»Es werde Licht«
Effiziente LED-Ansteuerung mit 8-Bit-MCU von Fujitsu Semiconductor
Zur effizienten LED-Ansteuerung stellt Fujitsu Semiconductor die MB95430-Serie aus seiner 8FX-MCU-Familie vor. Je nach Derivat verfügen die MCUs über spezielle Peripherie-Einheiten wie LCD-Controller oder PWM-Timer für die Ansteuerung bürstenloser Gleichstrommotoren (BLDC).
Auf diese Weise wird der MCU-Kern entlastet und die Zahl der externen Komponenten reduziert. Um den Einstieg in die LED-Ansteuerung zu erleichtern, wird für die MB95430-MCU-Serie das Entwicklungssboard SK-95430-32PMC-LED angeboten.
In vergleichsweise kurzer Zeit hat sich die Leuchtstärke von LEDs von einem schwachen, nur für Anzeigelämpchen tauglichen Glimmen zu einem hellen, mit teilweise weit über 100 lm/W sehr effizienten Stahlen entwickelt, das unter anderem sogar die Effizienz der allseits bekannten und oft wenig geliebten Kompaktleuchtstoffröhren oder »Energiesparlampen« in den Schatten stellt. Dadurch werden LEDs für immer neue, vormals Glüh-, Halogen- oder Entladungslampen vorbehaltenen Anwendungen interessant, in denen sie ihre Vorteile ausspielen können. Sei es nun Allgemeinbeleuchtung, schicke Designerlampen, Taschenlampen oder KFZ-Scheinwerfer: Nahezu in jeder Anwendung sind inzwischen (auch) LEDs zu finden. Doch nicht nur die Effizienz des Leuchtmittels selbst ist entscheidend, auch bei der Ansteuerung gilt es, einige Punkte zu beachten.
Bei Standard-LEDs für Signalzwecke besteht die »Ansteuerung« häufig nur aus einem der Versorgungsspannung angepassten Vorwiderstand, gerade beim Betrieb an niedrigen Spannungen. Dass hierbei ein Großteil der aufgebrachten Energie in diesem Vorwiderstand verheizt wird, mag für diese Anwendungen mit wenigen mA LED-Strom noch akzeptabel sein, doch bei modernen Hochleistungs-LEDs für energiesparende Beleuchtung ist das nicht zielführend.
LEDs besitzen, wie ihre nichtleuchtenden Verwandten, bekanntermaßen eine exponentiell ansteigende Strom-Spannungs-Kennlinie, wenn erst mal die Vorwärtsspannung überschritten ist. Minimale Schwankungen der Betriebsspannung bewirken also große Änderungen der Stromstärke, und damit sehr leicht eine Überlastung der LED. Gleichzeitig schwankt gerade die Vorwärtsspannung stark von LED zu LED, sodass LEDs in der Regel mittels Konstantstromquelle betrieben werden. Diese wird im einfachsten Fall durch den oben gennanten Vorwiderstand angenähert; bei höheren Stromstärken ist das jedoch nicht praktikabel, zumal dabei Schwankungen der Versorgungsspannung nicht aktiv kompensiert werden.
Besser sieht es da schon mit einer einfachen, linearen Konstantstromquellen aus, beispielsweise mittels eines JFETs oder eines Längsreglers und passendem Widerstand. Hierbei bleibt der LED-Strom zwar über einen weiten Eingangsspannungsbereich konstant, jedoch »verbrät« der Regler umso mehr Energie, je weiter die Eingangsspannung über der Vorwärtsspannung der LEDs liegt. Für effiziente High-Power-LEDs kommen diese Schaltungen daher meist ebenfalls nicht infrage.
- Effiziente LED-Ansteuerung mit 8-Bit-MCU von Fujitsu Semiconductor
- Regler geschaltet, Regler erkaltet
- Schnell geschaltet
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