Soluções para automação
industrial

 

51 3587.5851

Importância do uso de Drive de corrente para alimentação de LEDs

Os LEDs (light emitting diode) se comportam como diodos, apresentando uma baixa resistência quando polarizados diretamente. A tensão de polarização direta dos LEDs (Vf) varia de um LED para outro tendo como agravante a variação de temperatura, o que dificulta ainda mais seu uso direto.
Importância do uso de Drive de corrente para alimentação de LEDs

Alimentação Fonte de Tensão:

Uma das maneiras mais simples de excitar um LED é com a utilização de uma fonte de tensão com um resistor em série para limitar a corrente. No exemplo a seguir foi montado um circuito utilizando uma bateria de 12V como fonte de tensão.

Sabemos pelo datasheet do LED que ele tem uma tensão de polarização direta (Vf) de 2,2V e  que a corrente de polarização direta (If) é de 10mA. A partir destes dados é possível realizar o cálculo do resistor R1. O resistor irá funcionar como um divisor de tensão. A queda de tensão do LED é de 2,2V, portanto o restante da tensão ficará sobre o resistor.

Tensão sobre o resistor = Vin – Vf
VR = 12V - 2,2V
VR = 9,8V

Para calcular o resistor utilizamos a lei de Ohm.

R=V ÷ I
R=9,8V ÷ 10mA
R=980Ω

Neste caso vamos utilizar o valor comercial de resistor mais próximo possível, que neste exemplo é o resistor de 1K ohm. Como foi possível visualizar na imagem anterior, devido ao resistor comercial ter uma resistência um pouco maior que o resistor calculado, o valor de corrente ficou em 9,8mA, bem próximo aos 10mA descridos no datasheet.

Este tipo de circuito, embora seja um circuito simples e fácil de montar, não é o melhor indicado para indústrias ou para locais onde possa ocorrer qualquer tipo de ruído na rede elétrica, como nas indústrias que utilizam inversores de frequência e bobinas das contactoras.

Vamos analisar o gráfico abaixo para entender o que ocorre com a corrente (If) nos casos em que ocorre alguma variação na tensão de alimentação.

 

Foi possível identificar que quando há algum tipo de anomalia na alimentação, a corrente If - que foi calculada para 10mA - pode exceder o valor. Já que o LED foi projetado para uma corrente de 10mA, este excesso de corrente acaba danificando o LED, que com o passar do tempo pode vir a queimar ou perder a sua luminosidade.

Alimentação Fonte de Corrente:

Ao utilizar uma fonte de corrente constante na alimentação de um LED obtemos algumas vantagens no desempenho. Por exemplo, neste caso, as variações da tensão de trabalho não têm efeito na corrente contínua If no LED e nem na potência luminosa. Esta é uma das maneiras mais simples para evitar os picos de corrente devido a interferências na alimentação, também conhecido como Drive de corrente. Mesmo que esses tipos de componentes não sejam muito populares no mercado, é possível encontrá-los em algumas lojas de componentes eletrônicos. Podemos citar como exemplo o Circuito Integrado DD311.

Vamos analisar o circuito abaixo:

Temos um drive de corrente para LED construído com componentes discretos, encontrados em qualquer loja de eletrônica.

O CI LM317 mantém uma tensão fixa de 1,25V entre os pinos ADJ e Vo (pinos 1 e 2). O transistor (BC547) é acionado através da corrente que circula em direção aos LEDs pelo resistor R2, e opera na região de saturação. Assim quando o transistor estiver saturado, a tensão de referência é aplicada ao resistor R1, que mantém a corrente nominal nos LEDs.

Calculando R1
R1=Vref ÷ If
R1=1,25V ÷ 10mA
R1= 125Ω
Neste caso o valor comercial mais próximo é o de 120 Ohms, sendo assim:
If = 1,25V ÷ 120Ω
If = 10,4mA

A corrente If ficou um pouco acima dos 10mA especificados pelo fabricante, o que é tolerável (consultar o datasheet para descobrir a tolerância máxima de If).

Outro dado importante para a montagem deste circuito é a tensão sobre cada LED. No exemplo apresentado, foi utilizado uma fonte de 12V para alimentar o circuito e sabe-se que o LM317 irá ficar com 1,25V da tensão de alimentação e que cada LED terá aproximadamente 2,2V. Portanto, temos um limite na quantidade de LEDs a ser usado neste esquema.

Primeiramente temos que descontar de Vin a tensão de 1,25V do LM317.

Tensão para os LEDs = Vin – Vref
VLEDs = 12V – 1,25V = 10,75V

Agora vamos dividir a tensão restante pelo valor de Vf do LED.
Nº LEDs= 10,75V ÷ 2,2V = 4,8V

Com uma alimentação de 12V neste circuito é possível alimentar até 4 LEDs em série. Para adicionar mais LEDs ao esquema, seria necessário aumentar a tensão de Vin.

Conclusão:

Inicialmente tínhamos 12V da alimentação. Descontamos 1,25V da tensão de referencia do LM317 e 8,8V de queda de tensão em cima dos quatro LEDs. Restaram ainda 1,95V nos quais serão dissipados em cima do LM317 entre os pinos Vi e Vo (pinos 3 e 2), sendo assim, a potência dissipada no LM317 será:

P=1,95V x 10,4mA = 20,2mW

 

Escrito por:   Fernando Winter - Projetista
                       

Comentários

Valter F. Marcolino

Um artigo é bom quando é claro e objetivo. Achei este artigo justamente quando pesquisava sobre driver de corrente constante. Foi de grande ajuda; montei o circuito, fiz os testes, e consegui concluir meu projeto com ótimo resultado. O texto cita o circuito integrado DD311, fiquei curioso e baixei o datasheet do componente que me abriu novas idéias, porém, não consegui encontrar este componente na Santa Ifigênia (SP). parece que ninguém conhece. Gostaria se fosse possível, informações de onde posso encontra-lo, preço etc. Se puderem me ajudar, agradeço desde já.

Alian Vargas Pitta

Olá, gostei muito do seu tutorial, estou com uma pequena dúvida sobre um projeto de um amigo meu. Ele que acender 20 leds de 3w (segundo vendedor o led pode trabalhar com tensões entre 3.2 a 3.6 Vcc e com uma corrente de 700ma). Gostaria de saber se ele poderá ligar esses leds diretamente a uma fonte de PC diretamente a saida de 3.3V com 28A de corrente sem a utilização de um driver? OBS: os leds são para iluminação de um aquário que fica em uma residência. Obrigado.

Fernando Winter

Oi Alian, Sim, é possível ligar os LEDs diretamente na fonte, mais aconselho realizar um teste com um dos LEDs antes. Ligue um LED diretamente na fonte, e verifique a corrente, se ficar abaixo dos 700mA especificados pelo fabricante, pode ligar tranquilamente os LEDs em paralelo na fonte, caso o valor medido fique acima dos 700mA, aconselho colocar um resistor para limitar a corrente. Como você comentou, é uma aplicação para uma residencia, utilizando uma fonte chaveada de computador, neste caso dificilmente ira ocorrer oscilações na tensão em cima dos LEDs a ponto de danificá-los, sendo assim, dispensável a utilização de um drive de corrente. Abraço, Fernando

Douglas

Estou com um problema a esse respeito. Preciso fazer com que minha fonte qd em curto, não tenha queda de tensão. a corrente consegui manter constante.

Jaime

Olá, parabéns pelo artigo, só gostaria de confirmar uma coisa. Desejo acender 8 leds de 3W em série com tensões entre 3.2 a 3.6 Vcc e com uma corrente de 700mA igual do Alian. Mas vou usar um transformador com saída retificada de 35V 2A. Fazendo a fonte de corrente com o LM317T simplesmente troco o R1 de 120ohms por um de 1,8ohm? Para ir os 700mA para os leds? Por ser uma fonte de corrente as oscilações de tensão na rede não prejudica o brilho dos leds? Desde já agradecido.

Fernando Winter

Sim, você pode utilizar um transformador com saída retificada por diodos e capacitor, substituindo o resistor de 120 ohms por um de 1,8 ohms, talvez tenha que usar um de 2,2 ohms, por se tratar de um valor muito baixo, sabe-se que não só os resistores mais todos os componentes possuem tolerâncias em seus valores comerciais. Aconselho a realizar alguns testes, ligue o circuito e verifique os valores de tensão e corrente no LED, se estiver dentro do especificado pelo fabricante do LED, pode deixar o circuito ligado tranquilamente, as oscilações da rede não devem afetar o brilho dos LED’s, pois se trata de uma fonte de corrente constante, sem variação de corrente consequentemente não temos variação de tensão. Também observe as potencias dissipadas neste circuito, principalmente no LM317 e o resistor de controle, talvez tenha que utilizar um dissipador de calor no regulador, sobre o resistor de 1,8 ohms, vamos ter aproximadamente 1,25V mais a queda de tensão de VCE que deve ficar próximo dos 100mV, dependendo do modelo de transistor que utilizar, sendo assim podemos calcular a potencia do resistor P=(1,25V+100mV) / 1,8 Ω = 0,75 W Indico um resistor de 2W, sabendo de suas tolerâncias e de seu fácil aquecimento.

Marcão

Olá amigos, estou recorrendo a vçs em busca de uma ajuda.... tenho 80 leds de 3w 2,4v e 700ma, queria achar um jeitinho de ligar tudo isso de uma vez.... a tensão é de 110/220 quantos transformadores preciso? quais componentes? É possivel? Não entendo muito de eletronica mas sou fuçador. Um abraço

David

Olá Marco, Existem várias maneiras de atingir seu objetivo. Uma das mais baratas é criar uma fonte sem transformador. Como você possui muitos led's, a potência do transformador seira um tanto elevada. Dê uma olhada nesse artigo, (http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/artigos/65-artigos-e-projetos-para-iniciantes/622-como-usar-leds-em-110-v-e-220-v.html). Nesse circuito os leds são ligados em série. Você poderia calcular o resistor e diodo (potência e valor), para poder colocar vários leds. Essa configuração tem um problema, caso algum led queime, todos que estiverem em série irão apagar. Acho interessante que faça teste, e encontre a quantidade ideal de circuitos a confeccionar. Um dado que forneceu não fecha: você fala em leds de 3W a 2,4V e 700mA, considerando que a potência é o produto da corrente e tensão, isso daria 0,7A X 2,4V = 1,68W. Check bem essas características antes de calcular os valores dos componentes de seu circuito. Boa sorte. Abraço

Moises

Ola, artigo interessante! Queria tirar uma duvida a respeito do driver lm3433, vou usar alguns lede luxeon uv para aplicação em um canhão ótico e pretendo alimentados em series, com especificações de corrente de 1A. Tem algum material que possa indicar como ponto de partida para resolução deste problema? desde ja agradecido!

Comentar

Filtered HTML

  • Endereços de páginas de internet e emails viram links automaticamente.
  • Tags HTML permitidas: <a> <em> <strong> <cite> <blockquote> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd>
  • Quebras de linhas e parágrafos são feitos automaticamente.

Plain text

  • Nenhuma tag HTML permitida.
  • Endereços de páginas de internet e emails viram links automaticamente.
  • Quebras de linhas e parágrafos são feitos automaticamente.