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32 www.elektronikjournal.com elektronikJOURNAL 03/2010 Diskrete Bauteile und Elektromechanik Diskrete, Opto- und HF-Bauteile Bild: Fotolia, Antony McAulay

Diskrete Bauteile und Elektromechanik Diskrete, Opto- und ... · PDF fileWachstum seiner Design-Ins von neun Prozent bis 2012. Ein viel- ... Empfi ndlichkeit des menschlichen Auges

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Diskrete Bauteile und Elektromechanik

Diskrete, Opto- und HF-Bauteile

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Diskrete Bauteile und Elektromechanik

Diskrete, Opto- und HF-Bauteile

Alternative Energien, Energieeffi zienz und moderne ener-giesparende Beleuchtungskonzepte sind für Vishay Inter-technology die Wachstumstreiber der nächsten Jahre. Das Unternehmen beziff ert sein Design-In-Potenzial für al-

ternative und nachhaltige Energiekonzepte mit fast 13 Prozent des für 2010 erwarteten Umsatzes, also knapp 170 Millionen US-Dol-lar. Erhebliche Möglichkeiten zur Energieeinsparung durch opti-mierte Bauteile sieht Vishay unter anderem bei der Beleuchtungs-technik. Zu den Key-Komponenten zählen zuverlässige und preiswerte Bauelemente für hocheffi ziente konventionelle und vor allem dimm-, und fernsteuerbare intelligente Stromversorgungen für LED-Leuchten und Entladungslampen, sowie Treiberkompo-nenten für LED-Hintergrundbeleuchtungen von Displays.

LED-Module in Straßenleuchten einsetzenBei der LED-Beleuchtungstechnik plant das Unternehmen ein Wachstum seiner Design-Ins von neun Prozent bis 2012. Ein viel-versprechendes Einsatzgebiet sind LED-Straßenleuchten, bei de-nen Vishay für die LED-Treiberschaltung voll abgeschirmte Spulen der IHLP-Serie als Speicherdrossel, Mosfet-Power-PAK SO8L für hohe Schaltfrequenzen, SMP-Schottky-Diode zum Gleichrichten, Elektrolytkondensator als Puff er (146RT) mit langer Lebensdauer von bis zu 400 000 Stunden und hochwertige LED-Module liefert. Insbesondere für Straßenleuchten gibt es das LED-Modul VLSL30/31 mit vier Ketten à sechs LED im Programm, die im ein-geschwungenen Zustand mindestens 80 Lumen pro Watt liefern. Dieses Modul ist mit der hauseigenen Treiberplatine SL-Light so ausgelegt, dass sich jede LED-Leuchte für Leistungen von 24 oder 48 Watt modular aufb auen lässt und dabei voll umgebungslicht- und leistungsstufenabhängig dimmbar ist.

Mit der Fara LED-Leuchte setzt Vishay zusammen mit seinem Entwicklungspartner Lasermed ein weiteres Signal: Diese Beleuch-tungslösung für den Außenbereich zielt auf Straßenlampen und

Parkplatzbeleuchtungen ab. Sie ermöglicht eine Energieeinsparung von mehr als 50 Prozent – ohne Dimmung und Umgebungslicht-Sensorik – im Vergleich zu herkömmlichen Hochdruck-Natrium-dampf-Entladungslampen (HPS). Darüber hinaus überzeugt sie mit einer wesentlich längeren Lebensdauer und einem hohen Farb-wiedergabeindex durch höheren Blauanteil. Dieser hohe Blauanteil im Licht einer LED passt hervorragend zur gesteigerten Blau-Empfi ndlichkeit des menschlichen Auges bei Nacht, so dass ein gesteigerter Helligkeitseindruck bei reduzierter Lichtleistung und damit bei einem kleineren Energieverbrauch erzielt wird.

Beim Einsatz einer automatischen Dimmung über einen inte-grierten Timer, wie einer programmierbare RF- oder einer Real-Time-Clock, lässt sich der Energieverbrauch einer LED-Leuchte um bis zu 85 Prozent gegenüber einer herkömmlichen HPS-Lampe senken. Das reduziert nicht nur die CO2-Emission pro Leuchte und Jahr um mehr als 130 Kilogramm (vgl. Strommix Deutsch-

Wie die Sterne so hellEnergieeffi ziente Komponenten in der Beleuchtungstechnik einsetzen

Wunderwaffe LED: Dass sich im Bereich Beleuchtungstechnik durch den Einsatz von LED erheblich Energie sparen lässt, ist längst bekannt. Wie groß die gesparten Werte dann tatsächlich ausfallen, steht nicht in den Sternen, sondern lässt sich mit genauen Zahlen belegen. Insbesondere als Hintergrundbeleuchtungen von Dis-plays und im Außenbereich sorgen die kleinen Leuchtkomponenten für ordentlich Furore. Autor: Norbert Pieper

Es werde LEDUnd sie leuchtet immer fort: Die Rede ist von der Light Emitting Diode, kurz LED. Keine andere Beleuchtungslösung hat nach Verabschiedung der Glühbirne so an Akzeptanz gewinnen können wie die LED. Die Kalt-lichtröhre ist auf dem eher absteigenden Ast und die Energiesparlampe in der Quecksilberdiskussion versackt. Die Vorteile der LED liegen klar auf der Hand: niedriger Stromverbrauch, lange Lebensdauer, homo-gene Lichtverteilung und ein robustes Gehäuse, wodurch sie sich so-wohl für den Innen- als auch den Außenbereich eignen.

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Vorteil Energieeffizienz spielt bei allen Applikationen die Hauptrolle. Vor allem im Beleuchtungsbereich lässt sich durch den Einsatz von LED einiges bewirken.

Auf einen Blick

Ermöglicht eine Energieeinspa-

rung von mehr als 50 Prozent im

Vergleich zu herkömmlichen

HPS-Lampen und punktet mit

langer Lebensdauer sowie einem

hohen Farbwiedergabeindex: die

Fara LED-Leuchte.

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Diskrete Bauteile und Elektromechanik

Diskrete, Opto- und HF-Bauteile

land 2008, Umweltbundesamt), sondern senkt auch die Energie- und Wartungskosten spürbar – und das bei deutlich besserer Aus-leuchtung. Eine noch größere Energieeffi zienz und bessere Umweltverträglichkeit erzielt die solarbetriebene Variante mit in-tegriertem Laderegler (SL-Bat), LED-Modul-Treiber und Batterie.

Hintergrundbeleuchtungen: Bye bye CCFLÜber 50 Prozent der derzeitigen Entwicklungsprojekte für Display-Hintergrundbeleuchtungen, die in Monitoren und Fernsehgerä-ten zum Einsatz kommen, entfallen auf moderne und energiespa-rende LED-Systeme. Bei Neuentwicklungen von Monitoren und TV-Geräten hat der Anteil an LED-Hintergrundbeleuchtungskon-zepten mittlerweile die herkömmliche Cold-Cathode-Fluorescent-Lamp-Beleuchtung (CCFL) überfl ügelt. In diesem Anwendungs-bereich sieht Vishay bis 2013 eine Steigerung seiner Design-Ins von 405 Prozent – und ist damit konform mit dem Markttrend. So prognostiziert Display Search bis 2015 ein Anwachsen der LED-Hintergrundbeleuchtungen auf knapp 80 Prozent. Konventionelle energieintensive CCFL-Hintergrundbeleuchtungen werden bis 2015 ihre Marktpräsenz fast völlig verlieren. Maßgeblich für diesen Trend ist der um bis zu 50 Prozent niedrigere Stromverbrauch ei-ner LED im Vergleich zu CCFL bei gleichzeitig größerer Dynamik des Lichtes und einer wesentlich höheren Lebensdauer.

Jüngster Vishay-Baustein für diese Applikation ist die oberfl ä-chenmontierbare, effi ziente Ein-Watt-Little-Star-LED mit einer Grundfl äche von sechs mal sechs Millimeter und einer Höhe von 1,5 Millimeter. Sie verfügt über einen niedrigen thermischen Wi-derstand von zehn Kelvin pro Watt und lässt sich mit Strömen von bis zu 350 Milliampere betreiben. Mit einer hohen Leuchtstärke

von 25 000 Millicandela, einem Lichtstrom von 80 bis 85 Lumen und einem optischen Wirkungsgrad von 60 Lumen pro Watt eignet sie sich exzellent für Hindergrundbeleuchtung. Neben weißen LED werden in Zukunft auch RGB-LED, die eine größere Dynamik und Brillanz des Fernsehbildes ermöglichen, zum Einsatz kommen.

Durch die fl ache Bauweise moderner Displays und der ther-mischen Sensibilität von LED und Flüssigkristallen spielt das ther-mische Gesamtkonzept eine wichtige Rolle für die Gleichmäßig-keit und Zuverlässigkeit des Systems. Hierfür entwickelt Vishay keramische LED-Substrate mit metallisch gefüllten Vias, die eine niedrige Wärmeentwicklung sowie eine schnelle Wärmeableitung der LED-Chips ermöglichen. Flache, voll abgeschirmte Spulen, präzise und extrem kleine Stromsensoren, Schottky-Dioden im Mikro-SMP-Gehäuse, runden das Bauelementeangebot ab.

LED-Treiber mit einem Wirkungsgrad von über 90 Prozent sor-gen für die effi ziente und sichere Ansteuerung der LED-Kompo-nenten. Zudem sind alle für Hindergrundbeleuchtung in Frage kommenden Bauteile, wie Power-PAK-Mosfets, IHLP-Induktivi-täten und LED-Montageeinheiten auf eine niedrige Leistungsauf-nahme getrimmt. Vishays Leistungshalbleiter überzeugen an dieser Stelle mit niedrigen Schaltverlusten bei hohen Schaltfrequenzen.

Energieeffi zienz im kompletten Leistungspektrum verbessernEnergieeffi zienz steht bei allen Entwicklungen im Vordergrund. Um den Wirkungsgrad seiner Leistungsbauelemente und damit den Gesamtwirkungsgrad der Wandler zu erhöhen, legt Vishay bei der Entwicklung von Leistungshalbleitern in Trench-Technologie den Fokus sowohl auf die Minimierung der Leitungsverluste als auch auf die Reduzierung der Schaltverluste. Zur Erhöhung der Lebensdauer sowie der Zuverlässigkeit minimiert der Hersteller zusätzlich den thermischen Widerstand (Rthc, Rthj) durch speziell entwickelte Gehäuse mit reinem Kupfer. Bei Leistungswiderstän-den achtet Vishay auf geringe Eigeninduktivität – kleiner als fünf Nanohenry – damit sich diese auch bei hohen Schaltfrequenzen einsetzen lassen. Der Einsatz macht sich bezahlt: Einige der zu-kunft sweisenden Details auf dem Gebiet der LED-Steuerung, des Th ermomanagements und der optischen Auslegung hat Vishay zum Patent angemeldet. (eck) ■

Zahlen, Daten, Fakten der BeleuchtungstechnikDie globale Beleuchtungstechnik nimmt mit 3500 Milliarden Kilowatt-stunden rund 19 Prozent des weltweiten Energieverbrauchs ein. Da-von entfallen etwa 300 Milliarden Kilowattstunden auf fest installierte Außenbeleuchtungen (Outdoor stationary), wovon wiederum 150 Mil-liarden Kilowattstunden auf Straßenbeleuchtung und 130 Milliarden Kilowattstunden auf Parkplatzbeleuchtung entfallen. Als Vergleich da-zu: Eine Hundert-Watt-Birne brennt mit einer Kilowattstunde Strom zehn Stunden lang bzw. jeder deutsche Haushalt verbraucht im Schnitt jeden Tag zehn Kilowattstunden Strom (Quelle: www.energie-verbraucher.de).

Infokasten

Der Autor: Norbert Pieper ist Vice President

Sales Business Development bei Vishay im

bayerischen Selb.

50 Prozent niedrigerer Energieverbrauch, größere Lichtdynamik und höhere

Lebensdauer im Vergleich zur CCFL: Bis 2015 werden LED-Hintergrundbeleuch-

tungen nach Prognosen von Display Search auf etwa 80 Prozent anwachsen.

Überzeugt mit einer Grundfl äche von sechs mal sechs Millimeter bei einer Höhe

von 1,5 Millimeter: die oberfl ächenmontierbare, hocheffi ziente Ein-Watt-Little-

Star-LED von Vishay.

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