Pilotare LED dalla rete

Pilotare LED dalla rete

a cura della Redazione [DESIGN IN ]
Come pilotare LED dalla rete:. L’uso di LED in applicazioni di illuminazione sta diventando sempre più appetibile ed il poter fare ricorso direttamente alla rete elettrica come sorgente di alimentazione sempre più interessante. Se poi la soluzione circuitale consente una realizzazione compatta che possa essere inserita nello stesso volume del vitone delle lampade standard la cosa si fa ancora più interessante.

Pilotare LED dalla rete – Switching ovviamente

Come già visto in altre parti di questo numero della nostra rivista la soluzione è un convertitore switching con topologia buck in grado di operare con elevate tensioni di ingresso (comparate a quella necessaria al pilotaggio dei LED). Tra le tante soluzioni proposte dal mercato specifiche per il pilotaggio di LED quella proposta da Micronix (una società IXYS) con il dispositivo MXHV9910, il cui schema a blocchi è mostrato in figura 1, sembra poter rispondere ai requisiti citati.

Figura 1 • Schema a blocchi del controllore PWM per pilotaggio LED MXHV9910 di Micronix.

Caratteristica distintiva di questo controller è il regolatore di tensione interno in grado di operare direttamente dalla alta tensione della linea senza il bisogno di partitori resistivi o capacitivi esterni per ridurre la tensione di alimentazione. Questi, oltre che ad occupare spazio, dissipano energia riducendo l’efficienza operative dell’alimentatore.

Il chip opera con tensioni di ingresso che possono andare da 8 a 450 Volt e può essere configurato come regolatore buck, boost, o buck-boost operation anche se la topologia buck è la sua naturale vocazione. Consente inoltre di controllare la luminosità sia con un controllo lineare della soglia di commutazione attraverso il pin LD che con un pilotaggio in PWM (Pulse Width Modulation) sul piedino PWMD. L’elevata tensione operativa di ingresso consente di pilotare un centinaio e più di LED ad alta luminosità posti in serie con la possibilità di superare livelli di efficienza del 90%.

Il dispositivo, come detto, ha a bordo un regolatore che fornisce una tensione di 7,8 Volt alla circuiteria interna con la possibilità di fornire fino ad 1 mA ad eventuali circuiti esterni. La capacità di pilotare direttamente il gate di un MOSFET di potenza ed il tutto racchiuso in un package SOIC ad 8 pin estremamente compatto completano la descrizione del dispositivo.

In figura 2 è riportato il circuito applicativo suggerito da Micronix e disponibile anche come scheda di valutazione con la sigla MXHV9910DB3.
La resistenza R4, che funge da sensore della corrente nei LED, serve ad impostare il valore di picco della corrente considerando che la soglia a cui il circuito forza la commutazione del MOSFET è impostato a 250 mV. Nel circuito di figura la corrente di picco è stata definita a 446 mA ovvero 250 mV/0,56 Ω.

Figura 2 • Schema applicativo per la realizzazione di un convertitore buck direttamente dalla rete elettrica.

Il MOSFET ad alta velocità IXTA8N50P di IXYS, utilizzato come switching è caratterizzato da una Vds massima di 500 V con una Rds(on) di 0,8 Ω ed una corrente massima di 8 A a 25°C. Il valore della induttanza L1 è determinato dalla frequenza di commutazione, dalla tensione di ingresso e dai valori di tensione/corrente richiesti sulla stringa di diodi. La frequenza di commutazione è impostata a ~64 kHz dal valore di R1. Frequenze più elevate causerebbero un aumento della dissipazione nel MOSFET mentre valori più ridotti porterebbero a induttanze maggiori per L1 con conseguenti costi e volumi superiori.

Repost: 21 Apr 2008

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