LED-Treiber entscheiden über Erfolg und Misserfolg einer Beleuchtung

LED-Beleuchtung stellt das am schnellsten wachsende Segment des LED-Markts dar, wodurch LED Treiber ICs für Beleuchtungsanwendungen ein ähnlich hohes Wachstum erleben. Diese grundlegenden Komponenten bestimmen die Intelligenz und die Performance eines Beleuchtungssystems und können die Lebensdauer einer LED mit Hilfe von Funktionen wie Kurzschluss-, Unterbrechungs- und Überspannungsschutz sowie mit thermischen Abschaltszenarien deutlich verlängern.

Nachfolgend finden Sie eine Auswahl der besten LED-Treiber, die Ihnen bei RS für die verschiedensten Beleuchtungsanwendungen zur Verfügung stehen.

 

Fahrzeugscheinwerfer

Für Fahrzeugscheinwerfer und Nebelscheinwerfer bietet TI den LED Treiber IC TPS92690. Dieser DC/DC-Controller eignet sich für Boost-, SEPIC-, Cuk- und Flyback-Topologien mit einer Eingangsspannung zwischen 4,5 und 75 V. Er bietet zwei Eingänge für analoge oder PWM-Signale, die dieselbe Steuermethode zum Dimmen und für die thermische Gegenkopplung unterstützen.

Darüber hinaus kann der Controller als einstellbarer Low-Side-Stromfühler zwischen 50 und 500 mV zur Senkung des Stromverlusts sowie zur analogen Dimmerregelung eingesetzt werden. Die Schaltfrequenz kann auf bis zu 2 MHz eingestellt werden und wird entweder über einen internen Oszillator festgelegt oder von einer externen Uhr zur Synchronisierung mit anderen Geräten des Designs überschrieben. Dank der einstellbaren Schaltfrequenz und dem Strommess-Grenzwert kann die Komponente ideal auf Größe, Effizienz oder eine ausgewogene Balance zwischen den beiden konfiguriert werden.

Die Komponente TPS92690 ist dabei selbstverständlich mit AEC-Q100-Qualifikation erhältlich.

 

Allgebrauchslampen

Ebenso von TI kommen die speziell auf eine Reihe an Lampen für den Innenbereich ausgelegten LED-Treiber TPS92075 und TPS92560.

Der TPS92075 ist für 120 V AC bzw. 230 V AC Offline-Lampen und Downlights wie E14, GU10, A19 sowie für PAR20/30/38-Leuchten geeignet. Mit seinen gerade einmal 2,9 x 2,9 mm in dem TSOT-Paket ist er zudem ausgesprochen platzsparend untergebracht. Die Komponente arbeitet dabei als Buck- bzw. Buck-Boost Converter und erzeugt einen konstanten Strom zur Versorgung von LEDs. Die Blindleistungskompensation liegt bei 0,9 oder mehr. Der Controller ist zudem phasendimmbar und unterstützt herkömmliche Wand-Dimmerschalter.

Der TPS92560 ist ein Treiber für Lampen mit niedriger AC- oder DC-Spannung und MR16- oder AR111-Leuchten. Zur Steigerung der Kompatibilität mit elektronischen Transformatoren entwickelte TI ein hysteretisches Eingangskontrollschema, das keinerlei komplizierte Schleifenkompensation erfordert. Ebenso integriert sind aktive Low-Side-Input-Gleichrichter zur Steigerung der Effizienz der Anwendung.

 

Displays und Anzeigen

Die LED1642GWQTR von STMicroelectronics eignet sich hervorragend für Full-Colour- und Monochrom-Displays und LED-Anzeigen.

Dabei handelt es sich um ein 16-Bit-Schieberegister mit geringer Spannung und geringer Stromstärke. Es verfügt über 16 Ausgangskanäle mit Konstantstrom, die jeweils zwischen 3 mA und 40 mA liefern können (programmierbar über einen externen Widerstand). Diese Kanäle können 20 V bereitstellen, sodass jeder Kanal mehrere LEDs in Parallelschaltung mit Strom versorgen kann. Die Helligkeit kann dabei mit Hilfe einer 12- oder 16-bit-PWM-Graustufenregelung individuell für jeden Kanal geregelt werden. Die Taktfrequenz kann bis zu 30 MHz betragen, um Übertragungen mit hoher Datenrate zu unterstützen.

Der LED1642GWQTR bietet darüber hinaus auch Funktionen zum Wärmemanagement, wie beispielsweise einen Übertemperatur-Alarm, der die Einheit bei einem Output von 170° C abschaltet. Ebenso können unterbrochene und kurzgeschlossene LEDs erkannt werden. Die Grenzwerte für diese Funktion können dabei entsprechend eingestellt werden.

 

LCD-Hintergrundbeleuchtung

LEDs spielten lange Zeit eine Schlüsselrolle für die Hintergrundbeleuchtung von Displays aller Art, einschließlich LCDs. Ein hervorragendes Beispiel für einen LED-Treiber in dieser Anwendung ist der ADD5211 von Analog Devices. Dieses Gerät basiert auf einer induktiven Boost-Controller-Topologie, kann vier Stränge weißer LEDs unterstützen und bietet somit eine besonders effiziente Step-Up-Stromumwandlung von 4,5 V bis 40 V.

Vier geregelte Stromkörper sorgen für gleichmäßige Helligkeit; jeder dieser Körper kann mit 40 bis 200 mA betrieben werden. Ein PWM-Signal kann zudem zur Dimmerregelung genutzt werden.

Zu den besonderen Merkmalen dieses Treibers zählt eine adaptive Ausgangsspannung zur Senkung der Leistungsaufnahme sowie eine einstellbare Betriebsfrequenz zwischen 200 kHz und 1,2 MHz. Darüber hinaus bietet der Treiber Schutz vor Kurzschlüssen und Unterbrechungen im LED-Schaltkreis, Schutz vor Kurzschlüssen im Boost-Output, Überspannungsschutz, zykluseigene Strombegrenzung und die thermische Abschaltung für das IC- und das LED-Array. Eine Open-Drain-Fehlerausgabe ist ebenso integriert. Ein programmierbarer Sanftstarter wurde eingeführt, um den einfließenden Strom während der Inbetriebnahme zu reduzieren.

 

Tragbare Produkte

Speziell für batteriebetriebene Taschenlampen und ähnliche tragbare Produkte bietet Microchip den MCP1643 an, der über ein- und zweizellige Alkali- und NiMH/NiCd-Akkus mit Strom versorgt wird. Vorgesehen ist die Einheit für eine einzelne LED, doch sie kann auch zwei in Reihe geschaltete rote/grüne/gelbe LEDs unterstützen.

Bei dem Treiber handelt es sich um einen synchronen Boost Converter mit fester Frequenz und Konstantstrom-Ausgang. Dank der Niederspannungstechnologie von Microchip kann die Einheit mit einer Batteriespannung von gerade einmal 0,65 V ohne Spitzen in der Ausgangsspannung und dem Laststrom betrieben werden. Der Schaltstift dient zum Ein- und Ausschalten der LED, während ein 1-MHz-PWM-Signal zum Dimmen verwendet werden kann.

Bei 150° C greift die wärmebedingte Abschaltung mit einer Hysterese von 25° C ein. Dank des Überspannungsschutzes kann der Output auf 5 V beschränkt werden, falls die LED ausfällt oder nicht verbunden ist.

 

Referenzdesigns

Neben den oben beschriebenen Produkten bieten wir auch eine umfassende Sammlung an LED Treiber ICs von On Semiconductor an. Details und weitere Referenzdesigns finden Sie hier.