LIGHTING 4 - gennaio/febbraio 2014
XV
LED LIGHTING
Il controller FL7732 implementa anche funzioni di pro-
tezione come quelle per i casi LED aperto, LED in corto
e sovratemperatura. Una caratteristica importante è che
il livello limite della corrente viene ridotto automatica-
mente per minimizzare la corrente di uscita e proteggere
i componenti esterni dalla condizione di LED in corto. Il
controller FL7732 dispone anche nel proprio oscillatore
di una funzione di salto di frequenza che offre migliori
prestazioni in termini di interferenza elettromagnetica
(EMI).
Il nuovo MOSFET a supergiunzione
Nelle tecnologie dei MOSFET ad alta tensione, il risulta-
to più significativo per la riduzione del valore on-resistan-
ce è offerto dalla tecnologia a bilanciamento di carica,
mutuata dalla struttura della supergiunzione e contrad-
distinta da una profonda struttura a pilastri verticali di
tipo P che la differenzia da quella più diffusa della tecno-
logia planare convenzionale.
L’effetto dei pilastri è quello di confinare il campo elet-
trico nella regione epitassiale a basso drogaggio. A causa
di questi pilastri di tipo P, la resistenza epitassiale di tipo
N può essere enormemente ridotta pur conservando lo
stesso livello di tensione di rottura. Oltre alle caratteristi-
che di bassa on-resistance, la seconda generazione della
tecnologia SuperFET
riduce anche l’energia immagazzi-
nata nel condensatore di uscita.
Il valore di questa energia è più importante nel caso
di applicazioni a bassa potenza come l’illuminazione a
LED, dal momento che l’energia deve essere dissipata a
ogni evento di accensione.
Una scheda per l’illuminazione a LED da 20W è stata
scelta per valutare la tecnologia SuperFET II. La scheda è
stata originariamente sviluppata con il
MOSFET a canale-N da 60V Fairchild
abbinato al controller
FL7732. Tra i principali componenti,
il MOSFET FDD5N60NZ è realizzato
con tecnologia planare e una on-resi-
stance pari a 20Ω. Al medesimo costo,
la tecnologia SuperFET II può forni-
re 0.90Ω di on-resistance insieme con
una minore energia immagazzinata
nel condensatore di uscita. Grazie a
queste superiori caratteristiche elet-
triche, la tecnologia SuperFET II
può incrementare significativamente
l’efficienza di sistema. La figura 2 di-
mostra i risultati dei test di efficienza
condotti con diverse tensioni AC in
ingresso. La tecnologia SuperFET II
dimostra i migliori risultati in termini
di efficienza sull’intero intervallo di tensioni di ingresso
con un forte miglioramento rispetto alla tecnologia pla-
nare del dispositivo FDD5N60NZ.
La tecnologia SuperFET II ha inoltre fatto registrare più
efficienza rispetto al MOSFET a supergiunzione concor-
rente, in particolare nel caso delle alte tensioni di ingres-
so: si tratta di un buon esempio di come l’energia im-
magazzinata nel condensatore di uscita influisca sull’ef-
ficienza di sistema.
Poiché il MOSFET a supergiunzione concorrente pos-
siede la medesima on-resistance del MOSFET SuperFET
II, si può ritenere che il gap di efficienza scaturisca dal-
le perdite di
commutazione.
Come eviden-
te nella figura
3, il MOSFET
concorrente im-
magazzina nel
condensatore di
uscita sempre
più energia al
crescere della
tensione di drain; questo significa che il MOSFET dissipa
più energia all’accensione e alle tensioni di ingresso più
alte. Nella figura 2, le caratteristiche del dispositivo corri-
spondono a quelle dei risultati ottenuti nel corso dei test
a livello di scheda. Un alimentatore per illuminazione a
LED richiede un elevato fattore di potenza, alta efficien-
za, un lato secondario isolato per motivi di sicurezza, e un
minor numero di componenti a causa degli spazi limitati.
Il controller FL7732 e il MOSFET SuperFET II costitui-
scono una soluzione completa a queste esigenze.
Fig. 3 - Energia immagazzinata nel condensatore di uscita
Grazie alle superiori
caratteristiche elettriche, la
tecnologia SuperFET II
può incrementare
significativamente l’efficienza
di sistema
