La publicación explica 2 circuitos controladores de corriente universales simples que se pueden usar para operar de manera segura cualquier LED de alto vatio deseado.
El circuito limitador de corriente LED universal de alto vatio que se explica aquí se puede integrar con cualquier fuente de alimentación de CC cruda para obtener una excelente protección contra sobrecorriente para los LED de alto vatio conectados.
Por qué la limitación de corriente es crucial para los LED
Sabemos que los LED son dispositivos altamente eficientes que pueden producir iluminaciones deslumbrantes con un consumo relativamente menor, sin embargo, estos dispositivos son altamente vulnerables especialmente al calor y la corriente, que son parámetros complementarios y afectan el rendimiento de un LED.
Especialmente con los LED de alto vatio que tienden a generar un calor considerable, los parámetros anteriores se convierten en cuestiones cruciales.
Si un LED se activa con una corriente más alta, tenderá a calentarse más allá de la tolerancia y se destruirá, mientras que, a la inversa, si no se controla la disipación de calor, el LED comenzará a consumir más corriente hasta que se destruya.
En este blog hemos estudiado algunos circuitos integrados versátiles para caballos de trabajo, como LM317, LM338, LM196, etc., a los que se atribuyen muchas capacidades excepcionales de regulación de potencia.
El LM317 está diseñado para manejar corrientes de hasta 1,5 amperios, el LM338 permitirá un máximo de 5 amperios mientras que el LM196 está asignado para generar hasta 10 amperios.
Aquí utilizamos estos dispositivos para la aplicación de limitación de corriente para LEds de la forma más sencilla posible:
El primer circuito que se muestra a continuación es simple en sí mismo, utilizando solo una resistencia calculada, el IC se puede configurar como un controlador o limitador de corriente preciso.
REPRESENTACIÓN PICTORIAL DEL CIRCUITO ANTERIOR
Cálculo de la resistencia del limitador de corriente
La figura muestra una resistencia variable para configurar el control de corriente, sin embargo, R1 se puede reemplazar con una resistencia fija calculándola usando la siguiente fórmula:
R1 (resistencia limitadora) = Vref / corriente
o R1 = 1,25 / corriente.
La corriente puede ser diferente para diferentes LED y se puede calcular dividiendo el voltaje directo óptimo con su vataje, por ejemplo, para un LED de 1 vatio, la corriente sería 1 / 3.3 = 0.3 amperios o 300 ma, la corriente para otros LED se puede calcular en de manera similar.
La figura anterior admitiría un máximo de 1.5 amperios, para rangos de corriente más grandes, el IC puede simplemente reemplazarse con un LM338 o LM196 según las especificaciones del LED.
Circuitos de aplicación
Hacer un tubo de luz LED controlado por corriente.
El circuito anterior se puede usar de manera muy eficiente para hacer circuitos de luz de tubo LED controlados por corriente de precisión.
A continuación se ilustra un ejemplo clásico, que se puede modificar fácilmente según los requisitos y las especificaciones del LED.
Circuito de controlador LED de corriente constante de 30 vatios
La resistencia en serie conectada con los tres LED se calcula utilizando la siguiente fórmula:
R = (voltaje de suministro - voltaje directo total del LED) / corriente del LED
R = (12 - 3.3 + 3.3 + 3.3) / 3 amperios
R = (12 - 9,9) / 3
R = 0,7 ohmios
R vatios = V x A = (12-9,9) x 3 = 2,1 x 3 = 6,3 vatios
Restricción de la corriente del LED mediante transistores
En caso de que no tenga acceso al IC LM338 o si el dispositivo no está disponible en su área, simplemente puede configurar algunos transistores o BJT y formar un circuito limitador de corriente eficaz para su LED .
El esquema del circuito de control de corriente que utiliza transistores se puede ver a continuación:
Versión PNP del circuito anterior
Cómo calcular las resistencias
Para determinar R1, puede utilizar la siguiente fórmula:
R1 = (Us - 0,7) Hfe / Corriente de carga,
donde Us = voltaje de suministro, Hfe = ganancia de corriente directa T1, corriente de carga = corriente del LED = 100W / 35V = 2.5 amperios
R1 = (35 - 0,7) 30 / 2,5 = 410 ohmios,
La potencia para la resistencia anterior sería P = V2/ R = 35 x 35/410 = 2,98 o 3 vatios
R2 se puede calcular como se muestra a continuación:
R2 = 0,7 / corriente LED
R2 = 0,7 / 2,5 = 0,3 ohmios,
la potencia se puede calcular como = 0,7 x 2,5 = 2 vatios
Usando un Mosfet
El circuito de límite de corriente basado en BJT anterior se puede mejorar reemplazando T1 con un mosfet como se muestra a continuación:
Los cálculos seguirán siendo los mismos que se discutieron anteriormente para la versión BJT
Circuito limitador de corriente variable
Podemos convertir fácilmente el limitador de corriente fijo anterior en un circuito limitador de corriente variable versátil.
Usando un transistor Darlington
Este circuito controlador de corriente presenta un par Darlington T2 / T3 acoplado con T1 para implementar un circuito de retroalimentación negativa.
El funcionamiento puede entenderse de la siguiente manera. Digamos que el suministro de entrada de la corriente de la fuente I comienza a aumentar debido al alto consumo de la carga por alguna razón. Esto dará como resultado un aumento en el potencial a través de R3, lo que hará que el potencial de base / emisor de T1 aumente y una conducción a través de su emisor colector. Esto, a su vez, haría que el sesgo de base del par de Darlington comenzara a tener más base. Debido a esto, el aumento de corriente se contrarrestaría y restringiría a través de la carga.
La inclusión de la resistencia de elevación R2 asegura que T1 siempre conduzca con un valor de corriente constante (I) según lo establecido por la siguiente fórmula. Por lo tanto, las fluctuaciones de la tensión de alimentación no tienen ningún efecto sobre la acción limitadora de corriente del circuito.
R3 = 0,6 / yo
Aquí, I es el límite de corriente en amperios requerido por la aplicación.
Otro circuito limitador de corriente simple
Este concepto utiliza un circuito colector común BJT simple. que obtiene su polarización base de una resistencia variable de 5 k.
Esta olla ayuda al usuario a ajustar o establecer la corriente de corte máxima para la carga de salida.
Con los valores mostrados, la corriente de corte de salida o el límite de corriente se puede configurar de 5 mA a 500 mA.
Aunque, a partir del gráfico, podemos darnos cuenta de que el proceso de corte actual no es muy agudo, sin embargo, en realidad es suficiente para garantizar la seguridad adecuada para la carga de salida de una situación de sobrecorriente.
Dicho esto, el rango límite y la precisión pueden verse afectados según la temperatura del transistor.
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