Les diodes électroluminescentes (DEL) sont des dispositifs électroniques qui transforment l’énergie électrique en énergie lumineuse. La lumière émise est à des longueurs d’onde spécifiques en fonction du matériau de fabrication. Une modification est nécessaire pour produire de la lumière blanche. Les pilotes de LED contrôlent de nombreux facteurs qui affectent les performances de la LED et sont d’une importance critique dans les LED blanches.
Un pilote LED est analogue au ballast dans un éclairage fluorescent. Le pilote convertit le courant alternatif (AC) en courant continu (DC) si nécessaire. Il gère la tension et le courant entrants selon les exigences de niveau de tension et de courant de la LED. Électroniquement, le pilote est un petit circuit intégré (CI).
Les LED étaient initialement utilisées comme indicateurs de signal ; une application typique étant un indicateur de mise sous tension sur un téléviseur. Pour que les LED rivalisent en tant que source d’éclairage général avec l’éclairage à incandescence, elles doivent être capables de produire une lumière blanche constante et de qualité et être réglables. Le choix du driver LED est critique pour les applications de lumière blanche.
Les exigences qui doivent être prises en compte lors de la spécification d’un pilote de LED dépendent de l’utilisation prévue de la LED. Les LED sont alimentées en courant et subissent une forte baisse d’éclairage avec une petite diminution du courant. Un pilote à courant constant supprime les variations du courant d’entrée en régulant la tension aux bornes d’une résistance de détection de courant. La valeur de la tension de référence et de la résistance détermine le courant LED. Les LED partageant le même pilote doivent être connectées en série pour maintenir un courant constant.
Les appareils à courant constant nécessitent une protection contre les surtensions. Le courant de sortie est également constant, et si la résistance augmente vers le bas du circuit de la LED, le courant constant peut entraîner une augmentation de la tension au-delà de la tension nominale de la LED ou d’autres composants discrets. La protection contre les surtensions est assurée par des diodes Zener, qui peuvent être considérées comme un fusible inversé, en parallèle de la LED. Lorsque la condition de surtension existe, la diode Zener commence à conduire l’électricité. Une alternative à l’approche de la diode Zener consiste à surveiller la tension de sortie et à couper l’alimentation lorsqu’un point de déclenchement de surtension est atteint.
L’efficacité de la conversion de l’énergie en lumière est importante dans l’utilisation des LED, car c’est ce qui différencie les LED en tant que source lumineuse viable. La quantité de puissance d’entrée pour la luminosité des LED est la mesure de l’efficacité des pilotes de LED. Il existe une relation inverse entre la tension de référence de l’alimentation et la luminosité de la LED. La puissance d’entrée, gérée par le pilote de LED, avec des tensions de référence plus faibles entraîne une utilisation électrique moindre et une accumulation de chaleur moindre.
La gradation de la lumière LED peut être gérée par le pilote LED en diminuant le courant d’entrée. Cela provoque un décalage dans le spectre de couleurs de sortie et nécessite un signal de commande analogique, ce qui ajoute un autre circuit nécessaire à la conception. La modulation de largeur d’impulsion (PWM) active et désactive le courant à des fréquences très élevées. Le PWM est utilisé dans les gradateurs de lumière incandescente dans lesquels le courant est retiré de la même partie de l’onde d’énergie CA au cours de chaque cycle. Dans l’environnement DC de la LED haute fréquence, les circuits PWM doivent fonctionner à des fréquences encore plus élevées.