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Hochleistungs-LEDs in der Praxis von Krückeberg, Johannes (eBook)

  • Erschienen: 27.11.2009
  • Verlag: Franzis
eBook (PDF)
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Hochleistungs-LEDs in der Praxis

Immer leistungsfähigere LEDs dringen in neue Anwendungsbereiche vor und revolutionieren in vielen Einsatzbereichen die Beleuchtungstechnik. Dies geschieht ähnlich wie vor gut 100 Jahren, als das damals neuartige elektrische Glühlampenlicht die Beleuchtung mit Gas oder Petroleum ablöste und gänzlich neue Anwendungen erschlossen wurden.

Produktinformationen

    Größe: 7356kBytes
    Reihe (Teil): Franzis Elektronik
    Herausgeber: Franzis
    Untertitel: Grundlagen. Ansteuerung. Allgemeine Beleuchtung mit LEDs. LEDs im Automobil
    Sprache: Deutsch
    Seitenanzahl: 242
    Format: PDF
    Kopierschutz: watermark
    ISBN: 9783772338243
    Erschienen: 27.11.2009
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Hochleistungs-LEDs in der Praxis

5.2 Anforderungen an Schaltungen für Automobilanwendungen (S. 124-125)
Im Automobil sind die Sicherheitsanforderungen weniger relevant, da die elektrischen und elektronischen Systeme für den Verbraucher normalerweise nicht zugänglich sind. Hier spielen die rauen Umgebungsbedingungen sowie die Störfestigkeit und -ausstrahlung eine wesentlich wichtigere Rolle. Diese Anforderungen werden durch den internationalen Standard CISPR 25 der International Electrotechnical Commission (IEC) festgelegt. Sie unterliegen jedoch keinen gesetzlichen Vorschriften und werden teilweise durch interne Normen der Automobilhersteller oder deren Zulieferer noch verschärft.
Für elektronische Systeme im Motorraum wird eine einwandfreie Funktion im Temperaturbereich von -40° bis +125° C gefordert, teilweise sogar bis 150° C. Für einige Bereiche wird auch eine Maximaltemperatur von 105° C akzeptiert, hauptsächlich weil einige Halbleiterprozesse technisch nur eine Chiptemperatur von 125° C zulassen, die durch die Verlustleistung bereits bei einer Umgebungstemperatur von 105° C erreicht wird.
Im Fahrgastraum ist in der Regel von einer maximalen Umgebungstemperatur von 85° C auszugehen. Da diese auch für Subsysteme wie z. B. ein Navigationssystem gilt und die Temperatur in den Subsystemen durch die Verlustleistung der Bauteile deutlich höhere Werte erreicht, wird für die Bauteile in den Subsystemen eine höhere Temperaturfestigkeit als 85° C gefordert. Eine andere anspruchsvolle Umgebungsvariable für elektronische Systeme im Automobil ist die Versorgungsspannung. Aufgrund der einfachen Spannungsregelung in der Lichtmaschine kann die Spannung im Bordnetz zwischen 9 V (entladene Batterie) und 16 V (maximale Ausgangsspannung des Reglers bei maximaler Drehzahl) schwanken. Viele Systeme im Auto müssen aber auch bei Spannungen bis 6 V funktionsfähig sein. Durch eine tiefentladene Batterie oder das Motoranlassen bei tiefen Temperaturen und schlechter Batterie kann die Spannung im Bordnetz soweit absinken. Im Fachjargon spricht man hier von Cold Crank.
Es könnte durchaus fatal sein, wenn im Winter bei dunkler Nacht das auf der Straße liegengebliebene Fahrzeug nicht mehr beleuchtet ist. Es ist daher nicht selten, dass für ein System ein Betriebsspannungsbereich von 6 bis 16 V gefordert ist. Wird bei laufendem Motor die Batterie abgeklemmt (was aus Versehen oder dann, wenn sich eine Batterieklemme löst, durchaus vorkommt), kann die Spannung der Lichtmaschine bis auf 95 V ansteigen und es dauert bis zu 400 ms, bis die Regelung die Spannung wieder normalisiert. Es wäre sehr ärgerlich und noch viel teurer, wenn danach die gesamte Elektronik des Autos kaputt ist. Häufi g wird dieser Load Dump genannte Effekt am Regler der Lichtmaschine durch entsprechende Maßnahmen auf 40 V beschränkt.
Die Elektronik im Automobil muss deshalb Spannungsspitzen von 40 V und 400 ms Dauer ohne Schäden überstehen. Je nach Automobilhersteller kann die geforderte Load-Dump-Festigkeit jedoch zwischen 40 und 95 V liegen. Weiterhin wird von den Automobilherstellern gefordert, dass ein PKW-Motor durch Überbrückungshilfe auch mit den Spannungen im Bordnetz eines Nutzfahrzeugs angelassen werden kann. Dadurch wird die Elektronik für bis zu eine Minute einer Spannung von bis zu 27 V, dem sogenannten Jumpstart, ausgesetzt. Da diese Starthilfe versehentlich falsch angeschlossen werden kann, muss die Elektronik auch eine Verpolung der Versorgung bis 30 V unbeschadet überstehen.
Durch die ständige Erweiterung der Elektronik im Automobil sind immer mehr elektronische Subsysteme auf engstem Raum untergebracht. Eine gegenseitige Beeinfl ussung muss mit absoluter Sicherheit ausgeschlossen sein, um fatale Fehlfunktionen auszuschließen. Die wildgewordenen Fensterheber einer Nobelmarke in den 80er Jahren mögen für Außenstehende noch für Belustigung gesorgt haben, ein wildgewordenes Bremssystem oder verrücktspielende Airbags sind leb

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