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- ELETTRONICA OGGI 432 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2013
COMPONENTS
LED DRIVER
nel sistema. Un ulteriore vantaggio è
rappresentato dal supporto per i pro-
tocolli utilizzati nel settore dell’illumi-
nazione, come ad esempio DMX/DALI,
così da semplificare l’integrazione in
reti di illuminazione. Il processore,
inoltre, dovrebbe essere in grado di
gestire le tabelle di binning e gli algo-
ritmi per il mescolamento dei colori e
la gestione delle diverse caratteristi-
che della luce.
2.
Driver per LED
Questo dispositivo dovrebbe essere
in grado di pilotare più canali LED
e garantire la flessibilità necessa-
ria per eseguire questa operazione
in presenza di configurazioni buck,
boost o buck-boost. L’integrazione di funzioni di rileva-
mento e protezione contro i guasti e il supporto della va-
riazione di luminosità in modalità PWM completano il pro-
filo del driver ideale.
Un altro indubbio vantaggio è un alto livello di integrazione:
il driver dovrebbe quindi includere il maggior numero di
componenti possibile come MOSFET a commutazione, CSA
(Current Sense Amplifier) e circuiti per il pilotaggio del gate
(gate driver). Ciò contribuisce non solo a ridurre gli ingom-
bri a bordo della scheda, ma anche a semplificare il progetto
del sistema.
Sul mercato sono reperibili parecchie MCU a 8 bit che sod-
disfano i requisiti appena menzionati, ma il circuito per il
pilotaggio del LED deve essere un componente separato,
come evidenziato dallo schema di figura 2. In modo del tutto
analogo sono disponibili in commercio numerosi driver
per LED con le caratteristiche appena sopra elencate, ma è
necessaria la presenza di un altro controllore per completa-
re il sistema. Recentemente è apparsa alla ribalta una nuova
serie di controllori per LED HB dedicati in grado di abbinare
entrambi i componenti richiesti in modo ottimale. L’uso di
controllori di questo tipo comporta numerosi vantaggi che
vanno dalla riduzione del numero di componenti alla possi-
bilità di sviluppare l’applicazione in tempi rapidi.
I controllori PowerPSoC di Cypress Semiconductor sono
un esempio di circuiti di pilotaggio per LED HB che inte-
grano in modo efficace le funzionalità di un driver per
LED e di controllore “intelligente”. I dispositivi PowerP-
SoC abbinano un controllore a segnali misti PSoC
(Programmable System On Chip), che svolge il ruolo di
controllore “intelligente” a un core di potenza dedicato
specializzato nel pilotaggio dei LED.
Grazie all’utilizzo di PowerPSoC, il sistema di pilotaggio per
LED HB risulta molto semplificato, come riportato in Figura 3.
Di seguito sono elencati i principali componenti presenti in
un dispositivo PowerPSoC per il pilotaggio di LED HB:
1.
Controllore isteretico:
il compito principale è regolare la
corrente che fluisce attraverso i LED.
2.
Amplificatore per il rilevamento di corrente (CSA - Cur-
rent Sense Amplifier):
un CSA high side consente al control-
lore isteretico di rilevare i limiti inferiore e superiore della
corrente del LED.
3.
Circuito per il pilotaggio del gate e FET:
sono presenti
FET low side con valore nominale di Vds di 32 V e driver per
il gate interno.
4.
Modulatore:
il modulatore è richiesto per la variazione
digitale della luminosità. PowerPSoC supporta vari tipi di
modulatore come ad esempio PWM, PrISM e SSDM.
5.
Circuito di scatto (trip):
PowerPSoC dispone di converti-
tori D/A e comparatori le cui uscite possono far “scattare” il
controllore isteretico in caso di guasto.
Nella figura 4 è riportato lo schema di pilotaggio di un LED
HB utilizzando PowerPSoC nel caso di una topologia buck
con carico flottante (ovvero non collegato a massa).
In conclusione i LED HB possono rappresentare una valida
alternativa alle classiche sorgenti luminose a incandescenza
e a fluorescenza. I circuiti di pilotaggio per LED che abbina-
no elevata efficienza, costo ridotto e alte prestazioni rivesto-
no un ruolo chiave. Si tratta in ogni caso di un mercato dalle
enormi potenzialità ed è prevedibile una rapida evoluzione
tecnologica nel settore dei driver per LED HB, nel momento
in cui i costruttori sono fortemente impegnati a soddisfare
le necessità di un mercato emergente e le aspettative dei
consumatori.
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Fig. 4 – Pilotaggio di un LED HBmediante PowerPSoC nel caso di topologia buck con carico flottante
