Schema per Realizzare un Driver a Alta Efficienza per LED ad Alta Potenza…
INTRO
Per LED di indicazione o per LED di basso livello, si usa una resistenza in serie al LED in modo tale che conoscendo la tensione di alimentazione si possa regolare la corrente che vi fluisce. Ad esempio se si ha una tensione di 12V e un LED da 2.7V si fanno cadere 9.3V sulla resistenza in serie con una abbondante perdita di potenza. Il fatto diventa critico se si hanno LED ad alta potenza, ad esempio un LED con 300mA e tensione di 3V, se la tensione di alimentazione è 5V, serve una resistenza di protezione da 70ohm con una perdita di potenza di 0.6W mentre sul LED si ha 1W, quindi un efficienza molto bassa del 62% circa.
Se si usano sistemi a batterie una efficienza molto alta è necessaria e il seguente schema grazie a un DC/DC converter realizza un driver per LED ad alta efficienza.
Inoltre il seguente schema fornisce ai LED o al LED connesso in uscita una corrente costante, quindi pilota il LED in corrente, come è giusto che sia. Si possono connettere LED sia in serie che in parallelo, il numero massimo della serie dipende dalla tensione del trasformatore usato mentre il numero massimo dei LED in parallelo dipende dalla loro corrente.
SCHEMA
Lo schema è il seguente:
Prima di tutto vi è il trasformatore a singolo secondario con primario da 230Vrms. Il secondario può avere una tensione da 5V fino ad un massimo di 25, non oltre per non bruciare U2A. La tensione alternata del secondario viene raddrizzata dal ponte di diodi. Il ponte di diodi deve poter supportare una corrente che dipende dai LED, inoltre se formato da diodi Schottky migliora l’efficienza del circuito. Ad esempio se si connettono 3 LED da 300mA in parallelo la corrente in uscita è circa 1A e il ponte di diodi dovrà essere da 1A. La tensione raddrizzata viene filtrata da C3.
R1 è una resistenza di sensing per il DC/DC converter fatto con un integrato MC34063, mentre D4, L1 e C1 formano gli elementi per lo step-down. I LED vanno connessi alle boccole “USCITA LED” con il positivo della serie o del parallelo verso il pin +.
La corrente in uscita dai LED fluisce in R5 generando una tensione, questa tensione viene amplificata da U2A e va a finire sul pin di feedback del MC34063. Il DC/DC converter fa si che sul pin 5 vi siano sempre 1.25V, quindi regola la tensione in uscita in modo tale che fluisca una corrente nei LED tale da creare una tensione su R5 che a sua volta permette di avere una tensione di 1.25V sul pin 5. È un feedback di corrente realizzato con una resistenza di sensing e un amplificatore di tensione.
La corrente in uscita sarà:
Lasciando R3 fissa a 1Kohm e variando R4 si possono ottenere diversi valori di corrente in uscita. Inoltre R5 da 0.1ohm al nominatore della frazione precedente si ha 12.5 e non 1.25. Si consiglia di usare una R5 minore per correnti elevate.
Nel caso del circuito si ha in uscita una corrente di 26mA.
Per quanto riguada i LED, si possono connettere in serie in modo tale che la tensione massima non superi la tensione del secondario meno 2 tutto moltiplicato per 1.41 oppure si possono connettere in parallelo facendo si che la corrente massima non superi 1.5A. Si possono anche fare connessioni miste serie-parallelo.
Ad esempio si usa un secondario da 12V, la tensione continua sarà (12-2)*1.41=14V, e si hanno 9 LED con tensione di 3V e corrente 300mA. Se li collegassi tutti in serie arriverei a 27V ma io ho solo 14V, quindi ne potrei collegare solo 4 in serie. Se li collegassi tutti in parallelo avrei bisogno di 2.7A ma io posso far si che Iout sia al massimo 1.5A variando R4 e R5, al massimo ne posso connettere 5 in parallelo. Quindi collego i LED in serie da 3 e poi le tre serie in parallelo. Ogni serie deve avere 300mA, quindi Iout=900mA, uso R5 da 0.1Ohm e R4 = ((12.5-Iout)*R3)/Iout = ((12.5-0.9)*1000)/0.9 = 12.8KOhm quindi o uso una resistenza da 12KOhm approssimando, o una da 12KOhm con in serie una da 820Ohm oppure una resistenza da 10KOhm con un trimmer da 5KOhm e poi setto la corrente.
Lo schema montato su breadboard è così fatto:
DOWNLOAD
Potete scaricare la simulazione del circuito con PROTEUS al seguente LINK!!!
