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VII POWER CONVERSION LIGHTING 21 - NOVEMBRE-DICEMBRE 2019 entità in termini di spazio, in quanto tutte le funzionali- tà di conversione AC/DC e di controllo/pilotaggio dei LED devono essere integrate in uno spazio solitamente occupato dalla sola lampadina (Fig. 1) Conversione di potenza: le opzioni disponibili A causa sia dei vincoli in termini di spazio sia della ne- cessità di garantire la conformità alle normative vigenti, la topologia più utilizzata per la conversione di potenza all’interno di un LED è un convertitore flyback a stadio singolo che utilizza la regolazione sul lato primario (PSR - Primary Side Regu- lation). Questa con- figurazione permet- te di utilizzare un numero inferiore di componenti e con- densatori di capacità ridotta rispetto a una topologia che preveda la regolazione sul lato secondario (SSR - Se- condary Side Regulation) e, attualmente, i produttori di semiconduttori, rendono disponibile una vasta gamma di dispositivi per soddisfare questa richiesta. Uno dei vantaggi della regolazione PSR è rappresentato dal fatto che non è richiesta alcuna retroazione relativa al lato secondario, con il duplice vantaggio di semplifica- re il progetto del trasformatore ed eliminare la necessità di ricorrere a opto-isolatori. Il tipo di regolazione adot- tata è importante per il raggiungimento degli obiettivi previsti in termini di PFC e THD. Per cercare di conse- guirli, i produttori di semiconduttori si stanno orientan- do verso la modalità DCM (Discontinous Conduction Mode - ovvero a conduzione discontinua). In questa mo- dalità la carica immagazzinata nel trasformatore si esau- risce completamente prima che il transistor di commu- tazione torni nello stato di “on” (ovvero in conduzione) e di conseguenza la tensione ai capi del diodo di uscita si azzera. Di conseguenza, per un certo periodo di tempo, non vi è flusso di corrente nel lato primario o seconda- rio. E’ proprio per l’instaurarsi di tale periodo, denomi- nato tempo morto (dead time), che a questa topologia flyback viene conferito il nome di discontinuo. Il vantag- gio più evidente è l’assenza di perdite ai capi del diodo e, nelle applicazioni dove la potenza di uscita è di valore ridotto, ciò può consentire l’uso di un trasformatore di dimensioni più piccole. Uno svantaggio è rappresentato dalla sensibilità alla corrente di ondulazione, che può contribuire alle perdite. La commutazione di tipo “valley” è un’estensione del concetto di DCM che prevede la commutazione del tran- sistor nello stato di on quando l’oscillazione della ten- sione di uscita è al suo livello più basso (ovvero a valle). Questo stato si manifesta durante le prime oscillazioni all’inizio del tempo morto e in questo momento il transi- stor verrà commutato (quindi tornerà nello stato di on) riavviando il ciclo di trasferimento della potenza. In un contesto di questo tipo è necessario un controllore in grado di rilevare l’ondulazione della tensione di uscita e commutare nel momento in cui questa si trova nel pun- to più basso. Esso dovrà inoltre essere capace di variare il tempo di commutazione in funzione della potenza di uscita richiesta, ov- vero commutare in anticipo se la richie- sta è elevata o in tempi più lunghi se la richiesta è ridot- ta. Questa caratteri- stica è nota anche come limitazione di tensione (voltage foldback) e, mentre la variazione della tensione di commutazione può ridurre le interferenze EMI, la commutazione “a valle” può comportare un’on- dulazione di maggiore entità dell’uscita a causa della va- riabilità dei tempi di commutazione. Una diffusa alternativa alla modalità DCM e alla com- mutazione “a valle” è la modalità QR (Quasi-Resonant), nota anche come modalità di conduzione critica (CrM - Critical Conduction Mode). In questa modalità, il tran- sistor viene commutato quando il controllore rileva il punto più basso della prima oscillazione della tensio- ne di uscita, garantendo in tal modo minori perdite di commutazione e un’efficienza maggiore rispetto a tutte le modalità descritte. Va comunque sottolineato il fatto che può risultare difficile ottenere buoni risultati in ter- mini di PFC e THD utilizzando le modalità QR/CrM. Sviluppo di un driver per LED NCL3038x è una famiglia di convertitori flyback buck/ boost a stadio singolo operanti in modalità QR/CrM per fornire corrente e tensione costanti a un LED o a una stringa di LED. A differenza di altri controllori QR/CrM, i dispositivi della serie NCL3038x garantiscono un PFC > del 95% e un THD < 10%. Poichè tali valori sono supe- riori a quelli previsti dagli standard in vigore su scala glo- bale, questi dispositivi possono essere utilizzati in tutte le regioni geografiche in cui sono in vigore normative rela- tive a questi due parametri. Nella figura 2 viene esempli- ficato l’uso del controllore NCL30386 (con regolazione dell’intensità luminosa) in un tipico circuito applicativo. Il dispositivo opera secondo tre modalità: per carichi di uscita superiori all’80% adotta la metodologia CrM, per Fig. 1 – Componenti integrati all’interno di una lampadina a LED