Für LEDs gilt, dass die Stromversorgung oder der Antrieb zu den elektrischen Eigenschaften des Geräts passen müssen. Niedervolt-LEDs benötigen eine stetige und niedrige Stromversorgung mit DC-Spannung, um effizient zu arbeiten. Hierdurch haben LEDs längere Standby-Zeiten, sind sicher und leicht an unterschiedliche Energiequellen anpassbar, um effizient zu funktionieren.
LED-Treiber schützen die Lichtquelle vor Spannungsfluktuationen, die ähnliche Fluktuationen in der Lichtleistung verursachen. Diese Fluktuationen können aufgrund der entstehenden Hitze und der Überschreitung der durch den Hersteller angegebenen Stromstärken zu einer Verkürzung der Betriebsdauer von LEDs führen.
Es gibt zwei Treibertypen:
- Konstantspannung,
- Konstantstrom.
Konstantspannung findet sich meist als 10 V, 12 V und 24 V und Konstantstrom meist als 350 mA, 700 mA etc. Treiber sind meist LED-spezifisch, es gibt jedoch auch allgemein verwendbare Treiber, die gewöhnliche LEDs antreiben.
Treiber können LEDs auch dimmen oder sequentialisieren. Dimmtreiber verwenden für gewöhnlich Impulsbreitenmodulation (PWB), sodass die Frequenz von 100 Modulationen/Sekunde bis zu hunderttausenden Modulationen/Sekunde reicht. Bei der letztgenannten Frequenz wird Flackern minimiert. Die Integration der LEDs in Schaltkreise ist weit verbreitet und hat zu einer Reduzierung der Anzahl von Einzelkomponenten in Ausführungen geführt.
Treiber ermöglichen außerdem Farbwechsel und Sequentialisierung, sodass der LED-Treiber Ausgang in einen 3-Kanal-Ausgang – für gewöhnlich RGB – umgewandelt und gemischt wird, um eine breite Farbpalette zu ermöglichen.
Die LED1642GWXTTR von STMicroelectronics ist für große Farbdisplays/monochrome Displays geeignet. Es handelt sich um einen monolithischen 16-Bit Schieberegister mit niedriger Spannung und niedrigem Strom für LED-Paneldisplays. Die garantierte 20 V Ausgangstreiberkapazität ermöglicht die Verbindung von mehreren LEDs in Serie. 16 regulierte Stromquellen liefern Konstantstrom zwischen 3 mA und 40 mA, um die LEDs anzutreiben. Der Strom wird durch einen externen Widerstand gesteuert und kann durch einen 7-Bit Stromverstärkungsregister in zwei Subranges angepasst werden. Eine programmierbare Einschalt- und Ausschaltzeit unterstützt die geräuscharme Systemfunktion. Die Funktionen umfassen Wärmemanagement mit Überhitzungsdatenalarm und einen Ausgangsschutz für thermische Überlast. Eine hohe Taktfrequenz macht das Gerät für hohe Datenratenübertragung geeignet.
Der LED2000PUR-Treiber von STMicroelectronics ist für besonders helle LED-Treiber, Halogenersatz, allgemeine Lichtanwendungen und Leuchtsignalanwendungen geeignet. Der monolithische DC-DC-Abwärtskonverter mit 850 kHz fester Schaltfrequenz dient als präzise und konstante Stromquelle mit einer anpassbaren Stromkapazität bis 3 A DC. Der integrierte PWM-Dimmschaltkreis verfügt über LED-Helligkeitssteuerung und der Ausgangsstrom wird durch die Verbindung eines Widerstandsensors zum Feedback-Pin reguliert. Mit diesem Treiber mit hoher Schaltfrequenz und Kompatibilität mit einem Keramik-Auslasskondensator ist eine kleine Ausführung möglich.
Abbildung 1: Pseudozufälliges Spreizspektrum des LT3952 reduziert bei PWM-Dimmen das durchschnittliche EMI ohne Flackern. (Quelle: Linear Technology)
Der LED-Treiber LT3952EFE#PBF von Linear Technology ist für automobile und aerotechnische Beleuchtungsanwendungen, akkurate Stromgrenzenregler und Anzeige-Hintergrundbeleuchtung gedacht. Der 60-V-Treiber mit 4-A-Schalter wurde entwickelt, um Hochleistungs-LEDs in multiplen Konfigurationen anzutreiben und kombiniert Eingangs- und Ausgangsstromregelkreise mit Ausgangsspannungsregelung, sodass eine flexible Strom-/Spannungsquelle entsteht. Programmierbare Schaltfrequenz kombiniert mit wahlfreier Frequenzspreizmodulierung führt zu EMI-Reduzierung.
Zu den Hauptherausforderungen gehört potenzielle Überlastung, wenn zu viele LED-Ketten angeschlossen sind, wodurch es zu niedriger Spannung in den Ketten oder inkorrekter Nutzung des Spannungstreibers kommt. In diesem Fall werden die LEDs mit zu hohem Strom gespeist, wodurch ihre Lebensdauer verkürzt oder der Betrieb gestört wird.