LED Driver Universal (90 - 265 Vac) (ART666)

Escrito por Newton C Braga

A utilização dos LEDs em iluminação, substituindo as lâmpadas tradicionais é uma realidade. Assim, 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 empresa. O circuito apresentado em 2008 é bastante atual, mas na revisão de 2012 apenas recomendamos a verificação de sua disponioilidade, pois podem ter sido lançadas novas versões depois daquela data.

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 controlador 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 brilhe 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 capacitores 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 vêm em placas com uma corrente de 700 mA e uma tensão de ruptura entre 16 e 24 V.