Verification and Evaluation of Thermal Compensation effectiveness on Red LEDs in automotive IC LED Drivers

Red Light Emitting Diodes are characterized by a net drop of their luminous intensity when exposed to high temperatures, a phenomenon that doesn't affect LEDs of any other colour to this extent. In automotive environment, where LED temperature can reach up to + 110°C , this effect is an issue both for performance and for safety reasons. Red LEDs are part of tail lights to signal slow down and stops of vehicles, safety relevant functions whose malfunction might be a cause of harm. The purpose of this research project is to compensate the luminous intensity drop using the thermal compensation function of an Integrated Circuit LED Driver by Infineon Technologies, the semiconductor company where this project was carried out. The innovative aspect of this project proposal is that compensation is automatic, meaning that is implemented directly on the LED Driver without the need of an external microcontroller as previously done for other applications. After an introduction of the problem and the main objectives of the thesis, the second chapter will cover a physical analysis and explanation of the phenomenon. Then, from the third chapter the focus will move more specifically to the thermal compensation concept and its characteristics, with an overview on the specific LED Driver product where it's implemented. The effectiveness of thermal compensation has been verified and tested in the laboratory using a board and a software designed specifically for this LED Driver.

I LED di colore rosso sono caratterizzati da una netta caduta dell'intensità del flusso luminoso quando esposti ad alte temperature, un fenomeno che invece non interessa con la stessa entità i LED di qualsiasi altro colore. In applicazioni automotive, dove la temperatura dei LED può raggiungere i 110°C, questo effetto è un problema sia per motivi di performance che per motivi di sicurezza. I LED rossi sono utilizzati per l'illuminazione posteriore segnalando fermata e rallentamento dei veicoli, perciò un malfunzionamento potrebbe costituire una fonte di pericolo. L'obiettivo di questo progetto è compensare la caduta di luminosità utilizzando la funzione di compensazione termica di un LED Driver di Infineon Technologies, l'azienda di semiconduttori dove il progetto è stato sviluppato. La componente innovativa della proposta è che la compensazione è automatica, cioè viene implementata direttamente nel LED Driver senza la necessità di un microcontrollore esterno, soluzione invece adottata in precedenza per altre applicazioni. Dopo un'introduzione del problema e dei principali obiettivi della tesi, il Capitolo 2 presenta un'analisi e una spiegazione fisica del fenomeno. Successivamente, dal Capitolo 3 l'attenzione si sposterà più nello specifico sul concetto di compensazione termica e sulle sue caratteristiche, con una spiegazione dello specifico LED Driver su cui è implementata. L'efficacia della compensazione termica è stata verificata e testata anche in laboratorio, utlizzando una board e un software sviluppati appositamente per questo LED Driver.