LED-Ansteuerungen für die unterschiedlichsten Anwendungen

STMicroelectronics - Wie sehen nun die Ansteuerungen für die unterschiedlichen Anwendungen aus?

Ein typischer Einsatz sind LEDs für den Ersatz der Halogenlampen der Bauform MR16. Hier finden drei bis vier LEDs Einsatz, die die Halogenlampen direkt ersetzen können. STMicroelectronics bietet dafür die Abwärtswandler L5970AD und L5973AD. Sie arbeiten mit einer festen Schaltfrequenz von 500 kHz und können mit verschiedenen LEDs bis 5 W zusammen arbeiten. Die Spannungsfestigkeit gibt ST mit bis zu 36 V an. Außerdem kann das Unternehmen auch Gleichrichter und Freilaufdioden mitliefern. Sind statt 24 V nur 18 V gefordert, kann der DC/DC-Wandler auch mit einer Frequenz von 1 MHz arbeiten. Außerdem hat ST den L6902 im Programm, der weitgehend dem L5970 entspricht, zusätzlich aber mit einem integrierten Verstärker zur Stromregelung ausgestattet ist.

Für Anwendungen, die eine höhere Anzahl von LEDs erfordern, muss die Spannung erhöht werden. Mit den Typen L4976 und L4973 hat STMicroelectronics zwei Abwärts-DC/DC-Wandler im Programm, die eine Kette von bis zu 12 LEDs zu je 70 mA ansteuern können. Der L4976 liefert 1 A bei einer Spannung zwischen 3,3 V und 50 V, was sich über einen externen Teiler einstellen lässt. Auf dem in einem BCD-Prozess gefertigten IC ist ein DMOS-Transistor integriert, der mit seinem Einschaltwiderstand von 0,25 Ohm einen hohen Wirkungsgrad und eine hohe Schaltgeschwindigkeit bis 300 kHz erreicht. Der Eingangsspannungsbereich liegt zwischen 8 und 55 V. Der Wandler ist in PDIL-, MINIDIL-8- und SO16W-Gehäusen untergebracht. Bis zu 3,5 A liefert der L4973 bei festen Spannungen von 3,3 V und 5,1 V. Über einen Teiler lassen sich bis zu 50 V einstellen. Der interne DMOS-Transistor erreicht einen Einschaltwiderstand von 0,15 Ohm. Der Eingangsspannungsbereich liegt zwischen 8 V und 55 V. Er sitzt in PDIL-, DIP-18- und SO20-Gehäusen.

Für batteriebetriebene Geräte hat ST den L6920 entwickelt, ein Aufwärts-Controller, der lediglich drei externe Komponenten benötigt und einen Wirkungsgrad von 88 Prozent erreicht. Er liefert feste Spannungen von 3,3 V und 5 V und einstellbare Spannungen zwischen 2 V und 5,2 V. Mit seiner geringen Baugröße passt er auf den Metallträger der LED. Der Wandler startet bei 1 V und arbeitet bis hinunter zu 0,6 V. Der Einschaltwiderstand des internen P-Kanal-MOSFETs liegt bei 120 mOhm, eine interne Frequenzsteuerung ist integriert. Er sitzt im TSSOP8-Gehäuse und ist für den Betrieb in Geräten ausgelegt, die mit ein bis zwei Zellen arbeiten wie Handys, PDAs, Digitalkameras und GPS-Systeme.

Maxim

»Der Automotive-Markt ist die treibende Kraft für LED-Anwendungen«, meint auch Michael Krickl, Regional Business Manager von Maxim. Er erwähnt den MAX16831, der für die Ansteuerung von einer High-Brightness-LED-Kette ausgelegt ist und mit seiner Betriebsspannung bis 78 V je nach Architektur eine Vielzahl von LEDs in einer Kette treiben kann. Die flexible Architektur lässt eine Busk-, Boost- oder auch Buck/Boost-Topologie zu. Mehrere Bausteine lassen sich über einen Takteingang auf die selbe Schaltfrequenz synchronisieren. Neben den für LED-Schaltungen üblichen Standardfunktionen bietet er beispielsweise Differential Current Sensing, und einen Floating Dimmer für die Helligkeitsregelung über einen externen N-Kanal-MOSFET in Serie mit der LED-Kette. Die HBLED-Treiber erreichen einen Wirkungsgrad von über 90 Prozent. Mit einer internen leistungsstarken Treiberstufe können sie einen externen MOSFET ansteuern, dessen Größe die umgesetzte Gesamtleistung bestimmt. Bei der Dimmung hilft der interne Rampengenerator, verfügbare Analogsignale in PWM-Signale umzuwandeln, der Chip akzeptiert aber auch direkte PWM-Signale. Zudem zeichnet er sich durch seine geringe Sense-Spannung von 100 mV aus. Er sitzt im 32-pin-QFN-Gehäuse und arbeitet über einen Temperaturbereich von -40 bis 125 °C. Damit ergibt sich eine weite Palette von Anwendungen, insbesondere im Auto, wo er in Tageslichtscheinwerfern, adaptivem Frontlicht und Rücklicht Einsatz finden kann. Außerdem eignet er sich für Anwendungen in der Industrie oder in RGB-Lichtquellen für Projektoren.

Einfach aufgebaut aber ist der MAX16823 ein Linearregler mit drei Kanälen, die jeweils 70 mA liefern, drei Strommesswiderständen und drei individuellen Dimming-Eingängen. Mit seinem Eingangsspannungsbereich von bis zu 40 V eignet er sich für den Einsatz in Autos und in der Industrie. Der Strom pro Kanal lässt sich über einen externen Strommesssensor in Serie mit den LEDs einstellen. Mittels zusätzlicher externer Transistoren sind bis zu 2 A pro Kanal möglich; außerdem verlagern sich dadurch die Hotspots vom IC in die Umgebung. Die Linearregler sind in thermisch optimierten TQFN-EP- und TSSOP-EP-Gehäusen untergebracht und arbeiten im Temperaturbereich von -40 bis +125 °C.