Temperaturschalter verlängert die Lebensdauer von High-Brightness LEDs

Schaltung Temperaturschalter verlängert die Lebensdauer von High-Brightness LEDs

28.02.2013Autor Kristin Rinortner

Am Beispiel des LED-Treibers MAX1698 wird gezeigt, wie sich mithilfe des einstellbaren Temperaturschalters MAX6510 eine Strom sparende Schaltung realisieren lässt.

LED-Treiber MAX1698 zeigt, wie mithilfe des einstellbaren Temperaturschalters MAX6510 eine geeignete Schaltung realisiert werden kann.
(Quelle: Redaktion Elektronikpraxis)

Durch Reduzieren des Stroms, der durch eine LED fließt, lässt sich deren Wärmeentwicklung und somit ein vorzeitiger Ausfall vermeiden. Der folgende Tipp zeigt am Beispiel des LED-Treibers MAX1698, wie sich mithilfe des einstellbaren Temperaturschalters MAX6510 eine geeignete Schaltung realisieren lässt.

Seit der Erfindung der ersten Leuchtdiode durch Nick Holonyak im Jahr 1962 haben sich LEDs in immer weiteren Bereichen erfolgreich durchgesetzt. LEDs unterscheiden sich in den Lichtfarben, der Lichtbündelung, der Lichtstärke und der Effektivität. Bei höheren Lichtstärken und räumlich dichter Anordnung kann die in den Bauelementen umgesetzte Wärme zu Problemen führen, da eine hohe Betriebstemperatur die Lebensdauer der LEDs reduziert.

Die Betriebstemperatur sollte durch geeignete Wärmeableitung soweit wie möglich reduziert werden. Reicht dies nicht aus, sind schaltungstechnische Maßnahmen zu ergreifen. Eine Lösung besteht darin, den Strom und somit die Verlustleistung oberhalb einer bestimmten Umgebungstemperatur zu verringern.

Am Beispiel des LED-Treibers MAX1698, der eine Augangsleistung von 5 W liefert, soll gezeigt werden, wie mithilfe des einstellbaren Temperaturschalters MAX6510 eine geeignete Schaltung realisiert werden kann.

Der MAX1698 ist ein Aufwärtswander, an dem mehrere LEDs in Reihe geschaltet werden können und der einen konstanten Ausgangsstrom liefert. Der Strom, der durch die Leuchtdioden fließt, wird von den Widerstandswerten (R₁ oder R₁//R₂, je nach Schaltzustand von MOSFET T₂) bestimmt:

I_LOW = 0,3 V/R₁ für T_ambient > T_SET

I_HIGH = 0,3 V / ( R₁//R₂) für T_ambient < T_SET

Die Temperaturschwelle T_SET wird über R₃ eingestellt. Dieser Widerstand ist am SET-Eingang des MAX6510 angeschlossen. Bei einer Umgebungstemperatur von zum Beispiel T= 65°C ist für R₃ ein Widerstand mit 39 kΩ zu nehmen.

Aufgrund des kleinen SOT-Gehäuses lässt sich der MAX6510 im Bereich der LEDs anordnen. Sobald die Umgebungstemperatur Tambient > T_SET wird, schaltet der MAX510 den MOSFET T₂ aus und trennt R₂ vom Feedbackzweig. Der Strom wird reduziert, dementsprechend auch die Wärmeentwicklung und ein vorzeitiger Ausfall der LEDs vermieden.

Der Autor: Gerhard Winkler arbeitete bei Maxim Integrated in Planegg.