LED-Treiber erwarten normalerweise einen Datenstrom und eine schlüsselfertige Gleichspannung. ONSemi und Lumissil lancieren neue optoelektronische Produkte Treiber, die “externe” Funktionen auf den Chip holen.
von Tam Hanna
Wer vom Zwei- bzw Dreikampf aus GPIO-Pin, Leuchtdiode und Schieberegister auf einen LED-Controller umsteigt, hat mehr Platz auf der Platine. Diese einfache Weisheit sorgte für den Erfolg von Chips wie dem LED1202 – die in der Abbildung gezeigte Platine steuert 16 RGB-LEDs von Harvatek de Shenzhen (Typ HQ19-2333BRGC) unter Verwendung des I2C-Busses an.
Extrem viele LEDs
Anwendungen verlangen oft die Ansteuerung sehr vieler LEDs mit individuell geringer Energiemenge. Der Lumissil IS31FL3741A löst dieses Problem – seine Matrix umfasst 351LEDs, im Datenblatt findet sich auch die Äquivalenz zu 117 RBG-LEDs.
Pro LED steht ein Durchschnittsstrom von 3.75mA zur Verfügung, ob der Matrizierung erreicht der Controller dies durch einen Maximalstrom von 35mA. Die Ansteuerung erfolgt durch ein I2C-Interface mit maximal 1MHz Arbeitsfrequenz.
Positionierung und Datenübertragung mit Leuchtdioden
Visual Light Communication, vulgo VLC, ist in vielen Fällen Amplitudenmodulation gegen Licht – sowohl ob der Überlastung der Luftschnittstelle als auch aufgrund der Möglochkeit zum Indoor Positioning (Stichwort Yellow Dot) gewinnt die Technologie an Aufmerksamkeit. Mit dem NCL31000 stellt ONSemi ein Produkt vor, das sich – siehe Abbildungen – an die Bedürfnisse von an Smart LEDs arbeitenden Entwicklern richtet.
Der Chip kümmert sich dabei nicht um die Modulation bzw. Bereitstellung der Daten, sondern erwartet an seinem DIM-Eingang ein fertiges analoges Modulationssignal – die Demo von ON Semi nutzte einen Raspberry Pi zur Generierung des Datenstroms, der in der Vorführung zur Musikübertragung Verwendung fand. Mit dem NCP1095 steht dann noch eine Erweiterung zur Verfügung, die die einfache Versorgung des Treibers und seiner LEDs durch PoE ermöglicht. Interessant sind hier die zwei Spannungsregler des NCL31000 – in Demonstrationen erledigte ON Semi die Spannungsversorgung von Sensor und MCU ebenfalls aus dem Chip. Im Bereich des digitalen Interfaces unterscheiden sich NCL31000 und NCL31001 durch die OTP-Programmierung; die eine Variante kennt SPI, die andere I2C mit bis zu sechs erlaubten Addressen.
Integrierter Buck-Controller
Die meisten LED-Controller erwarten eine mehr oder weniger “direkt” für die LEDs verkraftbare Spannung – das in der Abbildung gezeigte Design des Autors versorgt die Dioden aus der Reglerspannung, die auch den ESP32 versorgt. In der Praxis gibt es immer wieder Situationen, in denen die für die LEDs vorgesehene Betriebsenergie “auf anderen Spannungsebenen” vorliegt. OnSemi hilft hier mit Systemen aus, die die Steuerung des Buckreglers – ein externer MOSFET ist nach wie vor erforderlich – in den Regler integrieren. Kandidat Nummer eins ist der FL7760, der das in der Abbildung gezeigte Speisen der LED direkt aus einer Gleichspannung im Bereich von 8 bis 70V DC ermöglicht. Für die Ansteuerung steht ein DIM-Pin zur Verfügung, das entweder PWM- oder analoge Signale entgegennimmt.
Der NCL30170 arbeitet im Prinzip ähnlich, erwartet als Eingang aber eine von einer Grätzbrücke gleichgerichtete pulsierte Gleichspannung.
Konstant dimmbare Leuchtdioden
LumiLEDS schicken mit den “LUXEON 3030 HE Plus Deep Dimming” – der Name bzw. Seine Länge sind kein Scherz – eine Leuchtdiode ins Rennen, die für dimmingintensive Anwendungen vorgesehen ist. Unique Sales Proposition ist, dass die Helligkeitsausbeute der individuellen Dioden bei Regelung gegen “den Rest der Kohorte” konstant bleibt, was das Binning beim Design komplexer Beleuchtungssysteme reduziert oder eliminiert.
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