LED Überwachung (eBook)

Ausfallüberwachung von Leuchtdioden in KFZ-Scheinwerfern mittels Photoeffekt

Benjamin Lehmann (Autor)

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2007 | 1. Auflage
108 Seiten
diplom.de (Verlag)
978-3-8366-0370-6 (ISBN)

Infos

Inhaltsangabe:Einleitung: Nahezu in allen Lebensbereichen hält die LED - Light Emitting Diode – nach und nach Einzug. Die immer weiter fortschreitende Entwicklung dieser Bauelemente ermöglicht es heute Leuchtdioden zu bauen, die in puncto Lichtausbeute Glühlampen in Nichts nachstehen. Bereits heute erreichen Leuchtdioden den optischer Wirkungsgrad herkömmlicher Glühlampen von 10 - 15 lm/W. Der höhere Preis für Leuchtdioden im Vergleich zu herkömmlichen Glühlampen ist dennoch kein Hindernis, sie auch in der Automobilindustrie einzusetzen, obwohl gerade in diesem Bereich der Kostendruck sehr hoch ist. Einer der großen Vorteile ist die lange Lebensdauer der Leuchtdiode. Statistisch gesehen, kann sie ein komplettes „Autoleben” im KFZ verbleiben, ohne ausgetauscht werden zu müssen. Ein weiterer großer Vorteil ist, dass ein höherer Wirkungsgrad erzielt wird. Wobei dabei zu erwähnen ist, dass nach heutigem Stand der Technik der Wirkungsgrad von Leuchtdioden noch sehr weit vom Optimum entfernt ist. Dabei ist bei Leuchtdioden mit einem direkten Halbleiterübergang nicht die eigentliche Erzeugung von Licht mit großen Verlusten behaftet, vielmehr liegt ein Großteil der Verluste in der Auskopplung des Lichtes aus dem Halbleiter begründet. Eine große Rolle spielt dabei der Übergang des Lichtes aus dem Halbleiter heraus an die Luft - der große Unterschied im Brechungsindex der beiden Medien ist für die Verschlechterung des Wirkungsgrades verantwortlich. Ein weiterer Vorteil der Leuchtdiode ist, dass ihre viel kleineren und kompakteren Gehäuseformen eine Platzersparnis versprechen, die den Bau von flacheren Geometrienzulässt. Dennoch gibt es gerade im KFZ-Bereich Anwendungsfälle die eine unproblematische Umstellung von Glühlampen auf Leuchtdioden nicht zulassen. Zum Beispiel kommt noch keine Leuchtdiode in Serienproduktion für das Abblendlicht zum Einsatz. Das liegt daran, dass die Entwicklung dieser Hochleistungsdioden noch nichtausgereift ist. Problematisch bei diesen Dioden ist der Zusammenhang zwischen hohen Temperaturen am Halbleiterübergang und der Lebensdauer. Hohe Temperaturen entstehen durch die hohen Stromdichten, die zur Erzeugung großer Lichtintensitäten benötigt werden. Bei einer Standard-Leuchtdiode wird durchschnittlich mit 100.000 Betriebsstunden gerechnet, bei Hochleistungs-Leuchtdiode nur mit 25.000. Um die hohen Temperaturen vom Chip abzutransportieren bedarf es eines vernünftigen Temperaturmanagements, da gerade die kleinen Strukturen und [...]

B.Sc. Benjamin Lehmann, Ausbildung zum Elektroniker, Studium der Elektrotechnik an der Universität Wuppertal, seit 2006 Masterstudent an der Universität Wuppertal.

Inhalt

Vorwort 3
Inhaltsverzeichnis 4
Abbildungsverzeichnis 6
1 Einleitung und Problemstellung 8
2 Lösungsansätze 10
3 Untersuchungen 12
3.1 LED als Sensor 12
3.1.1 Halbleiter Grundlagen 12
3.1.2 statisches Verhalten 14
3.1.3 dynamisches Verhalten 20
3.2 Reflexionen 26
4 Schaltungsentwurf 28
4.1 LED - Sende und Empfangseinheit 28
4.2 Messverstärker 34
5 Funktionsmuster 37
5.1 Mechanischer Aufbau 37
5.2 Die Schaltung 40
5.2.1 Blinker- Rücklicht - Modul 40
5.2.2 Adapter Modul 48
5.3 Layout 48
5.4 Software 50
6 Messungen 54
6.1 Simulation verschiedener Ausfallerscheinungen 54
6.2 Reflexionen 62
6.3 Fremdlicht 64
6.4 Verschmutzung 64
7 Ergebnis und Ausblick 66
7.1 Auswertung der Messung 66
7.2 Hinweise zum Schaltungsentwurf 70
7.3 Zusammenfassung 70
Anhang 71
Literaturverzeichnis 89

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 13.6.2007
• Reihe/Serie: Diplomica
• Zusatzinfo: PDF-Format
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Technik ► Elektrotechnik / Energietechnik
• Themenwelt: Technik ► Fahrzeugbau / Schiffbau
• Schlagworte: Elektrotechnik • Fahrzeugtechnik • Fotoempfindlichkeit • Leuchtioden • Schaltungsentwurf
• ISBN-10: 3-8366-0370-5 / 3836603705
• ISBN-13: 978-3-8366-0370-6 / 9783836603706