Die Leuchtstoffröhre in meiner batteriegespeisten Campinglampe war ausgefallen. Eine neue war nicht verfügbar. So beschloss ich, die defekte Leuchtstoffröhre durch mehrere weiße 1-W-LEDs zu ersetzen. Die beste Möglichkeit zum Treiben der LEDs ist es, einen allgemein verfügbaren integrierten Abwärtswandler zu verwenden.
Moderne LEDs mit hoher Leistung sind effizienter und erreichen eine längere Lebensdauer als Glühlampen oder kompakte Leuchtstoffröhren. Ferner entfällt bei LEDs das die Augen ermüdende Flackern. Dies macht LEDs gegenüber Leuchtstofflampen weit überlegen.
Dieser Analogtipp beschreibt, wie der Abwärtswandler ADP2370 mit einstellbarer Ausgangsspannung den LED-Strom aus zahlreichen Energiequellen regelt, um einen einfachen, robusten und hocheffizient dimmbaren LED-Treiber zu realisieren.
LED-Treiber mit geregeltem Strom
Abwärtswandler wie der ADP2370 setzen normalerweise eine Eingangsspannung auf eine niedrigere Ausgangsspannung herunter. Die LED-Treiber-Schaltung in Bild 1 nutzt den ADP2370 jedoch, um statt einer Ausgangsspannung den LED-Strom zu regeln.
Die Widerstände R7 und R8 dienen als Last und als Strommesswiderstände. R6 und R9 mitteln die Strommessspannungen am Eingang von Operationsverstärker U2 und gleichen die LED-Ströme aus. Der Verstärker U2 verstärkt die Spannung über dem Strommesswiderstand mit der durch R2 und R3 eingestellten Verstärkung. Außerdem treibt er den Eingang FB des ADP2370 und bewirkt somit eine Regelung des LED-Stromes. Eine Verstärkung von 5,32 stellt den Strom in jeder LED auf etwa 320 mA ein.
R4, R5, R6 und R9 stellen eine Dimmerfunktion bereit. Eine Verringerung des Wertes von R4 bewirkt, dass die Strommessspannung einen geringfügigen Offset über 0 V erhält. Dies reduziert den LED-Strom. Ein Fotosensor könnte R4 ersetzen, um die LEDs in Abhängigkeit von der Intensität der Umgebungsbeleuchtung zu dimmen.
Ein Übertemperaturschutz lässt sich implementieren, indem man R4 durch einen NTC-Thermistor ersetzt oder R4 einen NTC-Thermistor parallel schaltet. So wird der Treiberstrom reduziert, sobald die LEDs eine bestimmte Temperatur übersteigen. Thermistor und LEDs müssen für genaue Temperaturmessungen einen guten thermischen Kontakt aufweisen.