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Stromquellen für LED-Leuchten sollen hohe Konstanz und Lebenserwartung sicherstellen

Treiber für kleine und große Lichter

2. März 2012, 15:40 Uhr | Willem Ongena

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100 W und mehr: noch selten, aber sehr anspruchsvoll

Leistungen von mehr als 100 W sind derzeit eher relativ selten. Sogar für Straßenbeleuchtungen reicht meistens eine zweistellige Wattzahl, zumal die LEDs immer effizienter werden. »Dennoch kommt auch Leistungsbedarf bis 400 W vor«, weiß Hesener. Und solche Fälle wird es mit dem Vorrücken der LED in die Domäne der allgemeinen Beleuchtungstechnik immer häufiger geben. Eine QR-Lösung scheidet im dreistelligen Wattbereich oft aus. Sie arbeitet immer im lückenden Bereich auf der Sekundärseite. Das führt zu einer starken Restwelligkeit, die den Ausgangskondensator stark belastet, und auch rasch zu Problemen mit der EMV. Auch der Wirkungsgrad ist meistens unzufriedenstellend.

Es gibt aber Wandlertopologien, die Abhilfe schaffen. Hesener nennt eine gängige Lösung: »In Frage kommen LLC-Halbbrückenlösungen«. Der Begriff LLC geht darauf zurück dass in der Schaltungstopologie einmal die Hauptinduktivität (L) des Transformators in Erscheinung tritt, zweitens eine serielle Streuinduktivität und drittens ein Kondensator (C). Sie zeichnen sich aber meistens durch eine große Anzahl von Bauteilen, hohe Kosten und eine geringe Systemeffizienz und Zuverlässigkeit, sowie eine hohe Design-Komplexität aus.

Fairchild wartet auch für LLC-Halbbrückenlösungen mit einer integrierten Lösung auf. Sie enthält drei Chips in einem Gehäuse und verfügt über interne MOSFETs mit einer Body-Diode mit kurzer Sperr-Erholungszeit (120 ns) sowie über einen integrierten Highside-Gate-Treiber. Die Lösung erlaubt eine Arbeitsfrequenz von bis zu 300 kHz. Pulse Skipping bei kleiner Last begrenzt die Frequenz und die Verluste.

Bei anspruchsvollen Leuchten im zwei- oder dreistelligen Wattbereich lässt sich die Lichtstromkonstanz mit Hilfe ausgeklügelter Schaltungstechnik übrigens noch weiter steigern: Man misst den tatsächlichen Lichtstrom und regelt den elektrischen Strom bei Bedarf nach. So trät man auch dem Umstand Rechnung, dass die Lichtausbeute am Anfang der Betriebsdauer oft zunächst leicht ansteigt und danach allmählich abfällt. Und für Anwendungen, die einen variablen Farbort verlangen, gibt es zum Beispiel drei- bzw. vierkanalige Lösungen für RGB- bzw. RGBW-LEDs.