Los controladores LED regulables tienen problemas de estabilidad con niveles de luz muy bajos. En este artículo, exploraremos por qué y sugeriremos una solución al problema. Este artículo no trata sobre la atenuación del TRIAC. La inestabilidad en configuraciones bajas se debe a varios mecanismos. Los métodos de atenuación que usan esquemas de comunicación para configurar la corriente del LED incluyen DALI, 0-10 V, Zigbee y control de portadora de línea eléctrica. Una señal recibida por el controlador LED establece la corriente de referencia y el lazo de control ajusta la corriente LED escalada para que coincida con la referencia. Se requiere un control estricto para que la luz de las luminarias adyacentes se vea igual.
prólogo
Los controladores LED regulables tienen problemas de estabilidad con niveles de luz muy bajos. En este artículo, exploraremos por qué y sugeriremos una solución al problema.
Este artículo no trata sobre la atenuación del TRIAC. La inestabilidad en configuraciones bajas se debe a varios mecanismos.
Los métodos de atenuación que usan esquemas de comunicación para configurar la corriente del LED incluyen DALI, 0-10 V, Zigbee y control de portadora de línea eléctrica. Una señal recibida por el controlador LED establece la corriente de referencia y el lazo de control ajusta la corriente LED escalada para que coincida con la referencia. Se requiere un control estricto para que la luz de las luminarias adyacentes se vea igual.
Estábamos desconcertados por el parpadeo y el “brillo” que aparecían en niveles bajos de luz.
Corrección del factor de potencia de una etapa
No se observa inestabilidad de bajo nivel de luz cuando se utiliza un convertidor de potencia de dos etapas. La primera etapa (boost o PFC flyback) establece un voltaje relativamente estable, mientras que la segunda etapa (generalmente reductor inverso) regula estrictamente la corriente del LED. Un enfoque de dos etapas utiliza más componentes y es menos eficiente que un convertidor de una etapa.
Por razones de costo, generalmente se elige un convertidor flyback PFC de una sola etapa.
Figura 1 Controlador de LED flyback PFC típico con control externo
problema
Se desea un rango de atenuación de al menos dos órdenes de magnitud. Las lámparas incandescentes ofrecen esta gama sin problema. El rango de potencia requerido para un rango de iluminación de dos décadas es bastante estrecho, ya que la eficiencia cae significativamente a niveles de potencia más bajos. Cuando se entrega el 40% del voltaje o la corriente, la salida de luz cae a aproximadamente el 1%. Desafortunadamente, esto establece las expectativas del mercado para los LED.
La respuesta de un LED es mucho más lineal y su eficiencia en realidad aumenta con corrientes más bajas. El ojo puede discernir una diferencia del 5% entre fuentes de luz adyacentes y responde a diferencias porcentuales en lugar de niveles de luz absolutos. Esto requiere un control muy estricto de la corriente, y la precisión requerida es aún más severa en niveles bajos de luz. El control del lado primario no se puede usar si se requiere atenuar al 1%.
Los LED no tienen un mecanismo de autofiltrado como las lámparas incandescentes. La masa térmica del filamento de la bombilla es un filtro adecuado para las líneas de CA, pero los LED requieren un filtro externo. La solución habitual es conectar un condensador electrolítico grande directamente a través del LED, lo que funciona bien.
El tamaño electrolítico se establece por el requisito de ondulación. Si la ondulación actual es inferior al ~10 % rms (~28 % pp), la calidad de la luz se percibe como CC pura. (Además, la etiqueta Energy Star requiere que las lámparas tengan más del 10 % de ondulación).
La resistencia dinámica (resistencia de pendiente) de un LED es aproximadamente 1/10 de su resistencia V/I aparente. La Figura 2 muestra la curva VI de un LED típico.
Figura 2 Características típicas del LED VI que muestran la resistencia de pendiente (dV/dI) en función de la corriente.
