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XXI LED LIGHTING 23 - GIUGNO-LUGLIO 2020 • Eseguire i calcoli necessari per il controllo della lumi- nanza Il DAC programmabile fornisce correnti di uscita pro- grammabili accurate per i LED, mentre l’amplificatore operazionale, configurato come un TIA, riceve il valore analogico di luminanza dei LED attraverso il fotodiodo. Quindi il TIA invia una tensione di uscita (V OUT ) all’in- gresso dell’ADC del microcontrollore (Fig. 4). L’ampiezza della corrente viene controllata dal sistema con un TIA nell’anello di retroazione. L’amplificatore operazionale ADA4625-1 è caratterizzato da una corren- te di polarizzazione in ingresso di 15 pA (come specifi- cato nel datasheet) e da una tensione di offset di 15 mV che forniscono un’ampia gamma dinamica al TIA. Que- sta gamma dinamica garantisce un alto livello di flessi- bilità della luminanza per portare i LED dalla massima intensità a uno stato di buio completo. Il progettista del sistema stabilisce la variazione e la gam- ma della luminanza dei LED. Ad esempio, un DAC a 14 bit fornisce 2 14 o 16.384 divisioni. Per questo DAC con un’uscita su fondo scala di 100 mA, la dimensione del bit meno significativo (LSB) è di 6,1 mA, secondo l’equazio- ne: Dove: IDACx LSB = la dimensione della corrente dell’LSB per il canale x IDAC MAX = la corrente nominale massima del canale N = numero di bit del DAC Con una tensione di alimentazione of 5,0 V, AD5770R a sei canali pilota i due LED in serie con una corrente nominale di 20 mA. In questo circuito, le tensioni dei LED ricercano il proprio di livello di tensione diretta. Nel circuito riprodotto nella figura 4, la corrente di uscita massima di ciascuna uscita (IDAC0-IDAC5) può essere regolata fino al 50% del valore nominale. Questa flessibilità consente al progettista di ottenere un abbina- mento migliore per le correnti di eccitazione dei LED. È un’azione che diminuisce anche l’ampiezza dell’LSB della corrente. Osservando nuovamente la figura 4 si puo vedere che il valore massimo della corrente IDAC2 è di 55 mA, men- tre per IDAC5 il valore massi- mo è di 45°mA (come da sche- da tecnica). Se i LED nella stringa dell’IDAC2 sono rossi, la tensione nominale in corri- spondenza del pin dell’IDAC2 è di 1,9 V x 2, ovvero 3,8 V e la dimensione dell’LSB del DAC è di 3,4 mA. Per migliorare ulteriormen- te la precisione del sistema, il progettista può sostituire il generatore di riferimento su chip del DAC con un resisto- re di riferimento esterno o aggiungere un resistore di precisione. AD5770R possiede una funzione diagnostica multiplata su chip che consente al progettista di monitorare le ten- sioni di conformità in uscita, le correnti di uscita e la temperatura interna del die, tutto quanto con un ADC esterno. Il DAC AD5770R con uscita di corrente pilota le strin- ghe di due LED con una sorgente di corrente program- mabile, controllata e a basso rumore e con una densità spettrale del rumore di uscita di IDAC2 e IDAC5 rispetti- vamente di 19 nA/√Hz e 6 nA/√Hz. In definitiva, La robustezza fisica, la lunga durata, il bas- so consumo energetico, la commutazione veloce e le dimensioni ridotte fanno preferire i LED ad altre tecno- logie di illuminazione. Tuttavia, nonostante l’uso oramai ampiamente diffuso dei LED, il controllo preciso e effi- cace della loro luminanza di uscita rappresenta ancora una sfida. Come illustrato in quest’articolo, il controllo preciso della luminanza dei LED può essere ottenuto con un microcontrollore di precisione ADuCM320BBCZ, un DAC AD5770 a 14 bit programmabile con uscita di cor- rente ad alta precisione e un amplificatore operazionale ADA4625-1 JFET configurato come TIA. Grazie a questo abbinamento, i progettisti potranno soddisfare i requisi- ti di precisione relativi alla luminanza dei LED, disporre di una diagnostica completa per il monitoraggio di tutte le correnti dei driver LED e fornire il controllo della va- riazione dell’intensità luminosa. Fig. 4 – Questo sistema di precisione fornisce correnti programmabili ai LED per controllare la luminanza. (Fonte: Digi-Key Electronics – generata con il software online Photodiode Circuit Design Wizard di Analog Devices)