Protegge i LED ad alta potenza da una corrente eccessiva. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Il modo generale per alimentare più LED è collegarli in due stringhe indipendenti collegate in parallelo. Allo stesso tempo, il circuito di controllo risulta essere economico e semplice e inoltre la tensione di alimentazione di entrambe le ghirlande collegate in parallelo è richiesta due volte inferiore rispetto a quando si alimenta una grande ghirlanda. Tuttavia, in questo caso il circuito di controllo deve fornire il doppio della corrente e inoltre è necessario un circuito che diriga la corrente per alimentare entrambe le ghirlande e non dipenda dalla caduta di tensione diretta sui LED. La tolleranza per la caduta di tensione diretta del LED raggiunge il 20% e questa tensione cambia con le variazioni di temperatura e a causa dell'invecchiamento del LED.

Uno specchio di corrente affronta bene il compito di ramificare la corrente. Ma il guasto di qualsiasi LED porta ad un aumento della corrente da parte dello specchio di corrente, che porta a conseguenze devastanti. Uno specchio di corrente, tuttavia, può proteggere parzialmente due stringhe di LED parallele di un numero qualsiasi di LED da 350 mA dalla generazione di correnti inaccettabilmente elevate (Figura 1).

Riso. 1. I corpi dei transistor Q1 e Q2 devono essere collegati insieme per garantire l'accoppiamento della temperatura

Questo circuito può equalizzare le correnti tra le ghirlande con una precisione di circa il 2%, questa precisione è dovuta a cadute di tensione di 0,5 volt attraverso i resistori nei circuiti dell'emettitore, R1 e R2, valutati a 1,5 Ohm, che hanno una precisione di 1 %. La caduta di tensione sul resistore R3 compensa la mancata corrispondenza delle cadute di tensione sulle stringhe di LED e mantiene i punti operativi dei transistor Q1 e Q2 nella regione lineare. Questa caduta di tensione dipende da quanti LED sono costituiti da entrambe le ghirlande.

Se uno qualsiasi dei LED della seconda ghirlanda si guasta (si apre), la corrente di base dei transistor Q1 e Q2 si interrompe e i transistor si spengono, il flusso di corrente attraverso la prima ghirlanda si interrompe. Se il LED nella prima ghirlanda si guasta (anche in caso di interruzione), ora attraverso la seconda ghirlanda scorrerà il doppio della corrente (700 mA), il che garantisce la sua disattivazione. Pertanto è necessaria la protezione della seconda ghirlanda. Questo problema viene risolto aggiungendo solo tre componenti (Fig. 2).

Riso. 2. Aggiungendo una coppia di diodi e un transistor allo specchio attuale, è possibile prevenire il guasto del LED

Durante il normale funzionamento, il transistor Q3 è in modalità lineare con una tensione emettitore-collettore di 0,7 volt poiché entrambi i diodi D1 e D2 trasportano corrente nella direzione in avanti. La potenza dissipata dal transistor Q3 è di soli 0,5 W circa, quindi non è necessario un dissipatore di calore. La corrente di alimentazione di 700 mA proveniente dal collettore di Q3 viene divisa a metà tra le stringhe di LED dal diodo guida D2 e ​​dall'ausilio di uno specchio di corrente. Se uno qualsiasi dei LED della stringa 1 si guasta, il diodo D2 blocca la corrente di base del transistor Q3, spegnendolo. La corrente della fonte di alimentazione smette di fluire verso la ghirlanda 2, che la salva.

È necessario compensare la caduta di tensione sul diodo D2, pari a 0,7 volt, aumentando leggermente il valore di resistenza del resistore R3. Lo specchio di corrente può essere adattato a qualsiasi tipo di LED, l'importante è che non vengano superate le correnti massime dei transistor, che sono 1,5 A. Il funzionamento dello specchio di corrente può essere controllato da qualsiasi fonte di corrente per l'alimentazione dei LED, oppure uno stabilizzatore di tensione collegato come sorgente di corrente bipolare, ad esempio LM317, prodotto da National Semiconductor.

Il circuito è stato testato utilizzando un regolatore integrato che funziona come una sorgente di corrente da 700 mA con cinque LED in ciascuna stringa.

Autore: Luca Bruno, Italia

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