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LED Driver universal (90 - 265 Vac) (ART697)

Cada vez utilizamos LEDs em lugar das lâmpadas comuns em iluminação, circuitos que possibilitem a utilização desses componentes em 110 V ou 220 V são bastante procurados. Em seu Application Note NA-1131, a International Rectifier (www.irf.com) descreve um circuito que aceita entradas de 90 Vac a 265 Vac fornecendo correntes de 350 mA a uma seqüência de LEDs. Neste artigo, focalizamos esse Application Note que pode ser obtido na íntegra no site da da empresa. Será importante notar que na atualização de 2012 já encointrávamos diversos circuitos exercendo a mesma função e alguns até da mesma empresa, com maior rendimento. Antes de pensar na sua utilização prática consulte o fabricante.

Cada vez mais os LEDs são usados em iluminação, sinalização e outras aplicações, em substituição às lâmpadas comuns de todos os tipos. Sendo muito mais robustos, com um rendimento maior e também durabilidade, em pouco tempo estes componentes devem ser a principal opção para essas aplicações.

Utilizando o circuito integrado IRs2541, o circuito é alimentado diretamente pela rede de energia, sem a necessidade de transformadores. Isso é possível porque o IRs2541 consiste num conrolador buck de alta tensão e alta freqüência capaz de proporcionar uma corrente constante para os LEDs,

Além disso, o componente usado incorpora um funcionamento em modo continuo, um retardo de tempo do controlador buck para controlar diretamente a corrente média na carga usando uma referência de tensão precisa on-chip.

A curva de referência I/V dos lEDs é crítica. Uma pequena variação na tensão direta se transfere para o LED causando uma forte variação de brilho. Como a corrente depende da tensão, as variações de tensão refletem-se no brilho dos LEDs de forma indesejável. Assim, a melhor maneira de se controlar o brilho é mantido um controle preciso da corrente circulante pelos LEDs. O circuito mostrado opera desta forma. Na figura 1 temos então o circuito proposto.

 

Figura 1
Figura 1

 

Outro fator importante que influi na luminosidade dos LEDs é o dado pela dependência desses componentes à temperatura. Os LEDs possuem um coeficiente negativo natural de temperatura, o que traz um verdadeiro desafio aos projetistas que tentam ligar esses componentes em paralelo. Se dois lEDs forem ligados em paralelo, um deles sempre vai conduzir um pouco mais que o outro e isso acarreta uma elevação maior da temperatura deste que conduz mais. O resultado é que, com a elevação da temperatura a corrente vai aumentar mais ainda e com isso temos uma deriva térmica neste componente que desvia toda a corrente para ele, podendo causar sua queima. Mesmo que ele não queima, a distribuição desigual da corrente, faz com que um brilho mais que o outro.

Para ligar LEDs em série, entretanto, precisamos considerar a queda de tensão em cada um, o que também consiste num problema de projeto, principalmente quando o circuito opera com baixas tensões.

No projeto descrito pela International Rectifier temos a retificação direta da tensão da rede por uma ponte de diodos e depois sua filtragem feita por dois capacitors em paralelo. Com esta tensão, um circuito redutor com diodos zener produz uma queda que baixa a tensão para valores entre 16 V e 35 V. Nesta faixa de tensão, a corrente de saída é de 350 mA.

Essa configuração possibilita então a alimentação de até 12 LEDs em série. No projeto original a International Rectifier utilizou LEDs LXHL-MMCA da Luxon Flood, mas certamente o circuito funcionará com LEDs equivalentes. Esses LEDs cêm em placas com uma corrente de 700 mA e uma tensão de ruptura entre 16 e 24 V.

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