LED-Treiberlösungen LED-Treiber im Auto für den Einsatz unter Kaltstartbedingungen

Autor / Redakteur: L. K. Wong und T. K. Man * / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Hintergrundbeleuchtungen mit LED-Strings im Auto sind attraktiv. Was muss beim LED-Treiberdesign berücksichtigt werden, damit die Schaltung bei einer geringen Eingangsspannung ohne Probleme funktioniert?

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Der Einsatz von LED-Strings als Hintergrundbeleuchtung für LCD-Panels im Automobil-Umfeld ist in den letzten Jahren sehr populär geworden.

Zu den Vorteilen von LEDs gehören die kurzen Ansprechzeiten, das hohe Kontrastverhältnis und die niedrige Stromaufnahme.

Die Treiber für LEDs in Applikationen für das Auto, werden aus dem Bordnetz oder aus der Fahrzeugbatterie gespeist. Um das Design der Optiken und Kühlkörper für die LEDs zu vereinfachen, werden in der Regel mehr als sechs LEDs zu einem String zusammengeschaltet.

Bei einer Batterie mit einer Nennspannung von 12 V eignet sich als Treiber eine Kombination aus einem Aufwärtswandler oder auch Boost Converter und einem linearen Stromregler

Ungünstige Bedingungen für LED-Treiber bei einem Kaltstart

Schwankungen der Batteriespannung sind in Kraftfahrzeugen an der Tagesordnung. Es ist üblich, dass die Spannung einer 12-V-Batterie zwischen 9 V und 16 V variiert.

Schaltungen, die für den Betrieb am Bordnetz eines Autos vorgesehen sind, sollten deshalb für Spannungsänderungen in dieser Größenordnung gerüstet sein.

Schwieriger ist die Situation beim Kaltstart: Hier kann die Batteriespannung kurzzeitig für eine Dauer von ca. 15 ms, auf 3 V ±0,2 V, also im ungünstigsten Fall auf 2,8 V einbrechen.

Danach steigt sie wieder auf 6 V und bleibt einige Sekunden auf diesem Niveau, um anschließend über einen Zeitraum von ebenfalls einigen Sekunden wieder auf den Nennwert anzusteigen.

Obwohl das Batteriespannungs-Profil beim Kaltstart immer ähnlich aussieht, sind die genauen Spannungen und Zeiten unter Umständen von Hersteller zu Hersteller verschieden.

Bild 2 zeigt ein typisches Beispiel. Der Kaltstart kann bei einem Lastabwurf des Fahrzeugs und bei niedriger Temperatur erfolgen. Auch wenn der Zustand nicht lange anhält, müssen wichtige Ausrüstungsteile des Autos, also LCD-Panels und die sicherheitsrelevante Elektronik, ihren normalen Betrieb aufrecht erhalten.

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