Maxim Integrated Products presenta con il MAX16840 un nuovo modello di driver LED con regolazione della luminosità, adatto a lampade alimentate con tensioni alternate di 12V e 24V e immune ai fenomeni di flickering.

MAX16840 è un componente che include tutte le funzionalità necessarie per la progettazione di driver LED per lampade con alimentazione 12V e 24V AC, permettendo anche il retrofit delle classiche lampade alogene a bulbo, le MR16 (Multifaceted Reflector, con diametro del bulbo pari a 2 pollici), di cui si vede un esempio nell'immagine sottostante:

MAX16840: Illuminazione a LED

I vantaggi dell'illuminazione a LED sono sostanziali, e tra questi il principale è quello di consentire un risparmio di energia elettrica, quindi minori costi di utilizzo, maggiore efficienza, e riduzione delle emissioni di diossido di carbonio. Per lungo tempo, le lampade alogene MR16 sono state ritenute una valida e maggiormente efficiente alternativa alle (a quei tempi) tradizionali lampade ad incandescenza, sia per applicazioni di illuminazione domestica che pubblica. L'assorbimento di una lampada alogena MR16 varia in genere tra 10W e 50W, mentre l'emissione luminosa è compresa tra 150 lumen ed 800 lumen (lm). Ne consegue che l'efficacia luminosa di una lampada di questo tipo è pari a circa 15 lumen per Watt (lm/W); si può anche dire, in altre parole, che l'efficienza luminosa di una lampada MR16 è pari a crica il 15%. Questo è un valore sicuramente migliore se confrontato con le inefficienti lampade ad incandescenza, ma è comunque un valore che lascia molto a desiderare.

L'attuale tecnologia LED offre delle lampade, compatibili MR16, realizzate in tecnologia allo stato solido in grado di ridurre drasticamente consumi e costi. Sono ad esempio disponibili sul mercato lampade realizzate con LED di potenza (5W o anche 10W) che raggiungono un'efficacia pari a 45 lm/W alla corrente di 1A ed una temperatura di giunzione (TJ) pari a 120°C. Quese lampade LED consumano fino al 50% in meno rispetto alle lampade alogene a bulbo (a parità di emissione luminosa), con una durata teorica che può arrivare a 100 mila ore (contro le 2 mila ore di un'alogena). Questo notevole incremento di durata fa sì che la sostituzione delle lampade diventi un'operazione non più necessaria nel caso di lampade a LED, in quanto la loro durata riesce a superare quella dell'applicazione cui sono destinate.

MAX16840

Il componente MAX16840 adotta una tecnica proprietaria di controllo della corrente in ingresso che rende le lampade LED utilizzate con questo dispositivo compatibili con i trasformatori elettronici, e regolabili in intensità tramite dimmer sia di tipo trailing-edge (nel caso siano presenti trasformatori elettronici), che di tipo leading-edge (nel caso siano presenti trasformatori di tipo elettromagnetico, tipicamente ferrorame di forma toroidale).

I dimmer trailing-edge utilizzano la tecnica di regolazione con taglio sul fronte di discesa, cioè un controllo di fase in cui il taglio di fase avviene sulla parte terminale della semionda (trailing edge). Questo tipo di dimmer prevede generalmente l’uso di transistor. L'immagine seguente mostra il principio adottato da questo tipo di dimmer:

I dimmer leading-edge utilizzano invece la tecnica di regolazione con taglio sul fronte di salita, cioè un controllo di fase in cui il taglio di fase avviene sulla parte ascendente della semionda (leading edge) e viene pertanto anticipata. Questo tipo di dimmer prevede generalmente l’uso di tiristori, in particolare SCR e Triac. Un dispositivo SCR è un interruttore unidirezionale, mentre il Triac consiste essenzialmente di due dispositivi SCR che consentono un controllo bidirezionale. L'immagine seguente mostra il principio adottato da questo tipo di dimmer:

dove:

• α=angolo di accensione
• λ=corrente presente nel circuito
• V=tensione
• I=corrente
• t=tempo

Il componente MAX16840 è basato su un'architettura proprietaria di Maxim che garantisce il funzionamento con regolazione della luminosità e privo di flickering (sfarfallamento) anche con trasformatori elettronici e dimmer trailing/leading-edge. Questa tecnica di Maxim, in attesa di brevetto, consente di utilizzare le lampade a LED come retrofit per sostituire le vecchie lampade alogene MR16, senza apportare modifiche all'infrastruttura elettrica esistente. L'integrato utilizza una modalità di controllo della corrente in ingresso secondo la quale la corrente stessa presente al pin di ingresso FB viene misurata e regolata in modo tale che la sua media si mantenga costante. Il pin di ingresso REFI permette di impostare il livello desiderato della corrente in ingresso.

Qui sotto è mostrata una tipica applicazione del componente, del quale sono evidenziati i singoli pin di ingresso/uscita:

L'integrato dispone anche di una protezione interna contro le sovratensioni, applicata al pin di ingresso IN, con lo scopo di proteggere da possibili guasti il MOSFET nel caso in cui il LED sia in circuito aperto o la tensione sul LED stesso sia troppo elevata. Il componente può essere impiegato in topologie di vario tipo, come buck, boost, e buck-boost, e dispone di uno switching MOSFET integrato da 0.2Ω (max), 48V, capace di erogare fino a 10W di potenza in uscita. Il componente è garantito su tutto il range di temperature da 0°C a +125°C, ed è disponibile in package TDFN a 10-pin, 3mm x 3mm, con trattamento termico.

La scheda tecnica del MAX16840 è la seguente:

• controllo del valore medio della corrente in ingresso per consentire l'uso di trasformatori elettronici e regolazione della luminosità
• topologie Buck, Boost, SEPIC, e Buck-Boost
• switching MOSFET integrato da 0.2Ω (max), 48V
• dimming analogico e foldback termico
• driver per transistor npn esterno per garantire un carico minimo al trasformatore elettronico allo startup
• protezione sulla sovratensione in uscita
• protezione interna dalle sovratemperature
• range di temperatura compreso tra 0°C e +125°C
• package TDFN 3mm x 3mm, 10-Pin

Maxim MAX16840

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