Proteção de LEDs de alta potência contra corrente excessiva. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Uma maneira comum de alimentar vários LEDs é conectá-los em duas cadeias independentes conectadas em paralelo. Nesse caso, o circuito de controle acaba sendo barato e simples e, além disso, a tensão de alimentação de ambas as guirlandas conectadas em paralelo é necessária duas vezes menos do que ao fornecer uma grande guirlanda. No entanto, o circuito de controle neste caso deve fornecer o dobro da corrente e, além disso, também precisamos de um circuito que ramifica a corrente para alimentar as duas guirlandas e não depende da queda direta de tensão nos LEDs. A tolerância de queda de tensão direta de um LED é de até 20%, e essa tensão muda com a temperatura e o envelhecimento do LED.

O espelho de corrente faz um bom trabalho em dividir a corrente. Mas a falha de qualquer LED leva a um aumento de corrente no espelho de corrente, o que leva a consequências devastadoras. Um espelho de corrente, no entanto, pode proteger parcialmente duas cadeias de LED paralelas de qualquer número de LEDs de 350 mA contra correntes inaceitavelmente altas (Figura 1).

Arroz. 1. Os corpos dos transistores Q1 e Q2 devem ser conectados entre si para garantir o acoplamento térmico

Este circuito pode equalizar correntes entre strings com uma precisão de cerca de 2%, essa precisão se deve a quedas de tensão de 0,5 volts nos resistores dos circuitos emissores, R1 e R2 com valor nominal de 1,5 ohms, tendo uma precisão de 1%. A queda de tensão no resistor R3 compensa as quedas de tensão incompatíveis nas sequências de LED e mantém os pontos de operação Q1 e Q2 na região linear. Essa queda de tensão depende de quantos LEDs são compostos por ambas as strings.

Se algum dos LEDs da segunda guirlanda falhar (interromper), a corrente de base dos transistores Q1 e Q2 para e os transistores desligam, o fluxo de corrente através da primeira guirlanda para. Se o LED na primeira guirlanda falhar (também uma quebra), agora o dobro da corrente (700 mA) fluirá pela segunda guirlanda, o que com certeza irá desativá-lo. Portanto, a proteção da segunda guirlanda é necessária. Este problema é resolvido adicionando apenas três componentes (Fig. 2).

Arroz. 2. Ao adicionar alguns diodos e um transistor ao espelho atual, você pode evitar a falha dos LEDs

Durante a operação normal, o transistor Q3 está no modo linear em uma tensão emissor-coletor de 0,7 volts porque ambos os diodos D1 e D2 estão conduzindo corrente na direção direta. A potência dissipada pelo Q3 é de apenas cerca de 0,5 W, portanto não há necessidade de um dissipador de calor. A corrente da fonte de alimentação de 700 mA do coletor Q3 é dividida pela metade entre as cordas de LED pelo diodo guia D2 e ​​o espelho de corrente. Se algum dos LEDs da string 1 falhar, o diodo D2 bloqueia a corrente de base do transistor Q3, desligando-o. A corrente da fonte de alimentação para de fluir para a guirlanda 2, o que a salva.

É necessário compensar a queda de 2 volts no diodo D0,7 aumentando ligeiramente o valor da resistência do resistor R3. O espelho de corrente pode ser adaptado a qualquer tipo de LED, o principal é que não se ultrapasse a corrente máxima dos transistores, que é de 1,5 A, por exemplo LM317, fabricado pela National Semiconductor.

O circuito foi testado usando um regulador integrado operando como uma fonte de corrente de 700 mA com cinco LEDs em cada string.

Autor: Luca Bruno, Itália

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