I diodi emettitori di luce (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 influiscono sulle prestazioni del LED e sono di importanza critica nei LED bianchi.
Un driver LED è analogo al reattore nell’illuminazione fluorescente. Se necessario, il driver converte la corrente alternata (AC) in corrente continua (DC). Gestisce la tensione e la corrente in ingresso ai requisiti di tensione e livello di 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 di qualità e coerente 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 azionati dalla corrente e subiscono un forte calo dell’illuminazione con una piccola diminuzione della corrente. Un driver a corrente costante rimuove le variazioni nella corrente di ingresso regolando la tensione attraverso un resistore di rilevamento della corrente. Il valore della tensione di riferimento e del resistore 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 lungo il circuito dal 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 da diodi zener, che possono essere pensati come un fusibile inverso, in parallelo al LED. Quando esiste la condizione di sovratensione, il diodo zener inizia a condurre elettricità. Un’alternativa all’approccio del diodo zener consiste nel monitorare la tensione di uscita e spegnere l’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 per la 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 inferiori comporta un minore consumo elettrico e un minore accumulo di calore.
L’attenuazione della luce LED può essere gestita dal driver LED diminuendo la corrente di ingresso. Ciò provoca uno spostamento nello spettro dei colori in uscita e richiede un segnale di controllo analogico, che aggiunge un altro circuito necessario al progetto. La modulazione di larghezza di impulso (PWM) accende e spegne 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 ogni ciclo. Nell’ambiente DC del LED ad alta frequenza, i circuiti PWM devono funzionare a frequenze ancora più elevate.