Integrierte Leistungshalbleiter eröffnen neue Möglichkeiten
Pulsbreiten-Modulation für die Automobil-Beleuchtung
Fortsetzung des Artikels von Teil 3
Wahl der PWM-Frequenz
Bei der Wahl der PWM-Frequenz müssen verschiedene Aspekte berücksichtigt werden. Dazu gehören die Belastung der Glühwendel durch Temperaturänderungen, Flacker-Phänomene, elektromagnetische Störungen und die Leistungsverluste in den Halbleiterbausteinen, die die Glühlampen ansteuern. Zyklische Temperaturschwankungen der Glühwendel führen zu thermomechanischen Belastungen und damit zu einer Reduzierung der Lebensdauer, etwa durch den Bruch der Glühwendel. Diese Belastung hängt ab von den folgenden Faktoren:
- elektrischer Widerstand der Glühwendel,
- Strahlungskoeffizient,
- thermischer Widerstand,
- thermische Kapazität der Glühwendel,
- Temperatur, Widerstand und elektrische Spannung der Glühwendel im stationären Zustand.
Die Temperaturänderungen sollten nicht größer als 50 K sein. Unter dieser Randbedingung lässt sich eine minimale PWM-Frequenz bestimmen. Für die am Markt erhältlichen Glühlampen liegt die minimale PWM-Frequenz zwischen 30 Hz (55-W-Glühlampe) und 40 Hz (21-W-Glühlampe). Damit das menschliche Auge kein Flackern wahrnimmt, muss die PWM-Frequenz allerdings ausreichend hoch gewählt werden. Experimente zur Empfindlichkeit des Auges, durchgeführt mit unterschiedlichen Glühlampen, haben gezeigt, dass die niedrigste Frequenz bei etwa 60 Hz liegt.
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