Herausforderungen und Möglichkeiten beim Einsatz von LED-Treibern

Wenn LEDs hell leuchten sollen #####

18. August 2009, 8:12 Uhr | Jeff Gruetter
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Wenn LEDs hell leuchten sollen

True-Color-PWM-Dimmen des LT3755 erlaubt Dimmverhältnisse bis zu 3000:1 ohne jede Änderung der Farbe des emittierten Lichts. Damit ist es möglich, die LED-Scheinwerfer an verschiedene Umgebungsbedingungen anzupassen. Weil die Hochstrom-LED-Treiber von Linear Technology Stromregler sind, modulieren sie nicht direkt das Tastverhältnis (duty cycle) des Leistungsschalters, sondern die Rückkoppelschleife steuert den Spitzenstrom im Schalter während jedes Arbeitstakts. Verglichen mit der Regelung im Spannungsmodus verbessert die Stromregelung die Schleifendynamik und liefert eine Strombegrenzung von Arbeitstakt zu Arbeitstakt.

Zweifach-LED-Applikationen

Viele der eingebetteten Hochstrom-LED-Applikationen bestehen aus einer einzelnen oder einer zweifachen Hochstrom-LED (ILED von 1 A bis 1,5 A). Diese Anwendungen schließen die Innenraumbeleuchtungen, aber auch Außenbeleuchtungen (Tagesfahrlicht, Nebelscheinwerfer) mit ein. Abhängig von der Anwendung können farbige LEDs für die Hintergrundbeleuchtung der Armaturen (gauge backlighting) oder weiße LEDs für allgemeine Beleuchtungsaufgaben benutzt werden. Da alle diese LEDs typischerweise mit einer Vorwärtsspannung von 3 bis 4 V aus dem Automobilnetz mit 12 V bis 14 V gespeist werden, ist ein Abwärtsregler erforderlich, beispielsweise der Zweifach-Abwärts-LED-Treiber LT-3475.

Der LT3475, ein 36-V/2-MHz-Zweifach-DC/DC-Wandler, wurde so entwickelt, dass er als Zweifach-Konstantstrom-LED-Treiber arbeitet (Bild 3). Jeder Kanal enthält einen internen Stromfühlwiderstand und die Dimm-Steuerung, wodurch er sich zum Treiben von LEDs eignet, die bis zu 1,5 A Strom benötigen. Ein Kanal schaltet 180° phasenverschoben zum anderen, wodurch die Restwelligkeit des Ausgangs beider Kanäle reduziert wird. Die hohe Genauigkeit des Ausgangsstroms wird unabhängig für jeden Kanal über einen Bereich von 50 mA bis 1,5 A gewährleistet. Mit seinem Eingangsspannungsbereich von 4 bis 36 V eignet sich der LT3475 für Automobil-Stromversorgungssysteme. Seine Schaltfrequenz kann von 200 kHz bis zu 2 MHz eingestellt werden, was die Verwendung von kleinen Spulen und Keramikkondensatoren erlaubt, wobei das Schaltrauschen außerhalb des AM-Funkbandes liegt. Kombiniert mit dem thermisch verbesserten TSSOP-20-Gehäuse, bietet er eine kompakte Lösung zum Treiben von Hochstrom-LEDs.

Der LT3475 benutzt einen Fühler auf der Hochstromseite, was eine geerdete LED-Katoden-Verbindung erlaubt, wodurch sich die Notwendigkeit für ein Massekabel in den meisten Applikationen erübrigt. In jedem Kanal ist eine Boost-Diode integriert, wodurch sich die Kosten weiter verringern. sj

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Bild 3. Blockschaltung und dazugehörige Wirkungsgradkurven des zweifachen, abwärts wandelnden 1,5-A-LED-Treibers LT3475.

Autor:

Jeff Gruetter
hat einen BSME-Abschluss der University of California, Berkeley, und einen MBA der University of Southern California. Er verfügt über eine 20-jährige Erfahrung im Bereich der Leistungshalbleiter und arbeitet derzeit bei Linear Technology als Product Marketing Engineer der Power Products Group.

jgruetter@linear.com


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