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LED
svolgono una serie di funzioni di controllo. Dopo aver
inviato istruzioni al controller LED, il processore di
sistema può espletare altre attività, oppure entrare in
uno stato a basso consumo. Le soluzioni LED richiedo-
no una corrente costante per produrre una luminosità
uniforme. La precisione della sorgente e le fluttuazioni
in termini di tensione e altri parametri sono fondamen-
tali per la progettazione del corretto driver. Tra gli altri
fattori da tener presente nella fase di progettazione, si
possono annoverare temperatura e umidità, intervallo
di tensione, interferenza (EMI) e compatibilità (EMC)
elettromagnetica, nonché i requisiti di affidabilità im-
posti dai test di qualificazione. Gli ambienti automoti-
ve, particolarmente gravosi, richiedono circuiti di pro-
tezione per prevenire l’insorgere di problemi in caso
di guasti. I dispositivi dovrebbero inoltre dimostrare
un funzionamento affidabile su un’ampia gamma di
temperatura e umidità e la capacità di sopportare una
vibrazione continua. L’alimentatore garantisce un’illu-
minazione di alta qualità con un’efficienza massima di
conversione (in termini di lumen per watt), prolungan-
do così la durata dei LED. La qualità della luce pro-
dotta è determinata principalmente dalla stabilità della
sorgente luminosa, che richiede una regolazione precisa
della corrente, con punti di lavoro costanti per tutte le ten-
sioni e temperature. Può essere utile impiegare i driver con
transistori, integrati o esterni, a seconda della potenza dei
LED impiegati. Tuttavia, l’integrazione del MOSFET per il
driver LED contribuisce a diminuire il numero di compo-
nenti esterni, riducendo così lo spazio sul pannello e sem-
plificando il circuito (Figg. 2 e 3).
Alimentazione
Un’altra considerazione importante è l’ambiente in cui
verrà impiegata l’alimentazione elettrica. L’alimentazione
sarà necessaria per funzionare su un intervallo di tempe-
ratura definito, a volte fino a -20 °C o -40 °C, a volte fino
a 60 °C o addirittura a 80 °C. L’applicazione può anche
richiedere un alimentatore sigillato, per garantire la prote-
zione contro la polvere, l’umidità e l’acqua. Se un prodotto
viene utilizzato all’interno o all’esterno, alcuni fattori che
potrebbero influenzarne il comportamento sono l’esposi-
zione a sovratensioni elettriche a causa di disturbi della rete
elettrica o di fenomeni naturali come fulmini. Le alimen-
tazioni sono specificate per funzionare in vari ambienti
dove possono verificarsi fenomeni di sovratensione. I livelli
di protezione più elevati possono richiedere l’aggiunta di
componenti esterni per la protezione del corrispondente
circuito di driver. I driver per LED possono essere suddivisi
in tre categorie: regolatori lineari; pompe di carica che pre-
vedono la presenza di un condensatore e driver a commu-
tazione, che prevede la presenza di un induttore. Questi ul-
timi hanno trovato una vasta gamma di applicazioni, grazie
alla loro flessibilità e al continuo aumento del grado di ef-
ficienza. Essi, inoltre, possono essere impiegati in un vasto
range di tensione di ingresso e, grazie alle caratteristiche di
isolamento elettrico, possono funzionare ad alta tempera-
tura. I regolatori lineari forniscono un semplice controllo
e non richiedono filtri per le interferenze EMI. Tuttavia,
la loro dissipazione di potenza può diventare eccessiva per
applicazioni high power. Tra i driver a commutazione o
switching si possono segnalare i classici buck, boost, buck/
boost e il convertitore a induttanza primario monofase, de-
nominato SEPIC.
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LIGHTING 15 -
NOVEMBRE/DICEMBRE 2017
Fig. 2
– Circuiteria interna di un driver per LED
Fig. 3
– Esempio di connessione di array LED con driver e microcontrollore
per il controllo delle operazioni