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Risparmiare energia con i LED

I LED permettono di risparmiare energia perché disperdono molta meno energia rispetto alle lampadine a incandescenza

Risparmiare energia con i LED è semplice: anche se alcuni LED sono meno luminosi o hanno una luce parzialmente intermittente, i vantaggi rispetto alle lampadine a incandescenza sono notevoli. Lo sapevate che le lampadine tradizionali convertono in luce solo il 10 per cento dell’energia? Il resto viene sprecato sotto forma di calore. Quindi è giunto il momento di buttarle via e di sostituirle con luci a LED o altri tipi di tecnologie.

Lampadine a incandescenza vs LED

Il risparmio di energia con i LED passa anche dalla sostituzione delle lampadine tradizionali. Le luci a incandescenza, infatti, sono molto inefficienti e sprecano la maggior parte dell’energia. In effetti, convertono solo il 10 per cento dell'energia utilizzata in luce, mentre il resto viene emesso sotto forma di calore. Una lampadina a incandescenza produce tra 14 e 17,5 lumen per watt (la misura standard di efficienza luminosa) con 1000 ore di durata rispetto alle circa 74 lumen per watt, con 45 mila ore di un LED.

I LED possono essere guidati con un input di 230VAC di rete utilizzando un convertitore buck o flyback. Per la compatibilità al 100% con una lampadina a incandescenza, la soluzione LED dovrebbe utilizzare un dimmer standard Triac. Purtroppo, il LED lampeggia con il TRIAC a causa del fatto che la luce emessa dai LED cambia istantaneamente con la corrente.

National Semiconductor ha sviluppato l'LM3445 che evita lo sfarfallio visibile causato da un TRIAC in fase inversa. Il problema è superato traducendo la forma d'onda TRIAC in un segnale DIM e la decodifica di un segnale DC. In realtà, la corrente del LED è gestita in base al segnale di regolazione.

Per esempio si può scegliere una soluzione con 8.5W di consumo di energia che offre 450 lumen, che è paragonabile ad una lampadina ad incandescenza da 40W che fornisce circa 500 lumen. Questa soluzione ha sei LED ad alta potenza con la capacità di offuscarli utilizzando uno standard dimmer TRIAC. Uno dei punti principali è la rilevazione dell'angolo e il Dim decoder per tradurre il punto di trigger in una corrente continua. Il driver LED LM3445 integra la maggior parte delle funzioni necessarie per tradurre un angolo dimmer TRIAC in una corsa media attraverso una serie di LED. Il segnale AC è prima raddrizzato con un ponte di diodi, poi tradotto in un minore livello di tensione da un circuito di sfiato e, infine, è alimentato al pin BLDR del LM3445. L'esterno del circuito traduce il segnale rettificato a una tensione più bassa del livello del segnale via R1, R2, Q1, D6.

Quando i condensatori di uscita sono in parallelo lo scarico dei LED avviene attraverso il diodo D2 e D5. Il circuito a valle è utilizzato per evitare elevati picchi di corrente durante la carica di ingresso del condensatore. Questo ingresso ad alta corrente genera alta distorsione armonica e di conseguenza è un ostacolo per soddisfare lo standard europeo di classe C. Si ha anche un povero fattore di potenza. Per evitare questo, viene utilizzato un circuito particolare.

Per essere in linea con gli standard di sicurezza, serve una protezione sul lato primario per assorbire eventuali picchi di tensione elevata. Al plug in, la tensione in ingresso carica i condensatori C1 e C3, con un picco di corrente a causa della corrente di spunto RT1.

Protezione dai cortocircuiti con i LED

La limitazione di corrente controlla la potenza massima in caso di corto circuito o di un carico eccessivo. Se la tensione ai capi R14 sale sopra 1.27V, il PWM utilizza queste informazioni per terminare il MOSFET di conduzione. Nel caso dei LED aperto, la tensione attraverso il condensatore C4 sarà superiore per la tensione di ingresso; questo condensatore è stato selezionato per un supporto di 500V. Il filtro di rete si trova all'ingresso ed è necessario per minimizzare la trasmissione dell’interferenza dall'alimentazione elettrica alla rete e viceversa. La frequenza di commutazione è stata regolata vicino a 50kHz per mantenere un semplice inserimento del filtro.

Il ciclo può essere suddiviso in diverse fasi: fase d'avviamento, fase di conduzione, spegnimento della fase, off-fase con rilascio di energia. Il driver LED ad alta luminosità può inserirsi in un bulbo E27 di vetro. I LED ad alta luminosità offrono all'incirca la stessa quantità di luce di una lampadina ad incandescenza da 40W con un consumo di 8.5W. Dal momento che la luce è una delle fonti più grandi di perdita di energia in una famiglia, sostituendo le lampadine ad incandescenza con una soluzione alternativa, come i LED, si può portare a significativi risparmi sul costo dell'energia elettrica. Anche se più costosi rispetto alle lampadine a incandescenza, i LED durano 40 volte di più.

L'LM3445 disponibile da Farnell

 

 

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ritratto di ernenek37

traduzione

non conosco da dove è stato ricavato l'articolo (Farnell?National Semiconductor?) ma in alcuni punti non riesco a capire: cosa significa " Triac in corsa media"? come è fatto il "circuito di sfiato",lo "scarico" dei LED significa lo spegnimento dei LED?
Il "povero fattore di potenza" significa " basso fattore di potenza".
Come è possibile inserire "il driver LED in un bulbo E27 di vetro"?"E27" definisce il tipo di attacco della lampada ad incandescenza,è quella specie di vite in ottone che permette di avvitare la lampada nel portalampada:penso sia più pratico utilizzare uno scatolino in resina con internamente montato il CS con l'elettronica.

ritratto di giorgioi2gsi@gmail.com

manda,manda sono tutte cose

manda,manda sono tutte cose interessanti,ciao

ritratto di Rossella De Marchi

Risposta

Le fonti sono diversi articoli che si occupano di questo argomento, più il sito di National Semiconductor. La questione sulla media e il TRIAC è relativa al fatto che si tratta di un controllore off-line a corrente costante, che consente di regolare la luminosità dei LED in modo uniforme. Il “circuito di sfiato” serve ad evitare un accumulo eccessivo di energia, che potrebbe essere pericoloso. Non sono entrata nel dettaglio di come funziona, a parte i dettagli fondamentali, ovvero che il circuito esterno traduce il segnale rettificato a una tensione più bassa del livello del segnale via R1, R2, Q1, D6. Potrebbe essere un’idea per un approfondimento, però!

Per “scarico” dei led non intendevo lo spegnimento in sé, ma quello che succede subito dopo lo spegnimento, quando il circuito di cui abbiamo appena parlato “riduce” l’energia residua in eccesso.

Infine, il bulbo E27 di vetro è una linea di lampadine a led a bulbo con attacco E27, che è esattamente quello di cui hai parlato anche tu. Anche la tua soluzione dovrebbe essere praticabile comunque!

 

 

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