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LED-Treiber für Automotive-Applikationen, Teil 2

25. Oktober 2010, 14:09 Uhr | Von Eric Hoyt

Der erste Teil dieses Artikels (Elektronik automotive, Heft 7/8.2010) stellte die elektronischen Ansteuerungslösungen für LEDs im Automobil dar. Zudem beleuchtete er die verschiedenen Arten von Treiberschaltungen. Der zweite Teil zeigt nun die technischen Herausforderungen sowie die Vor- und Nachteile beim Einsatz von für Automotive-Applikationen entwickelten ICs anhand von Beispielanwendungen auf.

Bild 1. Die SEPIC-Topologie.
Bild 1. Die SEPIC-Topologie.

Zu den dargestellten Beispielen zählen Scheinwerfer mit SEPIC-Regler, Heckleuchteneinheit mit LEDs in Serien-Parallelschaltung sowie Heckleuchteneinheit mit in Serie geschalteten LEDs und einer Kombination aus Abwärts- und Aufwärtsregler. Des weiteren werden die Ergebnisse einfacher Schaltwandler-ICs gegenüber den speziell für Automotive-LED-Applikationen entwickelten ICs von National Semiconductor verglichen.

Grundsätzlich herrschen im Bordnetz 12 bis 14 V Gleichspannung, doch kann es in besonderen Fällen vorkommen, dass die Systemkomponenten mit einer Spannung versorgt werden, die über oder unter diesem Bereich liegt. Beim Kaltstart etwa kann die Bordnetzspannung auf 4,5 V und darunter einbrechen, während bei Lastabwürfen ohne weiteres 40 bis 60 V vorkommen können. Sollen LEDs auch unter diesen Umständen betrieben und geschützt werden, kann für den Entwickler eine Stromversorgungs-Stufe hilfreich sein, die den konstanten LED-Strom unabhängig davon bereitstellt, wie das Verhältnis zwischen der Versorgungsspannung und der Vorwärtsspannung der LED-Kette ist. Die SEPIC-Topologie (Bild 1) gehört zu den Schaltwandlern, die die Eingangsspannung sowohl anheben als auch verringern können.

Bild 2. Exemplarische SEPIC-Anwendungsschaltung auf Basis des Controller-ICs LM3421.
Bild 2. Exemplarische SEPIC-Anwendungsschaltung auf Basis des Controller-ICs LM3421.

Ein SEPIC-Wandler mag zwar in seinem Wirkungsgrad nicht an Abwärts- oder Aufwärtswandler heranreichen, aber dennoch hat diese Topologie mehrere Vorteile. Abgesehen von der Fähigkeit, als Hoch- oder Tiefsetzsteller zu arbeiten, ist ein weiterer Pluspunkt besonders für Automotive-Anwendungen interessant: die Tatsache, dass der in Bild 1 mit CSEPIC bezeichnete Kondensator für eine Isolation zwischen Ein- und Ausgang sorgt. Ein „gefühlter“ Nachteil des SEPIC-Wandlers ist allerdings, dass zwei Induktivitäten erforderlich sind. Als entlastendes Argument ist anzufügen, dass sich beide Induktivitäten hier auf denselben Kern wickeln lassen, sodass zumindest keine zwei separaten Spulen nötig sind. In Bild 2 ist eine exemplarische Anwendungsschaltung dargestellt, die auf dem Controller-IC LM3421 basiert.


  1. LED-Treiber für Automotive-Applikationen, Teil 2
  2. LEDs in Serien-Parallelschaltung
  3. Kombination aus Abwärts- und Aufwärtsregler
  4. Die richtige Topologie
  5. Spannungsspitzen als Herausforderung

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