LIGHTING 3 - SETTEMBRE 2013
XIII
LED ARRAY
e sulla configurazione dei cablaggi.
Senza dimenticare che i LED sono
caratterizzati da una caduta di ten-
sione diretta, identificata solitamente
come V
F
, che differisce in funzione
del materiale del colore del LED: il
valore nominale sarà di 1,8V per un
LED rosso, fino a 2V per un LED am-
bra, 2,2V per un LED giallo, 3,5V per
un LED verde, 3,6V per un LED blue
e toccherà i 4V per un LED bianco.
Questa tensione diretta influenzerà i
requisiti in termini di alimentazione.
Il metodo più semplice per trasfor-
mare un generatore di tensione in un
generatore di corrente, adatto quindi
per il pilotaggio di un LED, prevede
l’uso di un resistore limitatore di cor-
rente o resistore di caduta (dropping
resistor), che talvolta viene denomi-
nato ballast, posto in serie (Fig. 1).
Un approccio di questo tipo funzio-
na meglio con alimentazioni a bassa
tensione (come ad esempio 12 VDC)
e in applicazioni che prevedono l’uso
dei LED come indicatori. Esso non ri-
sulta efficace nel caso di tensioni più
elevate, a causa dell’elevato consumo
di potenza imputabile alla dissipazione del resistore e
alla ridotte possibilità di regolazione. Inoltre questo
metodo ipotizza, erroneamente, che la caduta di ten-
sione sia uguale per ogni LED. Di conseguenza, non
più essere utilizzato per progetti con più LED. Un si-
stema con più LED utilizza un alimentatore in grado
di determinare e regolare la sua corrente di uscita con-
sentendo alla tensione di uscita di variare in funzione
della configurazione del carico. Questo generatore è il
complemento al più comune generatore di tensione,
che mantiene fissa la tensione di uscita mentre eroga
corrente variabile al carico in funzione delle esigenze.
Configurazione serie parallelo o combinata
Come visibile in figura 2a, una configurazione base che
prevede la presenza di più LED è quella in serie. In una
disposizione di questo tipo il vantaggio più evidente è
rappresentato dal fatto che tutti i LED presenti nella
stringa ricevono la medesima corrente, un requisito di
progetto importante per garantire luminosità e colori
uniformi.
Poiché la stringa in serie è una configurazione molto
semplice e garantisce uguale intensità di corrente, la
domanda da porsi è perché non venga sempre utilizza-
ta. La ragione più ovvia è l’impatto negativo provocato
dal guasto di un LED di una stringa. Se un LED si gua-
sta e va in corto circuito – che rappresenta la modali-
tà di guasto interna più comune – non sussiste alcun
problema: tutti gli altri LED riceveranno comunque
la corrente richiesta. Se il LED si guasta e provoca un
circuito aperto – che rappresenta la modalità di guasto
di un circuito saldato o di un collegamento - l’intera
stringa si spegne. Anche se sarebbe possibile utilizzare
un diodo Zener o un crowbar (barra di blocco) for-
mato da un SCR ai capi di ciascun LED per impedire
che un guasto di questo tipo provochi lo spegnimento
dell’intera stringa, una soluzione di questo tipo com-
porterebbe un incremento sia di costi sia di ingombri.
Per quanto riguarda l’alimentatore, una configurazio-
ne in serie funziona ma solo fino a un certo punto. L’a-
limentatore potrebbe erogare una corrente di modesta
entità, ad esempio 20 mA, ma bisogna aggiungere le
cadute di tensione dirette dei diodi per cui l’alimenta-
tore deve fornire questa corrente a una tensione pari
alla somma delle tensioni. Questa viene denominata
“compliance voltage” (tensione di uscita). In una strin-
Fig. 2 - Un array di LED può essere conÀgurato come una semplice
stringa in serie, che richiede la più alta tensione di uscita (com-
pliance voltage), che viene comunque limitata a 48V. Una conÀgura-
zione di tipo parallelo richiede valori di correnti più elevate e basse
tensioni, anche se dà luogo a variazioni di luminosità non accettabi-
li in molte applicazioni. La combinazione serie/parallelo può rappre-
sentare la soluzione ideale, in quanto risulta in grado di soddisfare
le richieste dell’applicazione e sfruttare al meglio le caratteristiche
di un alimentatore AC/DC a elevata efÀcienza pilotato in corrente
