Bis zu vier LED-Ketten plus Programmierung

Mit dem programmierbaren LED-Treiber MAX16826 von Maxim Integrated Products lassen sich vier LED-Ketten mit hoher Leuchtkraft (High Brightness) gleichzeitig betreiben.

Zu Systemflexibilität trägt bei, dass der Baustein weiße LEDs genauso wie Kombinationen verschiedener Farben wie Rot-Grün-Blau (RGB) bis hin zu RGB-plus-Bernstein ansteuern kann. Damit ermöglicht er den kostengünstigen Aufbau von Flachbildschirm- Hintergrundbeleuchtungen und eignet sich besonders für Energie sparende Beleuchtungstechniken in Autos. Außerdem zielt Maxim auf Anwendungen in Instrumentencluster, industriell genutzten Monitoren, Schreibtischbildschirmen und LCD-TV-Geräte. Auch adaptives Fahrlicht, Tagfahrlicht, Aufblendlicht und andere Beleuchtungsanwendungen im Kfz können mit dem MAX16826 aufgebaut werden.

Die wesentlichen Funktionsblöcke im MAX16826 sind ein DC/DC-Controller, ein vierkanaliger linearer Stromquellentreiber, ein A/D-Wandler sowie das I²C-Interface. Die Architektur des MAX16826 erlaubt es, sowohl die Ausgangsspannung des integrierten Schaltwandlers dynamisch anzupassen als auch den LED-Strom in jedem der vier Kanäle. Diese dynamische Programmiermöglichkeit eröffnet dem Treiber einen weiten Anwendungsbereich – ohne Austausch von diskreten und passiven Komponenten. Zusätzlich verbessert sich der Wirkungsgrad der Gesamtschaltung, weil der Spannungsabfall über den linearen Regelelementen so klein wie möglich gehalten werden kann. Das sorgt für eine geringe Wärmeentwicklung.

Der A/D-Wandler misst die Drain-Spannung jeder einzelnen LED-Kette und gibt die Werte an einen externen Mikrocontroller über die I²C-Schnittstelle weiter. So lässt sich die Ausgangsspannung optimieren und die Fehlerdiagnose mit wenig Aufwand bewältigen. Während die herkömmlichen Schaltungen meist mit integrierten MOSFETs für die Stromregelung arbeiten, treibt der MAX16826 externe Leistungshalbleiter sowohl für den Schaltregler als auch für die Stromregelung. Dieser neue Ansatz erlaubt dem Baustein, mehr LEDs innerhalb einer Kette und auch mehr Strom zu treiben als es bisher möglich war.

Ein weiterer Vorteil der seriellen Schnittstelle: Die individuelle Stromeinstellung für jede LED-Kette ermöglicht es, die LED-Variationen über verschiedenen Chargen auszugleichen. Die Hersteller sortieren bisher die verschiedenen LED-Varianten, so dass sie die Anwender je nach ihren Eigenschaften in die dafür vorgesehenen Systeme einbauen können (das so genannte Binning). Mit den neuen Treiberbausteinen entfällt die Notwendigkeit, die LEDs zu sortieren und entsprechend ihrer Eigenschaften getrennt am Lager vorzuhalten. Im Falle eines LED-Fehlers stellt der MAX16826 fest, ob es sich um einen Kurzschluss oder einen hochohmigen Zustand der LED handelt.

Sobald ein Fehlerfall erkannt wird, triggert der Baustein einen internen Schutzmechanismus, der die fehlerhaften Schaltungsteile sofort abschaltet. Der Schaltregler kann sowohl als Aufwärts- oder als SEPIC-Wandler konfiguriert werden. Daher kann die LED-Treiberspannung sowohl höher als auch niedriger sein als die eigentliche Versorgungsspannung. Die im Bereich von 100 kHz bis 1 MHz programmierbare Schaltfrequenz verleiht auch in Hinblick auf die elektromagnetische Verträglichkeit zusätzliche Flexibilität. Der MAX16826 ist über den Temperaturbereich von -40 °C bis +125 °C spezifiziert. Der Baustein übersteht Load-Dump-Transienten bis zur Höhe von 40 V, arbeitet jedoch auch bei Startbedingungen. Er sitzt in einem thermisch verbesserten TQFN-Gehäuse (5 mm x 5 mm) mit 32 Anschlüssen.