Effizienter Betrieb von LEDs am Stromnetz

Anbieter zum Thema

ROHM Semiconductor GmbH

TRACO ELECTRONIC GMBH

Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG

Texas Instruments Deutschland GmbH

Im vorliegenden Fall ist ein Abwärtsregler jedoch wegen der höheren Lastspannung nicht die Lösung der Wahl. Somit bleiben als Kandidaten der Sperrwandler und der SEPIC. Der SEPIC bietet den Vorteil, dass er die Schaltsignalverläufe am Leistungshalbleiter festklemmt. Das ermöglicht die Verwendung von Bauelementen, die mit niedrigeren Spannungen arbeiten und somit einen höheren Wirkungsgrad haben.

Bei unserer Anwendung würde sich damit der Wirkungsgrad um geschätzte zwei Prozent erhöhen. Zudem neigt der SEPIC weniger zum Nachschwingen, was die Funkentstörfilterung vereinfacht. Bild 1 zeigt ein Schaltbild der Stromversorgung.

In der Schaltung wird ein TM-PFC-Aufwärtsregler zur Formung des Eingangsstrom-Signalverlaufs verwendet. Beim Einschalten beginnt die Schaltung, C6 aus dem Netz aufzuladen. Sobald die Schaltung läuft, liefert eine Hilfswicklung der SEPIC-Induktivität die Betriebsspannung für den Regler.

Ausgangskondensator begrenzt die Welligkeit

Ein relativ groß dimensionierter Ausgangskondensator begrenzt den LED-Welligkeitsstrom auf 20 Prozent des DC-Stromes. Am Rande sei angemerkt, dass die AC-Flussdichte und die Ströme im TM-SEPIC recht hoch sind und Litzendrähte und verlustarme Kernmaterialien erforderlich sind, um die Verluste in der Induktivität niedrig zu halten.

Die Bilder 2 und 3 zeigen die Testergebnisse, die an einem Prototypen gemäß dem Schaltbild in Bild 1 erzielt wurden. Der Wirkungsgrad innerhalb des in Europa gängigen Netzspannungsbereichs ist recht hoch

und erreicht maximal 92 Prozent. Dieser gute Wert wurde erreicht, indem das Nachschwingen an den Leistungshalbleitern begrenzt wurde.

Wie außerdem am Verlauf des Stromes zu erkennen ist, weist der Leistungsfaktor mit über 96 Prozent einen ziemlich guten Wert auf. Interessanterweise verläuft das Signal nicht rein sinusförmig, sondern zeigt auf der steigenden und fallenden Flanke eine gewisse Steilheit, was daran liegt, dass die Schaltung nicht den Eingangsstrom, sondern den Schaltstrom misst. Der Signalverlauf ist jedoch gut genug, um die europäischen Vorschriften bezüglich der Oberschwingungsströme zu erfüllen.

* * Robert Kollman ist Senior Applications Manager und Distinguished Member of Technical Staff bei Texas Instruments

(ID:25243150)