Treiber-Basisschaltungen

Den richtigen HB-LED-Treiber finden

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Basisschaltungen von LED-Treibern

Die Basisschaltungen von LED-Treibern (Linearregler und Schaltregler) beinhalten im Allgemeinen einen oder mehrere Messwiderstände zum Erfassen und Einstellen des LED-Stromes, einen oder mehrere Differenzverstärker für die Umwandlung des erfassten LED-Stroms in eine Spannung, eine interne Referenz als Bezugspunkt für den gemessenen LED-Strom, eine oder mehrere Stromquellen (MOSFET und Treiber) zum Regeln des LED-Stromes und einen Temperatursensor zum Schutz der Dioden bei hoher Hitze.

Um die Qualität zu verbessern und die Schaltung zu schützen, weisen die LED-Treiber zusätzlich Elemente bzw. Funktionen wie Kurzschlussschutz, Überspannungsschutz, Opencircuit-Detektion, Softstart-Funktion, Wave Shaping, Fade-Up/Fade-Down-Funktion auf.

Linearreglerkonfiguration

Bild 1a: LED-Treiber in Linearreglerkonfiguration am Beispiel des MAX16815 (Archiv: Vogel Business Media)

Ein LED-Treiber wie der MAX16815 (Bilder 1a und 1b) arbeitet in der Linearreglerkonfiguration, hat einen Eingangsspannungsbereich von 6,5 bis 40 V und liefert einen Ausgangsstrom von 35 bis 100 mA. Er besitzt einen PWM-Eingang für die Dimmerfunktion.

Bild 1b: Blockdiagramm eines LED-Treibers in Linearreglerkonfiguration (MAX16815) (Archiv: Vogel Business Media)

Man erkennt im Blockdiagramm die fünf Funktionen der Basisschaltungen wieder. Über den Messwiderstand wird der maximale LED-Strom eingestellt, indem man mit dem PWM-Signal den LED-Strom auf einen gewünschten Wert regelt. Je größer das PWM-Verhältnis ist, desto heller leuchtet die LED und umgekehrt. Auch wenn der Schaltkreis mit einem PWM-Signal gedimmt wird, nimmt das menschliche Auge das Flickern bei einer PWM-Taktfrequenz ab 500 Hz nicht mehr wahr.

Verlustleistung einer LED

Die Verlustleistung einer LED steigt, je größer das Verhältnis zwischen der Eingangs- und der Ausgangsspannung ist und je höher der LED-Strom ILED ist. Die maximale Verlustleistung Pmax des Bausteins muss kleiner als die maximale zulässige Verlustleistung des entsprechenden Gehäuses sein. So hat z.B. das TDFN-Gehäuse des MAX16815 eine maximale zulässige Verlustleistung Pmax = 1,4545 W.

Da TDFN-Gehäuse einen großen Massenkontakt aufweisen, kann die entstehende Verlustleistung (Wärme) besser abgeleitet werden. Die richtige Kontaktierung und ein gutes Layout sind daher sehr wichtig. Zusätzlich schaltet eine integrierte thermische Schutzschaltung den Treiber ab, wenn die definierte Junction-Temperatur TJ = 159 °C (typisch) überschritten wird.

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