Ein Baustein für den effizienten LED-Einsatz im Automobil

LEDs für attraktive Innenbeleuchtungen

24. Mai 2007, 12:31 Uhr | Roger Alm

Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Designbeispiel 3: Überhitzungsschutz

Das Schaltungsbeispiel in Bild 3 zeigt, wie sich mit einem einfachen NTCWiderstand ein Schutz gegen zu hohe Temperaturen realisieren lässt. Der NTC-Widerstand sollte so gewählt werden, dass sein Widerstandswert bei der kritischen Temperatur – bei deren Überschreiten der LED-Strom abgeregelt werden soll – so groß ist wie der Wert von R₂.

Ist die Leitung hin zum NTC-Widerstand vergleichsweise lang, dann kann der Kondensator C₅ erforderlich sein. Dieser ist jedoch unkritisch, da er die Regelung nur dann beeinflusst, wenn es zu einer Überhitzung der LEDs kommt und der Strom abgeregelt wird. Das Schaltungsbeispiel in Bild 4 macht deutlich, dass sich ein äußerst einfacher und kosteneffektiver Dimmer implementieren lässt, wenn R₂ durch ein Potentiometer (P₂) ersetzt wird.

Designbeispiel 4: Dimmen einer einzelnen LED

Die Schaltung in Bild 5 zeigt, wie ein sanftes Einschalten realisiert werden kann – eine exklusive Funktion zu geringen Kosten. Benötigt werden nur der Widerstand R₃ und der Kondensator C₆. Aus der Berechnung des Stroms zwischen R₂ und R₃ sowie der Kapazität von C₆ lässt sich die Zeitkonstante ermitteln.

Wird C₄ genügend groß gewählt, können R₃ und C₆ entfallen. Hierfür ist jedoch ein so großer Wert für C₄ erforderlich, bei dem das Risiko eines Leckstroms besteht, durch den die Genauigkeit der LED-Stromregelung verlorengeht. 50 µA laden 50 µF in einer Sekunde auf 1 V auf, doch ist die Spannung niemals höher als der Wert, der durch R₂ festgelegt ist. D₃ dient zum Entladen von C₆ nach dem Abschalten der Betriebsspannung, damit die Helligkeit der LED beim erneuten Einschalten wieder langsam ansteigt. Aus Bild 6 geht hervor, wie sich mit einem einfachen Schalter oder Potentiometer (P₂) ein sanftes Ein- und Ausschalten der LED erzielen lässt. Mit sehr geringem Kostenaufwand erhält man so eine ansprechende Funktion, mit der sich übrigens auch die Lichtstärke variieren lässt.

Designbeispiel 5: Dimmen mehrerer LED

In der Schaltung in Bild 7 ist zu sehen, wie mit der Variation der Oszillatorfrequenz ein einfacher Dimmer realisiert werden kann, der sich für die Ansteuerung von Hochleistungs-LEDs eignet.

Bei Hochleistungs-LEDs ist bei hohen Stromstärken die Lichtstärke proportional zum Strom, während dies bei niedrigen Stromstärken nicht unbedingt der Fall sein muss.

Die Lichtabgabe deckt daher nicht den Bereich von 0 bis 100 % ab, sondern von etwa 10 bis 100 %, wenn die Spule korrekt dimensioniert wird.

Der Vorteil dieser Schaltung ist die relativ kleine Induktivität. Die Schaltung ist allerdings empfindlich gegenüber Schwankungen der Versorgungsspannung.

Hier wäre mit zusätzlichem Schaltungsaufwand Abhilfe möglich.