Eine flexible Lösung für dimmbare LED-Leuchten

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Kondensator komplett entladen: Kein Flackern der LED

Damit während des Betriebs das Flackern vermieden wird, muss der im Dimmer eingebaute Kondensator völlig entladen werden, wenn der TRIAC nicht-leitend ist. Um ein vorzeitiges Abschalten des TRIAC zu vermeiden, muss ein konstanter schwacher Stromfluss gewährleistet sein, wenn der TRIAC leitet.

Die Auflast der LED-Lampe imitiert hierzu den Widerstand der Last einer Glühlampe, die im Gegensatz zu einer LED einen Haltestrom von 8 bis 40 mA leicht aufrechterhalten kann. Damit der TRIAC effizient unterstützt wird, hat Rohm in seine LED-Treiberlösungen für Innenbeleuchtung einen dynamischen Lasten-Controller eingebaut, mit dem sich eine Dimmer-Genauigkeit bis 5% erreichen lässt. Dazu kommt eine hohe LED-Leistungs und Spannungstoleranz, um eine optimale Performance und eine hohe Betriebssicherheit zu erzielen.

Ein hoher Wirkungsgrad bei kompakter Bauweise

Das Bild zeigt eine Zusammenfassung all dieser Funktionen in einem Applikationsdiagramm. Die LED-Stromregler-ICs der BD555-Familie im SOP14-Gehäuse können für LED-Lösungen bis 25 W benutzt werden. Den hohen Wirkungsgrad liefert eine Hilfswicklung mit hoher Spannungstoleranz auf Basis einer Kopplungsspule, die das IC mit einer zusätzlichen Spannung von bis zu 30 V versorgt.

Konfiguriert als netzgespeiste Flyback-Wandler mit einer wählbaren Frequenz von 50 bis 400 kHz wird damit ein hoher Wirkungsgrad bei kompakter Bauweise und geringem Gewicht erzeugt und sorgt außerdem für eine optimierte Stabilisierung bei Netz- und Versorgungsspannungsschwankungen und eine höhere Zuverlässigkeit. Kombiniert mit einer Abtastung des tatsächlichen LED-Stroms, bringt die präzise LED-Stromerfassung mit einer groben Spitzenstromregelung die nötige Genauigkeit für eine Vielzahl von Anwendungen mit.

Diese Maßnahmen bürgen für einen gleichmäßigen Betrieb und unterbinden Helligkeitsschwankungen. Zusammen mit dem externen Schalttransistor, können die BD555-Treiber einen weiten Bereich von LED-Leistungen abdecken. Die patentierte schwache und starke Bleeder-Schaltung (siehe Bild 4 – Bereich A) senkt die Leistungsaufnahme und ergibt darüber hinaus eine hohe Dimmungs-Qualität und flackerfreie Lichtabgabe beim Betrieb an konventionellen Dimmern auf Transistor oder TRIAC-Basis. Die präzisen Dimmungs-Eigenschaften, basierend auf der angesprochenen proprietären Lösung und werden mit einer echten Phasenanschnittswinkel-Erfassung von 35 bis 140 °C erreicht.

LED-Treiberbausteine für eine maximale Energieeffizienz

Die Kurve, nach der die Umwandlung der Phasenanschnittswinkel in LED-Ströme erfolgt, ist für ein angenehm gleichmäßiges und natürliches Dimmungsverhalten durch einen internen logarithmischen Ausgleich dem Empfindlichkeitsverlauf des menschlichen Auges angepasst. Ein Pulsweitenmodulations-Controller oder ein lineares DC-Signal kann alternativ den Phasenanchnittswinkel ersetzen.

Ein integriertes Power-Management-System mit niedrigem Start-up-Strom und niedriger Betriebsstromaufnahme kontrolliert die Anlaufphase und den regulären Betrieb für einen optimierten Stromverbrauch. Mit demselben Kondensator, der zur Dimmungs-Erkennung dient, kann das Softstart-Verhalten eingestellt werden.

Von der einfachen bis zur ausgefeilten Stromversorgungs-Option

Mit der LED-Treiberfamilie kann der Anwender zwischen verschiedenen, einfachen bis ausgefeilten Stromversorgungs-Optionen wählen, um eine maximale Energieeffizienz zu erzielen. Auch erhält er eine Vielzahl von Konfigurationsmöglichkeiten wie beispielsweise die Anpassung an Stromnetze mit 240 V oder 100 V, HB-LED-Konfigurationen und einstellbare Softstart oder Sofortlichtfunktion. Darüber hinaus wird eine große Auswahl externer HV-Halbleiter unterstützt. Verschiedene Schutzschaltungen, wie die Bleeder-Regelung, die Unterspannungsabschaltung und der Schutz vor Überstrom (Induktions-Sättigung), Kurzschluss und Hitze sorgen für Zuverlässigkeit und verringern die Ausfallwahrscheinlichkeit.

Von einer LED-Lampe wird eine deutlich längere Lebensdauer als von der herkömmlichen Glühlampen erwartet. Ein Schutzmechanismus gegen die Fehl-Aktivierung der LEDs durch Kriechstrom ist ebenfalls integriert. Mit einer Betriebstemperatur von -40 bis 110 °C decken die Treiber zudem einen großen Einsatzbereich ab.

* Raimund Wagner ist Produktmanager für LED-Treiber bei Rohm Semiconductor.

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