Höhere Effizienz durch intelligente LED-Treiber
»Grüne« Treiber bekämpfen den Treibhauseffekt
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Herausforderung LED-Retrofit
Eine besondere Herausforderung stellen so genannte LED-Retrofits dar. Sie müssen in eine herkömmliche Schraub- oder Steckfassung passen und dort aus der zugeführten Netzspannung einen dimmbaren Versorgungsstrom für die eingebaute LED machen. Damit das möglichst effizient gelingt, darf die Schaltfrequenz des eingebauten AC/DC-Wandlers nicht zu hoch sein. Wählt man sie aber zu niedrig, wird der Wandler zu groß, um noch in der Fassung untergebracht zu werden. Hier steht der Leuchtmittelhersteller also vor einer besonderen Herausforderung, die er meistens nur in enger Zusammenarbeit mit dem Lieferanten des Wandler-ICs bewältigen kann.
Dimmen von Kalt- bis Warmweiß
Ein Beispiel für ein gelungenes Design ist die dimmbare A19 des Herstellers Ledzworld, die 2010 die Auszeichnung »LFI Innovation of Year Award« erhielt. Das Besondere an der Lampe ist unter anderem, dass sie beim Dimmen den Farbort von Kaltweiß nach Warmweiß wechselt. Dieser Effekt kommt dem Dimmen einer Glühlampe sehr nah: Auch deren Farbort schiebt sich bei abnehmender Lichtstärke zunehmend ins Rote - hier allerdings mit deutlich abnehmender Lichtausbeute, im Gegensatz zur LED, deren Lichtausbeute bei Warmweiß zwar auch geringer ist, jedoch nicht so signifiant wie bei der Glühlampe. Ledzworld nennt seine Technologie »CTA« (color temperature adjusted). Sie basiert u.a. auf einer intelligenten Treiberschaltung, in der aus Platz- und Kostengründen allerdings nicht mehr Funktionen untergebracht sind als unbedingt nötig.
Für größere Leuchten sind auch komplexere Steuerschaltungen sinnvoll. Im Prinzip greift man dabei zwar immer auf eine Schaltung mit vier Funktionsblöcken zurück: Gleichrichter mit Filter, Zerhacker (chopper), einen isolierten Sperrwandler (flyback) und eine (möglichst integrierte) Steuerschaltung (siehe Schaltbild mit dem Steueraustein CY8CLEDAC03 von Cypress), Die drei erstgenannten Bläcke sind immer analog, weshalb der Steuerbaustein analoge Ein- und Ausgänge hat. Intern kann es aber sinnvoll sein, digitalisierte Signal zu verarbeiten. Cypress bietet deshalb eine Reihe programmierbarer SoCs der Familie CY8CLED0xD/G0y an, auch zusammengefasst unter der generischen Bezeichnung »PowerPSoC«. Diese sind teils mit sehr leistungsfähigen mehrkanaligen Versionen ausgerüstet. Ein voll ausgebauter Baustein dieser Familie enthält nicht nur einen Mikrocontrollerkern mit Speicher und I/O, sondern auch digitale und analoge Funktionsblöcke und Leistungsperipherie, darunter vier Power-FETs, die 1 A Treiberstrom mit maximal 32 V bereitstellen können. Die Programmierbarkeit und Vielseitigkeit der Baureihe ermöglicht die Realisierung intelligenter LED-Treiber für fast jede Anwendung.
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