Controle de corrente em LEDs

[rocknroll]

Senhores,

Recebi ontem uma placa de LEDs que comprei no DealExtreme.

http://dx.com/p/28w-6500k-2800-lumen-28 ... 26&u=81903

Não entrarei em detalhes quanto a qualidade de montagem (apesar da placa ser de boa qualidade).

Vamos ao caso.

As especificações são: 24V e 1.4A. São 28 leds ligados, formando 4 grupos de 7 Leds em série (350mA x 4).

Considerei uma tensão por Led de 3,4V e com isso teria 23,8V. Fiz uma calculo simples para colocar um resistor em série e na teoria estava tudo certo.

O problema é que o circuito pede mais da fonte, e a fonte começou a "arriar". Quando liberei mais corrente chegou aos 1,8A. Após algum tempo, 7 min, chegou aos 2,2A e temperatura da placa de alumínio chegou a 110°C.

Obviamente desliguei o circuito e me veio questão...

Sei que o ideal seria ter uma fonte de corrente constante, porém a ideia inicial seria ligar algumas placas destas em uma fonte de 24V sem muito hardware envolvido.

Alguém já teve problemas deste tipo? (aumento de corrente e fonte arriando). Talvez se eu colocar uma dissipador e melhorar a temperatura o sistema estabilize uma vez que o aumento da temperatura deve estar deixando os LEDs em uma condição anormal (fora das especificações).

Abraço a todos.

[proex]

Onde se lê "O ideal é ter uma fonte de corrente constante" leia-se "É OBRIGATÓRIO TER UMA FONTE DE CORRENTE CONSTANTE".


.

[MOR_AL]

Toda junção PN (incluido led) possui uma característica tal que:
Sua tensão de junção diminui com o aumento da temperatura dessa junção, ou, para um aumento da temperatura e mesma tensão de junção, a corrente necessária aumenta. Isso produz o efeito "bola de neve" Com mais corrente, mais temperatura, mais corrente, mais temperatura.... queimou
Traduzindo...
1 - É imperativo limitar a corrente por meios externos ao dispositivo (led).
2 - A temperatura de junção não deve ultrapassar o seu valor máximo, que para a maioria dos semicondutores se encontra perto de 150ºC, mas tem que ver no manual. Porém, na temperatura de junção máxima o tempo de vida do dispositivo é quase nulo. Costuma-se limitar esse valor em menos de uns 80% do máximo. No caso do EXEMPLO de Tjmáx = 150ºC, o projeto deve prever, que à temperatura ambiente máxima (a que estiver dentro da caixa da montagem), a temperatura da junção não ultrapasse 150 x 0,8 = 120ºC.
Postei, aqui no fórum, um procedimento para se calcular o dissipador nesses casos. Procure, ou pesquise no Google.
MOR_AL

[rona123]

rocknroll,

É consenso que se aplique fontes de corrente constante para ativar LEDs para iluminação, logo uma fonte de tensão comum não terá um desempenho muito satisfatório na aplicação conforme foi bem explicado pelo colega MOR_AL.

Para criar uma fonte de corrente constante básica e simples, basta colocar um resistor entre a saída da fonte e a carga. O valor do resistor escolhido determinará a corrente do circuito. Nessa situação se opera em malha aberta e as diferenças apontada pelo colega MOR_AL vão existir e podem comprometer a aplicação.

A solução mais confiável é criar circuitos realimentados onde o resistor de amostragem da corrente vai interferir no controle da fonte. A solução mais simples e barata é aplicar um transitor bipolar polarizado pelo resistor de amostragem de corrente controlando a polarização do fotoacoplador das fontes realimentadas. Nos sites de fabricantes de componentes existem notas de aplicação que descrevem esse circuito em detalhes.

[]'s rona123

[Andre_Cruz]

rocknroll,

Você precisa usar um dissipador de calor, ligar esses leds sem dissipador não é recomendável.

O tópico que o MOR_AL diz acho que é esse:

http://asm51.eng.br/phpBB/viewtopic.php ... dissipador

Também estava procurando esse cálculo para dimensionar dissipador valew MOR_AL.

Abraço

[rocknroll]

Obrigado a todos pelas respostas.

Confesso que como já há muito tempo não projeto, bateu uma preguiça e parti para uma solução mais simples, que obviamente não funcionou.

MOR_AL obrigado pela explicação e Andre por disponibilizar o link.

Essa semana acho que não vou mais mexer com isso, porém logo que começar o ano começo a brincar novamente e posto os resultados.

Obrigado a todos novamente.

[EvandrPic]

Por que não compra a fonte indicada para o seu conjunto de LEDs?
Price: US$ 12,00
- 28 watt high power LED driver
- Input voltage: AC 85~265V
- Output voltage: DC 22~25V
- Output current: 1400mA


http://dx.com/p/28w-1400ma-power-consta ... 03&u=44009

[brasilma]

Justamente o que o Evandro comentou, juntamente com esses módulos também são oferecidas as fontes adequadas, na próxima adquira o conjunto e problema resolvido!!!

[rocknroll]

Estou querendo substituir lampadas fluorescentes e estas fontes xing ling tem um rendimento muito fraco.

Provavelmente a corrente consumida por esta fonte excede muito uma lampada fluorescente, fora que mesmo sendo 28W de leds, sua iluminação passa longe de ser satisfatória, sendo necessário outros conjuntos destes para realmente começar a ter algum resultado.

Comprei uma fonte destas 1 semana depois dos Leds, porém como ainda não chegou, só ano que vem.

A ideia é ter uma fonte central, alimentando todo conjunto de iluminação. Depois quero implementar uma automação residencial, porém isso é no futuro, por enquanto quero somente ir substituindo os dispositivos atuais, por soluções mais interessantes.

[KrafT]

Você já calculou os dissipadores da bagaça?

Voce pode até fujir da fonte de corrente se vc trabalhar um pouco abaixo da do ponto de maxima potencia dos leds, mas voce não ganharia nada com isso. Mas do dissipador voce não foge.

[rocknroll]

Fala KrafT, blz?

Realmente do dissipador não escaparei. O ambiente que serão instalados não é refrigerado ou mesmo possui boa circulação de ar.

Como o rendimento luminoso destes Leds não são tudo isso, o ideal é que eu trabalhe na corrente nominal deles, pois a diferença é brutal nos testes que fiz.

Já vi que não vou escapar de ter que fazer uma fonte de corrente constante.
Andei olhando o LM3407.

Alguém conhece um bom CI (fácil de encontrar) para tal fim?
Aproveitando, alguém tem alguma dica de uma boa loja de indutores na Santa Efigênia?

Obrigado a todos.

[MOR_AL]

rocknroll!

Como você disse que há muito tempo não projeta e por estar solicitando dicas, sinceramente, não acho que você deva projetar a fonte de corrente com o LM3407. Porque:

1 - O projeto em si é simples, mas fazer funcionar com eficiência e dentro dos parâmetros desejados é outra história.
2 - O indutor tem características específicas e especiais, ainda mais que a frequência de operação do LM3407 é alta, desde 300kc/s a 1Mc/s.
3 - Vai irradiar RF para todo o lado. O indutor vai ter que possuir blindagem eletromagnética.
4 - Não é qualquer capacitor eletrolítico que vai funcionar, por um bom tempo, nessa frequência e potência. O capacitor tem que ser de muito boa qualidade, o que onera o custo da fonte.
5 - Observe que o fabricante não mostra nenhum circuito que possua um driver externo para aumentar a corrente. Ela é fixa em 0,34A. Um circuito de drive externo teria que responder a uma taxa alta e introduziria importantes perdas por comutação.
6 – A eficiência mostrada na figura é altíssima, mas o fabricante não especifica, ou eu não encontrei sob quais condições essa eficiência é obtida. Será que foram levadas em conta as perdas no indutor e no capacitor? Acho que não, pois teria que especificar a marca e modelo do indutor e capacitor.
7 - Observe que nos circuitos sugeridos, só há UM conjunto de leds em série. Não há leds em paralelo porque qualquer descasamento entre os circuitos paralelos vai provocar o sobre aquecimento em um dos ramos e provavelmente queimá-los. Aí a corrente do ramo queimado será distribuída nos ramos restantes. Podem acabar queimando também. Uma opção seria colocar um resistor de pequeno valor em série com cada ramo, mas aí sua eficiência cai.

Finalmente.

1 - O custo do projeto, aquisição dos componentes em pequena escala, projeto do layout da placa de CI, confecção dessa placa, montagem e teste da fonte de corrente, provavelmente vai sair mais caro que se você comprar uma fonte pronta.
2 - Tome cuidado com as fontes de corrente vendidas para os quatro conjuntos em paralelo. Vide o item 7.
3 - As lâmpadas fluorescentes são eficientes. Antes de partir para essa empreitada, pesquise a relação de eficiência entre os dois sistemas, com fluorescente e com led, e veja se vale a pena.
Bons projetos.
MOR_AL

[EvandrPic]

O LED é mais eficiente que lâmpada fluorescente...
Tenho aqui na minha mão uma fluorescente de 23 Watts com um fluxo luminoso de 1370 Lumens.
E pra efeito de comparação, a lâmpada de LED abaixo consome 13 Watts com um fluxo luminoso de 1200 Lúmens e custa pouco mais de 15 dólares... e já vem pronta para uso (tensão de 85-265V). É só colocar no bocal.
Acho que é melhor do que ficar tentando montar fonte ou mesmo comprar separado.
E deve estar mais barato em outros sites já que no GoodLuckBuy costuma ser mais caro.

http://www.goodluckbuy.com/e27-24smd-57 ... -265v.html

Veja outros tipos de lâmpadas de LED:
E27 12W 1200 Lúmens AC110V-250V
http://www.goodluckbuy.com/e27-12w-198- ... -250v.html

E27 7W (85-265V) 1200 Lúmens
http://www.goodluckbuy.com/e27-7w-warm- ... 3200k.html

Lâmpadas de LEDs
http://www.goodluckbuy.com/flashlight-a ... bulbs.html

3 - As lâmpadas fluorescentes são eficientes. Antes de partir para essa empreitada, pesquise a relação de eficiência entre os dois sistemas, com fluorescente e com led, e veja se vale a pena.
Bons projetos.
MOR_AL

[KrafT]

Tem que cuidar com os lúmens. Os chineses não são muito científicos ao especificarem esse parâmetro.

Leve uma "lâmpada" LED desses que tem por aí para um laboratório de óptica para comprovar a inflação dessas grandezas:

http://www.ipt.br/solucoes/243-ensaios_ ... de_luz.htm

Concordo com o MOR_AL: Os LEDs ainda rendem menos que as fluorescentes.

[rocknroll]

EvandrPic,

Eu concordo com o KrafT.

Este não é o primeiro conjunto de Leds que testo. O grande problema dos Leds é que são eficientes a curtas distancias, porém a cada metro para o conjunto a ser iluminado a perda é significativa. Fora que os Leds perdem luminosidade com o tempo. (constatado nos testes).

Fiz testes durante cerca de 6 meses com os modelos P7 da SSC. No datasheet citavam coisa em torno de 900lm, porém foram necessários 2 leds destes para se ter uma iluminação realmente equivalente a uma lampada incandescente com as mesmas características. Isso visualmente... porque não tenho equipamentos para tal medição.... rs

MOR_AL,

Como não é um projeto comercial, sei que o custo será alto e neste caso terei que dilui-lo em relação a vida util de cada solução e obviamente o consumo.

Já estou considerando em separar os nós, por isso citei o LM3407. Nâo tinha lido quase nada... somente achei como uma opção. Soluções prontas para este consumo (350mA) tem bastante, para correntes maiores é que começa a pegar.

Vou continuar pesquisando, o lance é que tem que ser uma solução realmente confiável, afinal se quero substituir lampadas convencionais, na hora que der mer... tem que ser facil resolver como uma troca simples de lampada.

Vamos em frente. rs

Obrigado a todos pelas respostas, estão ajudando muito.