Power-Tipps von TI, Teil 7 Effizienter Betrieb von LEDs am Stromnetz

Zwar dürften wir noch Jahre von LED-Einschraublampen entfernt sein, die als brauchbarer Ersatz für Glühlampen in Frage kommen, doch schon heute geht der Trend bei der Architekturbeleuchtung immer stärker hin zum Einsatz von LEDs, denn sie sind eindeutig zuverlässiger und bieten ein höheres Potential für Energieeinsparungen.

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ROHM Semiconductor GmbH

TRACO ELECTRONIC GMBH

Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG

Texas Instruments Deutschland GmbH

Wie in den meisten Elektroniksystemen ist auch hier eine Stromversorgung erforderlich, die die Eingangsspannung in eine für die LEDs nutzbare Form umwandelt.

Bei einer Straßenbeleuchtungsanwendung ist eine mögliche Konfiguration eine Serie von 80 LEDs, die zusammen eine Last von 300 V und 0,35 A bilden. Bei der Auswahl einer Schaltnetzteiltopologie müssen Anforderungen im Hinblick auf die Isolation sowie auf die Leistungsfaktorkorrektur (Power Factor Correction, PFC) festgelegt werden.

Hinsichtlich der Isolation ist eine aufwendige Sicherheits-Vergleichsstudie erforderlich, bei der unter anderem die Notwendigkeit eines Berührungsschutzes gegen die wachsende Komplexität beim Design der Stromversorgung abgewogen werden muss.

In diesem Anwendungsfall, bei dem die LED Hochspannung führt, wird davon ausgegangen, dass eine Isolation nicht notwendig ist. Die PFC ist dagegen unumgänglich, da dieses Produkt für europäische Märkte bestimmt ist, wo für Beleuchtungssysteme über 25 Watt eine Leistungsfaktorkorrektur vorgeschrieben ist.

Drei Schaltnetzteil-Topologien kommen in Frage

Für diese Anwendung kommen drei mögliche Schaltnetzteil-Topologien in Betracht, nämlich ein Abwärtsregler, ein an der Lückgrenze betriebener Sperrwandler (Transition-Mode-Wandler) und ein Transition-Mode (TM)-SEPIC (Single-Ended Primary Inductor Converter). Der Abwärtsregler lässt sich sehr effektiv einsetzen, wenn es um die Erfüllung von Anforderungen bezüglich der Oberschwingungsströme geht und die LED-Spannung in der Größenordnung von 80 Volt liegt.

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