Alimentazione: alcuni suggerimenti (parte 7) – Alimentazione efficiente dei LED dalla rete

Dalla rivista:
Elettronica Oggi

 

Come nella maggior parte dei sistemi elettronici, per convertire la tensione in ingresso in una forma utilizzabile per i LED è necessario un alimentatore. Per un’applicazione di illuminazione stradale, ad esempio, una possibile configurazione consiste in una serie di 80 LED, che creano un carico di 300 V e 0,35 A. Per la scelta della topologia di alimentatore è innanzitutto necessario stabilire i requisiti di isolamento e di correzione del fattore di potenza (PFC, Power Factor Correction).

Fig. 1 – Il SEPIC in Transition Mode (TM) funziona come un semplice driver per LED

Per l’isolamento è necessaria un’accurata analisi della sicurezza, allo scopo di trovare il compromesso ottimale tra l’esigenza di implementare la protezione contro le scariche elettriche e quella di non complicare il design dell’alimentatore. In questa applicazione che prevede alta tensione a livello dei LED, si presuppone che l’isolamento non sia necessario. La correzione del fattore di potenza è necessaria per i mercati europei, in cui è prescritta la presenza di un sistema PFC per i sistemi d’illuminazione oltre i 25 watt.

Le topologie di alimentatore utilizzabili per questa applicazione sono tre: buck, flyback in modalità TM (Transition Mode) e SEPIC (Single-End Primary Inductance Converter) in modalità TM. La configurazione buck è molto efficace per soddisfare i requisiti relativi alle emissioni di correnti armoniche con tensioni dei LED nell’ordine degli 80 Volt. In questo caso specifico, la soluzione buck non è attuabile in quanto la tensione di carico è superiore. La scelta si riduce quindi al flyback o al SEPIC. La configurazione SEPIC offre il vantaggio di poter “clampare” la tensione di commutazione sul semiconduttore di potenza, con la possibilità di utilizzare componenti con una tensione più bassa e quindi più efficienti. Nel caso della nostra applicazione, questo offrirebbe un aumento dell’efficienza pari al 2% circa. Inoltre il SEPIC ha una minore tendenza alla risonanza, semplificando il filtraggio delle interferenze elettromagnetiche. La figura 1 mostra uno schema dell’alimentatore.

Fig. 2 – Il SEPIC in modalità TM fornisce buona efficienza e PFC elevato

Le figure 2 – 3 presentano i risultati di laboratorio di un prototipo costruito in base allo schema della figura 1. L’efficienza nel range di tensioni adottate in Europa è piuttosto alta, con valori che arrivano fino al 92%. Questa efficienza è stata ottenuta limitando la risonanza dei semiconduttori di potenza. Inoltre, come si può osservare dalla forma d’onda della corrente, il fattore di potenza è piuttosto buono, con un valore superiore al 96%. È interessante osservare che la forma d’onda non è puramente sinusoidale, ma mostra una certa ripidità dei fronti di salita e discesa, dovuta al fatto che il circuito non misura la corrente in ingresso, ma la corrente di commutazione. La forma d’onda è tuttavia sufficientemente buona da superare i requisiti europei relativi alle correnti armoniche

Fig. 3 – La corrente di linea supera facilmente i requisiti EN61000-3-2 Classe C

Per ulteriori informazioni sulle soluzioni per l’alimentazione, visitare il sito www.power.ti.com. Per eventuali domande sui contenuti del presente articolo potete contattarmi all’indirizzo powertips@list.ti.com.

Robert Kollman, Texas Instruments

Contenuti correlati

• 
  I vantaggi dell’analogico e del digitale per la soluzione LogiCoA di ROHM

  ROHM ha creato LogiCoA, una innovativa soluzione di alimentazione per apparecchiature industriali e consumer di piccola e media potenza (da 30 W a 1 kW) che fornisce le stesse funzionalità degli alimentatori con controllo completamente digitale a...
• 
  Luci a LED con connettore M12-A da binder

  binder ha sviluppato luci a LED industriali dotati di un connettore M12-A e utilizzabili sia per illuminare spazi di lavoro, sia per indicare diverse modalità operative di macchine. I punti luce sono disponibili in tre lunghezze –...
• 
  Disponibili da Rutronik i nuovi LED OSLON Square Horti di ams OSRAM

  Rutronik sta espandendo il proprio portafoglio di LED con il nuovo OSLON Square Horti White GW CSSRM4.HW di ams OSRAM. Questa nuova generazione di LED, tipicamente destinata ad applicazioni di agricoltura o orticoltura, è caratterizzata da un...
• 
  Le più recenti soluzioni di alimentazione di ADI disponibili da Farnell

  Farnell ha annunciato la disponibilità dei più recenti circuiti integrati di gestione dell’alimentazione e dei convertitori di Analog Devices (ADI). Tra i nuovi prodotti ci sono, fra l’altro, il regolatore μModule LTM8080 40VIN, in grado di fornire...
• 
  Webinar sull’alimentazione medicale da Mouser Electronics e TRACO Power

  Martedì 7 marzo 2023, alle 15:00 CET, si terrà “How to power your medical application”, un webinar live gratuito di Mouser Electronics e TRACO Power dedicato all’alimentazione delle applicazioni per il settore medicale Mark Patrick, Direttore del...
• 
  Le migliori applicazioni per l’IoT nel nuovo mondo degli IC di power management: una panoramica

  Questo articolo analizza la tecnologia delle batterie per l’Internet of Things (IoT). Descrive alcuni dei problemi di alimentazione che i progettisti devono affrontare e fornisce le soluzioni proposte da Analog Devices. Queste soluzioni sono altamente efficienti e...
• 
  Purificare l’aria e l’acqua con la luce

  L’invenzione della lampada al mercurio circa cento anni fa rivoluzionò la sterilizzazione in campo medico. Ad oggi, i raggi UV svolgono un ruolo chiave nella disinfezione e nella sterilizzazione degli spazi interni, a maggior ragione dallo scoppio...
• 
  AI e apprendimento automatico accelerano la ricerca dei materiali OLED della prossima generazione

  Negli ultimi anni si è assistito a un’accelerazione dello sviluppo dei materiali OLED, resa possibile dall’adozione di tool software che sfruttano l’intelligenza artificiale e l’apprendimento automatico. Si tratta di un approccio che contribuisce a migliorare l’efficienza, la...
• 
  Il mercato dell’illuminazione in campo automotive

  Con l’integrazione della tecnologia LED, l’illuminazione non è più una caratteristica puramente funzionale ma si è trasformata in un elemento ad alto valore aggiunto. Questa tecnologia ha permesso ai produttori di differenziare I loro prodotti e aggiungere...
• 
  Preregolatore lineare discreto ad alta potenza per le luci posteriori degli autoveicoli

  L’illuminazione a LED è sempre più diffusa nelle applicazioni automobilistiche come fari e luci posteriori. Queste applicazioni utilizzano un circuito di pilotaggio LED allo scopo di mantenere una corrente costante Leggi l’articolo completo su EO Lighting 28