Un LED driver o driver LED bipolare è un circuito elettrico che una quantità regolata di corrente e tensione a una lampada a LED o LED. Una lampada a LED è una luce che contiene una disposizione di LED configurati in un circuito elettrico progettato per funzionare in modo efficiente. I circuiti driver LED bipolari sono alimentatori ottimizzati per LED e sono generalmente noti come 'driver LED'.
I driver LED ricevono alimentazione dalla sorgente principale di corrente alternata (CA) (tensione primaria). Il driver rettifica questa tensione primaria per generare una tensione CC costante sul lato secondario per pilotare la lampada a LED. I driver LED possono avere ingombranti trasformatori con nucleo in ferro per abbassare l'alta tensione principale a una tensione inferiore per la lampada a LED (12V per esempio).
La maggior parte delle famiglie utilizza un file invertitore di potenza ridurre la tensione della lampada LED a causa del loro costo inferiore e del fattore di forma ridotto.
La struttura di base del LED bipolare
I diodi a emissione luminosa (LED) sono dispositivi semiconduttori a due terminali. Un LED Giunzione PN rilascia fotoni quando una corrente scorre attraverso di esso in un processo chiamato termoluminescenza. Il colore di un LED è impostato dal tipo di materiale utilizzato, che imposta le caratteristiche del gap di banda energetica specifico del semiconduttore.
Struttura di un LED e simbolo del circuito
Anche un LED è costituito da una giunzione P-N, ma il silicio non è adatto perché la barriera energetica è troppo bassa. I primi LED erano realizzati con arseniuro di gallio (GaAs) e producevano luce infrarossa a circa 905 nm.
Il motivo per produrre questo colore è la differenza di energia tra la banda di conduzione e il livello di energia più basso (banda di valenza) in GaAs. Quando viene applicata una tensione attraverso il LED, agli elettroni viene fornita energia sufficiente per saltare nella banda di conduzione e la corrente scorre. Quando un elettrone perde energia e ricade nella banda di valenza, spesso viene emesso un fotone (luce).
Emissione di luce fotonica nei semiconduttori
Circuito driver LED bipolare con microcontrollore
Questo è un semplice circuito riportato di seguito e il design prevede l'interfacciamento di un microcontrollore, l'oscillatore e i circuiti di ripristino per il microcontrollore e la selezione del resistore LED.
Circuito driver LED bipolare che utilizza un microcontrollore
Il LED qui utilizzato ha una caduta di tensione diretta di 2,2 V e quindi può essere polarizzato utilizzando un'alimentazione a 5 V. Il circuito utilizza un microcontrollore per pilotare il LED bipolare. Il controllo sul circuito del driver LED viene effettuato dal Programma microcontrollore , in base ai pulsanti di ingresso. Il microcontrollore è di conseguenza programmato per inviare segnali appropriati ai due pin di uscita. Questi pin di uscita sono collegati ai terminali del LED bipolare.
L'interfacciamento del microcontrollore si ottiene collegando due interruttori a pulsante alla porta P1 e collegando i due terminali del LED bicolore alla porta P2. Il design dell'oscillatore viene fatto selezionando due condensatori ceramici da 10pF per fornire stabilità. Il segnale di clock viene generato utilizzando un oscillatore a cristallo da 11 MHz.
Il circuito di ripristino è progettato selezionando un condensatore elettrolitico da 10uF e un resistore da 10K per ottenere una durata dell'impulso di ripristino di 100 ms. La caduta di tensione attraverso il resistore è mantenuta intorno a 1,2 V.
Funzionamento del circuito driver LED bipolare
Una volta che il circuito è acceso, il microcontrollore scansiona sempre i pin di ingresso sulla porta P1. Se viene premuto il primo pulsante, il microcontrollore riceve un segnale logico basso sul pin di ingresso corrispondente e di conseguenza il compilatore assegna un segnale logico alto al pin P0.0 e un segnale logico basso al pin P0.1. Questo fa sì che la luce rossa del LED si accenda.
Ora quando viene premuto il secondo pulsante, il compilatore assegnerà di conseguenza un segnale logico basso che verrà assegnato a entrambi i pin di uscita e il LED verrà spento.
Circuito driver LED per il controllo della luminosità del LED tramite timer 555
Circuito driver LED per il controllo della luminosità del LED tramite timer 555 di solito si ottiene commutando rapidamente l'alimentazione al LED, controllando il rapporto ON / OFF dell'alimentatore tramite un processo chiamato modulazione di larghezza di impulso (PWM) . I driver LED hanno anche un circuito di controllo integrato per mantenere una corrente costante.
Circuito driver LED per il controllo della luminosità del LED tramite timer 555
Questo circuito mostrato sopra è progettato sulla base di un file 555 timer IC . Accendere il circuito (5 V), perché la tensione sul pin trigger del 555 IC è inferiore a 1/3 Vcc.
La tensione di ingresso raggiungerà il condensatore tramite il potenziometro da 10kΩ e il diodo D2 in modo che il condensatore inizi a caricarsi con una costante di tempo RdR1C (dove Rd è la resistenza diretta del diodo D2).
Quando la tensione del condensatore supera 2/3 Vcc, il timer 555 viene resettato. Quindi l'uscita sarà zero volt. In questo istante, il condensatore si scarica tramite il diodo D1 e il potenziometro R1 al pin di uscita poiché è al potenziale di massa. Quando la tensione del condensatore scende al di sotto di 1/3 Vcc, l'uscita dell'IC 555 sale nuovamente a 5V. Questo processo continua.
Qui il percorso di carica e scarica è completamente diverso poiché è isolato dai diodi D1 e D2 (fare riferimento alle immagini sopra). Se il punto medio del potenziometro è al 50% (medio), saremo in grado di ottenere un duty cycle del 50% (onde quadre di uguale larghezza di impulso).
L'ampiezza dell'impulso può essere variata modificando il tempo di carica e scarica, ciò è possibile regolando il potenziometro. Quindi otteniamo il segnale PWM secondo il nostro livello di intensità necessario.
Questo segnale viene applicato al LED tramite una resistenza da 4,7 kΩ. La luminosità del LED è proporzionale al valore medio dell'onda quadra. Per ampiezze di impulso elevate, è possibile ottenere l'enorme luminosità del LED. Inoltre, se è un impulso basso con, la luminosità diminuisce.
Applicazioni dei driver LED bipolari
Alcune applicazioni per i driver LED sono:
- Illuminazione industriale / esterna
- Controllo automatico dell'intensità dei lampioni
- Illuminazione commerciale
- Illuminazione residenziale
- Flash della fotocamera del telefono cellulare
- Luci interne o posteriori per automobili
- Torcia / torcia portatile
- Segnaletica
- Illuminazione dell'ascensore
- Retroilluminazione LCD
Quindi, questo è tutto sulla progettazione del circuito del driver LED bipolare, la sua costruzione utilizzando un microcontrollore, un timer IC 555 e le applicazioni. Ci auguriamo che tu abbia una migliore comprensione di queste informazioni.
Inoltre, qualsiasi domanda riguardante questo concetto o progetti elettrici ed elettronici , per favore dai i tuoi preziosi suggerimenti commentando nella sezione commenti qui sotto. Ecco una domanda per te, qual è la funzione del potenziometro in un circuito dimmer LED?
