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LEDs. Recursos de energia dos LEDs brancos. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / LEDs

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Vamos considerar com mais detalhes recursos de energia de LEDs brancos. Como você sabe, o LED tem uma característica de tensão-corrente não linear com um "calcanhar" característico na seção inicial (Fig. 4.21).

Como podemos ver, o LED começa a brilhar se uma tensão superior a 2,7 V for aplicada a ele.

Atenção! Quando a tensão limite é excedida (acima de 3 V), a corrente através do LED começa a crescer rapidamente e aqui é necessário limitar a corrente, estabilizá-la em um determinado nível.

Arroz. 4.21. Volt-ampere característico de um LED branco

O limitador de corrente LED mais simples é resistor. Existem várias opções para comutação de circuitos em LEDs. Eles são divididos em circuitos com conexão paralela, série e mista. No conexão sequencial LEDs (como mostrado na Fig. 4.22), a corrente que flui através dos LEDs será igual a

A comutação sequencial visa aumentar a potência de radiação ou aumentar a superfície irradiada.

Arroz. 4.22. Esquema de LED Sequencial

As desvantagens da conexão em série são:

• em primeiro lugar, com o aumento do número de LEDs, a tensão de alimentação também aumenta, pois para que a corrente passe pelos LEDs conectados em série, a condição Upit > Uvd1 + Uvd4 + Uvd3 deve ser atendida;
• em segundo lugar, um aumento no número de LEDs reduz a confiabilidade do sistema; se um dos LEDs falhar, todos os LEDs conectados em série param de funcionar.

Quando conectado em paralelo LEDs, uma corrente separada flui através de cada emissor, definida por um resistor de ajuste de corrente separado.

Na fig. 4.23 mostra um diagrama da conexão paralela de diodos emissores. A corrente total consumida da fonte de alimentação é, neste caso, igual a

Arroz. 4.23. Esquema Paralelo LED

A vantagem conexão paralela é de alta confiabilidade, já que se um dos emissores falhar, o resto continua funcionando.

Contras::

• cada LED consome uma corrente separada e aumenta o consumo de energia;
• as perdas nos resistores de ajuste de corrente aumentam.

O mais eficaz é conexão série-paralela mista (combinada)mostrado na fig. 4.24. Nesse caso, o número de radiadores conectados em série é limitado pela tensão de alimentação e o número de ramais paralelos é selecionado dependendo da potência necessária.

Arroz. 4.24. Esquema de comutação série-paralelo de LEDs

Se assumirmos que cada ramo consome a mesma corrente e, portanto, todos os elementos do circuito são idênticos, então a corrente total consumida da fonte de alimentação em uma conexão mista

onde n é o número de LEDs conectados em série em um ramo; N é o número de ramificações paralelas.

A conexão mista inclui as propriedades positivas das opções de conexão paralela e em série.

Devido ao fato de que o aparato visual humano é inercial, muitas vezes ao alimentar LEDs, eles usam corrente de impulso. O valor da corrente de pulso média que flui através do LED é determinado a partir da expressão

Na fig. 4.25 mostra os diagramas de temporização da corrente pulsada.

Arroz. 4.25. Diagramas de temporização de corrente de impulso

Se a duração do pulso e a duração da pausa forem definidas, você poderá determinar o valor do valor máximo permitido da corrente do pulso:

onde Inom é a corrente nominal do LED.

Como já mencionado, o resistor é o elemento que limita a corrente que passa pelo LED. Mas o resistor é conveniente de usar se a tensão de alimentação for constante. Na prática, muitas vezes acontece que a tensão não é estável, por exemplo, a tensão da bateria diminui quando ela é descarregada em uma faixa bastante ampla. Neste caso, amplamente utilizado estabilizadores lineares de corrente.

O estabilizador de corrente linear mais simples pode ser montado em microcircuitos amplamente utilizados, como KR142EN12 (A), LM317 (e seus numerosos análogos), conforme mostrado na Fig. 4.26.

Arroz. 4.26. Esquema do estabilizador de corrente linear mais simples

O resistor R é selecionado na faixa de 0,25-125 Ohm, enquanto a corrente através do LED é determinada pela expressão

O esquema para construir esses estabilizadores de corrente é simples (um microcircuito e um resistor), compacto e confiável. A confiabilidade também se deve ao sistema desenvolvido de proteção contra sobrecargas e superaquecimento, embutido no chip estabilizador.

Para estabilizar correntes de 350 mA e acima, você também pode usar microcircuitos mais potentes de reguladores lineares com baixa queda de tensão das séries 1083, 1084,1085 de vários fabricantes ou análogos domésticos KR142EH22A / 24A / 26A.

Mas estabilizadores de corrente linear têm desvantagens significativas:

• baixa eficiencia;
• grandes perdas forte aquecimento ao ajustar grandes correntes.

Portanto, no momento, conversores de pulso e estabilizadores estão sendo cada vez mais usados ​​para alimentar LEDs e módulos de LED. Na fig. 4.27 mostra a aparência do módulo de LED e óptica secundária.

Arroz. 4.27. Aparência do módulo LED e ótica secundária

Deve-se notar que os LEDs e o conversor de energia são feitos estruturalmente em uma única placa.

Autor: Koryakin-Chernyak S.L.

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