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LED Driver

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017667D
Original Publication Date: 2001-Apr-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 4 page(s) / 64K

Publishing Venue

Siemens

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Michael Lenz: AUTHOR [+4]

Abstract

Beleuchtungselemente in der Automobilindustrie werden zunehmend in Form von LEDs realisiert. Der Grund der zunehmenden Verwendung von LEDs liegt in ihrer (gegenüber herkömmlichen Glühlampen) höheren Standzeit, ihrer kurzen Ansprechzeit und ihrer Vibrationsfestigkeit. Zudem ermöglichen LEDs neue Formgebungen der Beleuchtungselemente und den Verzicht auf Ausnehmungen im Blech des Montagebereichs. Ein weiterer Vorteil der LEDs besteht darin, dass auf Grund der hohen Anzahl von Diodensträngen ein Totalausfall immer unwahrscheinlicher wird. Probleme entstehen jedoch bei der Stromversorgung der LEDs. Die Leuchtstärke von LEDs ist zum Strom annähernd proportional. Daher ergeben sich infolge von Spannungsänderungen eine stark schwankende Helligkeit der LEDs. Ein weiterer Aspekt, welcher zu beachten ist, stellt die vom Gesetzgeber geforderte „Drahtbruch- Diagnose“ dar. Dies kann im bedeuten, dass jeder LED-Zweig separat kontrolliert werden muss. Eine Möglichkeit die erwähnten Schwierigkeiten in der Anwendung von LEDs zu bewältigen, ist der in Abbildung dargestellte 1 LED-Treiber. Der Treiber lässt sich leicht als Monolith integrieren. Er kann sowohl in einer Bipolar-Technologie als auch in einer MOS-Technologie hergestellt werden.

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Verkehr

LED Driver

Idee: Michael Lenz, München; Oskar Starke, München; Franz Loy, München;

Frank Schwertlein, München

Beleuchtungselemente in der Automobilindustrie werden zunehmend in Form von LEDs realisiert.Der Grund der zunehmenden Verwendung von LEDs liegt in ihrer (gegenüber herkömmlichenGlühlampen) höheren Standzeit, ihrer kurzen Ansprechzeit und ihrer Vibrationsfestigkeit. Zudemermöglichen LEDs neue Formgebungen der Beleuchtungselemente und den Verzicht aufAusnehmungen im Blech des Montagebereichs.

Ein weiterer Vorteil der LEDs besteht darin, dass auf Grund der hohen Anzahl vonDiodensträngen ein Totalausfall immer unwahrscheinlicher wird. Probleme entstehen jedoch beider Stromversorgung der LEDs.

Die Leuchtstärke von LEDs ist zum Strom annähernd proportional. Daher ergeben sich infolgevon Spannungsänderungen eine stark schwankende Helligkeit der LEDs. Ein weiterer Aspekt,welcher zu beachten ist, stellt die vom Gesetzgeber geforderte „Drahtbruch-Diagnose“ dar. Dies kann im bedeuten, dass jeder LED-Zweig separat kontrolliert werden muss.

Eine Möglichkeit die erwähnten Schwierigkeiten in der Anwendung von LEDs zu bewältigen, istder in Abbildung dargestellte 1 LED-Treiber. Der Treiber lässt sich leicht als Monolith integrieren.Er kann sowohl in einer Bipolar-Technologie als auch in einer MOS-Technologie hergestelltwerden.

Das Bauelement hat folgende Funktionsblöcke:

·   Strom-Spannungs Wandler

·   Stromregler mit Currentsplitter und Verpolschutz

·   Schwellwertschalter zur Stromregelung

·   Schwellwertschalter zur Drahtbruchmeldung (Unterstrom)

Siemens Technik Report

Jahrgang 4  Nr. 11  April 2001

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Current

SplitterwithReverseProtection

Abb. 1

Die Funktion:

·   Am Eingangspin +Vs wird die Speisespannung angeschlossen.

·   Der Block „Voltage to Current Converter“ stellt zwei von der Eingangsspannung und derTemperatur unabhängige Konstantströme I1 und I2 zur Verfügung.

·   Der Currentsplitter liefert einen Konstantstrom I an den Ausgang Q.

·   Am Ausgang Q wird die Last (LED-Kette) gegen GND angeschlossen.

·   Die Regelung des Stromes I wird mit dem „Output Current Threshold“ bewerkstelligt. Eshandelt sich dabei um eine analoge Regeleinrichtung, die die Differenz I*K1-I2 zu Nullausregelt. Dazu wird der Currentsplitter an seinem Steuereingang B entsprechendgesteuert.

·   Der Currentsplitter verhindert, dass bei Verpolung der Speisespannung +Vs Rückstromfließt, welcher die LED Kette gefährden könnte. Im Curentsplitter ist dazu eine spezieleAbregelungsschaltung integriert.

·   Der Zweite, mit dem Faktor K1 skalierte Strom, dient zur Auswertung des Drahtbruchsim Lastkreis.

·   Mit dem „Undercurrent Threshold Komparator“ wird der Dra...