Effizienter Winzling
6 W Treiberleistung mit 13 Komponenten
Mit dem LYTSwitch-0 präsentiert Power Integrations einen IC, mit dem sich kostengünstige Treiber für seriell geschaltete Mid-Power-LED realisieren lassen.
Die ständig sinkenden Preise für Weißlicht-LEDs ermöglichen den Bau preiswerter LED-Leuchtmittel. Bereits jetzt können Verbraucher Preise von weniger als 10 Euro für eine Retrofitbirne in der Leistungsklasse unter 10 W erwarten. Sie ersetzt Glühbirnen in der Leistungsklasse zwischen 60 und 75 W. Und in zwei Jahren soll der Preis bei weniger als 7 Euro liegen.
Für wenig Geld viel leisten
Um diese Entwicklung zu unterstützen, müssen nicht nur die LED-Anbieter immer mehr Lumen für möglichst immer weniger Geld bieten, sondern es müssen auch die Kosten für die LED-Stromversorgungsschaltungen hiermit Schritt halten. Denn die belaufen sich oft auf fast 40 Prozent der Gesamtkosten einer Retrofitbirne. Wichtig für ein kostengünstiges Design ist aber nicht nur ein günstiger IC-Preis, sondern auch, dass der Filteraufwand und die Verlustleistung gering bleiben. Und auch das Regelungsverhalten ist kritisch. Die Entwicklung eines Treiber-ICs, der alle Anforderungen erfüllt, erfordert deshalb viel Erfahrung und Know-how. Der Aufwand lohnt sich aber, denn vor allem für Spezialisten in diesem Marktsegment tun sich bei Erreichen des Kostenzieles enorme Marktpotenziale auf.
Einer dieser Spezialisten ist der US-amerikanische IC-Hersteller Power Integrations (PI), der sich schon vor vielen Jahren ganz auf das Geschäft mit Netzversorgungsschaltungen fokussiert hat. PIs Portfolio umfasst unter anderem ICs für Steckernetzteile und für LED-Treiber, die vor allem ihren Weg in den Massenmarkt gefunden haben. Bislang hat PI zum Beispiel mehr als 200 Mio. ICs für die Versorgung von Weißlicht-LEDs ausgeliefert. Und mit seinem gerade vorgestellten LYTSwitch-0 hat er einen IC auf den Markt gebracht, der zu einer erheblichen Ausweitung des Geschäfts beitragen dürfte.
Störungsarm und wirkungsvoll
Mit dem neuen Baustein und weiteren zwölf externen Komponenten (darunter Spule, Gleichrichter, Pufferkondensatoren und Filterbausteine) lässt sich eine 110-mA-Versorgung aufbauen, die rund 54 V liefern kann, was für die Versorgung von einem Dutzend 0,5-W-LEDs ausreicht. Mit dem Referenzdesign RDR-355 belegt PI, dass ein nicht dimmbarer Treiber bei einer Versorgungsspannung von 240 V einen Leistungsfaktor von 0,52 und einen Wirkungsgrad von mehr als 91 Prozent erreichen kann. Bei einer Netzspannung von 110 V steigen Leistungsfaktor und Wirkungsgrad auf 0,82 und mehr als 92 Prozent. Dank der geringen Verlustleistung ist eine Kühlung entbehrlich. Der Treiber arbeitet zum Erreichen des hohen Wirkungsgrades mit einer relativ geringen und standig wechselnden Betriebsfrequenz, die um 66 kHz schwankt. Dieser Frequenzjitter senkt das Störpotenzial der Schaltung und macht es möglich, einfache EMV-Filter einzusetzen. Der IC ist für den Einsatz bei Netzwechselpannungen von 85 V bis 308 V geeignet. Schwankungen dieser Netzspannung regelt der Baustein innerhalb einer Schwankungsbreite von ±5% aus. Der Entwickler kommt also mit verhältnismäßig wenigen Sicherheitsvorkehrungen gegen Überspannung aus. So lässt sich ggf. sogar eine LED einsparen, die Entwärmung wird weniger kritisch, und der Bauteilestress nimmt ab, was sich günstig auf die Lebensdauer auswirkt (diese wird in der Praxis von der Lebensdauer der elektrolytischen Kondensatoren bestimmt, die wiederum mit der Betriebstemperatur sinkt). Typische Anwendungen für die vorgestellte Treiberschaltung sind preiswerte LED-Birnen, z.B. im GU10-Format, und Kerzenlampen. Der IC ist entweder in einem SO-8- oder DIP-Gehäuse untergebracht.
Muster sind bereits erhältlich. Bei Abnahme von 10.000 Stück bietet PI den Baustein für 0,29 Dollar an.
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