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EON
EWS
n.
552
-
APRILE
2012
S
i prevede che quest’anno il
mercato dei LED ad al ta lu-
minosità (HB) toccherà quota
12 miliardi di dollari, per rag-
giungere i 20,2 miliardi di dol-
lari entro il 2015, con un CA-
GR del 30,6% (secondo Stra-
a-
ri
pr inc ipa l i che guida ques ta
crescita significativa è quello
dei LED usati per retroillumi-
nare display a cristalli liquidi
(LCD) TFT (Thin Film Transi-
stor): le applicazioni vanno dai
televisori ad alta def inizione
(HD), ai tablet portatili, ai di-
splay per auto, a una miriade
di dispositivi di comunicazio-
ne portatili. Ma per mantenere
questo considerevole tasso di
crescita, i LED, oltre a garan-
tire una maggiore affidabilità,
consumi ridotti e un ingom-
bro compatto, devono of frire
migl iorament i in termini di
rapporti di contrasto e preci-
sione dei colori.
Inoltre per quanto riguarda i
display per i settori automo-
tive, aeronautica e marittimo,
tali miglioramenti deve esse-
re ot t imi zza t i , pur es sendo
sogget t i a una vasta gamma
di condizioni di illuminazione
ambiente che vanno dal pieno
sole alle notti senza luna.
Tra le applicazioni degli LCD-
TFT figurano sistemi di info-
tainment, quadri indicatori e
un’ amp i a gamma d i d i sp l ay
per strumenti . Naturalmente
la retroi l luminazione a LED
d i que s t i d i sp l ay compor t a
una serie di sf ide in materia
di progettazione di driver per
LED, mirate a ottimizzare la
leggibilità degli strumenti in
condizioni di luce mol to di -
verse tra loro. A tal proposito
i driver per LED devono offri-
re rapporti di dimming mol-
to ampi e una conversione ad
alto rendimento e, allo stesso
tempo, resistere alle asprezze
di un ambiente elettrico e fisi-
co relativamente caustico.
Inuti le dire che queste solu-
zioni devono offrire ingombri
compatti a bassissimo profilo,
ma anche un buon rapporto
costo/efficacia complessivo.
Ma in che modo si può favorire
questo notevole potenziale di
crescita nel settore del l ’ i l lu-
minazione automotive? Innan-
zi tut to l ’ ef f icienza dei LED
nel produrre luce è dieci volte
maggiore r i spet to a l l e l am-
pade a incandescenza e qua-
si due volte maggiore rispet-
to al le lampade f luorescent i
a catodo freddo (CCFL) , con
conseguente r iduzione del la
quant i tà di energia elettrica
necessaria per fornire una de-
terminata emissione luminosa
(misurata in lumen/watt).
L’ulteriore svi luppo dei LED
non potrà che comportare un
aumento del la loro ef f icacia
o capacità di produrre lumen
di emissione luminosa da una
fonte di al imentazione elet -
trica. In secondo luogo, in un
mondo at tento a l l ’ ambi ente
come i l nostro, con l ’ i l lumi-
nazione a LED si evita di ma-
neggiare , espors i e smal t i re
il vapore di mercurio tossico
normalmente presente nel le
lampade CCFL.
Inf ine le lampade a incande-
scenza vanno solitamente so-
stituite dopo circa 1.000 ore di
funzionamento, mentre quel-
le fluorescenti possono avere
una durata di 10.000 ore, cifre
che diventano ins igni f icant i
davanti alle oltre 100.000 ore
garantite dall’illuminazione a
LED.
Nella maggior parte delle ap-
p l i caz i on i que s t a magg i or e
durata fa sì che i LED siano
integrati in modo permanente
nel l ’appl icazione f inale, cosa
importante soprattutto nel ca-
so dalla retroilluminazione di
quadri di bordo, strumentazio-
ne e pannelli di infotainment
che spesso sono integrati nel
cruscotto del veicolo perché
non vanno sostituiti durante
la vita utile dell’auto.
Inol tre i LED sono inf ini ta-
mente più piccol i e compat-
ti delle lampade tradizionali ,
i l che consente di produrre
In viaggio con i
Led
T
ONY
A
RMSTRONG
*
TONY
ARMSTRONG,
director of Product
Marketing, Power
Products di
Linear Technoogy
La loro maggior durata fa dei LED
i candidati ideali in applicazioni
quali retroilluminazione di quadri
di bordo, strumentazione e
pannelli di infotainment che
spesso sono integrati nel cruscotto
del veicolo
di splay LCD sot t i l i ss imi che
occupano uno spazio volume-
trico minimo al l ’ interno del
veicolo. E usando una conf i-
gurazione di LED rossi, verdi
e azzurri si può ottenere un
numero infinito di colori.
I LED sono anche in grado di
attenuarsi e di accendersi/spe-
gnersi molto rapidamente, in
modo impercettibile per l’oc-
chio umano, consentendo mi-
glioramenti significativi nella
retroi l luminazione di display
LCD, pur garantendo ot t imi
rappor t i di cont ras to e una
migliore risoluzione delle im-
magini.
Eppu r e uno d e i p r i nc i p a l i
problemi che i progettisti di
sistemi di i l luminazione au-
tomot i ve devono a f f ront are
è l ’ottimizzazione di tutte le
funzioni e dei vantaggi offerti
da questa nuova generazione
di LED. Dato che in genere
i LED hanno bisogno di una
fonte di alimentazione precisa
ed ef f iciente e del dimming,
occorre progettare un driver
in grado di soddisfare queste
esigenze in diverse condizioni
operative. Inoltre l ’al imenta-
tore deve essere mol to e f f i -
ciente, robusto ed af f idabi le,
ma anche molto compatto ed
economico.
Probabi lmente una del le ap-
plicazioni più esigenti è la re-
troi l luminazione dei di splay
LCD TFT per sistemi di info-
t a inment e s t rument az i one
che sono soggetti alle asprezze
di un ambiente elettrico in cui
devono compensare diversi li-
velli di luce ambiente, essere
al loggiat i in spazi mol to r i -
stretti e, contemporaneamen-
te, avere una struttura dei co-
sti interessante.
Mol t i progett i automot ive di
nuova concezione ut i l izzano
un solo pannel lo per retroi l-
luminare tutti gli indicatori di
controllo.
Spesso la retroi l luminazione
a LED del quadro strument i
viene condivisa con il sistema
di infotainment , creando un
unico quadro di control lo di
facile lettura.
Allo stesso modo molti veicoli,
tra cui auto, treni e aeropla-
ni, sono dotati di display LCD
che consentono ai passeggeri
seduti sui sedili posteriori di
vedere film, videogiochi, e così
via. In passato questi display
usavano l ampade CCFL che
oggi vengono sempre più so-
stituite da serie di LED bian-
chi a prof i lo bass i ss imo che
garantiscono una retroillumi-
nazione più precisa e regolabi-
le e una maggiore durata.
In conclusione i vantaggi deri-
vanti dall’uso dell’illuminazio-
ne a LED nel settore automo-
tive comportano una serie di
ef fetti positivi . Innanzi tutto
i LED non hanno bisogno di
essere sostituiti perché hanno
una longevità allo stato solido
che supera le 100.000 ore che
equivalgono a 11,5 anni, quin-
di molto più della durata di un
veicolo.
I cos t rut t or i d i aut omob i l i
possono quindi integrarl i in
modo permanente nel sistema
di retroilluminazione “di bor-
do” senza prevedere l’accessi-
bi l ità per un’eventuale sosti-
tuzione. Anche lo styling può
essere modificato nettamente
perchè i s i stemi a LED non
hanno bisogno della profondi-
tà o dello spazio necessari per
le lampade CCFL.
Infine i LED sono generalmen-
te più efficienti delle lampade
fluorescenti in termini di resa
luminosa misurata in lumen/
watt. Questa caratteristica ha
due effetti positivi: una ridu-
zione del consumo di energia
elettrica dal bus del l ’auto e,
altrettanto importante, una di-
minuzione del la quant i tà di
calore da dissipare nel display,
il che rende superfluo l’uso di
ingombranti e costosi dissipa-
tori di calore. Sì , i l futuro è
decisamente nell’illuminazio-
ne a LED.