(57)【要約】  印刷された導電性トレースを含む構成（１００、２００、３００）であって、構成は、少なくとも電圧源（Ｖｓｕｐｐｌｙ）および少なくとも１つのターゲットコンポーネント（１０６）、好ましくは、ＬＥＤなどの発光コンポーネントを含む。この構成は、電圧源から発生する電流制御電圧（Ｖｏｕｔ２、Ｖｏｕｔ）を生成するように調整され、電流制御電圧は、少なくとも１つのターゲットコンポーネントに結合され、前述の電圧は、ターゲットコンポーネントを通過している電流（ＩＲ，ＬＥＤ、ＩＬＥＤ）に依存する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷された導電性トレースを含む構成（１００、２００、３００）であって、少なくとも電圧源（Ｖｓｕｐｐｌｙ）および少なくとも１つのターゲットコンポーネント（１０６）、好ましくは、ＬＥＤなどの発光コンポーネントを含み、前記電圧源から発生する電流制御電圧（Ｖｏｕｔ２、Ｖｏｕｔ）を生成するように調整され、前記電流制御電圧は、前記少なくとも１つのターゲットコンポーネントに結合され、前記電圧は、前記ターゲットコンポーネントを通過している電流（ＩＲ，ＬＥＤ、ＩＬＥＤ）に依存する、構成。
【請求項２】
測定回路および電圧調整回路のそれぞれの少なくとも１つをさらに含み、前記測定回路は、前記ターゲットコンポーネントを通過する電流を少なくとも示す電流（ＩＲ，ＬＥＤ）を検出するように構成され、前記測定回路はさらに、前記電圧調整回路を制御して、前記検出された電流に依存する出力電圧（Ｖｏｕｔ２）を生成するように構成され、前記出力電圧（Ｖｏｕｔ２）は、前記ターゲットコンポーネントに結合された前記生成電流制御電圧である、請求項１に記載の構成。
【請求項３】
前記測定回路が少なくとも電流感知増幅器（１０４）および第１の抵抗（１０２）を含み、前記電圧調整回路が少なくとも第１のトランジスタ（１１０）および電圧レギュレータ（１１２）を含み、
前記電流感知増幅器は、前記少なくとも１つのターゲットコンポーネントを通過する電流を少なくとも示す電流（ＩＲ，ＬＥＤ）である、前記第１の抵抗を通過する電流を検出するように構成され、前記電流感知増幅器の第１の出力電圧（Ｖｏｕｔ１）は、前記検出された電流に依存し、前記第１の出力電圧は、前記第１のトランジスタのベースに導かれる前記第１の出力電圧によって前記第１のトランジスタを制御し、前記第１のトランジスタのインピーダンスによって前記電圧レギュレータの第２の出力電圧（Ｖｏｕｔ２）を制御する前記第１のトランジスタは、前記電圧レギュレータの調整電圧（Ｖａｄｊ）を調整することによって前記第２の出力電圧を決定し、前記第２の出力電圧は、前記少なくとも１つのターゲットコンポーネントに結合された前記生成された電流制御電圧である、請求項２に記載の構成。
【請求項４】
少なくとも１つのトランジスタ回路をさらに含み、前記トランジスタ回路が少なくとも第２のトランジスタ（２２４）、第３のトランジスタ（２２８）、および制御電圧源（ＶＭＣＵ）を含み、構成が、前記第２のトランジスタのベースに導かれる前記制御電圧源によって生成された電圧で、前記第２のトランジスタを制御するように適合され、前記第２のトランジスタのコレクタ電流が、エミッタが前記電圧源に結合されている、前記第３のトランジスタのベースに流され、一方、前記第３のトランジスタのコレクタが、前記ターゲットコンポーネントに結合され、したがって、電流制御電圧（Ｖｏｕｔ）が、前記ターゲットコンポーネントに供給される、請求項２に記載の構成。
【請求項５】
少なくとも電流感知増幅器（１０４）および第１の抵抗（１０２）を含む測定回路と、少なくとも第１のトランジスタ（１１０）および電圧レギュレータ（１１２）を含む電圧調整回路と、第２のトランジスタおよび第３のトランジスタ含むトランジスタ回路と、制御電圧源とをさらに含み、前記電流感知増幅器は、前記少なくとも１つのターゲットコンポーネントに流される電流を少なくとも示す、前記第１の抵抗を通過する電流を検出するように構成され、前記電流感知増幅器の第１の出力電圧（Ｖｏｕｔ１）は、前記検出された電流に依存し、前記第１の出力電圧は、前記第１のトランジスタのベースに導かれる前記第１の出力電圧によって前記第１のトランジスタを制御し、前記第１のトランジスタのインピーダンスによって前記電圧レギュレータの第２の出力電圧（Ｖｏｕｔ２）を制御する前記第１のトランジスタは、前記第２の出力電圧を決定し、
構成は、少なくとも１つのトランジスタ回路をさらに含み、前記トランジスタ回路は、少なくとも第２のトランジスタ（２２４）、第３のトランジスタ（２２８）、および制御電圧源（ＶＭＣＵ）を含み、前記第２のトランジスタは、前記第２のトランジスタのベースに導かれる前記制御電圧源によって生成される電圧によって、前記制御電圧源によって制御され、前記第２のトランジスタのコレクタ電流は、前記第３のトランジスタのベースに流され、前記第３のトランジスタのコレクタは、前記少なくとも１つのターゲットコンポーネントに結合されており、前記電圧レギュレータからの前記第２の出力電圧は、前記第３のトランジスタのエミッタに導かれており、前記第２の出力電圧は、前記少なくとも１つのターゲットコンポーネントに結合される出力電圧であり、前記第３のトランジスタのコレクタから、前記ターゲットコンポーネントに流れる電流に依存する、請求項１の構成。
【請求項６】
前記ターゲットコンポーネントを通過する電流のターゲット値を達成するために、前記生成された電流制御電圧を調整するように構成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の構成。
【請求項７】
チップ上の統合システム（ＳｏＣ）またはパッケージ上のシステム（ＳｏＰ）として提供されるか、または、チップ上の統合システム（ＳｏＣ）またはパッケージ上のシステム（ＳｏＰ）を少なくとも含む、請求項１から６のいずれかに１項記載の構成。
【請求項８】
電流制御電圧を少なくとも１つのターゲットコンポーネント（１０６）、好ましくはＬＥＤなどの発光コンポーネントに供給するための印刷された電子トレースを含む方法であって、少なくとも、
ターゲットコンポーネントを提供するステップと、
印刷された導電性トレースを提供するステップと、
電圧源（Ｖｓｕｐｐｌｙ）を提供するステップと、
前記ターゲットコンポーネントを通過する電流（ＩＲ，ＬＥＤ、ＩＬＥＤ）に依存する電流制御電圧（Ｖｏｕｔ２、Ｖｏｕｔ）を生成するステップと、
前記電流制御電圧を前記ターゲットコンポーネントに結合するステップと、を含む、方法。
【請求項９】
少なくとも、
測定回路と電圧調整回路を提供するステップと、
前記測定回路で電流（ＩＲ，ＬＥＤ）を検出するステップであって、前記電流は、前記ターゲットコンポーネントを通過する電流を少なくとも示すように、検出するステップと、をさらに含み、
電流制御電圧を生成することは、
前記検出された電流にしたがって前記測定回路の第１の出力電圧（Ｖｏｕｔ１）を設定するステップと、
前記第１の出力電圧を前記電圧調整回路に供給するステップと、
前記第１の出力電圧にしたがって前記電圧調整回路の第２の出力電圧（Ｖｏｕｔ２）を設定するステップと、
前記第２の出力電圧を前記ターゲットコンポーネントに結合するステップと、を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記測定回路に含まれる第１の抵抗（１０２）を提供するステップと、
前記測定回路に含まれる電流感知増幅器（１０４）を提供するステップと、
前記電圧調整回路に含まれる第１のトランジスタ（１１０）を提供するステップと、
前記電圧調整回路に含まれる電圧レギュレータ（１１２）を提供するステップと、をさらに含み、
前記電流を検出することは、前記第１の抵抗および前記電流感知増幅器を介して実行され、前記第１の出力電圧は、前記電流感知増幅器によって提供され、
前記第１の出力電圧で前記第１のトランジスタを制御するステップと、
前記第１のトランジスタを介して前記電圧レギュレータの調整電圧を調整するステップと、
前記電圧レギュレータで、前記ターゲットコンポーネントに結合された第２の出力電圧を生成するステップであって、前記第２の出力電圧は、前記検出された電流に依存するように、生成するステップと、をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
第２のトランジスタ（２２４）を提供するステップと、
第３のトランジスタ（２２８）を提供するステップと、
制御電圧源（ＶＭＣＵ）を提供するステップと、
前記第２のトランジスタのベースに電圧を導くことにより、前記制御電圧源によって生成された電圧で前記第２のトランジスタを制御するステップと、
前記第２のトランジスタのコレクタ電流を前記第３のトランジスタのベースに流すステップと、
前記第３のトランジスタのコレクタを前記ターゲットコンポーネントに結合するステップと、
前記電圧源を前記第３のトランジスタのエミッタに結合するステップと、を含む、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に電子機器に関する。より具体的には、本発明は、電流制御電圧を供給するための配置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの状況では、コンポーネントに供給される電流を特定の値に設定することが望ましい場合がある。例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）の場合、ＬＥＤ駆動回路は、一般に、所定の電流をＬＥＤに供給するように構成される。
【０００３】
電流に依存する特定の機能を持つコンポーネントの場合、コンポーネントに供給される電流を変更することが望ましい場合がある。コンポーネントに供給されている電流を連続的に変更できることが有利である場合がある。前述のＬＥＤの場合、例えば、ＬＥＤによって放出された光の輝度または強度の変化が要求されてもよく、その場合、電流が変更されるべきである。
【０００４】
ＬＥＤを駆動するための一般的な回路、およびＬＥＤ電流を調整できる回路も、固定電圧で動作する。この電圧は、ＬＥＤから放出される放射の最大強度につながる電流でＬＥＤを駆動できるように十分に高くなるように選択される。これらの高電圧での解決は、余分な電圧が回路のどこかで熱に変換されるため、問題があり、好ましくない。また、ＬＥＤマトリクスに関しては、過剰な電圧がＬＥＤを制御しているソフトウェアに課題を引き起こす可能性があることも気づかれている。
【０００５】
プリンテッド電子機器も広く普及しており、多くの場合、従来のプリント回路基板（ＰＣＢ）の使用に取って代わる可能性がある。導電性トレースの印刷に使用されるプリンテッド電子機器のインクでは、インクの抵抗率が回路内の電圧損失につながり、従来のＰＣＢの場合よりもプリンテッド電子機器のＬＥＤの駆動がより困難になる。この電圧損失は電流によって変化し、例えばプリンタの不正確さのために考慮に入れることが困難であり、したがってトレースはおそらく均一でさえない可能性がある。調整可能な電流をＬＥＤに供給するように回路を設計する必要がある状況に加えて、回路設計者は、ＬＥＤの消費電力が時間とともに変化する可能性があるため、調整不可能な電流のある回路についても前述の電圧損失を計算または推定できる必要がある。印刷されたインク抵抗の影響を推定し、実際にＬＥＤに望ましい電流を供給する回路を設計することは、困難または実際には不可能である場合がある。
【０００６】
場合によっては、回路の抵抗が時間とともに変化する可能性があるため、回路は、電流および／または電圧の連続的な調整につながる条件に曝されることがある。例えば、製造中または回路を含む製品の使用中に、材料の伸びやひずみが発生し、時間の経過とともに、一方で、使用中または製造直後ターゲットコンポーネントを流れる変動する電流または予測できない電流により、製品の予期しない動作または望ましくない動作を引き起こす可能性のあるさまざまな抵抗および電圧損失が発生する可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、公知の従来技術に関する問題の少なくともいくつかを軽減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、印刷された導電性トレースを含む構成が提供され、この構成は、少なくとも電圧源および少なくとも１つのターゲットコンポーネント、好ましくはＬＥＤなどの発光コンポーネントを含む。配置は、電圧源から生じる電流制御電圧を生成するように適合され、電流制御電圧は、少なくとも１つのターゲットコンポーネントに結合され、前述の電圧は、ターゲットコンポーネントを通過する電流に依存する。
【０００９】
他の一態様によれば、電流制御電圧を少なくとも１つのターゲットコンポーネント、好ましくはＬＥＤなどの発光コンポーネントに供給するための印刷された電子トレースを含む方法が提供される。この方法は、少なくとも、ターゲットコンポーネントを提供するステップ、印刷された導電性トレースを提供するステップ、および電圧源を提供するステップを含む。この方法はさらに、ターゲットコンポーネントを通過している電流に依存する電流制御電圧を生成するステップと、前述の電流制御電圧をターゲットコンポーネントに結合するステップとを含む。
【００１０】
本発明の有用性を考慮して、一実施形態によれば、本発明は、ターゲットコンポーネント、任意選択でＬＥＤなどの放射放出半導体素子を、ターゲット電流を生成するのに十分であるが、過度に高くはない電圧で駆動するための配置および方法を提供することができる。これは、過剰な電圧による加熱の影響を低減できるため、有利であり得る。これは、ＬＥＤまたは他のそのようなコンポーネントを駆動するために固定された、おそらく過度に高い電圧が使用される従来技術の解決策よりも有利である。
【００１１】
さらに、印刷されたインクの抵抗の影響は、本発明の実施形態で効果的に考慮に入れることができる。例えば、ＬＥＤ電流を増やす必要がある場合、印刷インクに関連する電圧損失は、電流の増加に伴って増加する。少なくとも１つのターゲットコンポーネントを通過する電流に依存する少なくとも１つのターゲットコンポーネントに駆動電圧を結合することにより、電流を望ましい値またはターゲット値に設定するか、または結合電圧を、過度に高い電圧を使用する必要がないように、電流にしたがって変化させることができる。そうすることで、例えば、印刷されたインクトレースの抵抗からの回路の電圧損失を考慮に入れることができる。前述の電圧損失を推定または計算する必要がないため、時間とリソースを節約できる。
【００１２】
本発明の実施形態では、電流制御電圧は、好ましくは、ターゲットコンポーネントを通過している電流に基づいて、複数の、有利には非ゼロの電圧の間で動的に選択され得る。したがって、選択は、検出された電流に基づいて、複数の（ゼロではない）電圧を含む範囲からなされ得る。
【００１３】
場合によっては、コンポーネントを通過する電流に基づいて、ターゲットコンポーネントに供給される電圧を連続的に変更できることが有利な場合がある。本発明の実施形態は、この変化が、電流に発生する変化を考慮に入れるために漸進的に実施され得る解決策を提供し得る。
【００１４】
本発明の第１の実施形態では、ＬＥＤ電流（またはＬＥＤ電流を少なくとも示す電流）は、測定回路で測定され、測定回路の第１の出力電圧は、検出された電流にしたがって設定されてもよく、第１の出力電圧は第１のトランジスタに結合され、第１のトランジスタは電圧レギュレータ回路の調整電圧を制御し、電圧レギュレータ回路は、次いで、少なくとも１つのターゲットコンポーネントに結合される第２の出力電圧を生成する。このような配置により、（ＬＥＤ電流であり得る）測定された電流は、ＬＥＤ駆動電圧を変化させることによって所望の値に設定され得る。
【００１５】
本発明の他の１つの第２の実施形態では、トランジスタ回路が使用され、トランジスタのベース電圧は、所定の値に設定され得る制御電圧によって制御される。トランジスタのエミッタ電流は、コレクタ側で少なくとも１つのターゲットコンポーネントおよびエミッタ側で電圧源に結合され得る別のトランジスタのベースに流され得る。したがって、少なくとも１つのターゲットコンポーネントを流れる電流が変化すると、ターゲットコンポーネントに供給される電圧も変化する。ターゲットコンポーネントを通過する電流の変化は、印刷されたインクトレースの抵抗が変化するにつれて変化する可能性があり、例えば、回路の使用中に発生する可能性がある。
【００１６】
本明細書に提示される例示的な実施形態では、本発明は、ターゲットコンポーネントとしてのＬＥＤに利用される。しかしながら、本発明は、本明細書に示されるようなフィードバック回路構成で供給される電圧を変更することにより、電流依存電圧および／または電流を特定の値に調整する手段を供給するために使用できることは明らかである。
【００１７】
本発明のさまざまな実施形態は、１つまたは複数のターゲットコンポーネントを含む異なるタイプの回路に有利であり得る解決策を提供する。例えば、本発明の一実施形態は、測定回路および電圧レギュレータ回路を利用することができ、この実施形態は、並列に接続され得るＬＥＤなどの１つまたは複数の単一ターゲットコンポーネントの場合に使用するのに便利であり得る。
【００１８】
一方、ＬＥＤマトリクスを含む回路では、構成の他の実施形態の組み合わせであり得る本発明のさらなる実施形態が利用され得、その結果、この組み合わされた実施形態は、個別に適用することもできるが、それら自体の実施形態よりも有利である。
【００１９】
さらなる一実施形態では、上記で開示された２つの実施形態は、ＬＥＤマトリクスを含む構成で一緒に使用され得、その場合、測定および電圧調整回路を含む構成の部分は、ＬＥＤマトリクス全体に向けられる電圧を測定および調整するように機能し得る。一方、構成の別の部分は、好ましくは、単一のＬＥＤの微調整として役立ち得る電流制御電圧を与えるためのいくつかのトランジスタ回路を含み得る。
【００２０】
実施形態の構成は、任意の数の別個の実施形態を部分または部分回路として含むことができ、特に、特に第１の実施形態を１つまたは複数の第２の実施形態と対にして、特に一部の使用シナリオに有利である構成のさらなる実施形態を得ることができることを理解されたい。
【００２１】
構成は、別個のコンポーネントとして提供されてもよく、構成は、チップ上の統合システム（ＳｏＣ）またはパッケージ上のシステム（ＳｏＰ）として提供されてもよいし、または少なくともそれを含んでもよい。ＳｏＣまたはＳｏＰを利用することで得られる可能性のあるメリットは、例えば、高レベルの統合、低電力消費、および／または低スペース要件を提供することである。
【００２２】
構成は、使用中に発生する材料の伸張またはひずみなどの環境条件を考慮する方法を提供することができる。この曲げは、電流の望ましくない変化、例えば、材料の伸びによるＬＥＤの輝度の望ましくない変化とそれに続く抵抗の変化を引き起こさないので、構成は曲げの影響を受けやすい製品のライフサイクルを延ばすことができる。例えば、プリンテッド電子機器を含むウェアラブル製品は、ユーザが例えば、製品を押したり、力を加えたりする製品が有用であるように、本発明が有用であると判明する可能性がある用途である。
【００２３】
前述の使用中の材料のひずみに加えて、本発明は、製造中に材料のひずみが発生する可能性がある製品の製造における改善を提供することができる。次に、最終製品は、材料の伸縮によって発生する可能性のある抵抗の変化を考慮する必要なしに、１つまたは複数のターゲットコンポーネントにターゲット電流を供給することができる。
【００２４】
この本文に提示されている例示的な実施形態は、添付の特許請求の範囲の適用性に制限をもたらすと解釈されるべきではない。この本文では、「含む」という動詞は、引用されていない機能の存在を排除しないオープンな制限として使用されている。従属請求項に記載されている特徴は、特に明記されていない限り、相互に自由に組み合わせることができる。
【００２５】
本発明の特徴と考えられる新規の特徴は、特に添付の特許請求の範囲に記載されている。しかしながら、本発明自体は、その構造およびその動作方法の両方に関して、その追加の目的および利点とともに、添付の図面と併せて読むとき、特定の例示的な実施形態の以下の説明から最もよく理解されるであろう。
【００２６】
当業者には理解されるように、構成のさまざまな実施形態に関して以前に提示された考慮事項は、必要な変更を加えて方法の実施形態に柔軟に適用でき、逆もまた同様である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明では、公知の従来技術に関する問題の少なくともいくつかを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態による例示的な構成を示す。
【図２】図２は、本発明の他の一実施形態による第２の例示的な構成を与える。
【図３】図３は、本発明のさらなる実施形態による第３の例示的な構成を与える。
【図４】図４は、本発明の実施形態による方法で実行することができるステップを示す。
【図５】図５は、本発明の実施形態による１つの他の方法で実行され得るさらなるステップを与える。
【図６】図６は、本発明の実施形態によるさらに１つの他の方法で実行され得るさらなるステップを与える。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
次に、本発明を、添付の図面による例示的な実施形態を参照してより詳細に説明する。
【００３０】
図１には、例示的な構成１００が示されている。構成１００の実施形態における導電性トレース、例えば、構成１００に含まれる様々なコンポーネントを接続する図１に線として示されるものは、インクを含む印刷されたトレースであり得る。構成１００のトレースの全てのいずれも印刷することができる。例えば、一部のトレースは印刷され、他のトレースはエッチングされる。測定回路は、電流を測定または検出するように構成され、図１では、測定回路は、少なくとも第１の抵抗１０２および電流感知増幅器１０４を含む。第１の抵抗Ｒ１  １０２は、それを通過する電流ＩＲ，ＬＥＤを測定する電流感知抵抗として利用されてもよく、電流ＩＲ，ＬＥＤは、ＬＥＤ１０６を通過する電流と同じである（または電流を少なくとも示す）。電流ＩＲ，ＬＥＤが通過する可能性のあるコンポーネントは、他の電流駆動デバイスであってもよい。構成１００の目的は、ターゲットコンポーネント１０６を通過する所望の電流を得るため、例えば、ＬＥＤなどの放射線放出半導体素子のようなターゲットコンポーネントに、適切な駆動電圧を供給または生成することであり得る。
【００３１】
構成１００はまた、電圧源、ここでは、電圧調整回路およびターゲットコンポーネント１０６に電力を供給するために使用され得る第１の電源Ｖｓｕｐｐｌｙを含む。Ｖｓｕｐｐｌｙは、例えば１２Ｖである。
【００３２】
電流ＩＲ，ＬＥＤは、抵抗Ｒ１  １０２の両端の電圧降下を測定することによって測定されることができ、これは、電流感知増幅器１０４を介して実行されることができる。電流感知増幅器１０４は、例えば、テキサスインスツルメンツ社から入手可能なＩＮＡ１９９−Ｑ１のようなコモンモードゼロドリフトトポロジー電流感知増幅器であり得る。第１の抵抗１０２ＶＩＮ−にわたる電圧降下は、電流感知増幅器１０４によって電圧ＶＩＮ＋およびＶＩＮ−を検出することによって測定され得る。
【００３３】
当業者によって理解され得るように、次いで、電流感知増幅器１０４は、感知された電圧降下（すなわち、電流）に依存する第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１を生成し得る。ここで論じられ、前述の電流感知増幅器を含む種類の典型的に使用される測定回路の場合のように、測定回路は、バイパスコンデンサ１０８および第２の電源Ｖｓｕｐｐｌｙ，２をさらに含むことができる。バイパスコンデンサは、例えば、１００ｎＦの静電容量を有し、第２の電源Ｖｓｕｐｐｌｙ，２は、例えば、電流感知増幅器１０４に電力を供給するために利用される５Ｖの電圧を供給し得る。図１の実施形態で使用される電流感知増幅器１０４は、基準ピンＲＥＦ、接地ピンＧＮＤ、および供給電圧ピンＶ＋も含む。
【００３４】
次に、この第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１は、電圧調整回路に供給され得る。図１の実施形態では、電圧調整回路は、少なくとも第１のトランジスタ１１０および電圧レギュレータ１１２を含む。電圧Ｖｏｕｔ１は、電圧レギュレータ１１２の出力電圧を制御するために利用され得る第１のトランジスタ１１０に供給され得る。第１のトランジスタ１１０は、ＢＣ８５７ＢＬＴ１ＧなどのＰＮＰバイポーラシリコントランジスタであり得、電圧レギュレータ１１２は、フローティング出力を有する調整可能な低ドロップアウト（ＬＤＯ）レギュレータ、例えば、ＮＣＶ３１７であり得、これらの両方は、セミコンダクタコンポーネントインダストリーズＬＬＣを通じて入手可能である。電圧レギュレータ１１２は、ピンＶＩＮを介して電圧源Ｖｓｕｐｐｌｙによって電力を供給され得る。リニアレギュレータの出力電圧である第２の出力電圧Ｖｏｕｔ２は、第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１に依存し、したがって、以下で説明するように、電流ＩＲ，ＬＥＤに依存する。
【００３５】
電圧調整回路は、第２の抵抗Ｒ２  １１４と第３の抵抗Ｒ３  １１６、入力コンデンサ１１８、および出力コンデンサ１２０をさらに含むことができる。第２の抵抗Ｒ２  １１４は、当業者には理解されるように、トランジスタ１１０を制御するために使用できるような電流を供給するために、第１のトランジスタ１１０のベースに小さな電流を供給するために、第１のトランジスタ１１０のベースへの電流を制限するように構成できる。
【００３６】
第３の抵抗Ｒ３  １１６、入力コンデンサ１２０、および出力コンデンサ１２２は、調整可能な電圧レギュレータ１１２の典型的な回路構成に含まれ得、その出力電圧は、第３の抵抗１１６、およびこのような典型的な回路では、トランジスタ１１０の代わりに常駐する調整抵抗によって制御される典型的な回路にあり得る。電圧レギュレータ１１２を含む例示的な典型的な回路は、例えば、ＮＣＶ３１７電圧レギュレータのデータシートに見られ得る。
【００３７】
電圧レギュレータ１１２は、第２の出力電圧Ｖｏｕｔ２と調整電圧Ｖａｄｊとの間に、１．２５Ｖなどの固定電圧を維持するように構成され得る。（トランジスタを含まない）従来の使用シナリオでは、第２の出力電圧Ｖｏｕｔ２は、例えば、可変抵抗を使用することによって、調整抵抗の抵抗を調整することによって調整され得る。
【００３８】
賢いことに、図１の実施形態では、可変抵抗を使用する代わりに、調整電圧Ｖａｄｊ、およびしたがって第２の出力電圧Ｖｏｕｔ２が、Ｖｏｕｔ１を介して調整されるそのベース電流の調整を通じて第１のトランジスタ１１０のインピーダンスを変化させることによって変更される。
【００３９】
ターゲットコンポーネント１０６への電流を増加させる必要がある場合、これは、第２の出力電圧Ｖｏｕｔ２を増加させることによって達成され得る。したがって、上記および図１から理解できるように、ターゲットコンポーネント１０６を通過する電流ＩＲ，ＬＥＤは、回路で発生する変動する電圧損失にもかかわらず、所望の値に設定、または一定値に保つことができる。
【００４０】
例えば、回路の負荷またはインピーダンスが変化すると、電流ＩＲ，ＬＥＤが変化することがある。回路材料に生じる変動は、そのような変化、したがって電流の変化を説明し得ることが理解され得る。例えば、回路に含まれる材料の曲げまたは伸張は、電流の前述の変化をもたらし得る。回路の使用に伴って材料が徐々に変化を示すとき、変化は例えば段階的である場合がある。
【００４１】
図１の回路構成から、次のことが導き出される。
Ｖｏｕｔ２−ΔＶＯＵＴ２，Ｖａｄｊ−Ｖｅｂ，１＝Ｖｑｂ，１      （１）
ここで、ΔＶＯＵＴ２，ＶａｄｊはＶｏｕｔ２とＶａｄｊの間の電圧で、ここでは１．２５Ｖであり、Ｖｅｂ，１は、第１のトランジスタ１１０のエミッタとベースの間の電圧（この例では０．７Ｖの飽和電圧が使用されている）であり、Ｖｑｂ，１は、第１のトランジスタ１１０のコレクタとベース間の電圧である。
（Ｖｏｕｔ１−Ｖｑｂ，１）／Ｒ２＝Ｉｂ，１      （２）
ここで、Ｖｏｕｔ１−Ｖｂ，１は第１のトランジスタ１１０のベースと第１の出力電圧の間の電圧差、Ｒ２は第２の抵抗１１４の抵抗、Ｉｂ，１は第１のトランジスタ１１０のベースを通過する電流である。この例では、抵抗Ｒ２は１１０ｋΩになるように選択されている。さらに、
（ΔＶＯＵＴ２，Ｖａｄｊ／Ｒ３）／Ｈｆｅ，１＝Ｉｂ，１      （３）
ここで、Ｒ３は第３の抵抗１１６の抵抗（１２４Ωとして選択される）であり、Ｈｆｅ，１は第１のトランジスタ１１０の電流利得である。式（１）から、
Ｖｏｕｔ２−１．２５Ｖ−０．７Ｖ＝Ｖｑｂ，１      （４）
→Ｖｏｕｔ２＝Ｖｑｂ，１＋１．９５Ｖ      （５）
そして方程式（２）から、
Ｖｑｂ，１＝Ｖｏｕｔ１＋Ｉｂ，１＊１００ｋΩ      （６）
【００４２】
式（５）と式（６）を組み合わせ、式（３）からＩｂを挿入することにより、
Ｖｏｕｔ２＝Ｖｏｕｔ１＋１００ｋΩ＊（（１．２５Ｖ／１２４Ω）／Ｈｆｅ，１）＋１．９５Ｖ    （７）
＝Ｖｏｕｔ１＋１００８／Ｈｆｅ，１＋１．９５Ｖ
【００４３】
例としてＢＣ８５７ＢＬＴ１Ｇとしてここで言及されている第１のトランジスタ１１０のＤＣ電流利得は、この場合、５Ｖで２００Ａと見なされ、次のようになる。
Ｖｏｕｔ２＝Ｖｏｕｔ１＋５．０４Ｖ＋１．９５Ｖ      （８）
→Ｖｏｕｔ２＝Ｖｏｕｔ１＋６．９９Ｖ
【００４４】
したがって、式（８）から、第２の出力電圧Ｖｏｕｔ２は、この例で利用されるコンポーネントを用いて、第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１、および、したがって、検出された電流ＩＲ，ＬＥＤのみに依存することがわかる。ここで、Ｖｓｕｐｐｌｙ，２に５Ｖの例示的な値を使用すると、電流ＩＲ，ＬＥＤがその最大値にある場合、第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１が５Ｖになり、Ｖｏｕｔ２が１１．９９Ｖに達する可能性がある。これはＶｏｕｔ２の理論上の最大値である。実際には、電圧レギュレータで一部の電圧が熱に変換されるため、Ｖｏｕｔ２は、より小さくなり得る。
【００４５】
図２では、第２の構成２００が、本発明の他の１つの実施形態にしたがって示されている。ここでも（本発明の全ての実施形態と同様に）、トレースのいずれかまたは全てが印刷されたインクのトレースであり得る。第２の構成２００は、ＬＥＤであるターゲットコンポーネント１０６、電圧源Ｖｓｕｐｐｌｙ、ならびに、制御電圧ＶＭＣＵ、第２のトランジスタ２２４、第４の抵抗Ｒ４  ２２６、および第３のトランジスタ２２８を含むトランジスタ回路を含む。
【００４６】
制御電圧ＶＭＣＵは、ＢＣ８４６ＢなどのＮＰＮバイポーラシリコントランジスタであり得る第２のトランジスタ２２４のベースに供給され得る。制御電圧ＶＭＣＵは、マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）によって設定され得る。制御電圧ＶＭＣＵは、例えば、０Ｖと５Ｖの間で変化してもよく、制御電圧は、所定の値に設定され得る。
【００４７】
第２のトランジスタ２２４のコレクタ電流は、ＰＮＰバイポーラパワートランジスタＭＪＤ２１０であってよい第３のトランジスタ２２８のベースに流される。第３のトランジスタ２２８のコレクタ側は、ターゲットコンポーネント１０６に結合されてもよく、一方で第３のトランジスタ２２８のエミッタ側は、電圧源ＶＩＮに結合される。
【００４８】
したがって、第３のトランジスタ２２８のベースに流れる電流は一定であり、（例えば、回路に含まれる材料の抵抗の変化による）電流ＩＬＥＤの変化は、電圧源ＶＩＮから引き出される電圧の変化となる。それに応じて、ターゲットコンポーネント１０６を駆動できる電圧である電圧Ｖｏｕｔも変化する。
【００４９】
制御電圧の所定の値は、第４の抵抗２２６の値とともに、ターゲットコンポーネント１０６を通過することができる最大電流を決定する。
【００５０】
図２の回路構成から、第２のトランジスタ２２４のベースにおける電流Ｉｂ，２が、次式より導かれる。
Ｉｂ，２＝（ＶＭＣＵ−Ｖｂｃ，２）／Ｒ４      （９）
ここで、Ｖｂｃ，２は、第２のトランジスタ２２４のベースとコレクタの間の電圧であり、Ｒ４は、第４の抵抗の抵抗である。第２のトランジスタＩｃ，２を通過する電流は、次式である。
Ｉｃ，２＝Ｉｂ，２＊Ｈｆｅ，２      （１０）
ここで、Ｈｆｅ，２は第２のトランジスタ２２４の電流利得であり、一方で第３のトランジスタ２２８のベースのベース電流Ｉｂ，３は、次式である。
Ｉｂ，３＝Ｉｃ，２      （１１）
【００５１】
次に、ターゲットコンポーネント１０６を通過することができる最大電流ＩＬＥＤ，ｍａｘは、次式である。
ＩＬＥＤ，ｍａｘ＝Ｈｆｅ，３＊Ｉｂ，３      （１２）
【００５２】
式（９）、式（１０）、式（１１）、および式（１２）を組み合わせて、次式を得る。
ＩＬＥＤ，ｍａｘ＝Ｈｆｅ，３＊Ｈｆｅ，２＊（ＶＭＣＵ−Ｖ  Ｖｂｃ，２）／Ｒ４      （１３）
【００５３】
ターゲットコンポーネント１０６に供給されている電圧Ｖｏｕｔは、次式である。
Ｖｏｕｔ＝Ｖｆ，ＬＥＤ＊ＩＬＥＤ      （１４）
ここで、Ｖｆ，ＬＥＤはＬＥＤ１０６の順方向電圧である。したがって、ターゲットコンポーネント１０６に結合される電流制御電圧が生成される。
【００５４】
図２の実施形態は、ハイサイドスイッチなどの他の目的にも使用できることに留意されたい。
【００５５】
図３では、本発明のさらなる実施形態による第３の構成３００が示されている。第３の構成３００は、構成１００および第２の構成２００の少なくとも一部と、両方の前述の構成の機能の少なくともいくつかとを含む組み合わせ実施形態を構成し得る。図３の第３の構成３００は、図１の構成１００に関連して開示された測定回路および電圧調整回路、さらに図２の第２の構成２００に関連して開示されたトランジスタ回路を含む。
【００５６】
図３のコンポーネントおよび部分回路は、以前に開示されたように機能するが、測定回路は現在、ターゲットコンポーネント１０６を通過している電流ではないがそれを示す電流ＩＲ，ＬＥＤを測定するという違いがある。ここで、電圧調整回路は、図２の第２の構成２００と本質的に同等である回路の残りの電圧源として機能する電圧ＶＯＵＴ２を生成する。次に、第２の構成２００に対応する部分回路を使用して、例えば、ターゲットコンポーネント１０６を通過している電流である電流ＩＬＥＤで起こり得る変化を説明するために、電圧Ｖｏｕｔ２を変化させることができる。
【００５７】
さらなる実施形態は、上記で開示された測定回路および電圧調整回路と、それぞれがターゲットコンポーネント１０６に結合され得る複数のトランジスタ回路とを備え得、その構成は、次いで、複数のターゲットコンポーネント１０６を含む。これらの実施形態では、電流ＩＲ，ＬＥＤは、ＬＥＤマトリクスに流されている電流であり得る。次に、マトリクス内の各ＬＥＤは、ターゲットコンポーネント１０６のそれぞれを通過している電流であり得る電流ＩＬＥＤをそれぞれが含むトランジスタ回路に関連付けられ得、したがって、それぞれのターゲットコンポーネント１０６を流れる電流を微調整する方法を提供する。一実施形態では、ＬＥＤマトリクスに関連して使用または必要とされ得るトランジスタ回路の数は、例えば、ＬＥＤマトリクスが含むように構成される行および／または列の数に依存し得る。
【００５８】
図４は、本発明による方法で行うことができるステップを示している。（少なくとも１つの）ターゲットコンポーネント１０６が提供され（４０２）、印刷された導電性トレースが提供され（４０４）、電圧源Ｖｓｕｐｐｌｙ供給が提供される（４０６）。４０８では、ターゲットコンポーネント１０６を流れる電流に依存する電流制御電圧が生成され、一方で４１０では、生成された電流制御電圧がターゲットコンポーネント１０６に結合される。
【００５９】
図５は、本発明の実施形態による１つの他の方法で行うことができるさらなるステップを示す。５０２では、測定回路および電圧調整回路が提供される。ステップ５０４は、測定回路に含まれることになる第１の抵抗１０２および電流感知増幅器１０４を提供することを含む。さらに５０４では、ＰＮＰトランジスタなどの第１のトランジスタ１１０、および電圧レギュレータ１１２がさらに提供され、電圧レギュレータ回路に含まれる。ターゲットコンポーネント１０６、印刷された導電性トレース、および電圧源Ｖｓｕｐｐｌｙを提供するステップは、図５では省略されている。
【００６０】
５０６で、測定回路を利用することにより電流が検出される。第１の抵抗を通過し、ターゲットコンポーネント１０６を通過し得る電流ＩＲ，ＬＥＤは、電流感知増幅器１０４で検出され、その後、測定回路の第１の出力電圧（ここでは電流感知増幅器１０４の第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１）は、５０８で検出された電流にしたがって設定される。
【００６１】
ステップ５１０で、第１の出力電圧Ｖｏｕｔ１が電圧調整回路に供給される。５１２において、供給された第１の出力電圧は、第１のトランジスタ１１０を制御するために使用され、一方、第１のトランジスタ１１０は、５１４において、電圧レギュレータ１１２の調整電圧Ｖａｄｊを調整するために使用される。５１６では、第１の出力電圧にしたがって、電圧調整回路の第２の出力電圧（ここでは例示的な実施形態ではＶａｄｊとともに変化するＶｏｕｔ２）が設定（または生成）される。図１に関連して上で開示されたものによって容易に理解されるように、この第２の出力電圧は、検出された電流に依存し、したがって、ターゲットコンポーネント１０６に結合される電流制御電圧である。
【００６２】
図６では、本発明のさらに他の１つの実施形態で行うことができるさらなるステップが示されている。（図６では省略されるターゲットコンポーネント１０６、印刷された導電性トレース、および電圧源Ｖｓｕｐｐｌｙを提供することに加えて）ＰＮＰトランジスタなどの第２のトランジスタ２２４、ＮＰＮトランジスタなどの第３のトランジスタ２２８、および制御電圧源ＶＭＣＵが提供される６０２。第２のトランジスタ２２４は、第２のトランジスタのベースを介して制御電圧源で制御される６０４。６０６で、第２のトランジスタ２２４のコレクタから第３のトランジスタ２２８のベースに電流が流れる。第３のトランジスタ２２８のコレクタは、ターゲットコンポーネント１０６に結合され６０８、一方、６１０で、第３のトランジスタ２２８のエミッタは、電圧源に結合される。
【００６３】
本発明は、前述の実施形態を参照して上で説明されており、本発明のいくつかの利点が実証されている。本発明がこれらの実施形態に限定されるだけでなく、発明思想の精神および範囲および以下の特許請求の範囲内の全ての可能な実施形態を含むことは明らかである。
【００６４】
従属請求項に記載されている機能は、特に明記されていない限り、相互に自由に組み合わせることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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