LED-Treiber Welche Anforderungen und Features LED-Treiber im Auto haben sollten

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Hohe Lebensdauer, Ausfallsicherheit und geringer Bauraum. Dank der positiven Eigenschaften finden LEDs im Automobil wachsenden Beliebtheit. Doch welche Anforderungen und Features müssen die LED-Treiber im Auto erfüllen?

LEDs haben ihren Siegeszug in vielen Anwendungen längst angetreten und erobern den Automobil-Markt. Der positive Trend im LED-Segment wird sich fortsetzen, da die Anforderungen nach Effizienz, Sicherheit, Ästhetik und Flexibilität von LEDs besser erfüllt werden als klassische Beleuchtungslösungen. Doch welche Anforderungen muss ein LED-Treiber erfüllen? Welche Features müssen hoch integrierte LED-Treiber-ICs aufweisen, um vielfältige Optionen bzw. die Ansteuerung mehrerer LEDs zu ermöglichen?

Mögliche Automotive-LED-Anwendungen reichen von der Innenraum- und Dashboard-Beleuchtung, Anzeigen- und Infotainment-Hintergrundbeleuchtung als auch externe Signalleuchten wie Rück, Blink-, Bremsleuchten, der CHMSL - Center High-mount Stop Lamps mittig am Kofferraum angebrachter Bremsleuchten, Standleuchten, Begrenzungs- und Nebelleuchten sowie Tagefahrleuchten, den Daytime Running Lights.

Für Bremsleuchten beispielsweise bietet die schnelle „Leuchtbereitschaft“ von LEDs ein zusätzliches Maß an Sicherheit, während die natürliche Farbwiedergabe sie auch sicherer für die frontale Ausleuchtung macht. Die einfache Ansteuerung macht sie darüberhinaus zu einer ganz folgerichtigen Lösung für Beleuchtungssysteme, die sich basierend auf den Informationen der Fahrzeug-Sensorik mühelos anpassen.

Die Leuchtkraft der LED verdoppelt sich alle 18 Monate

Seit kurzem haben einige Automobilhersteller LED-Scheinwerfer an Fahrzeugmodellen vorgestellt, die auf High-brightness LEDs basieren. Es ist vorgesehen, dass verschiedene Serienfahrzeuge schon 2012 mit LED-Scheinwerfern ausgerüstet sein werden. Damit verbunden ist die Effizienz der LEDs. Die Leuchtkraft steigt exponentiell und hat sich von LED-Paketen etwa alle 18 Monate verdoppelt, während die Kosten sinken. Im Vergleich zu herkömmlichen Leuchtkörpern haben LEDs zudem einen weit geringeren Stromverbrauch, was ca. 0,2 Liter Benzin auf 100 km und etwa 4 g weniger CO₂ Emissionen pro Kilometer zur Folge hat, wenn LEDs die Glühlampen nur in DRL-Anwendungen ersetzen.

Der LED-Einsatz in Elektro- und Hybridautos

In Elektro- und Hybridautos verspricht man sich gar eine Energieersparnis von 85% durch den Austausch traditioneller Leuchtmittel auf LEDs, wenn man die zu erwartende Leistungssteigerung der LEDs mit einrechnet. Bei den beschriebenen Vorteilen und der rasanten Marktentwicklung ist ein wesentlicher Aspekt der LED-Steuerung auch das Power Management durch die integrierte Treiber.

Das Leistungsvermögen von LED-Treibern

Bei LEDs bedeutet eine konstante Stromversorgung eine konstante Leuchtkraft. Das bildet die Grundlage für einen LED-Treiber. Stromfluktuationen die mit Schwankungen der Spannungsversorgung einher gehen, müssen für den Einsatz von LEDs im Auto unter allen Umständen vermieden werden.

Lineare Regler bieten eine einfache Kontrolle und benötigen keine Filter für elektromagnetische Interferenzen, den EMI. Allerdings widerspricht die hohe Verlustleistung bei Applikationen mit höherem Stromverbrauch den Bemühungen nach mehr Effizienz.

Als nächst bessere Lösung werden in Automobilen anstelle eines linearen Reglers gerne Abwärtsgleichspannungswandler eingesetzt. Wenn der Treiber verschiedene LEDs in Serie ansteuern muss, wird eine Aufwärtswandler-Topologie eingesetzt. In einigen Fällen können dadurch mehrere Applikationsanforderungen auf einmal adressiert werden, inkl. der Verarbeitung von extremen Spannungen.

LED-Treiber im Auto mit mehreren Schutzschaltern

Manche LED-Treiber können eine Kombination aus serieller und paralleler LED-Kontrolle und IC-Entwicklern damit die Flexibilität bieten, LEDs in verschiedenen Anwendungen mit nur einem einzigen Treiber anzusteuern. Diese Integration ist meist besser als verschiedene Bauteile einzusetzen, da so der doch enorme zusätzliche Qualifizierungsaufwand vermindert werden kann.

Eine verbreitete Anforderung für Innenbeleuchtung ist das Dimmen der Lichtintensität. Eine externe Beleuchtung benötigt sowohl intensivere als auch normale Funktionalität von ein und denselben LED. Zu den zweigradigen Beleuchtungen zählen Brems-/Schlusslicht, Abblendlicht/Tagefahrlicht und Fern-/Abblendlicht zweigradige Beleuchtungen. Manchmal ist das Design in der Lage, beide Zustände mit denselben LEDs und dem richtigen LED-Treiber zu betreiben. Um einen Ausfall im Störzustand zu verhindern, fordert gerade der Automobilmarkt mehrere Schutzbeschaltungen.

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