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LEDs im Hintergrund

LED-Treiber für hellere LC-Displays im Fahrzeug

6. Februar 2012, 12:00 Uhr | Von Jeff Gruetter

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Fortsetzung des Artikels von Teil 3

Minimiert Leistungsverluste durch Ballastschaltung

Der LT3760 verwendet eine adaptive Rückkoppelschleife, die die Ausgangsspannung so einstellt, dass sie geringfügig höher als die der LED-Kette mit der höchsten Spannung ist. Dies minimiert Leistungsverluste durch die Ballastschaltung und hilft, den Wirkungsgrad zu optimieren. Die Schaltung in Bild 4 liefert einen Wirkungsgrad von über 90 Prozent und erlaubt es so, auf einen Kühlkörper zu verzichten. Ebenso wichtig für die Versorgung von LED-Arrays ist eine akkurate Stromanpassung, um sicherzustellen, dass die Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung über den ganzen Bildschirm konstant bleibt. Der LT3760 garantiert weniger als +2 Prozent Variation (typisch: +0,5 Prozent) im LED-Strom über den gesamten Temperaturbereich von -40 bis +125 °C (Bild 5).

Der LT3760 hat eine aufwärts wandelnde Controller-Topologie mit fester Frequenz und konstantem Strom. Durch den Einsatz eines externen 60-V-n-Kanal-MOSFETs kann er acht Ketten mit je bis zu zehn in Reihe geschalteter 100-mA-LEDs versorgen; seine Schaltfrequenz ist zwischen 100 kHz und 1 MHz programmier- und synchronisierbar. Alternativ können vier Ketten mit 200-mA-LEDs oder zwei Ketten mit 400-mA-LEDs versorgt werden. Dabei kann jede LED-Kette entweder die gleiche Anzahl von LEDs besitzen oder asymmetrisch mit unterschiedlichen Anzahlen von LEDs in den Ketten betrieben werden.

Der LT3760 offeriert eine direkte PWM mit Dimm-Verhältnissen bis zu 3.000:1 und analoges Dimmen über den Control-Pin, wobei hier Dimm-Verhältnisse bis zu 25:1 erreicht werden. Durch Kombination dieser beiden Anwendungen lassen sich Dimm-Verhältnisse bis zu 30.000:1 realisieren. Aufgrund der Qualität moderner Displays werden in der Praxis meist höhere LED-Ströme (50 bis 100 mA) verwendet, damit diese Displays in hellem Umgebungslicht gut lesbar sind, und ein höheres Dimm-Verhältnis, um die variierenden Umgebungsbedingungen zu kompensieren.

Darüber hinaus besitzt der LT3760 integrierte Funktionen zum Schutz bei Unterbrechung und Kurzschluss sowie einen Fehlerdiagnose-Pin, der in beiden Fällen auf High gesetzt wird. Bei Kurzschlüssen zwischen der Ausgangsspannung und einem beliebigen LED-Pin schaltet der LT3760 den entsprechenden Kanal ab und regelt die restlichen Kanäle. So wird der LT3760 vor zu hoher Temperatur geschützt und ein zuverlässiger Betrieb sichergestellt. Für zusätzlichen Schutz der LEDs kann über den Control-Pin eine Derating-Kurve programmiert werden. Dementsprechend wird der LED-Strom an die Umgebungstemperatur angepasst: Ein in der Nähe der LEDs platzierter NTC-Widerstand senkt den LED-Strom mit steigender Temperatur.