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LIGHTING 7 - gennaio/febbraio 2015
XIV
Lighting
I progettisti che lavorano con i LED ad alta potenza spes-
so tendono a trascurare i rischi collegati alla corrente di
spunto che può essere applicata in modo involontario
durante il collaudo. Scopo del presente articolo è spie-
gare questo fenomeno, esaminare le ragioni per cui esso
rappresenta un problema e suggerire le modalità per
prevenirlo.
Principi di base
Dapprima un breve ma utile ripasso su alcuni principi
base. Un LED è un dispositivo a semiconduttore a due
terminali. Il diodo si innesca (turn-on) in corrisponden-
za di un valore di tensione caratteristico (Vd) nella re-
gione di funzionamento a polarizzazione diretta quando
una grandissima quantità di elettroni e lacune iniziano il
processo di ricombinazione.
Durante questo processo, una delle proprietà che con-
traddistingue un LED è il rilascio di energia sotto forma
di fotoni, fenomeno questo che dà origine all’illumina-
zione del LED. La caratteristica corrente-tensione (I-V)
di un diodo nella regione di polarizzazione diretta è ri-
portata in figura 1, dove Vd è la tensione di innesco (on-
voltage) del diodo.
Sebbene i LED possano essere pilotati sia in tensione sia
in corrente, di solito si utilizza il pilotaggio in corrente
poiché la luminosità dei LED è proporzionale alla cor-
rente di pilotaggio. Come si può notare dalla curva I-V
di figura 1, una lieve variazione di tensione dà origine a
variazioni di notevole entità della corrente, che provo-
ca sensibili (e indesiderate) escursioni della luminosità
dei LED. Senza dimenticare che temperatura e invec-
chiamento possono provocare fenomeno di deriva di Vd
con il trascorrere del tempo. La ridotta escursione della
tensione causerà, a sua volta, variazioni di corrente in-
desiderate.
Oltre a ciò, se il LED è pilotato con una corrente ecces-
siva, può verificarsi un danno irreversibile che si riper-
cuote negativamente sulla vita utile del dispositivo. Di
conseguenza è indispensabile regolare con precisione il
livello della corrente di pilotaggio nei LED.
La corrente di spunto (inrush current) è un fenomeno
comune che tende a sollecitare in maniera eccessiva il
LED. Quest’ultimo può essere schematizzato sotto forma
di una rete R-C parallela: il dispositivo si trasforma quin-
di immediatamente in un corto circuito nel momento in
cui viene applicata una tensione ai capi dei suoi termi-
nali. Questo corto circuito istantaneo dà origine a una
corrente di spunto, in pratica una corrente di avviamen-
to di breve durata, caratterizzata da un’ampiezza molto
maggiore rispetto a quella di funzionamento del LED
nello stato stazionario. Per esempio, l’inserimento di un
LED in un circuito alimentato (hot switching) potreb-
be dar origine a correnti di spunto di un’ampiezze tali
David Wyban
Applications engineer
Keithley Instruments- a Tektronix Company
Collaudo dei LED
ad
alta potenza
Quando si esegue il test di LED ad alta potenza è necessario tener conto dei
potenziali pericoli provocati dalla corrente di spunto
Fig. 1 – Tipico andamento della curva I-V di un
diodo