Mehrere LED-Stränge mit einer Topologie ansteuern

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Mehrere LED-Stränge kostengünstig verbinden

Das Bild 3 zeigt eine SIMPLE-(Series Input Multiple Parallel LED-)Steuerung, die eine kostengünstige Lösung zur Ansteuerung mehrerer LED-Stränge darstellt. Lässt man die PFC unberücksichtigt, handelt es sich dabei um einen zweistufigen Ansatz, bestehend aus einem invertierten Konstantstrom-Abwärtsregler und einem nachgeschalteten DC/DC-Wandler. Das Verfahren ist hoch effizient, bietet eine exzellente Stromregulierung für die LED-Stränge und ist vor allem auch kostengünstiger als andere Ansätze. Baut man in jedem Strang eine einzelne passiv arbeitende Klemmschaltung (SCR Crowbar) ein, so bietet er auch eigene Redundanzfunktionen. So wird sichergestellt, dass beim Ausfall einer LED oder eines einzelnen Strangs die übrigen Stränge weiter in Betrieb bleiben.

Bevor wir uns mit der konkreten Funktionsweise beschäftigen, wollen wir noch einige Punkte betrachten, die auf Anhieb für den Einsatz einer SIMPLE-Steuerung mit mehreren Transformatoren sprechen. Als erstes ist festzustellen, dass es sich um ein Design mit galvanischer Trennung handelt, bei dem die sekundärseitigen Ausgangsspannungen so ausgelegt werden können, dass sie innerhalb der SELV-Werte bleiben. In diesem Fall ist es nicht mehr erforderlich, den Beleuchtungskörper mit der Stromversorgung zu kombinieren. Ebenso entfällt die Notwendigkeit einer Sicherheitszulassung für die Anschlusselemente. Bewegt sich die Ausgangsspannung innerhalb der genannten Grenzwerte, bringt dies zusätzliche Flexibilität und ermöglicht unterschiedliche Lösungskonzepte, die für zahlreiche andere Beleuchtungssysteme übernommen werden können. Zwar ist für die Stromversorgung – ebenso wie für die in diesem Artikel behandelten Offline-Lösungen – noch eine Zulassung erforderlich, für den Beleuchtungskörper selbst jedoch nicht mehr.

Die Wärme in den Griff bekommen

Das Design mit galvanischer Trennung bedeutet auch unter dem Wärmemanagement-Aspekt eine deutliche Verbesserung, da die LEDs keine Mindestabstände zu Metalleinfassungen haben müssen. Darüber hinaus zeichnet sich das Design dadurch aus, dass das Signal vom Ausgang nicht zurückgeführt werden muss. Somit wird der Einsatz eines Optokopplers oder einer anderen sicherheitsgeprüften Rückkopplungseinheit mit galvanischer Trennung überflüssig. Ein weiterer Pluspunkt ist der einfache Aufbau der Sekundärseite. Hier gibt es lediglich einige wenige passive Bauelemente, jedoch keine Bias-Versorgung, aktiven Komponenten oder Steuerungen gleich welcher Art.

Im Betrieb sorgt die SIMPLE-Steuerung für einen ausgezeichneten Stromausgleich mit weniger als einem Prozent Abweichung zwischen den verschiedenen Strängen. Sie bietet einen Resonanzbetrieb, der einen hohen Wirkungsgrad gewährleistet, und ist umso kostengünstiger, je mehr LED-Stränge die jeweilige Lösung hat.

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