Che cos'è un driver LED?

I diodi luminosi (LED) sono dispositivi elettronici che trasformano l'energia elettrica in energia luminosa. La luce emessa è a lunghezze d'onda specifiche a seconda del materiale di fabbricazione. La modifica è necessaria per produrre luce bianca. I driver LED controllano molti fattori che influenzano le prestazioni del LED e sono di fondamentale importanza nei LED bianchi.

Un driver LED è analogo al reattore nell'illuminazione fluorescente. Il driver converte la corrente alternata (CA) in corrente continua (CC), se necessario. Gestisce la tensione e la corrente in ingresso ai requisiti di livello di tensione e corrente del LED. Elettronicamente, il driver è un piccolo circuito integrato (IC).

I LED sono stati inizialmente utilizzati come indicatori di segnale; un'applicazione tipica è un indicatore di accensione su un televisore. Affinché i LED possano competere come fonte di illuminazione generale con l'illuminazione a incandescenza, devono essere in grado di produrre una luce bianca coerente e di qualità ed essere dimmerabili. La scelta del driver LED è fondamentale per le applicazioni a luce bianca.

I requisiti che devono essere considerati nella specifica di un driver LED dipendono dall'uso pianificato del LED. I LED sono guidati dalla corrente e subiscono un forte calo di illuminazione con una piccola diminuzione della corrente. Un driver a corrente costante rimuove le variazioni della corrente di ingresso regolando la tensione attraverso un resistore a rilevamento di corrente. Il valore della tensione di riferimento e della resistenza determina la corrente del LED. I LED che condividono lo stesso driver devono essere collegati in serie per mantenere una corrente costante.

I dispositivi a corrente costante richiedono una protezione da sovratensione. Anche l'uscita di corrente è costante e se la resistenza aumenta verso il basso dal circuito del LED, la corrente costante può far aumentare la tensione oltre la tensione nominale per il LED o altri componenti discreti. La protezione da sovratensione è fornita dai diodi zener, che possono essere considerati un fusibile inverso, in parallelo al LED. Quando esiste la condizione di sovratensione, il diodo zener inizia a condurre l'elettricità. Un'alternativa all'approccio del diodo zener è il monitoraggio della tensione di uscita e l'interruzione dell'alimentazione quando viene raggiunto un punto di scatto per sovratensione.

L'efficienza nella conversione dell'energia in luce è importante nell'uso dei LED, poiché è ciò che differenzia i LED come fonte di luce praticabile. La quantità di potenza in ingresso alla luminosità del LED è la misura dell'efficienza nei driver LED. Esiste una relazione inversa tra la tensione di riferimento dell'alimentatore e la luminosità del LED. La potenza in ingresso, gestita dal driver LED, con tensioni di riferimento più piccole si traduce in un minor utilizzo elettrico e in un minore accumulo di calore.

L'oscuramento della luce a LED può essere gestito dal driver LED riducendo la corrente di ingresso. Ciò provoca uno spostamento nello spettro dei colori di uscita e richiede un segnale di controllo analogico, che aggiunge un altro circuito necessario al design. La modulazione ad ampiezza di impulso (PWM) attiva e disattiva la corrente a frequenze molto alte. Il PWM viene utilizzato nei dimmer a luce incandescente in cui la corrente viene rimossa dalla stessa porzione dell'onda di energia CA durante ciascun ciclo. Nell'ambiente CC del LED ad alta frequenza, i circuiti PWM devono funzionare a frequenze ancora più elevate.