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LIGHTING 9 - settembre 2015
XIV
Lighting
Molti degli odierni dispositivi elet-
tronici portatili richiedono soluzioni
di pilotaggio per LED per la retroil-
luminazione con le seguenti caratte-
ristiche: controllo diretto della cor-
rente, alta efficienza, PWM dimming,
protezione da sovratensione e facilità
d’uso.
Indipendentemente dal tipo, colore,
dimensione o potenza, tutti i LED
funzionano meglio quando sono gui-
dati da una corrente costante fornita
da un convertitore DC/DC. La po-
tenza dissipata all’interno del circui-
to di controllo del LED è ridotto al minimo, mentre le
funzioni di diagnostica consentono un maggior control-
lo dell’applicazione.
Caratteristiche e tipologie
I diodi emettitori di luce (LED) sono semiconduttori
a giunzione PN. Quando il LED è polarizzato diretta-
mente, gli elettroni sono in grado di ricombinarsi con
le lacune all’interno del dispositivo, rilasciando energia
sotto forma di fotoni. La corrente diretta del LED de-
finisce la luminosità e può essere limitata in vari modi,
in particolare con l’uso di convertitori driver DC/DC in
modalità corrente costante.
Il driver LED è un circuito integrato (IC) che gestisce
e controlla la corrente elettrica per un LED. Svolge un
ruolo importante nel risparmio energetico ed è utiliz-
zato per supportare la maggior parte dei LED ad alta
luminosità. I driver sono considerati un importante, se
non essenziale, caratteristica di alta qualità dei prodotti
di illuminazione.
Oltre al settore dell’illuminazione, ci sono anche altri
settori importanti di utilizzo quali applicazioni come
segnaletica, telefoni cellulari, televisori, notebook, mo-
nitor e tablet, così come le applicazioni automotive.
Diverse topologie (Buck, Boost e
SEPIC) possono essere utilizzate per
soddisfare i requisiti in materia di
lunghezza della catena LED e la gam-
ma di tensione di alimentazione. Un
convertitore DC/DC in modalità ten-
sione costante è combinato con uno
o più generatori di corrente lineari
che convertono la tensione di uscita
in una corrente costante. Molte ap-
plicazioni portatili a LED richiedono
dimming. In applicazioni come la
retroilluminazione LCD, il dimming
consente una regolazione di lumino-
sità e contrasto. Due tipi di dimming
sono disponibili: analogici e PWM.
Con il dimming analogico, il 50% di
luminosità è ottenuto applicando il 50% della corrente
massima al LED. Inconvenienti di questo metodo inclu-
dono lo spostamento di colore e la necessità di un segna-
le di controllo che di solito non è prontamente disponi-
bile. Nonostante la sua semplicità, il dimming analogico
è inadeguato per molte applicazioni.
Il PWM dimming (Fig. 1) ottiene lo stesso effetto varian-
do il duty cycle di una corrente costante: per luminosità
del 50%, è richiesto un duty cycle del 50%. La frequen-
za del segnale PWM deve essere superiore a 100 Hz af-
finché non sia visibile all’occhio umano. La frequenza
massima PWM dipende dai tempi di avvio dell’alimen-
tazione e di risposta. Per fornire la massima flessibilità
e facilità di integrazione, il driver del LED deve poter
accettare alte frequenze PWM come 50 kHz.
Driver LED IC
Marvell 88EM8189 è un convertitore intelligente AC/
DC a corrente costante per regolare la luminosità del
LED con un’interfaccia compatibile I2C integrata. L’in-
terfaccia I2C permette di fornire un’attenuazione digita-
le attraverso ZigBee, Wi-Fi, Bluetooth e altre tecnologie
inglobate in un microcontrollore. Inoltre, 88EM8189 ha
un controllo di energia efficiente on-chip per l’alimen-
Maurizio Di Paolo Emilio
Driver per LED:
alcune considerazioni
Il mercato dei circuiti integrati del driver LED si è espanso rapidamente negli ultimi
cinque anni grazie alla diffusione dei LED in applicazioni quali illuminazione generale
e in settori commerciali e residenziali
Fig. 1 – PWM dimming