Introducere … … … … 2 [620420]

1
Cuprins

Introducere ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. 2
Capitolul I. CONSIDERAȚII GENERALE. LUMINA ………………………….. …………………… 3
I.1. Emisiile de lumină ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………… 3
I.2.Spectrul electromagnetic ………………………….. ………………………….. ………………………….. … 3
I.3. Polarizarea ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………… 5
I.4. Surse de lumina ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………. 5
I.5. LASER -ul ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………. 7
I.6. Efectul fotoelectric ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 7
I.7. Teoria Modernă ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………. 8
Capitolul II. LED -ul ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………….. 8
II.1. Ce sunt LED -urile? ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 8
II.2. Scurt istoric. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………….. 9
II.3. Simbol. Clasificare. Construcție. ………………………….. ………………………….. ……………… 10
II.4. Eficiența și parametrii de funcționare a LED -urilor ………………………….. ………………… 11
II.5. Durata de viață și rata de defectare ………………………….. ………………………….. …………… 13
II.6. Culori și materiale ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 13
II.7. Performanța LED -urilor ………………………….. ………………………….. ………………………….. 16
II.8. Cum controlăm LED -urile ? ………………………….. ………………………….. ……………………. 16
II.9. Circuite de protecție ………………………….. ………………………….. ………………………….. …… 25
II.10. Montaje cu LED -uri ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 26
Capitolul III. LUCRAREA PRACTICĂ ………………………….. ………………………….. ………….. 29
Concluzii ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 30
Bibliografie ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………… 31

2
Introducere

3
Capitolul I. CONSIDERAȚII GENERALE. LUMINA

Lumina este forma vizibilă de energie, observabilă de ochiul uman, ce este radiată prin
mișcarea particulelor încărcate energetic. Lumina soarelui conține energia necesară plantelor
să crească . Plantele transformă energia solară, într -o formă chimică printr-un proces numit
fotosinteză. Petrolul, cărbunele ș i gazele naturale, sun t resturi de plante ce au trăit cu milioane
de ani în urmă. Energia din acești combustibili, ce se eliberează prin ardere, este energia
chimică transformată din lumina soarelui. Cân d animalele digeră alimente (plan te sau alte
animale) ele , de as emenea eliberează energia depozitată prin fotosinteză .
Oamenii de știință au observat că lumina se comportă ca o particulă uneori și c a o
undă alteori. Particulele de lumină se num esc fotoni. Fotonii sunt diferiț i de parti culele
materiale prin faptul că nu au masă și se mișcă cu viteză constanta de 300.000 km/s. Undele
asociate cu lumina s unt numite unde electromagnetice pentru că consistă în schimbarea
câmpurilor magnetice ș i electrice. [1]

I.1. Emisiile de lumin ă
Lumina poate fi emisă sau radiată de ele ctroni care gravitează î n jurul nucleului
atomul ui lor. Cantitatea de energie de care atomul are nevoie pentru fiecare orbital se numeș te
energie de nivel pentru un atom.
Fiecare atom are o c antitate unică de energie, ș i energiile cores punzătoare fotonilor pot
forma învelișuri ce împreună se numesc spectrul atomic. Acest spectru este ca o amprentă pe
baza căreia fiecare atom poate fi identificat. Procesul de identificare a unei substanțe dintr -un
spectru se numeș te spec troscopie. Legile care descriu învelișul de energie al orbitalilor și al
atomilor sunt legi ce aparț in Teoriei C uantice. Ele au fost inventate în 1920 special pentru
măsurarea radiaț iilor luminoase și mă rimii atomilor. [2]

I.2.Spectrul electromagnetic
Spectrul electromagnetic se referă la î ntreaga gamă de frecvențe și lungimi de undă al e
undelor electromagnetice. Lumina tradițională se referă la gama frecvențelor care pot fi
recepț ionate și de către om. Aceste frecvențe sunt foa rte înalte aproape o jumă tate sau trei
sferturi dintr -un milion de mi liarde Hz. Lungimile lor de undă sunt î ntre 400 -700 nm. Razele
X au lungimi de undă care variază de la câ teva miimi dintr -un nm la cativa nm. [2]

4

Figura I. 1. Spectrul electromagnetic [1]
Cea mai s curtă lungime de undă pe care o mul o po ate detecta este lumina albastră
închisă la 400 nm. Cea mai lungă este roș ul aprins la aprox. 700 nm. Cele mai multe surse nu
radiază lumina monocromatică. Ceea ce numim lumina al bă (ca cea a soarelui) este un
amestec al tuturor culorilor din spectru vizibil. Ochiul uman ră spunde cel mai bine la lumina
de culoare verde cu lungimea de undă 550 nm care este de altfel aproximativ egală cu
valoa rea stră lucirii luminii soarelui la supr afața pămâ ntului. [2]

Figura I.2. Lungimi de undă. Frecvență [1]

5
I.3. Polarizarea
Polarizarea se referă la câ mpul magnetic într -o undă electromagnetică. O undă al cărei
câmp electric oscilează vertical se spune că avem o po larizare verticală, iar o undă al cărei
câmp electric oscilează orizontal se spune că avem o po larizare orizontală. Câmpul electric
din undele luminoase ale soarelui vibrează în toate, deci direct lumina soarelui poate fi numită
nepolarizată . Ochelar ii Polaroid blochează lumina polariza tă orizontal ș i reduc luminozitatea
luminii solare ce nu se mai reflectă pe suprafeț e orizontale. [2]

Figura I.3. Polarizarea [1]

I.4. Surse de lumina
Sursele de lumină diferă în funcț ie de cum distribuie energia par ticulelor încărcate
(electroni) ale c ăror mișcare produc lumina. Dacă energia vine de la căldură atunci sursa se
numește incandescentă. Dacă energia provine din altă sursă chimică sau electrică, sursa se
numește luminescentă .
La sursa incandescentă atomii se ciocnesc unii cu alții. Aceste col iziuni transferă
energie spre electroni împingându -i pe aceștia spre nivele superioare. Când electronii
eliberează această energie, ei emit fotoni. Un ele coliziuni sunt mai puternice iar altele mai
puțin putern ice astfel sunt eliminați fotoni de energie di ferită. Lumina lumânării este
incandescentă și rezultă din e xcitarea atomilor de funingine î n flacăra încinsă. Lumina dintr –
un bec incandescent provide din exci tarea atomilor dintr -un fir subț ire numit filament c are
este încă lzit de curentul ce trece prin el. Aproape 75% din radiaț iile ce p rovin de l a lumina
incandescentă a unui be c sunt infraroș ii. Oamenii de știință au învăț at despre proprietăț ile

6
luminii incandescente reale ș i le-au comparat cu o incandescență teoretică numită „Black
Body” . Un „ Black Body ” este o sursă ideală de lumina incandescentă cu o emisie a spectrului
ce nu depinde din ce material provine lumina, ci numai de temperatura acestuia. [2]

Figura I.4. Surse de lumină [1]
Sursa l uminescentă absoarbe energie din altă sursă decât căldura, și este de obicei mai
rece decât sursa incandescentă . Culoarea unei surs e luminescente nu este raportată la
temperatura sa. O lumina fluorescentă este un tip de lumina luminescentă care face uz de un
element chimic numit fosfor. Tuburile fluoresce nte s unt umplute cu vapori de mecur și
amestecate cu fosfor. Câ nd electricitatea trece prin tub vaporii de mercur se excită și emit
lumina abastră, verde, violetă ș i ultravioletă . Compon entele cu fosfor sunt folosite î n
convertirea energiei elecronilor în lumină la tuburile cinescopice ale televi zoarelor. Razele
electronilor din tub s e ciocnesc cu atomii de fosfor în mici puncte pe ecran, excitâ nd electronii
din atomul de fosfor spre nivele mai înalte de energie. Când electronii se întorc la nivelu l
origina l de energie ei emit lumina vizibilă. Lumina de la toți electronii de fosfor creează
imaginea. Dacă întârzierea dintre absorția ș i emisia de energie este mai mare dec ât o secundă
atunci sursa se numește fosforescentă . Materi alele fosforescente pot lumina î ntunericul c âteva
minute dacă au fost expuse la soare. [2]
Aurora boreală și aurora australiană (ce apar în cerul nopț ii la latitudi ni mari) sunt
surse luminescente . Electronii, din vântul solar, ce se îndepărtează de soare, sunt atrași de
câmpul gravitați onal al pământului ș i sunt arunca ți în atmosfera superioară aproape de polul
nord ș i sud. Aic i ei se ciocnesc cu moleculele și asta produce lumină în cerul nopț ii.

7
Chim ioluminescenț a este procedeul prin care o reacție chimică produce molecule cu
electroni ce a u un nivel ridicat al energiei ș i pot radia lumina. C uloarea luminii depinde de
reacția chimică. Când chimioluminescenț a apare la plan te sau animale se numeș te
bioluminescentă . [2]

I.5. LASER -ul
Un laser este un tip spec ial de lumină produsă de unde forte regulate care permit
luminii să fie foarte atent concentrată. Sursele LASER au atomi ai căror electroni radiază pe
rând sau sincronizat. Laserele au multiple aplicații în medicină, cercetări științifice, tehnologie
milit ară și comunicații. Ele oferă sursă de energie care poate fi folosită î n rez olvarea celor mai
complicate acț iuni. Lumina LASER poate fi folosită la găurirea diamantelor și î n fabricare a de
componente microelectronice . Precizia LASER -ului îi ajută pe doctor i să facă operații fără a
vătăma ț esutul epiderial. LAS ER-ele sunt foarte folositoare și în comunicații pentru că lumina
LASER -ului poate transporta o cantitate însemnată de info rmație și să călătorească pe distanțe
mari fără a -și pierde ț inta.
Pentru fiec are mod de a produce lumina există și un alt mod de a o detecta. Așa cum
căldura produce, de exemplu, lumina incandescentă, așa și lumina produce căldura măsurabilă
când este absorbită de un material. [2]

I.6. Efectul fotoelectric
Reprezintă fenomenul prin care un ato m absoarbe un foton care are atât de multă
energie încât eliberează un electron al atomului. Mare parte din energia fotonului realizează
un electron pentru atom. Această energie este numită energie activantă pentru electron. Restul
energiei fotonului ajută la miș carea electronului. De oarece energia fotonului este
proporțională cu frecvenț a electronului re alizat, fotoelectronul se va mișca mai repede atunci
când abso arbe lumina de frecvență mai înaltă .
Metalele cu activare joasă a energiei sunt folosite l a fabricarea fotodetectoarelor ș i a
celulelor fotoelectrice ale căror proprietăți sunt de a se schimba în prezenț a luminii. Celulele
solare folosesc efectul fotoelectric pentru a converti lumina solară în energie electrică.
Acestea sunt folosite în loc de baterii în aplicații mobile ca sateliții spațiali dar și la
telefoanele de urgență de pe marginea autostrăzilor (în ță rile dezvoltate). Calculatoarele de

8
mână ș i ceasurile folosesc deseori celulele solare pentru î nlocuirea bateriilo r atunci când
acestea se consumă . [2]

I.7. Teoria Modern ă
Teoria lui Planck a ră mas nedemo nstrată până câ nd Einstein a ară tat cum pute m
explica efectul fotoelectric în care viteza ejectă rii electronilor nu depinde de int ensitatea
luminii ci de frecvența a cesteia. De -a lungul a încă 20 de ani oamenii de știință au remodelat
toată fizica pentru a fi în concordanță cu teoria lui Planck. Rezultatul a fost o imagine a lumii
fizice care a fost dife rită de orice altceva imginat î nainte. Lucrul esențial apare in măsurătorile
fizice asupra bucățelelor cuantice care seamănă cu niște particule. Spre deosebire de
particulele din fizica Newtoniană , particulele c uantice nu pot fi văzute ca având o mișcare c e
poate fi descrisă de anumite legi. Fizica c uantica permite numai prevederea locului unde
aceste particule pot fi găsite. [2]

Capitolul I I. LED -ul

II.1. Ce sunt LED -urile ?
Un LED (din engleză: light -emitting diode, înseamnă diodă emițătoare de lumină) este
o diodă semiconductoare ce emite lumină la polarizarea directă a joncțiunii p -n. Efectul este o
formă de electroluminescență. [5]

Figura II.1. LED -ul [3]

9
Un LED este o sursă de lumină mică, de cele mai multe ori însoțită de un circuit
electric ce permite modularea formei radiației luminoase. De cele mai multe ori acestea sunt
utilizate ca indicatori în cadrul dispozitivelor electronice, dar din ce în ce mai mult au început
să fie utilizate în aplicații de putere ca surse de iluminare. Culoarea luminii emise depinde de
compoziția și de starea materialului semiconductor folosit, și poate fi în spectrul infraroșu,
vizibil sau ultraviolet. LED -urile sunt folosite pentru a oferi lumină albă și de culoare în
lanterne, becuri și corpuri de iluminat compacte dar și într -o serie mare de dispo zitive
electronice. [5]

II.2. Scurt istoric.
Electroluminescența a fost descoperită în anul 1907 de către H. J. Round, folosind un
cristal de carbură de siliciu și un detector primitiv dintr -un metal semiconductor. Rusul Oleg
Vladimirovich Losev a fost pr imul care a creat primul LED prin anii 1920. Cercetarea sa a
făcut înconjurul lumii, însă nu s -a găsit nici o întrebuințare a acesteia timp de câteva decenii.
În anul 1961, Bob Biar și Gary Pittman, au descoperit că aplicând curent unui aliaj din
galiu si arsen, acesta emite o radiație infraroșie. Primul LED cu emisie în spectrul vizibil
(roșu) a fost realizat în anul 1962 de către Nick Holonyak, când lucra la General Electric
Company . Un fost student al acestuia, M. George Craford, a inventat primul LED d e culoare
galbenă și a îmbunătățit factorul de iluminare al Led -urilor roșu și roșu -portocaliu de circa
zece ori în anul 1972. Până în 1968 LED -urile vizibile și cele infraroșii costau foarte mult,
aproape 200 de dolari și nu puteau fi fol osite doar la ap licații minore. [5]
Prima corporație care a trecut la fabricarea LED -urilor pe scară largă a fost Monsato
Corporation, realizând în 1968 LED -uri pentru indicare. Acestea au fost preluat e de către
compania Hewlett Packard și integrate în primele calculatoar e alfanumerice. Primele LED -uri
comercializate pe scară largă au fost folosite pentru înlocuirea indicatoarelor incandescente,
întâi la echipamentele scumpe ca cele de laborator și de teste, apoi, mai târziu, la televizoare,
radiouri, telefoane, calculatoa re, chiar și ceasuri. Aceste LED -uri roșii nu puteau fi folosite
decât pentru indicare deoarece emisia de lumină nu era suficientă pentru iluminarea unei
suprafețe. În decursul anilor s -au descoperit și alte culori ale LED -urilor, cu capacități mai
mari de iluminare. [5]
Primul LED cu capacitate mare de iluminare a fost realizat de cercetătorul Shuji
Nakamura în anul 1993 dintr -un aliaj de InGaN. Acesta a fost premiat în anul 2006 cu

10
Milennium Technology Prize pentru invenția sa.
În anul 2008, cel mai puter nic LED comercializat aparținea firmei sud -coreene Seoul
Semiconductor. Un singur LED din seria Z -Power P7 atinge performanța de 900 Lumen la 10
Watt, deci o eficiența de 90 lm/W, echiva lând cu un bec obișnuit de 75W. [5]
La 12 mai 2010, firma Nexxus Light ing a prezentat cea mai puternică lampă LED de
uz casnic disponibilă pe piață, cu o eficiență de 50 Lumen/Watt. Luminozitatea lămpii Array
LED PAR38 este comparabilă cu cea a unui bec obișnuit/standard de 75 Watt atingând 985
Lumen la un consum de numai 18 -20 Watt, fiind în același timp și variabilă.
La 12 aprilie 2010, firma Toshiba a prezentat prototipul celei mai puternice lămpi
LED de uz casnic și industrial, cu o eficiență de 120 Lumen/Watt . Luminozitatea lămpii led
este comparabilă cu cea a unui bec o bișnuit/standard de 100 Watt, atingând 1690 Lumen. [6]
La 18 decembrie 2012, firma Cree a prezentat Lampa LED XLamp MK -R cu o
eficiență de 200 Lumen/Watt si cu o dimensiune de 7 x 7 mm . Luminozitatea lămpii led este
comparabilă cu cea a unui bec incandescent de 120 Watt, atingând 1769 Lumen la 15 W și
85°C. [7]

II.3. Simbol. Clasificare. Construcție.
II.3.1 Simbol

Figura II.2. Simbolizarea LED -urilor [3]
II.3.2 Clasificare. Construcție.
Led-uri se împart în două mari categorii:
a) Led -uri de mică putere (<1W);
b) Led -uri de mare putere. [3]

11
În funcție de tipul constructiv LED -urile se împart în:
a) Led -uri THT (cazul a de mai jos);
b) Led -uri SMD (cazul b de mai jos);
c) Led -uri de putere (unul sau mai multe LED -uri SMD de putere mare). [3]

Figura II.3. Clasificarea și construcția LED -urilor [3]
În funcție de numărul de culori redate deosebim: led -uri simple, bicolore și tricolore
(cele din urmă mai poartă numele de led -uri RGB).

II.4. Eficiența și parametrii de funcționare a LED -urilor
LED -urile indicatoare tipice sunt proiectate să funcționeze cel mult cu 30…60 mW de
energie electrică. În jurul anului 1999, Philips Lumileds a introdus LED -uri de putere capabile
să funcționeze continuu cu un watt. Aceste LED -uri au la baza semiconductoare de
dimensiuni mult mai mari pentru a putea absorbi puteri mari. De asemenea, matrițele
semiconductoarelor au fost montate pe suporți de metal pentru a permite transferul căldurii
din matrița LED -ului.
Unul dintre avantajele cheie ale surselor de iluminat c u LED -uri este eficacitatea
luminoasă ridicată. LED -urile albe se potrivesc rapid și au înlocuit cu succes sistemele
standard de iluminat cu incandescență. În 2002, Lumileds a făcut LED -uri de cinci wați cu o
eficacitate luminoasă de 18 -22 lumeni per watt (lm/W). În comparație, un bec cu
incandescență convențional de 60 sau 100 W are o eficiență de cca.15 lm/W, iar iluminatul
fluorescent standard de până la 100 lm/W. [3]

12
Încă din anul 2012, catalogul Lumiled prezenta un tabel cu cele mai eficiente surse de
lumină în funcție de culoare.

Tabelul II.1. Eficiența tipică a LED -urilor în funție de culoare [3]
În septembrie 2003 firma Cree a prezentat un nou tip de LED albastru care consuma
24 mW cu un consum de numai 20 miliamperi. Varianta comercială care producea lumină
albă cu o eficiență de 65 lm/W la 20 mA, a devenit la momentul respectiv cel mai strălucitor
LED alb de pe piață fiind de patru ori mai eficient ca becurile incandescente standard. În
2006, ei au prezentat un prototip de LED alb cu o eficac itate luminoasă de 131 lm/W la 20
mA.
Nichia Corporation a dezvoltat un LED cu o eficacitate luminoasă de 150 lm/W la un
curent de 20 mA. Comparativ, LED -urile XLAMP Cree, care au fost disponibile comercial
începând cu anul 2011, au o eficiență de 100 lm/W consumând 10W și pot urca la 160 lm/W
cu numai 2W consumați. În anul 2012 firma Cree a lansat un LED alb capabil de 254 lm/W.
Iluminatul general are nevoie de LED -uri de mare putere, de un watt sau mai mult. Curenți
tipici de operare pentru astfel de disp ozitive încep de la 350 mA. [3]
Rețineți că aceste niveluri de eficiență sunt atinse doar de LED -urile monobloc și au putut fi
obținute la o temperatură scăzută într -un laborator. Iluminatul funcționează la temperaturi mai
mari și cu pierderi pe circuitul de alimentare, astfel încât eficiența rezultată este mult mai
mică. Departamentul de Energie din S.U.A., în urma testări lămpilor comerciale cu LED -uri
destinate să înlocuiască lămpile cu incandescență sau CFL, a arătat că eficacitatea medie în
anul 2009 a fost de aproximativ 46 lm/W (performanța LED -urilor testate var iind între 17
lm/W și 79 lm/W).
În 3 februarie 2010 compania Cree a emis un comunicat de presă cu privire la un
prototip LED de laborator care are o eficiență de 208 lm/W, la temperatura came rei.
Temperatura de c uloare corelată a fost raportată la 4579 K. În decembrie 2012 Cree a emis un
alt comunicat de presă prin care anunță disponibilitatea comercială a LED -urilor cu eficiență
de 200 lm/W la temperatura camerei. [3]

13
II.5. Durata de viață și rata de defectare
Dispozitivele solid -state, cum ar fi LED -urile, sunt supuse la o uzura destul de mică
dacă acestea funcționează la curenți mici și temperaturi scăzute. Multe dintre LED -urile
concepute în anii ‘70 și ‘80 sunt încă în serviciu și la încep utul secolului 21. Durata de viață
tipică a unui LED este între 25000 și 100000 de ore, dar transferul de căldură cu mediu
ambiant și modul în care alegem curentul de funcționare (vezi in tabelul II.4 noțiunea de
ILED_OPTIM) poate prelungi sau scurta acest timp în mod semnificativ. [3]
II.6. Culori și materiale
LED -urile convenționale sunt realizate dintr -o varietate de materiale semiconductoare
anorganice. Tabelul II.2 prezintă culorile disponibile cu o gamă de lungimi de undă, cădere de
tensiune și materi ale:

Tabelul II.2. Proprietățile LED -urilor în funcție de culoarea emisă [3]

14
II.6.1. LED -uri albastre și ultraviolete
LED -urile albastre au la bază un gol din bandă semiconductoare realizată din nitrură
de galiu (GaN) și indiu nitrură de galiu (InGaN). Ele pot fi combinate cu LED -uri roșii și
verzi pentru a produce impresia de lumină albă. Modulele care combină cele trei culori sunt
folosite în ecran e video mari și în programe r eglabile de culoare (folosind aș a-zisele led -uri
RGB).
Primele LED -uri albastre au fost produse în 1971 folosind nitrură de galiu de către
Jacques Pankove de la RCA Laboratories. Aceste dispozitive aveau prea puțină lumină pent ru
a fi de folos în practică iar cercetarea dispozitivelor de nitrură de galiu (GaN) a încetinit. În
august 1989, compania Cree a introdus un gol din bandă semi conductoare indirect din carbură
de siliciu rezultând primul LED albastru disponibil comercial. Ledurile din carbură de siliciu
(SiC) au avut eficiență foarte scăzută, nu mai mult de cca. 0,03%, dar emiteau în porțiunea
albastră a spectrului de lumină vizibil. [3]
La sfârșitul anilor 1980 s -au făcut progrese importante în creșterea epitaxială și în
doparea cu purtători de tip P a nitrurei de galiu fapt ce a condus la lansarea în epoca modernă
a dispozitivelor optoelectronice bazate pe nitrură de galiu (GaN). Pornind de la această bază,
în 1993 au fost demonstrate LED -uri albastre de înaltă luminozitat e. LED -urile albastre de
înaltă luminozitate au fost inventate de Shuji Nakamura de la Nichia Corporation, folosind
nitrură de galiu, fapt ce a revoluționat iluminatul cu LED -uri, făcând realizabile surse de
lumină de mare putere cu LED -uri.
La sfârșitul anilor 1990 LED -urile albastre au devenit disponibile pe scară largă. Ele
au o regiune activă care constă din unul sau mai multe goluri cuantice din indiu , nitrură de
galiu (InGaN) care se află între mai multe straturi groase suprapuse din nitrură de galiu
(GaN), numite straturi de placare. Prin varierea relativă a raportului In/Ga în goluri cuantice
de InGaN, emisia de lumină poate fi teoretic variată de la violet la chihlimbar. Diverse
rapoarte Al/Ga ale aluminiului nitrurei de galiu (AlGaN) pot fi folosi te pentru fabricarea tecii
și a straturilor cuantice pentru LED -urile ultraviolete, dar aceste dispozitive nu au atins încă
nivelul de eficiență și maturitate tehnologică a dispozitivelo r albastru/verde din InGaN/GaN.
Dacă GaN pur este utilizat în acest ca z pentru a forma straturile cuantice active, dispozitivul
va emite o lumină aproape ultravioletă având un maxim de lungime de undă de 365 nm. LED –
urile verzi fabricate folosind sistemul InGaN/GaN sunt mul t mai eficiente ș i mai luminoase
decât LED -uri verzi produse din materiale care nu conțin nitrură, dar dispozitivele practice
încă prezintă randamente prea mici pentru aplicații de înaltă luminozitate. [3]

15
II.6.2. Lumina albă
Există două moduri principale de a produce diode emițătoare de lumină de culoare
albă (WLEDs) sau LED -uri care generează lumină albă de înaltă intensitate. Unul este de a
folosi LED -uri individuale care emit cele trei culori primare: roșu, verde și albastru, și apoi se
amestecă toate cul orile pentru a forma lumina albă . Celălalt mod con stă în utilizarea unui
material din fosfor pentru a face conversia luminii monocromatice de la un albastru sau UV la
LED -uri de lumină albă cu spectru larg, în același fel în care tuburile fluorescente
funcționează. [3]
Există trei metode principale de ame stecare a culorilor pentru a produce lumină albă
cu ajutorul LED -urilor:
a) LED albastru + LED verde + LED roșu (culoarea de amestec, pot fi utilizate ca iluminare
de fundal pentru ecrane);
b) în apropierea UV sau UV LED + fosfor RGB (LED -uri care produc o lumină albă cu o
lungime de undă mai mică decât în cazul utilizării culorii albastre pentru a excita un
fosfor RGB);
c) LED -uri albastre + fosfor galben (două culori complementare se combină pentru a forma
lumina albă – mai eficiente decât primele două met ode și mai frecvent utilizate).
Din cauza metamerismului (sau schimbării culorii unui obiect privit în lumini diferite
sau cu diverse distribuții spectrale de putere), este posibil să rezulte spectre destul de diferite
care apar albe. [3]

Figura II.4. Tipur i de LED -uri [3]

16
II.7. Performanța LED -urilor
Tabelul II.3 evidențiază parametrii de performanță pentru trei tipuri de lămpi analizate
și o performanță a lămpilor cu LED -uri în 2017. Tot în cadrul tabelului s -a calculat "durata de
viață totală a lămpilor". Acest parametru reprezintă fluxul luminos măsurat cumulat pe
întreaga durată de viață a lămpii și se măsoară în megalumen -ore. Eficiența luminoasă pen tru
o lampă LED din anul 2012 este de 65 lm/W. Ultimul rând din tabel este calculat făcând
raportul dintre eficiența luminoasă a celorlalte lămpi și cea a lămpi cu LED din 2012.
Impactul scalar al viitoarelor LED -uri este de așteptat să fie mai mic din cau ză că în
viitor se va îmbunătăți performanța LED -urilor iar proiectanți i vor continua să caute și să
crească calitatea materialelor și a componente le folosite în construcția lor. [3]

Tabelul II.3. Parametri de performanță pnetru cele mai uzuale lămpi [3]

II.8. Cum controlă m LED -urile ?
Diodele emițătoare de lumină (LED -urile) sunt construite din joncțiuni
semiconductoare PN. Când LED -ul este polarizat direct electronii sunt capabili să se
recombine cu golurile din interiorul dispozitivului și să elibereze energie sub formă de fotoni.
Curentul care traversează joncțiunea PN a LED -ului va trebui să fie limitat și influențează
luminozitatea LED -ului.
Stabilirea și limitarea curentului se poate face în mai multe moduri:
• folosind un rezistor extern pen tru a limita curentul direct prin LED;
• utilizând o sursă de curent constant pentru a stabili un curent definit și stabil prin LED
(Constant Current – CC);
• un convertor DC -DC în mod de voltaj constant (Constant Voltage – CV).
Metodele menționate anterior vo r fi detaliate în cele ce urmează . [3]

17
II.8.1. Alimentarea LED -urilor cu ajutorul unui rezistor
Una din cele mai simple metode prin care putem controla iluminarea unui LED este să
atașăm acestuia un rezistor pentru a limita curentul prin LED la o valoare corespunzatoare
(valoare care respectă și rezultă indirect din datele de catalog a LED -ului, și care asigură
funcționarea corectă a LED -ului). Dacă acestui circuit îi atașăm un comutator simplu pentru a
opri și porni funcționarea LED -ului rezultă cel mai s implu circuit de alimentare a unui LED
(Figura II.5. a). [3]

Figura II.5. Alimentarea LED -urilor cu ajutorul unui rezistor [3]
Atenție!
a) fără un rezistor sau un așa -zis circuit de balast care să limiteze curentul prin LED la o
anumită valoare, LED -ul se va arde;
b) plusul bateriei va trebui sa coincida cu traseul electric care face contact cu anodul LED –
ului, respectiv minus baterie cu catodul LED -ului;
c) identificarea terminalelor anod si catod pent ru un LED se face ca in figura II.6 . [3]

18

Figura II.6. Măsurarea LED -urilor [3]
În figura II.5. b este prezentat cazul în care avem mai multe LED -uri identice pe care
dorim să le alimentăm de la o baterie folosind un singur rezistor.
Formulele matematice pentru calcul valorii rezistorului sunt urmatoarele:
– pentru figura II.5. a: R1 = (Ubaterie – ULED1)/ ILED1 sau ținând cont de faptul că avem un
sigur LED se poate aplica formula simplificată: R1 = Ubaterie/ ILED1;
– pentru figura II.5. b: R2 = (Ubaterie – ULED2 – ULED3 – ULED4)/ ILED, unde ILED se va
alege astfel încât să fie suportat de toate LED -urile și va trebui să asigure funcționarea
corespunzătoare a tuturor LED -urilor. Această schemă se aplică atunci când toate LED -urile
sunt de același tip, deci au aceleași caracteristici. Spre exemplu, în cazul LED -urilor cu
diametru de 3mm dar care au culori diferite – asemenea celor din figura de mai sus – un
curent de 5mA poate asigura funcționare a corectă a tuturor LED -urilor. Atenție, nu se
recomandă alimentarea LED -urilor aplicând soluția din figura II.5. b atunci cân d avem LED –
uri care nu au acelasi ILED_OPTIM. [3]
În cazul LED -urilor obișnuite de mică putere , curentul optim prin led care se
recomandă să se folosească în calcule este redat în tabelul II.4:

Tabelul II.4. Curent optim a LED -ului în funcție de diametru l exterior al lentilei [3]

19
Notă: ILED_MAXIM poate diferi de la un model de LED la altul, respectiv de la o culoare la
alta. Se pot găsi în catalog valori ILED_MAXIM mult mai mari față de cele prezentate.
Rețineți, în calcule se va folosi întotdeauna valorile din coloana ILED_OPTIM care vor
asigura o cadere de tensiune corespunzatoare pe LED pentru funcționarea corectă a acestuia
sau acestora. [3]
În figura II.7 este prezentată o metodă de identificare a tensiuni de funcționare a LED -urilor
(notată în documentațiile tehnice în limba engleză cu VF).

Figura II.7. Măsurarea tensiunii pe LED folosind o sursă de tensiune de 5V [3]
II.8.2 Alimentarea LED -urilor prin intermediul unei surse de curent constant (CC – Constant
Current) sau unei surse de tensiune constantă (CV – Constant Voltage)
Am văzut anterior cea mai simplă metodă prin care putem alimenta un LED folosind
un banal rezistor. Metoda e simplă dar are un dezavantaj major: datorită variațiilor de
temperatură si luând în considerare eventuale variaț ii ale tensiuni de alimentare (asta în cazul
în care nu folosim o baterie ci un alimentator cu transformator și punte redresoare cu filtru
capacitiv), curentul prin LED poate înregistra variații considerabile care conduc la micșorarea
duratei de viață a LE D-ului. Pentru a combate acest fenomen s -au conceput mai multe tipuri
de circuite care să asigure la bornele LED -ului un curent constant sau o tensiune constantă.
În figura II.8 sunt reprezentate grafic funcțiile corespunzătoare celor trei moduri de
alime ntare a LED -urilor: folosind un c ircuit de voltaj constant (figura II.8. a), folosind un
generator de curent constant (figura II.8. b) și versiunea CC -CV care îmbină proprietățile
circuitelor de curent constant cu a celor de tensiune constantă. [3]
După anal iza celor trei grafice din figura II.8 va apare cu certitudine o întrebare destul de

20
întâlnită prin rândul dezvoltatorilor de aplicații de iluminat cu LED -uri și anume: care este cea
mai bună metodă de control a LE D-urilor: CC sau CV sau CC -CV ?
Pe parcus ul acestei lucrări voi încerca să aduc suficiente argumente care să vă
completeze actuala experiență pentru a lua în diverse situații decizia corespunzătoare. Am
spus anterior că LED -urile sunt dispozitive semiconductoare care au nevoie de un anume
curent ca să funcționeze, atunci sigur o să vă întrebați de ce companiile oferă pentru
alimentarea LED -urilor atât surse de alimentare de curent constant (CC) cât și soluții de
alimen tare de tensiune constantă (CV) ? [3]
Motivul principal este acela că companiile vor să ofere proiectanților suficiente opțiuni prin
care aceștia să poată să optimizeze sistemul de iluminat. În cazul în care mai multe LED -uri
sunt conectate în serie, cel mai eficient mod de a le alimenta este să le conectăm la o sursă de
alimentare de curent constant. În cazul în care LED -urile sunt conectate în paralel, ar putea
exista o problemă de distribuție a curentului prin fiecare LED. O posibilă alternativă la acest
mod de alimentare constă în amplasarea unei componente externe sau a unei compon ente
electronice active care să controleze curentul prin LED. Deși această strategie asigură același
curent prin fiecare LED, metoda conduce la obținerea unei soluții de iluminat mai puțin
eficientă, fapt ce a condus la evitarea folosirii acesteia pentru u n singur LED dar se poate
aplica cu succes la mai multe șiruri de LED -uri conectate serie -paralel. [3]

Figura II.8. Funcțiile de control a LED -urilor în funcție de strategia de comandă: a) Voltaj
Constant (CV); b) Curent Constant (CC); c) Mod CC -CV [3]
Care este diferența dintre o sursă de curent constant (CC) și o sur să de tensiune
constantă (CV) ?
În figura II.8 sunt reprezentate cele trei caracteristici a celor trei moduri distincte de
funcționare a sursei de alimentare a LED -urilor. Axa X arată crește rea sarcinii, iar axa Y
prezintă tensiunea de ieșire a modulului de alimentare a LED -ului. Linia albastră reprezintă

21
tensiunea iar linia verde este curentul de ieșire.
Pentru început vom analiza performanța sursei de aliment are de tensiune constantă
(figu ra II.8. a). Așa cum sugerează și denumirea, circuitul redă la ieșire o tensiune constantă pe
măsură ce crește curentul de sarcină (simbolizat în figură prin termenul englezesc ”load”).
Curentul de sarcină va putea crește până într -un moment când circuitul va intra în modul de
limitare de curent, în scopul de a preveni deteriorarea circuitului. [3]
În figura II.8. b este reprezentată caracteristica unei surse de curent constant. În acest
caz dacă sarcina înregistrează variații (crește sau scade ), curentul va rămâne constant.
În figura II.8. c se prezintă caracteristica unui circuit care combină două moduri de
funcționare. Inițial circuitul se comportă ca o sursă de tensiune constantă. O dată ce curentul
maxim admis de sarcină este atins, bucla de control a circuitului va regla curentul de sarcină la
o valoare constantă reducând concomitent și tensiunea de ieșire. Acest tip de abordare are
multe beneficii și permite proiectantului să atingă o eficiență sporită folosind soluții moderne
care au la bază surse CV -CC. În ultima perioadă s -au dezvoltat o sumedenie de tipuri de
circuite integrate care f olosesc caracteristica din figura II.8. c, o partea din acestea fiind
prezentate în cadrul acestui articol. [3]

Figura II.9. Alimentarea LED -urilor: a) Metoda CV; b) Metoda CC [3]
II.8.3 Led -uri serie și/sau paralel
a) Conectarea serie
Alimentarea mai multor LED -uri în serie evită o luminozitate inegală din cauza
variației de curent. Deci, toate LED -urile vor vedea același curent pentru a obține același nivel
de luminoz itate. Tensiunea de ieșire a driverului va fi egală cu:
VOUT = VF X n
Unde VF este tensiunea nominală de funcționare a LED -ului și n este numărul de LED -uri
conectate în serie. Spre exemplu, dacă VF = 2V și avem 5 LED -uri conectate în serie atunci

22
tensiune a de ieșire a driver -ului de LED -uri va fi 10V. Majoritatea driver -elor de LED -uri sunt
convertoare coborâtoare de tensiune de tip DC/DC. Trebuie avut grijă să se păstreze în limite
nominale tensiunea de intrare pentru a nu depăși nivelul de ieșire peste l imita
corespunzătoare. [3]
În cazul conectării în serie a LED -urilor, curentul de ieșire a driver -ului va fi egal cu:
IOUT = IF;
Unde IF este curentul nominal al LED -ului, o dată foarte importantă de catalog. Deci, toate
LED -urile conectate în serie vor ve dea același curent, în exemplu nostru voi considera: IF =
30mA.
Avantajele conectării în serie a LED -urilor:
 complexitate scăzută a circuitului;
 fiecare LED vede același curent;
 eficiență ridicată (nu este necesar rezistor de balast).
Dezavantajele conectării în serie a LED -urilor:
 tensiunea de ieșire a driver -ului poate deveni destul de mare pentru LED -urile conectate
în serie;
 pe parcursul duratei de viață, LED -urilor își pot modifica în mod inegal parametrii de
funcționare, fapt ce conduce la o supraîncărcare a unora și subîncărcare a altora, fapt ce
va cauza defectarea mult mai rapidă a șirului de LED -uri sau la o luminozitate
neuniformă;
 dacă un LED se defectează se întrerupe luminozitatea întregii conexiuni serie. [3]
Un LED scurtcircuitat are un efect redus asupra luminozități per ansamblu a circuitului
dar poate provoacă supravoltarea celorlalte LED -uri aflate în serie, dacă driverul de LED -uri
nu este prevăzut cu o reacție de curent prin care să regleze automat tensiunea de ieșire la
valoare a corespunzătoare – menționez acest lucru deoarece majoritatea driver -elor de LED -uri
realizate cu circuite integrate stabilizatoare liniare de tensiune, dau la ieșire o tensiune fixă,
care nu se reglează automat în funcție de curentul nominal consumat de LED -uri. În această
situație, se poate întâmpla ca la un moment dat tensiunea fixă de ieșire să fie prea mare pentru
cele n -1 LED -uri rămase în funcțiune. [3]
b) Conectarea paralel
Să presupunem că avem trei rânduri de LED -uri conectate în paralel. Prin fieca re rând
sau șir de LED -uri circulă un curent pe care îi voi nota cu: IF1, IF2 și IF3. Driverul de LED –
uri va trebui să asigure o tensiune de ieșire constantă egală cu ns x VF, unde ns reprezintă

23
numărul de LED -uri dintr -un șir. Atunci curentul de ieșire a driver -ului de LED -uri va trebui
să fie suma curenților care circulă prin cele trei șiruri de LED -uri conectate în paralel, mai
exact:
IOUT =IF1 +IF2 +IF3
Dacă: IF1=IF2 =IF3=IF, atunci: IOUT = 3 x IF. [3]
Tensiunea de ieșire a driver -ului va rămâne ca cea c alculată inițial, adica acei 10V,
dacă avem cinci LED -uri conectate în serie pe fiecare șir cu VF = 2V. Dacă considerăm IF =
30mA atunci curentul de ieșire a driver -ului va fi 90mA. Deci, prin conectarea în paralel a
LED -urilor tensiunea de ieșire poate fi aceeași ca în cazul conexiuni serie dacă avem aceleași
tipuri de LED -uri dar curentul necesar pentru alimentarea lor va crește în funcție de câte șiruri
de LED -uri conectăm în paralel.
Avantajul major al utilizării conexiuni paralel a LED -urilor este acel ă că putem folosi
un număr mai mare de LED -uri care dacă s -ar conecta în serie ar avea nevoie de o tensiune de
alimentare mai mare decât cea nominală de ieșire a driver -ului de LED -uri. Spre exemplu,
dacă limita superioară de tensiune a unui driver de LED -uri este 28V iar VF = 2V, pe un
singur sir putem conecta cel mult 14 LED -uri. Dacă driver -ul are o capabilitate în curent mai
mare decât IF, să presupunem 0,3, iar IF = 0,03A, asta înseamnă că putem conecta cel mult
0,3/0,03 = 10 șiruri de LED -uri în paral el. Astfel numărul total de LED -uri conectate la ieșirea
unui driver, atât serie cât și paralel, va a junge la 14 x 10 = 140 LED -uri. [3]
Cea mai mare problemă a conexiuni paralel este aceea că diferențele mici de toleranțe
sau de dispersie de fabricație a componentelor unui circuit pot duce la diferențe semnificative
în ceea ce privește curentul absorbit de fiecare șir de LED -uri. Acest lucru va avea
repercursiuni asupra percepției intensității culori sau luminozități unui LED, ajungând până în
cazuri extre me când defectarea unuia sau mai multor LED -uri să producă scoaterea din
funcțiune a întregului circuit.
Pentru a elimina sau mai bine zis pentru a reduce la minimum consecința expusă
anterior, în serie cu fiecare șir de LED -uri se va conecta obligatoriu u n rezistor de balast (de
echilibrare): RB1, RB2 & RB3, care vor ajuta la compensarea variațiilor de curent cauzate de
diferențele tipice VF a LED -urilor. Dezechilibre mici a VF din cadrul unui șir de LED -uri
conectate în serie ar putea provoca o variație s emnificativă a curentului IF prin șir. Valoarea
tipică a rezistenței de balast este mai mică de 20 Ohmi. În alte situații, pentru a echilibra mai
bine curenții prin șirurile conectate în paralel în loc de un banal rezistor se folosește un
generator de cure nt constant cu tranzistor sau o oglindă de curent cu tranzistoare. Rezistorii de

24
balast sau de echilibrare din structura generatoarelor de curent constant sau a oglinzilor de
curent vor fi folosiți în continuoare pentru a compensa micile variați Vbe. Pentr u a menține
curentul constant indiferent de variațiile de temperatură, tranzistori folosiți într -un asemenea
mod vor trebui sa fie „compensați/conectați termic”. Montarea lor pe același radiator este o
metodă co mună pentru a face acest lucru. [3]
Avantajel e conectări în paralel a LED -urilor:
• posibilitatea alimentări unui număr mare de LED -uri.
Dezavantajele conectări paralel a LED -urilor:
• Eficiență scăzută;
• Creșterea complexități circuitului;
• Fiabilitate scăzută.
Fiabilitatea scăzută este cauzată de un risc considerabil a apariției variațiilor de curent.
Un LED scurtcircuitat va conduce la creșterea curentului IF prin LED -urile în serie
funcționabile rămase. Un curent crescut va provoca defectarea celorlalte LED -uri din șir.
Dacă joncțiunea unui LED se între rupe, acest lucru va provoca întreruperea funcționări tuturor
LED -urilor dintr -un șir. Deci, ambele posibile defecte sunt cauza principala care determină o
fiabilitate scăzută pentru o asemenea conexiune a LED -urilor. [3]
II.8.4. Conexiunea matrice
Pentru a ajuta la îmbunătățirea fiabilității conexiuni paralel se poate folosi conexiunea
matrice unde LED -urile sunt conectate pe laturi de alimentare orizontale și verticale. Acest
mod de conectare, denumit în literatura de specialitate și conexiunea în cruce, nu este altceva
decât conectarea unor LED -uri în serie și paralel. În cazul acestei conexiuni, tensiunea și
curentul de ieșire necesar este asemenea ca la conectarea în paralel a LED -urilor, unde
numărul de LED -uri care pot fi alimentate fără a depăși tens iunea maximă admisă de driver
este mult mai mare ca în cazul conectări în serie a LED -urilor.
Cu toate acestea, conexiunea matrice este ceva mai tolerantă la erori, nu se folosesc
rezistențe de echilibrare pentru funcționarea în paralel iar eficiența conex iuni este mult
îmbunătățită. Totuși, distribuția curentului pe laturile matricii rămâne o problemă. O
distribuție inegală a curentului (cauzată de toleranțele componentelor) poate conduce la
diferențe vizibile de luminozitate. Spre exemplu, diferențe ale c aracteristicilor termice pot
cauza o variație de curent care va duce inevitabil la problema semnalată anterior pe parcursul
trecerii timpului. [3]

25
Un LED scurtcircuitat va determina ca o latură de alimentare verticală să fie scoasă
din funcțiune iar led -urile rămase vor continua să funcționeze în mod normal. Dacă un LED
nu este deschis, doar LED -urile rămase de pe acel rând vor putea funcționa. Deci, conexiunea
matrice permite un control individual al unui număr mare de led -uri folosind un driver cu o
tensi une de ieșire mai mică decât în cazul folosir ii conectări serie sau paralel. [3]
II.8.5. Conexiunea multicanal
De obicei, se recomandă utilizarea conectării în serie a LED -urilor ori de căte ori este
posibil deoarece acest mod de conectare evită problemele termice de distribuție întâlnite în
cazul conexiunilor matrice și paralel. Conexiunea cea mai robustă constă în utilizarea unui
driver separat pentru fiecare șir de LED -uri sau un așazis driver multicanal. Acest mod de
conectare combina avantajele de fiab ilitate a conexiuni serie cu o capabilitate mare în curent
caracteristică conexiunilor matrice și paralel. Dezavantajul evident în cazul unei asemenea
abordări este creșterea costurilor și a complexității. [3]

II.9. Circuite de prot ecție
LED -urile sunt di spozitive extrem de fiabile, cu durate medii de viata care se apropie
de 50000 ore. De departe cel mai frecvent eșec este degradarea treptată a intensității
luminoase la 50% din valoarea nominală.
Cu toate acestea, apar eșecuri și din cauza stresului mecan ic sau a temperaturi,
utilizare greșită, defecte de ambalare etc. Cel mai comun și "catastrofal" eșec pentru LED -uri
este să se întrerupă. Când se întâmplă acest lucru, după cum am văzut, în cazul conexiunii
serie se provoacă întreruperea funcționări tutur or led -urilor din șir. O cauza frecventa care
conduce la apariția acestui tip de defect („led întrerupt”) este aplicar ea unei tensiuni mari
excesive. [3]
Utilizarea unei surse de curent constant va proteja led -urile de apariția defectului
descris anterior. Cu toate acestea, componentele pot fi supuse unor sub/supratensiunii care pot
fi induse de circuite sau evenimente externe. Astfel, pentru a preveni și a elimina fenomenul
anterior, în paralel cu fiecare led se conectează un dispozitiv de protecție (PDX). Aceste
dispozitive nu sunt altceva decât niște comutatoare, care în cazul în care unul din led -uri nu
reușește să se deschidă, PDX -ul își închide contactul pentru a asigura continuitate în
funcționare pentru celelalte LED -uri din șir. Odată înlocuit LED -ul, PDX -ul se va reseta

26
automat. De obicei, pentru a menține costurile la minim, un PDX se conectează în paralel pe
două LED -uri serie. [3]

II.10. Montaje cu LED -uri
Indiferent de tip, culoare, dimensiune sau de putere, toate LED -urile funcționează cel
mai bine atunci când sunt alimentate printr -o sursă de curent constant. Producătorii
menționează caracteristicile LED -urilor, cum ar fi: eficiența luminoasa, culoarea etc., la un
anumit curent (notat cu IF) și la o anumită tensiune de funcționare (notată cu V F). Cele mai
multe circuite integrate concepute pentru a pilota LED -uri sunt în așa fel realizate încât să
ofere rezultate bune în ceea ce privește stabilitatea tensiunii de ieșire la o gamă variantă de
curenți. Prin urmare, poate fi destul de greu de stab ilit care este cea mai bună metodă de
alimentare a LED -urilor pentru o anume aplicație. Din start se încearcă evitarea acelei soluții
prin care fiecare LED să fie alimentat de o sursa de curent constant, deoarece metoda, în
aplicații care necesită un număr mare de LED -uri, devine ineficientă economic. Ca drept
urmare, în decursul perfecționării aplicațiilor cu LED -uri s-a încercat să se adopte acea soluție
de alimentare care să ducă: la un număr minim de surse de curent constant și un număr maxim
de LED -uri, coroborat cu un aranjament prin care să se obțină cea mai bună eficiență
luminoasă. Astfel au apărut diverse soluții de conectare serie/paralel a LED -urilor, cu
dezavantajele și avantajele de rigoare, soluții pe care le voi enumera mai jos. [3]
II.10.1. Alimentarea LED -urilor prin generator de curent constant cu tranzistoare
Una dintre cele mai vechi metode de alimentare a unuia sau mai multe LED -uri este redată în
figura II.10 de mai jos:

Figura II.10. Alimentarea LED -urilor cu ajutorul surselor de cure nt constant cu tranzistoare [3]

27
II.10.2. Alimentarea LED -urilor prin generator de curent constant cu LM317

Figura II.11. Alimentarea LED -urilor cu ajutorul LM317 [8]

Figura II.12. LED Driver cu LM317 [8]
LM317HV reglează ~1,23V între terminalele ADJ și VOUT. Curentul prin LED -uri
este dat de relația: ILED = 1,23 / R. Avantajul acestui circuit este acela că prin menținerea
unui curent constant cu ajutorul controlului voltajului pe rezistorul R, tensiunea la bornele
LED -urilor este menținută și ea constan tă. [3]
II.10.3. LED driver cu LM2941

Figura II.13. LED Driver cu LM2941 [8]

28
Un alt driver similar cu LM317 este LM2941. LM2941 este un regulator de tensiune
care permite pe intrare o tensiune de cel mult 26V. LM2941 reglează 1,275 V între
terminalele AD J și GND. Figura II.13 reprezintă un driver LED cu LM2941 capabil să
furnizeze 354 mA. [3]
II.10.4. Led driver cu LT3021

Figura II.14. LED Driver cu LT3021 [8]
LT3021 este un alt regulator liniar de tensiune cu un voltaj maxim admis pe intrare de
10V la un curent de 0,5A . LT3021 menține constant 0,2V între terminalele ADJ si GND.
Curentul prin LED este dat de relația 0,2/R. Daca tensiunea nominală a LED -ului este 3,6 V,
numărul de LED -uri conectate în serie este egal cu doi. [3]
II.10.5. LED driver cu TLE 4242G

Figura II.15. LED Driver cu TLE4242G [8]
Un circuit integrat care se poate folosi la alimentarea LED -urilor este TLE4242
(Figura II.15 ), unde VREF este 177 mV între pinii ADJ și GND. Tensiunea maximă admisă
pe intrare este 42 V. Folosind un rezisto r de 5,1 Ohmi curentul prin LED va fi de 34,7mA. [3]

29
Capitolul III. LUCRAREA PRACTICĂ

30
Concluzii

31
Bibliografie

1. http://www.referat.ro
2. http://www.referatele.com
3. http://www.tehnium -azi.ro/
4. http://www.energystar.gov
5. http://ro.wikipedia.org/wiki/LED
6. http://www.cree.com/
7. http://www.talkingel…plifier -P2.html
8. Datasheets: LM317HV, LM2941, LT3021, TLE4242G