unidade de luz de fundo e o painel de exibição, conforme reivindicado na reivindicação 10. Um quinto aspecto da invenção provê um aparelho de exibição de acordo com o reivindicado na reivindicação 11. Realizações vantajosas são definidas nas reivindicações dependentes.A first aspect of the invention provides a control for a chain of light-emitting diodes arranged in series as claimed in claim 1. A second aspect of the invention provides a system of a control and the chain of light-emitting diodes as claimed in claim 6 A third aspect of the invention provides a backlight unit for illuminating a display panel as claimed in claim 9. A fourth aspect of the invention provides a system comprising the backlight unit and the display panel as claimed in. claim 10. A fifth aspect of the invention provides a display apparatus as claimed in claim 11. Advantageous embodiments are defined in the dependent claims.

Um comando de acordo com o primeiro aspecto da invenção controla uma cadeia de LEDs arranjados em série. Pelo menos dois LEDs da cadeia emitem luz apresentando espectros diferentes. Por exemplo, a cadeia pode ter dois LEDs dos quais um LED emite luz vermelha, enquanto o outro LED emite luz azul. LEDs podem também ser referidos por sua cor, então com um LED vermelho é indicado um LED que emite luz vermelha. A cadeia pode ter pelo menos duas sub cadeias de LEDs, os LEDs de cada uma das sub cadeias possuindo a mesma cor ou espectro. Por exemplo, a cadeia pode ter um arranjo série de 2 LEDs vermelhos e 4 LEDs azuis. Altemativamente, a cadeia pode ter 3 tipos de LEDs que emitem luz azul, vermelha e verde. Com tal cadeia é possível produzir luz branca. Altemativamente, a cadeia pode compreender mais de 3 tipos de LEDs, tal como é usual em visores de escala ampla. O comando compreende uma fonte de alimentação principal que tem saídas acopladas através da cadeia de LEDs, para suprir uma corrente principal à cadeia. Uma fonte de alimentação secundária é acoplada a pelo menos uma das junções entre LEDs sucessivos, na cadeia, para fornecer ou retirar uma corrente delta da junção. Um controlador controla a fonte de alimentação secundária para gerar um valor da corrente delta de tal modo que é obtida uma composição espectral pré-determinada da luz misturada emitida pela cadeia. A corrente delta é selecionada para ser menor que a corrente principal. Conseqüentemente, a maior parte da corrente através dos LEDs arranjados em série é fornecida pela fonte de alimentação principal. A fonte de alimentação secundária fornece a menor corrente delta e então é capaz de gerar diferenças entre as correntes através dos LEDs coloridos diferentemente. Então, em contraste com a técnica anterior, onde para cada cadeia de LEDs coloridos diferentemente, é requerida uma fonte de alimentação principal, na presente invenção somente uma única fonte de alimentação principal é requerida para os LEDs possuindo cores diferentes (ou mais geralmente: emitindo luz possuindo espectros diferentes). Todavia, ainda o espectro da luz pode ser variado ou mantido constante ao longo do tempo, de tal modo que uma composição espectral desejada da luz misturada é obtida, controlando a corrente fornecida ou retirada pela fonte de alimentação secundária relativamente pequena.A control according to the first aspect of the invention controls a chain of LEDs arranged in series. At least two LEDs in the chain emit light with different spectrums. For example, the string may have two LEDs of which one LED emits red light while the other LED emits blue light. LEDs can also be referred to by their color, so a red LED indicates an LED that emits red light. The string may have at least two substrings of LEDs, the LEDs of each of the substrings having the same color or spectrum. For example, the string may have a series arrangement of 2 red LEDs and 4 blue LEDs. Alternatively, the chain can have 3 types of LEDs that emit blue, red and green light. With such a chain it is possible to produce white light. Alternatively, the chain may comprise more than 3 types of LEDs, as is usual in large-scale displays. The control comprises a main power supply that has outputs coupled through the LED chain, to supply a main current to the chain. A secondary power supply is coupled to at least one of the junctions between successive LEDs in the chain to supply or withdraw a delta current from the junction. A controller controls the secondary power supply to generate a delta current value such that a predetermined spectral composition of the mixed light emitted by the string is obtained. The delta current is selected to be smaller than the main current. Consequently, most of the current through series-arranged LEDs is supplied by the main power supply. The secondary power supply provides the lowest delta current and is then able to generate differences between the currents through the differently colored LEDs. So, in contrast to the prior art, where for each string of differently colored LEDs, a main power supply is required, in the present invention only a single main power supply is required for LEDs having different colors (or more generally: emitting light having different spectra). However, the spectrum of the light can still be varied or kept constant over time, such that a desired spectral composition of the mixed light is obtained by controlling the current supplied or withdrawn by the relatively small secondary power supply.

A fonte de alimentação principal, que provê uma corrente base através dos LEDs da cadeia, é capaz de controlar o nível de luz global, enquanto as fontes de alimentação secundárias são capazes de controlar a composição espectral da luz emitida pela cadeia.The main power supply, which provides a base current through the string's LEDs, is capable of controlling the overall light level, while the secondary power supplies are capable of controlling the spectral composition of the light emitted by the string.

Em uma realização, a fonte de alimentação principal compreende ou é uma SMPS. Conseqüentemente, a maior parte da corrente através dos LEDs é gerada com alta eficiência. As desvantagens de tal SMPS, que é volumosa, dispendiosa, lenta e apresenta ondulação na tensão de saída, são minimizadas pelas fontes de alimentação secundárias. As fontes de alimentação secundárias, que podem ser fontes de alimentação lineares, necessitam fornecer uma potência relativamente pequena, podem ser baratas, rápidas e podem compensar a ondulação da SMPS.In one embodiment, the main power supply comprises or is an SMPS. Consequently, most of the current through the LEDs is generated with high efficiency. The disadvantages of such an SMPS, which is bulky, expensive, slow and has output voltage ripple, are minimized by secondary power supplies. Secondary power supplies, which can be linear power supplies, need to provide relatively small power, can be cheap, fast, and can compensate for SMPS ripple.

Em uma realização, o comando compreende adicionalmente um resistor de sensoreamento arranjado em série com a cadeia e um comparador que compara uma tensão sensoreada através do resistor de sensoreamento com uma tensão de referência. O sinal de saída de comparador é usado para obter um sinal de controle para controlar uma chave principal da SMPS, de tal modo que a corrente principal é estabilizada em um nível pré- determinado. O nível pré-determinado depende da diferença das correntes através de LEDs coloridos diferentemente, porque somente a corrente comum pode ser fornecida pela SMPS.In one embodiment, the control further comprises a sensing resistor arranged in series with the chain and a comparator that compares a voltage sensed across the sensing resistor with a reference voltage. The comparator output signal is used to obtain a control signal to control a main switch of the SMPS, such that the main current is stabilized at a predetermined level. The predetermined level depends on the difference in currents through differently colored LEDs, because only common current can be supplied by the SMPS.

Em uma realização, a fonte de alimentação secundária compreende uma fonte de alimentação linear controlável. Como a corrente fornecida ou drenada pela fonte de alimentação secundária é muito menor que a corrente fornecida pela primeira fonte de alimentação, a baixa eficiência da fonte de alimentação linear não é um problema. O uso de uma fonte de alimentação linear tem a vantagem de que uma primeira e bem definida variação da corrente fornecida é possível. Adicionalmente, a ondulação de uma fonte de alimentação linear é muito mais baixa que a de uma SMPS. Então, o uso da fonte de alimentação linear tem a vantagem de que o controle da composição espectral, que é predominantemente determinado pela diferença de correntes através de LEDs coloridos diferentes, pode ser controlada muito precisamente.In one embodiment, the secondary power supply comprises a controllable linear power supply. Since the current supplied or drawn by the secondary power supply is much smaller than the current supplied by the first power supply, the low efficiency of the linear power supply is not a problem. The use of a linear power supply has the advantage that a first, well-defined variation of the supplied current is possible. Additionally, the ripple of a linear power supply is much lower than that of an SMPS. So, the use of the linear power supply has the advantage that the control of the spectral composition, which is predominantly determined by the difference in currents through different colored LEDs, can be controlled very precisely.

Em uma realização, a fonte de alimentação linear compreende uma fonte de corrente controlável. Tal fonte de corrente pode ser implementada em um circuito integrado, por um espelho de corrente.In one embodiment, the linear power supply comprises a controllable current source. Such a current source can be implemented in an integrated circuit, by a current mirror.

Em uma realização, a cadeia compreende pelo menos três LEDs coloridos diferentemente para cobrir uma escala de cor incluindo luz branca. O controlador controla a fonte de alimentação secundária para modificar a corrente delta para obter um ponto de cor branco pré- determinado. Para ter liberdade completa ao controlar o ponto de cor branca, a relação das três correntes através de todos os três LEDs coloridos diferentemente deveria ser controlável. Portanto, uma fonte de alimentação secundária adicional foi adicionada, a qual está conectada a uma outra junção além da junção já mencionada. Como somente um ponto branco deve ser variado ou mantido constante, a corrente gerada pelas fontes de alimentação secundárias pode ser muito menor que a corrente através da fonte de alimentação principal.In one embodiment, the string comprises at least three differently colored LEDs to cover a color range including white light. The controller controls the secondary power supply to modify the delta current to obtain a predetermined white color point. To have complete freedom in controlling the white color spot, the ratio of the three currents through all three differently colored LEDs should be controllable. Therefore, an additional secondary power supply has been added, which is connected to a junction other than the junction already mentioned. Since only one white point must be varied or kept constant, the current generated by the secondary power supplies can be much smaller than the current through the main power supply.

Em uma realização, o sistema compreende adicionalmente uma cadeia adicional de diodos emissores de luz arranjados em série dos quais pelo menos dois emitem luz apresentando espectros diferentes. Uma fonte de alimentação principal adicional tem saídas acopladas através da cadeia principal, para fornecer uma corrente principal adicional à cadeia adicional. Uma fonte de alimentação secundária adicional é acoplada a pelo menos uma das junções entre diodos emissores de luz sucessivos na cadeia adicional, para fornecer ou retirar uma corrente delta adicional da junção. A corrente delta adicional é pelo menos 10 vezes menor que a corrente principal adicional. O controlador também controla a fonte de alimentação secundária adicional para modificar a corrente delta adicional para obter uma composição espectral pré-determinada e a luz misturada emitida pela cadeia adicional. Então, para cada cadeia, somente uma fonte de alimentação principal é requerida ao invés de três fontes de alimentação principais. Especialmente se muitas cadeias estão presentes, o sistema de fonte de alimentação de acordo com esta realização da presente invenção é muito mais simples. Por exemplo, se 300 (100 para cada cor) cadeias de LEDs arranjados em série estão presentes em uma luz de fundo da técnica anterior para um LCD, também 300 SMPSs relativamente grandes, controláveis, são requeridas. Na realização de acordo com presente invenção, somente 100 fontes de alimentação principais relativamente grandes são requeridas e 200 fontes de alimentação secundárias relativamente pequenas.In one embodiment, the system further comprises an additional chain of light-emitting diodes arranged in series of which at least two emit light having different spectra. An additional main power supply has outputs coupled across the main chain to supply additional main current to the additional chain. An additional secondary power supply is coupled to at least one of the junctions between successive light-emitting diodes in the additional chain, to supply or withdraw an additional delta current from the junction. The additional delta current is at least 10 times smaller than the additional main current. The controller also controls the additional secondary power supply to modify the additional delta current to obtain a predetermined spectral composition and mixed light emitted by the additional chain. So, for each chain, only one main power supply is required instead of three main power supplies. Especially if many chains are present, the power supply system according to this embodiment of the present invention is much simpler. For example, if 300 (100 for each color) strings of LEDs arranged in series are present in a prior art backlight for an LCD, also 300 relatively large, controllable SMPSs are required. In carrying out the present invention, only 100 relatively large main power supplies and 200 relatively small secondary power supplies are required.

A presente invenção pode ser implementada vantajosamente em uma unidade de luz de fundo para iluminar um painel de exibição, tal como .por exemplo, um LCD (Visor de Cristal Líquido). Tal combinação de unidade de luz de fundo e painel de exibição pode ser implementada em um aparelho de exibição.The present invention can be advantageously implemented in a backlight unit for illuminating a display panel, such as, for example, an LCD (Liquid Crystal Display). Such a combination of backlight unit and display panel can be implemented in a display apparatus.

Estes e outros aspectos da invenção são aparentes e serão elucidados com referência às realizações posteriormente descritas.These and other aspects of the invention are apparent and will be elucidated with reference to the embodiments described below.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Nos desenhos:In the drawings:

Figura 1 mostra esquematicamente um diagrama em blocos de uma unidade de luz de fundo que compreende diversas cadeias de LEDs e diversas fontes de alimentação acionando as cadeias,Figure 1 schematically shows a block diagram of a backlight unit comprising several strings of LEDs and several power supplies driving the strings,

Figura 2 mostra esquematicamente uma unidade de luz de fundo na qual uma cadeia de três LEDs é controlada por uma fonte de alimentação chaveada e duas fontes de corrente, eFigure 2 schematically shows a backlight unit in which a string of three LEDs is controlled by a switching power supply and two current sources, and

Figura 3 mostra esquematicamente um aparelho de exibição com uma unidade de luz de fundo.Figure 3 schematically shows a display apparatus with a backlight unit.

Deveria ser notado que itens que possuem os mesmos números de referência nas diferentes figuras, possuem as mesmas características estruturais e as mesmas funções, ou são os mesmos sinais. Onde a função e/ou estrutura de tal item foi explicada, não há necessidade de explicação repetida desta na descrição detalhada.It should be noted that items that have the same reference numbers in different figures have the same structural characteristics and the same functions, or are the same signs. Where the function and/or structure of such an item has been explained, there is no need for repeated explanation of this in the detailed description.

DETAILED DESCRIPTION

Figura 1 mostra esquematicamente um diagrama em blocos de uma unidade de luz de fundo que compreende diversas cadeias de LEDs e diversas fontes de alimentação controlando as cadeias. Cada uma das cadeias STi compreende, a título de exemplo, 3 LEDs coloridos diferentemente D li, D2i, D3i. A primeira cadeia STI compreende um arranjo em série de três LEDs Dl 1, D12, D13, a i-ésima cadeia STi compreende um arranjo em série de três LEDs Dli, D2i, D3i e a n-ésima cadeia STn compreende um arranjo em série de três LEDs D In, D2n, D3n. A seguir, os índices 1 a n são usados para indicar um particular dos n itens. Entretanto, o índice i é também usado para indicar o item em geral. Então: “os LEDs Dli” significa os LEDs Dl 1 a Dln em geral, ou diferentemente, “o LED Dli” significa um arbitrário dentre os LEDs Dll aDlne“o LED D11” significa o LED Dll particular. Três fontes de alimentação PAi, PBi, PCi estão associadas a cada uma das cadeias STi. A fonte de alimentação principal PAi é arranjada em série com a cadeia STi e gera uma corrente principal IAi através do LED D3i. A fonte de alimentação secundária PBi é conectada à junção Jli entre os LEDs Dli e D2i, e a fonte de alimentação secundária PCi é conectada à junção J2i entre os LEDs D2i e D3i. Um controlador CO recebe informação de controle Cl e é conectado a respectivas entradas de controle das fontes de alimentação secundárias PBi e PCi. A informação de controle Cl pode indicar uma cor (ou espectro) desejada da luz emitida pela cadeia completa STi. O controlador CO controla as correntes IBi, ICi fornecidas ou retiradas das junções Jli e J2i, respectivamente, de tal modo que o espectro desejado é obtido. A corrente através do LED D2i é a soma da corrente principal IAi e da corrente ICi e a corrente através do LED Dli é a soma da corrente principal IAi e das correntes ICi e IBi. O controlador CO pode também controlar a corrente principal IAi da fonte de alimentação principal PAi.Figure 1 schematically shows a block diagram of a backlight unit comprising several strings of LEDs and several power supplies controlling the strings. Each of the STi chains comprises, by way of example, 3 differently colored LEDs D li, D2i, D3i. The first STI chain comprises a series arrangement of three LEDs Dl 1, D12, D13, the ith STi chain comprises a series arrangement of three LEDs Dli, D2i, D3i and the nth STn chain comprises a series arrangement of three LEDs D In, D2n, D3n. In the following, the subscripts 1 to n are used to indicate a particular of the n items. However, the index i is also used to indicate the item in general. So: “the Dli LEDs” means the Dl 1 to Dln LEDs in general, or differently, “the Dli LED” means an arbitrary one of the Dll aDlne LEDs and “the D11 LED” means the particular Dll LED. Three power supplies PAi, PBi, PCi are associated with each of the STi chains. The PAi main power supply is arranged in series with the STi chain and generates a main current IAi through the D3i LED. The PBi secondary power supply is connected to the Jli junction between the Dli and D2i LEDs, and the PCi secondary power supply is connected to the J2i junction between the D2i and D3i LEDs. A CO controller receives control information Cl and is connected to respective control inputs of the PBi and PCi secondary power supplies. The Cl control information may indicate a desired color (or spectrum) of the light emitted by the complete STi chain. The CO controller controls the currents IBi, ICi supplied or withdrawn from junctions Jli and J2i, respectively, such that the desired spectrum is obtained. The current through the LED D2i is the sum of the main current IAi and the current ICi and the current through the LED Dli is the sum of the main current IAi and the currents ICi and IBi. The CO controller can also control the main current IAi from the main power supply PAi.

Então, a maior parte da corrente (IAi) através da cadeia STi é fornecida pela fonte de alimentação principal PAi. As fontes de alimentação secundárias PBi e PCi necessitam apenas gerar as correntes delta IBi e ICi para habilitar controle do espectro de luz emitido pela cadeia STi. Limitando a quantidade de corrente IBi, ICi gerada pelas fontes de alimentação secundárias PBi, PCi, respectivamente, estas fontes de alimentação secundárias PBi, PCi podem ser relativamente pequenas e baratas. Entretanto, ainda, o espectro da luz misturada de uma cadeia particular STi pode ser controlado ou mantido constante ao longo do tempo. Por exemplo, as fontes de alimentação secundárias necessitam ser controladas em uma faixa limitada, somente para compensar quanto ao envelhecimento ou efeitos de temperatura e para manter o espectro da luz misturada substancialmente constante.So most of the current (IAi) through the STi chain is supplied by the main power supply PAi. The secondary power supplies PBi and PCi only need to generate the delta currents IBi and ICi to enable control of the light spectrum emitted by the STi chain. By limiting the amount of current IBi, ICi generated by PBi, PCi secondary power supplies respectively, these PBi, PCi secondary power supplies can be relatively small and cheap. However, the mixed light spectrum of a particular STi chain can still be controlled or kept constant over time. For example, secondary power supplies need to be controlled over a limited range, only to compensate for aging or temperature effects and to keep the mixed light spectrum substantially constant.

A fonte de alimentação principal PAi, e as fontes de alimentação secundárias PBi, PCi são alimentadas a partir de uma tensão principal VM que pode ser uma tensão da rede retificada ou qualquer outra tensão DC ou AC. Figura 2 mostra esquematicamente uma unidade de luz de fundo na qual uma cadeia de três LEDs é controlada por uma fonte de alimentação chaveada e duas fontes de corrente. A cadeia STi compreende três LEDs D li, D2i, D3i que são arranjados em série. Pelo menos dos três LEDs D li, D2i, D3i emitem diferentes espectros e possuem cores diferentes. A fonte de alimentação principal PAi é uma SMPS e agora fornece a corrente principal IAi ao diodo Dli da cadeia STi. Um resistor de sensoreamento RSi é arranjado em série com o diodo D3i da cadeia STi para sensorear a corrente através do diodo D3i. A SMPS PAi é, somente a título de exemplo, um conversor redutor de tensão que compreende uma chave principal SMSi que é arranjada para conectar intermitentemente a cadeia STi à tensão principal VM. O conversor redutor de tensão PAi compreende adicionalmente um indutor L que é arranjado entre a terra e a junção na qual a chave principal SMSi é conectada à cadeia STi. A SMPS PAi compreende adicionalmente um controlador SMCi que recebe a tensão sensoreada VSi através do resistor de sensoreamento RSi. O controlador SMCi compara a tensão sensoreada VSi com uma referência VRi e gera um sinal de controle CS li. O sinal de controle CSli é fornecido a uma entrada de controle da chave principal SMSi, para controlar períodos ligado e/ou desligado da chave principal SMSi para estabilizar a tensão sensoreada VSi e deste modo a corrente através do LED D3i. Altemativamente, ao invés de um conversor redutor de tensão, qualquer outra topologia SMPS pode ser usada, tal como por exemplo, um conversor redutor de tensão-reforçador, um conversor reforçador, um conversor redutor de tensão, um conversor ressonante ou um conversor de flyback. As fontes de alimentação secundárias PBi e PCi são formadas por espelhos de corrente TR11, TR21, RI e TR12, TR22, R2, respectivamente. Os espelhos de corrente são conectados às junções Jli e J2i, respectivamente. A junção Jli é a junção entre os LEDs D li, D2i. A junção J2i é a junção entre os LEDs D2i e D3i. O espelho de corrente PBi compreende uma entrada para receber uma tensão de controle VI do controlador CO. Esta tensão de controle VI é fornecida ao resistor RI cuja outra extremidade está conectada à base/coletor de um transistor conectado por diodo TR21 que, juntamente com o transistor TRI 1 forma o espelho de corrente. Então, a corrente através do resistor RI é refletida pelo transistor TRI 1 para obter a corrente IBi que é retirada da junção Jli. O espelho de corrente PCi compreende uma entrada para receber uma tensão de controle V2 do controlador CO. Esta tensão de controle V2 é fornecida ao resistor R2 cuja outra extremidade está conectada à base/coletor de um transistor conectado por diodo TR22 que, juntamente com o transistor TR12 forma o espelho de corrente. Então, a corrente através do resistor R2 é refletida pelo transistor TR12 para obter a corrente ICi que é retirada da junção J2i. Novamente, a corrente principal IAi através da cadeia STi é gerada pela SMPS PAi, enquanto ainda o espectro da luz misturada dos três LEDs D li, D2i, D3i pode ser ajustada variando as correntes IBi e ICi drenadas pelos espelhos de corrente PBi e PCi, respectivamente. Somente uma SMS PAi é requerida ao invés de três, e as fontes de corrente adicionais PBi e PCi podem ser integradas, por exemplo, no controlador CO. No exemplo mostrado na Figura 2, todos os três LEDs Dli, D2i, D3i possuem espectros diferentes e todas as suas correntes IAi, IBi, ICi podem ser controladas. Altemativamente, somente uma corrente (p°r exemplo, IBi ou ICi) pode ser controlada. Altemativamente, dois dos diodos Dli, D2i, D3i podem ter os mesmos espectros; novamente, ambas correntes IBi, ICi ou apenas uma destas correntes podem ser controladas.The main power supply PAi, and the secondary power supplies PBi, PCi are powered from a main voltage VM which can be a rectified mains voltage or any other DC or AC voltage. Figure 2 schematically shows a backlight unit in which a string of three LEDs is controlled by a switching power supply and two current sources. The STi chain comprises three LEDs D li, D2i, D3i which are arranged in series. At least of the three LEDs D li, D2i, D3i emit different spectrums and have different colors. The main power supply PAi is an SMPS and now supplies the main current IAi to the diode Dli of the STi chain. A sensing resistor RSi is arranged in series with diode D3i of the STi chain to sense the current through diode D3i. The SMPS PAi is, by way of example only, a voltage step-down converter comprising a main switch SMSi which is arranged to intermittently connect the STi chain to the main voltage VM. The voltage step-down converter PAi additionally comprises an inductor L which is arranged between earth and the junction at which the SMSi main switch is connected to the STi chain. The SMPS PAi additionally comprises an SMCi controller that receives the sensed voltage VSi through the sensing resistor RSi. The SMCi controller compares the sensed voltage VSi with a reference VRi and generates a control signal CS li. The control signal CSli is supplied to a control input of the main switch SMSi, to control on and/or off periods of the main switch SMSi to stabilize the sensed voltage VSi and thus the current through the LED D3i. Alternatively, instead of a voltage step-down converter, any other SMPS topology can be used, such as, for example, a voltage step-down converter, a booster converter, a voltage step-down converter, a resonant converter or a flyback converter. . The secondary power supplies PBi and PCi are formed by current mirrors TR11, TR21, RI and TR12, TR22, R2, respectively. The current mirrors are connected to junctions Jli and J2i, respectively. The Jli junction is the junction between the D li, D2i LEDs. Junction J2i is the junction between LEDs D2i and D3i. The PBi current mirror comprises an input for receiving a control voltage VI from the CO controller. This control voltage VI is supplied to the resistor RI whose other end is connected to the base/collector of a transistor connected by diode TR21 which, together with the transistor TRI 1, forms the current mirror. Then, the current through the resistor RI is reflected by the transistor TRI 1 to obtain the current IBi which is taken from the junction Jli. The PCi current mirror comprises an input for receiving a control voltage V2 from the CO controller. This control voltage V2 is supplied to the resistor R2 whose other end is connected to the base/collector of a transistor connected by diode TR22 which, together with the transistor TR12, forms the current mirror. Then, the current through resistor R2 is reflected by transistor TR12 to obtain current ICi which is taken from junction J2i. Again, the main current IAi through the STi chain is generated by the SMPS PAi, while still the mixed light spectrum of the three LEDs D li, D2i, D3i can be adjusted by varying the currents IBi and ICi drained by the current mirrors PBi and PCi, respectively. Only one SMS PAi is required instead of three, and the additional current sources PBi and PCi can be integrated, for example, in the CO controller. In the example shown in Figure 2, all three LEDs Dli, D2i, D3i have different spectra and all their currents IAi, IBi, ICi can be controlled. Alternatively, only one current (e.g. IBi or ICi) can be controlled. Alternatively, two of the diodes Dli, D2i, D3i may have the same spectra; again, both currents IBi, ICi or just one of these currents can be controlled.

Cada um de um subconjunto de LEDs Dli, D2i, D3i pode compreender uma sub cadeia de LEDs arranjados em série. Por exemplo, o único LED verde Dli é substituído por uma sub cadeia compreendendo 3 LEDs verdes, o único LED vermelho D2i é substituído por uma sub cadeia compreendendo 2 LEDs vermelhos, e o LED D3i é um único LED azul.Each of a subset of Dli, D2i, D3i LEDs may comprise a subchain of LEDs arranged in series. For example, the single green LED Dli is replaced by a substring comprising 3 green LEDs, the single red LED D2i is replaced by a substring comprising 2 red LEDs, and the LED D3i is a single blue LED.

Altemativamente, as cadeias STi podem compreender mais de 3 LEDs ou sub cadeias de LEDs possuindo os mesmos espectros. Todos os LEDs separados ou LEDs de diferentes cadeias podem ter cores diferentes ou emitir espectros diferentes. Por exemplo, um LED âmbar, amarelo ou branco pode ser adicionado ao LED vermelho, verde e azul. Altemativamente, as cadeias STi podem compreender somente 2 LEDs ou sub cadeias de LEDs, que possuem cores diferentes, por exemplo, um dos LEDs possui um LED de espectro amplo e um outro LED possui uma cor única. Em uma realização, o LED de espectro amplo pode emitir luz branca e o outro LED emite luz vermelha. A fonte de alimentação secundária SBi, SCi está controlando a corrente delta através do LED vermelho para ajustar o ponto de cor branca do LED branco. Em um outro exemplo, a cadeia STi compreende um LED branco quente que emite uma luz branca avermelhada, um LED branco frio que emite uma luz branca azulada. Figura 3 mostra esquematicamente um aparelho de exibição com uma unidade de luz de fundo. O aparelho de exibição compreende uma unidade de luz de fundo BLU, um painel de exibição DP e uma unidade de processamento PR. A unidade de luz de fundo compreende as cadeias STi de LEDs arranjados em série. Os diferentes espectros dos LEDs arranjados em série podem ser idênticos e podem ter uma ordem idêntica em todas as cadeias STi. A luz emitida pelas cadeias STi ilumina o painel de exibição DP. O painel de exibição DP pode ser um LCD ou DMD. Altemativamente, diferentes cadeias STi podem compreender LEDs diferentemente coloridos, mas quando usados para um LCD, a luz das diferentes cadeias deveria ser misturada para obter uma iluminação uniforme o painel de exibição DP.Alternatively, the STi chains may comprise more than 3 LEDs or sub-chains of LEDs having the same spectra. All separate LEDs or LEDs from different chains may have different colors or emit different spectrums. For example, an amber, yellow or white LED can be added to the red, green and blue LED. Alternatively, the STi chains may comprise only 2 LEDs or sub-chains of LEDs, which have different colors, for example, one of the LEDs has a broad spectrum LED and another LED has a single color. In one embodiment, the broad spectrum LED may emit white light and the other LED emits red light. The SBi, SCi secondary power supply is controlling the delta current through the red LED to adjust the white color point of the white LED. In another example, the STi chain comprises a warm white LED that emits a reddish white light, a cool white LED that emits a bluish white light. Figure 3 schematically shows a display apparatus with a backlight unit. The display apparatus comprises a BLU backlight unit, a DP display panel and a PR processing unit. The backlight unit comprises STi chains of LEDs arranged in series. The different spectrums of LEDs arranged in series can be identical and can have an identical order in all STi chains. The light emitted by the STi chains illuminates the DP display panel. The DP display panel can be an LCD or DMD. Alternatively, different STi chains may comprise differently colored LEDs, but when used for an LCD, light from the different chains should be mixed to obtain uniform illumination of the DP display panel.

A unidade de processamento recebe um sinal de imagem IS e fornece um sinal de controle BLC à unidade de luz de fundo BLU e sinal de dados DPI ao painel de exibição DP. Este sinal de controle BLC é usado pelo controlador CO (ver Figuras 1 e 2) para gerar os sinais de controle (Cl na Figura 1, VI e V2 na Figura 2) que determinam as correntes delta IBi, ICi geradas pelas fontes de alimentação secundárias PBi e PCi. Em outras aplicações, pode ser desejável controlar também a corrente principal IAi fornecida pela fonte de alimentação principal PAi, por exemplo, para minimizar o consumo de potência se cenas escuras são exibidas. Em tais aplicações, o controlador CO possui adicionalmente uma saída fornecendo um sinal de controle à fonte de alimentação principal PAi. Por exemplo, na realização mostrada na Figura 2, o controlador CO pode controlar a tensão de referência VRi. O sinal de dados DPI fornecido ao painel de exibição DP compreende a informação de imagem a ser exibida e pode compreender informação de sincronização.The processing unit receives an IS image signal and supplies a BLC control signal to the BLU backlight unit and DPI data signal to the DP display panel. This BLC control signal is used by the CO controller (see Figures 1 and 2) to generate the control signals (Cl in Figure 1, VI and V2 in Figure 2) that determine the delta currents IBi, ICi generated by the secondary power supplies PBi and PCi. In other applications, it may be desirable to also control the main current IAi supplied by the main power supply PAi, for example, to minimize power consumption if dark scenes are displayed. In such applications, the CO controller additionally has an output supplying a control signal to the main power supply PAi. For example, in the embodiment shown in Figure 2, the CO controller can control the reference voltage VRi. The DPI data signal provided to the DP display panel comprises image information to be displayed and may comprise synchronization information.

Deveria ser notado que as realizações acima mencionadas ilustram ao invés de limitar a invenção, e os especialistas na técnica serão capazes de projetar muitas realizações alternativas, sem se afastar do escopo das realizações anexas. Por exemplo, a presente invenção não está limitada ao uso de uma unidade de luz de fundo e é também adequada para aplicações de iluminação gerais, onde uma cadeia de LEDs de pelo menos dois tipos espectralmente diferentes de LEDs são usados. Nas reivindicações, quaisquer sinais de referência colocados entre parênteses não serão considerados como limitando a reivindicação. O uso do verbo “compreende” e suas conjugações não exclui a presença de 5 elementos ou etapas além daqueles declarados em uma reivindicação. O artigo “o” ou “um” precedendo um elemento não exclui a presença de diversos de tais elementos. A invenção pode ser implementada por meio de hardware compreendendo vários elementos distintos, e por meio de um computador adequadamente programado. Na reivindicação do dispositivo 10 enumerando os vários meios, diversos destes meios podem ser realizados por um e pelo mesmo item de hardware. O simples fato de que certas medidas são enumeradas em reivindicações dependentes mutuamente diferentes, não indica que uma combinação destas medidas não possa ser usada com vantagem.It should be noted that the aforementioned embodiments illustrate rather than limit the invention, and those skilled in the art will be able to design many alternative embodiments, without departing from the scope of the appended embodiments. For example, the present invention is not limited to the use of a backlight unit and is also suitable for general lighting applications where an LED string of at least two spectrally different types of LEDs are used. In the claims, any reference marks placed in parentheses will not be considered as limiting the claim. The use of the verb “comprises” and its conjugations does not exclude the presence of 5 elements or steps in addition to those stated in a claim. The article “the” or “one” preceding an element does not exclude the presence of several such elements. The invention can be implemented by means of hardware comprising several distinct elements, and by means of a suitably programmed computer. In device claim 10 enumerating the various means, several of these means may be realized by one and the same item of hardware. The mere fact that certain measures are enumerated in mutually different dependent claims does not indicate that a combination of these measures cannot be used to advantage.

Claims

1. COMMAND FOR A CHAIN (STI) OF LIGHT-EMITTING DIODES ARRANGED IN SERIES (D1i, D2i), of which at least two emit light having different spectra, the command comprising: - a main power supply (PAi) having coupled outputs through the chain (STi) to supply a main current (IAi) to the chain (STi), - wherein the control additionally comprises at least one secondary power supply (PBi) being coupled to at least one of the junctions (J1i) between diodes successive light emitters (D1i, D2i) in the chain (STi) to supply or withdraw a delta current (IBi) from the junction (J1i), the delta current (IBi) being smaller than the main current (IAi), characterized by the source of main power supply (PAi) and the secondary power supply (PBi) are arranged so that the main current (IAi) is the current passing through at least one of said light emitting diodes (D2i) and the sum of the main current (IAi) and delta current (IBi) is the current passing through at least some other of said light emitting diodes (D1i), and - a controller (CO) to control the secondary power supply (PBi) to generate the delta current (IBi) to obtain a desired spectral composition of the mixed light emitted by the chain (STi).

2. CONTROL, according to claim 1, characterized in that the main power supply (PAi) comprises a switching power supply.

3. COMMAND, according to claim 2, characterized by additionally comprising a sensing resistor (RSi) arranged in series with the chain (STi) and a comparator (SMCi) for comparing a sensed voltage (VSi) across the sensing resistor (RSi) with a reference voltage (VRi), to obtain a control signal (CS1i) to control a main switch (SMSi) of the main power supply (PAi), to stabilize the main current (IAi).

4. CONTROL, according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the secondary power supply (PBi) comprises a controllable linear power supply.

5. CONTROL, according to claim 4, characterized in that the linear power supply comprises a controllable current source (CS1i).

6. SYSTEM, characterized by being a control, as defined in any of the previous claims and the chain (STi) of light emitting diodes arranged in series (D1i, D2i, D3i).

7. SYSTEM according to claim 6, characterized in that the chain (STi) comprises at least three differently colored light-emitting diodes (D1i, D2i, D3i) to cover a color range including white light, and where the controller (CO ) is arranged to control the secondary power supply (PBi) to vary the delta current (IBi) to obtain a predetermined white color point.

8. SYSTEM, according to claim 6, characterized by additionally comprising: - an additional chain (STn) comprising a series arrangement of at least two light-emitting diodes (D1n, D2n, D3n) presenting different spectra, - a source an additional main power supply (PAn) having outputs coupled across the additional chain (STn) to supply an additional main current (IAn) to the additional chain (STn), and - an additional secondary power supply (PBn) being coupled to at least one of the junctions (J1n) between successive light-emitting diodes (D1n, D2n) in the additional chain (STn) to supply or withdraw an additional delta current (IBn) from the junction (J1n), the additional delta current (IBn) being less than the additional main current (IAn), where 5 - the controller (CO) is adapted to also control the additional secondary power supply (PBn) to modify the additional delta current (IBn) to obtain a predetermined spectral composition of the emitted mixed light by the additional chain (STn).

9. BACKLIGHT UNIT (BLU) FOR A 10 DISPLAY PANEL (PD), comprising the system as defined in any one of claims 6 to 8, characterized by light emitted by the chain (STi) or by the chain (STi) and the additional chain (STn) will be driven by the backlight unit (BLU) to illuminate the display panel (DP).

10. SYSTEM, characterized by comprising the backlight unit (BLU), as defined in claim 9, and the display panel (DP).

11. DISPLAY APPARATUS, characterized by comprising the system, as defined in claim 10.