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POWER
LED
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- ELETTRONICA OGGI 450 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2015
Nelle figure 1 e 2 è riportata un’implementazione semplifica-
ta del concetto appena esposto.
La tensione di rete AC è rettificata, in modo che la semionda
negativa diventa positiva. L’uscita così rettificata è una semi-
onda sinusoidale di frequenza pari
a 100 Hz che commuta tra 0 e circa
325V (nel caso di tensione di rete
pari a 230V). Durante ciascun semi-
ciclo il primo LED ad alta tensione
(o stringa di LED) è acceso quando
la tensione ha raggiunto un valore
pari a circa 70V, il secondo quando
la tensione arriva a 140V, il terzo a
210V. Nel momento in cui la tensio-
ne è pari o superiore a 280V tutti e
quattro i LED sono illuminati.
In questo schema di regolazione
è presente una sovratensione che
deve essere dissipata attraverso
un regolatore lineare, causando di-
spersione di calore.
Queste perdite di potenza riduco-
no l’efficienza del sistema rispetto
a una soluzione che prevede l’uso
di un alimentatore SMPS. In pratica,
comunque, un progetto che preve-
de LED alimentatati direttamente
in AC permette di realizzare sistemi
caratterizzati da un’efficienza lumi-
nosa fino a 100 lm/W, rispetto ai 130 lm/W di un apparecchio
equivalente che fa ricorso a un alimentatore SMPS.
In una semplice applicazione a basso costo come ad esem-
pio un apparecchio che diffonde la luce verso il basso da
600 lm, un confronto forse più interessante è quello effettuato
con una lampada alogena dicroica equivalente che fornisce
un’efficienza luminosa tipica di 10 lm/W: sostituendo la lam-
pada con una lampada a LED ad alta tensione alimentata di-
rettamente in AC è possibile ottenere una drastica riduzione
nei consumi di potenza.
Un progetto con alimentazione diretta in AC, rispetto a uno
equivalente che prevede l’uso di un SMPS, è più piccolo, sem-
plice e facile da assemblare poich
é
richiede una sola scheda
PCB (Fig. 3).
Tuttavia, oltre a ridurre l’efficienza, la regolazione di LED di-
rettamente in AC nella sua forma più semplice evidenzia altri
svantaggi che in alcune applicazioni assumono una partico-
lare importanza.
Il primo è sicuramente il calore. Osservando la figura 1, si
può notare che la regolazione della corrente e la dissipazione
di potenza sono concentrate in un solo circuito integrato. Nel
funzionamento normale, questo integrato diventa un “punto
caldo” (hot spot). Per questo motivo è necessario adottare
opportune contromisure per evitare rischi di danni dovuti a
sovra-temperatura, compreso l’uso di una scheda MCPCB e
Fig. 3 – Una lampada a LED che utilizza uno schema di regolazione diret-
ta in AC (a sinistra) e uno che impiega un alimentatore SMPS (a destra)
Fig. 4 – Esempio di schema di regolazione a tre fasi, con tre circuiti integrati di regolazione e un tran-
sistor ballast – si tratta della tecnica più comune per implementare una regolazione diretta in AC di
tipo distribuito