Guida agli alimentatori per illuminazione LED!

30 Luglio, 2021

Tags: Illuminazione - light design - progettazione - tecnologia

La ricerca di un alimentatore per la nostra illuminazione LED può essere difficile per via della grande quantità di soluzioni disponibili. I fattori per orientare una scelta sono diversi e tutti importanti per selezionare il prodotto più adatto alle nostre necessità, ma grazie a questa semplice guida, potremo chiarire alcune delle caratteristiche più importanti!

La tecnologia LED si basa su di una alimentazione a corrente costante, ma le aziende produttrici offrono anche alimentatori a tensione costante, quali sono le principali differenze fra queste due soluzioni?

Corrente costante vs Tensione costante

La differenza principale fra gli alimentatori a corrente costante e quelli a tensione costante è nel modo in cui questi due tipi di driver forniscono la corrente elettrica al corpo luminoso: gli alimentatori sono infatti responsabili della fornitura e regolazione dell’energia elettrica necessaria ad un funzionamento corretto e duraturo dei nostri LED.
Comprendere la differenza fra i due può aiutarci a consentire il corretto funzionamento delle nostre luci ma anche evitare di causare di danneggiarle!

Alimentatori a corrente costante

I driver LED a corrente costante sono progettati per un intervallo designato di tensioni di uscita e una corrente di uscita fissa (mA). I LED realizzati per funzionare su un driver a corrente costante richiedono un’alimentazione designata di corrente solitamente specificata in milliampere (mA) o ampere (A). Questi driver variano la tensione lungo un circuito elettronico che consente alla corrente di rimanere costante in tutto il sistema LED.

Valori di corrente più elevati rendono il LED più luminoso, ma se non regolato, il LED assorbirà più corrente di quella per cui è progettato. La corrente in eccesso oltre la corrente massima di funzionamento dei LED si traduce in una durata di vita dei LED drasticamente inferiore e bruciature premature dovute all’aumento della temperatura. Un driver a corrente costante inoltre è il modo migliore per alimentare LED ad alta potenza poiché mantiene una luminosità costante su tutti i LED in serie.

Alimentatori a tensione costante

I driver a tensione costante sono progettati per una singola tensione di uscita in corrente continua (DC). I driver a tensione costante più comuni (o alimentatori) sono 12VDC o 24VDC. Una luce a LED progettata per una tensione costante di solito specifica la quantità di tensione di ingresso necessaria per farla funzionare correttamente.

Un alimentatore a tensione costante riceve una tensione di linea standard (120-277VAC). Questo è il tipo di alimentazione che viene in genere emessa dalle prese a muro in casa. I driver a tensione costante commutano questa tensione di corrente alternata (VAC) in una bassa tensione di corrente continua (VDC). Il driver manterrà sempre una tensione costante, indipendentemente dal tipo di carico di corrente applicato.

ad esempio l’alimentatore 12V dell’esempio qui a finaco, manterrà una tensione costante di 12 V CC se la corrente rimane al di sotto del massimo di 5 ampere mostrato nella tabella. Molto spesso, i driver a tensione costante sono implementati nelle luci sotto pensile e in altre applicazioni di strisce LED, ma non sono limitati a queste categorie.

Di quale tipo di LED ho bisogno?

Alimentazione a corrente costante

Riguardo ai LED ad alta potenza, una delle loro caratteristiche peculiari è la relazione esponenziale tra la tensione diretta applicata al LED e la corrente che lo attraversa. è possibile vederlo chiaramente dalle caratteristiche elettriche dell’esempio a lato.

Quando il LED è acceso, anche una piccola variazione del 5% nella tensione (da 2,74 V a 2,87 V) può creare un aumento del 100% della corrente necessaria.
Come evidenziato dai segni rossi, la corrente è passata da 350 mA a 700 mA.

Per contro, una corrente più elevata rende il LED più luminoso, ma finirà per sovraccaricarlo.

Nell’esempio a fianco, l’alimentazione farebbe ancora funzionare il nostro LED, tuttavia senza un dispositivo di limitazione della corrente, il LED assorbirebbe più corrente poiché le sue caratteristiche elettriche cambierebbero a causa dell’aumento della temperatura. Questo alla fine spingerebbe la corrente ben oltre il limite… specialmente in ambienti più caldi.
L’eccesso di corrente diretta comporterebbe ulteriore calore all’interno del sistema, ridurrebbe la durata della vita dei LED e alla fine lo danneggerebbe.
Questo è il motivo per cui il metodo preferito per alimentare LED ad alta potenza è con un driver LED a corrente costante, con questa soluzione è possibile scongiurare il rischio che il LED venga sovraccaricato e prevenire l’instabilità termica del sistema.

Alimentazione a corrente costante

L’esempio sopra è con LED ad alta potenza e su scala ridotta poiché abbiamo parlato dell’utilizzo di un solo LED. In realtà i corpi luminosi LED vengono solitamente realizzati con un insieme di diodi in serie e/o in parallelo per creare il risultato desiderato. Fortunatamente per i progettisti dell’illuminazione, i produttori hanno introdotto sul mercato molti prodotti LED che hanno più LED già assemblati insieme come luci LED a corda, strisce LED, barre LED, ecc.

Le strisce LED più comuni sono progettate con un gruppo di LED in serie con un resistore limitatore di corrente in linea con essi. I produttori si assicurano che i resistori siano del giusto valore e nella giusta posizione in modo che i LED sulle strisce siano meno inclini alla variazione di tensione di cui abbiamo parlato in precedenza. Poiché in queste soluzioni la corrente è già regolata, tutto ciò di cui hanno bisogno è una tensione costante per alimentare i LED.

Quando i LED o una serie di LED sono costruiti in questo modo, in genere indicheranno una tensione di funzionamento. Quindi, se vedi che la tua striscia richiede 12VDC, non cercare un driver a corrente costante, tutto ciò di cui avrai bisogno è una fonte di tensione costante 12VDC poiché la corrente è già regolata dai circuiti integrati dal produttore.

Vantaggi corrente costante

Quando scegli LED ad alta potenza, è consigliabile utilizzare driver a corrente costante perché:

Evitano di superare la corrente massima specificata per il corretto funzionamento del LED, evitando di surriscaldarli e danneggiarli.
Per i progettisti è più facile disporle, inoltre questo tipo di LED crea una luce con una luminosità più uniforme.

Vantaggi tensione costante

Quando scegli LED od una serie di led che è stato realizzato per supportare una data tensione, è consigliabile utilizzare driver a tensione costante perché:

La tensione costante è una tecnologia molto più familiare per i progettisti e gli installatori.
Il costo di questi sistemi può essere inferiore, soprattutto in applicazioni su larga scala.