Hay muchas razones para equipar su hogar con diodos emisores de luz de alto brillo (HBLED). Ahorran una cantidad considerable de energía. Son más seguros para el medio ambiente ya que no contienen mercurio como las lámparas fluorescentes.
Hay muchas razones para equipar su hogar con diodos emisores de luz de alto brillo (HBLED). Ahorran una cantidad considerable de energía. Son más seguros para el medio ambiente ya que no contienen mercurio como las lámparas fluorescentes. Tiene la vida útil más larga, lo que reduce los costos de mantenimiento. También mejora la seguridad porque no se estropea instantáneamente. En cambio, se deterioran gradualmente.
Los LED de alta potencia son impulsados por altas corrientes, del orden de 350 a 1000 mA. La tecnología más avanzada puede producir de 40 a 80 lúmenes por vatio y viene en paquetes de 1 a 3 vatios. Los principales fabricantes son Cree, Philips y Osram, según el sitio web del Departamento de Energía de EE. UU.
La tecnología LED ha avanzado constantemente desde principios de la década de 2000. Su salida de luz (lúmenes/vatio) superó a todas las demás fuentes de luz hace unos dos años. Esto, combinado con un importante ahorro de energía, está revolucionando la iluminación del hogar.
Después de comparar los HBLED con las principales fuentes de luz comunes, como las incandescentes y las fluorescentes, se presentan ejemplos de circuitos de aplicaciones para el hogar.
Tabla de contenido
Comparación de fuentes de luz
Los clientes bien informados buscan formas de usar HBLED con la mayor frecuencia posible. La tabla de comparación (Figura 1) muestra claramente que la solución más brillante es HBLED.
Echemos un vistazo más de cerca a la tabla. La efectividad de una fuente de luz es similar a su eficiencia. ¿Cuánta energía de la bombilla se convierte en luz en lugar de calor? Los números más altos tienen prioridad y los HBLED los proporcionan. Es más probable que las bombillas incandescentes muestren un cambio de tonalidad cuando se varía la corriente de excitación.
La principal ventaja de las lámparas fluorescentes y HBLED sobre las lámparas incandescentes es la longevidad. Esta es una de las principales razones por las que muchos países están eliminando gradualmente las bombillas incandescentes. Las HBLED son más populares que las bombillas fluorescentes porque son sólidas (de silicona e indestructibles), muy pequeñas y no contienen productos químicos nocivos.
Objetivos de diseño de iluminación HBLED
Los clientes exigen alta calidad al cambiar a HBLED. Quieren diseños con un factor de potencia de al menos 90 y una eficiencia del 80% o mejor. Para aplicaciones de CC, el voltaje de entrada máximo alcanza aproximadamente 40 voltios. Las aplicaciones de CA pueden tener una entrada de 120 V o 240 V (277 V como máximo). Los HBLED deben ser impulsados por un modulador de ancho de pulso que opere a frecuencias superiores a 120 Hz para minimizar la interferencia visible. En algunos casos, la frecuencia debe ser variable. Además de estas restricciones de diseño, se utilizan diseños tanto aislados como no aislados, según el ingeniero y la aplicación. Una complicación final que se puede considerar es el circuito de atenuación.
Como puede ver, no existe una solución integral. También hay consideraciones de diseño. Cada solución está bien definida por el número de LED y la corriente a través de ellos. Se deben hacer ajustes para las variaciones en el magnetismo, así como los componentes de potencia y los capacitores de salida elegidos.
Circuito de aplicación
Los precios de HBLED oscilan entre $ 1 y $ 2. Se utilizan en cada cadena de solución, lo que libera al convertidor de las restricciones de costos de diseño.
Nuestro primer controlador es el ISL6721. Este es un controlador de modo de corriente modulado por ancho de pulso de un solo extremo. Su control de modo de corriente máxima maneja de manera efectiva los transitorios de energía y brinda protección contra sobrecorriente inherente. Los principales fabricantes de contactos lo configuran como un circuito de reemplazo T8 real (reemplaza los circuitos de balasto convencionales en configuraciones de luces fluorescentes). El ISL6721 también se puede configurar como un reemplazo incandescente. Actualmente, las soluciones flyback no aisladas están iluminando centros comerciales en Asia. Esta solución utiliza 10 HBLED con salida de 10 W y 82 % de eficiencia.
Para ser verdaderamente competitivos en el mercado residencial, las soluciones de iluminación HBLED deben ofrecer opciones de atenuación. Un circuito inteligente puede lograr esto. Tenga en cuenta que los LED están controlados por controladores de modulación de ancho de pulso. Esto significa que no siempre están “encendidos”. La cantidad que reciben es controlada y puede ser variable. Coincidentemente, esto lo hace un “controlador”.
La figura 2 muestra el esquema completo de la solución de iluminación descendente con adaptador de 6 LED con capacidad de atenuación. El corazón del diseño (además del HBLED, por supuesto) es el controlador ISL6745A. El componente superior derecho crea un controlador séptico que impulsa una cadena de 6 HBLED. Los amplificadores ambientales proporcionan regulación de corriente, protección contra cortocircuitos y protección contra sobretensiones. En la parte inferior izquierda está el circuito de atenuación de CA. La salida del amplificador de atenuación se filtra y se retroalimenta al bucle antes de servir como nodo de referencia para el regulador de corriente.
El voltaje de polarización VDD para el ISL6745A varía de 6,5 V a 20 V. La salida es un controlador FED de lado bajo de 12 V, 1 A que impulsa un FET de lado bajo (como Q1 en este diseño), la puerta de un circuito integrado de controlador de alto voltaje o un transformador de control de puerta.
El ISL6745A es el controlador HBLED más popular en la cartera de Intersil. Además de las aplicaciones resaltadas en la Figura 1, cuenta con frecuencia de conmutación ajustable, arranque suave ajustable, protección contra sobretemperatura y “tiempo muerto” ajustable con precisión. Viene en un paquete MSOP-10 que ahorra espacio. Caracterizado por su flexibilidad, el ISL6745A puede operar aislado o no aislado, regulable o no regulable.
Conclusión
Los HBLED son la alternativa más ecológica a la iluminación de consumo y la tecnología ha avanzado lo suficiente como para que sea práctico. Las soluciones de reemplazo están disponibles para reemplazar los diseños incandescentes y fluorescentes. Ahorre energía, prolongue la vida útil, mejore la seguridad y aumente la confiabilidad. Utilice HBLED.