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Ventajas y desventajas de las diferentes formas de configuración de iluminación LED

Constantemente buscamos soluciones cada vez más eficientes en el campo de la iluminación. Los LEDs son muy populares. Su brillo es realmente satisfactorio, y los precios ya no asustan. Vale la pena saber cómo configurarlos para que se adapten mejor a sus expectativas.

Las luces de calle, los faros de los automóviles, las luces de fondo del panel LCD o la iluminación arquitectónica son solo algunas de las aplicaciones de LEDs de alto brillo. El criterio clave es su larga vida. No cabe duda de que el aumento en la eficiencia y el brillo de los LEDs y la caída en sus precios se traduce en un número cada vez mayor de aplicaciones de consumo particular e industrial.

Control de brillo y color

Para un control preciso del brillo y el color de la iluminación LED, la fuente de alimentación de corriente constante se utiliza con mayor frecuencia. Regula la corriente suministrada a los LEDs, independientemente de factores externos como diferencias en la tensión directa (Uf) de los LEDs individuales, fluctuaciones en la tensión de alimentación, etc. A los LED se les suministra corriente del valor seleccionado, independientemente de las condiciones de funcionamiento.

¿Cómo funciona la fuente de alimentación de CC?

La fuente de alimentación de CC proporciona una fuente de alimentación versátil para una gama de productos de iluminación que utilizan LED. El circuito de realimentación incorporado monitorea el flujo de corriente en un diodo o serie de diodos dados y ajusta constantemente la corriente de salida para garantizar el nivel de-

Opciones de configuración

Hay dos formas principales de conectar varios LEDs, en serie o en paralelo. Ambas arquitecturas tienen sus ventajas en el contexto de la eficiencia, ajustando el brillo y la resistencia a las averías. La tercera opción es una solución híbrida, llamada conexión mixta, que combina una configuración en serie y en paralelo.

¿Cómo es la conexión en serie?

En la conexión en serie de los diodos LED, el cátodo del primer diodo está conectado al ánodo del segundo, etc. Este diagrama se muestra en la Fig. 1. La principal ventaja de la conexión serie es el ajuste máximo de brillo, lo que significa que las diferencias en el brillo de los LED individuales son invisibles. El ajuste del brillo resulta del mismo valor de la corriente que fluye a través de cada diodo y es independiente seado. La salida admite LEDs individuales o líneas de módulos LED conectados en paralelo o en serie, suministrando la corriente deseada a cada línea. Utilizando la misma fuente de alimentación de CC, para LEDs súper-brillantes, puede establecer el voltaje directo entre 3 y 3,5 V. El valor de corriente indicado se mantendrá independientemente del voltaje directo del diodo. Las aplicaciones de iluminación LED usualmente usan muchos LEDs, de 1 W a 3 W, trabajando juntos. Hay tres posibilidades de su suministro, cuyas principales ventajas y desventajas junto con la descripción operativa se analizarán en los siguientes párrafos. Independientemente del esquema utilizado, con mayor frecuencia, cuando hay una avería hay un cortocircuito entre el ánodo y el cátodo. También es posible “romper” cuando se crea un circuito abierto entre el ánodo y el cátodo. Sin embargo, puedes lidiar con estos problemas.

Opciones de configuración

Hay dos formas principales de conectar varios LEDs, en serie o en paralelo. Ambas arquitecturas tienen sus ventajas en el contexto de la eficiencia, ajustando el brillo y la resistencia a las averías. La tercera opción es una solución híbrida, llamada conexión mixta, que combina una configuración en serie y en paralelo.

¿Cómo es la conexión en serie?

En la conexión en serie de los diodos LED, el cátodo del primer diodo está conectado al ánodo del segundo, etc. Este diagrama se muestra en la Fig. 1. La principal ventaja de la conexión serie es el ajuste máximo de brillo, lo que significa que las diferencias en el brillo de los LED individuales son invisibles. El ajuste del brillo resulta del mismo valor de la corriente que fluye a través de cada diodo y es independiente de las fluctuaciones en el voltaje directo de los diodos individuales. El voltaje total en la secuencia es una función del número de LED en la línea y del voltaje directo típico (Uf) de cada LED. Por ejemplo: si la línea incluye 20 diodos LED con una tensión directa Uf = 3.5 V DC, entonces la tensión total es de 70 V DC. Una sola fuente de alimentación de CC suministra energía a cada uno de los LEDs. En esta configuración, todos los LEDs reciben una corriente del mismo valor.

Ventajas de la conexión en serie

  • configuración simple, que cubre solo un circuito;
  • no hay desproporciones de corriente – todos los LEDs en la secuencia reciben corriente del mismo valor; • alta eficiencia del sistema – no se requiere el uso de resistencias que limiten la corriente;
  • funcionamiento normal de otros diodos en una situación en la que uno de ellos falla debido a un cortocircuito, y el voltaje en el rango cae por el Uf del LED inoperativo, reduciendo el consumo de energía. El brillo total de la lámpara solo se reducirá con este LED.

Desventajas de la conexión en serie

  • es posible tener una tensión de salida muy alta que ponga en peligro la seguridad en el caso de una gran cantidad de LED;
  • toda la línea deja de brillar si el LED falla debido a un circuito roto. En este caso, un circuito de derivación simple se puede conectar en paralelo, evitando este diodo en caso de la avería y minimizando los efectos de la interrupción del circuito.

¿Cómo calcular los parámetros necesarios para el controlador LED?

Para calcular la cantidad máxima de LEDs que se pueden conectar de forma segura en serie con la fuente de alimentación de CC, divida la tensión máxima de salida de la fuente de alimentación por la tensión directa de cada uno de los LEDs. Por ejemplo: si la Tensión de salida. máx. = 30 V CC, y Calentadores = 3.0 V, la cantidad máxima de LED 30/3 = 10. Se pueden conectar un total de 10 diodos LED en serie a dicha fuente de alimentación de CC. Para configurar la corriente de salida deseada de la fuente de alimentación, debe familiarizarse con las especificaciones técnicas de los LEDs utilizados, verificando el valor actual recomendado. Luego seleccione la fuente de alimentación LED con el mismo valor de corriente óptima.

¿Cómo se ve la conexión en paralelo?

Un ejemplo aquí puede ser una lámpara con diez diodos LED en la que se pueden usar dos líneas de cinco diodos, conectados en paralelo. Tal configuración se muestra en la Fig. 2. La conexión en paralelo de diodos LED permite reducir la tensión máxima en la secuencia y aumentar la resistencia a las averías. El voltaje total en la línea es menor que en la conexión en serie por un factor igual al número de líneas paralelas. Las fluctuaciones de los LEDs individuales pueden causar desproporciones significativas en los valores actuales en cada una de las líneas, por lo que cada una de las líneas usa resistencias para ayudar a equilibrar los valores actuales. El valor actual se divide entre las líneas individuales en función de qué tan bien se haya seleccionado la resistencia limitadora de corriente.

Ventajas de una conexión en paralelo

  • solo se necesita una fuente de alimentación para la configuración;
  • voltaje de salida total relativamente bajo;
  • la capacidad de distribuir uniformemente la corriente entre las líneas de LEDs con la selección adecuada del valor de resistencia.

Desventajas de la conexión en paralelo

  • la mejora de la distribución de energía tiene lugar a expensas de su mayor consumo por resistencias y una menor eficiencia del sistema;
  • exposición a un nivel de carga más alto de todos los diodos, en una situación en la que uno solo en la secuencia fallará debido a un cortocircuito – los diodos tendrán que soportar una corriente más alta, lo que probablemente resultará en una avería de los siguientes en el sistema. Sin embargo, los diodos en las líneas restantes serán claramente más oscuros, porque el valor de corriente total está limitado por la eficiencia actual de la fuente de alimentación.
  • toda la línea deja de brillar si el diodo falla debido al circuito interrumpido, y la corriente en las cuerdas restantes, según su número, aumentará. En este caso, puede conectar un circuito de derivación simple en paralelo para evitar el diodo que ha fallado, minimizando así los efectos de la interrupción del circuito.

¿Cómo calcular la tensión máxima de la fuente de alimentación de salida LED?

Para determinar la corriente de salida de una fuente de alimentación de iluminación LED de corriente constante, el valor de corriente óptima para los LEDs utilizados debe multiplicarse por el número de líneas. Por ejemplo: si el valor de corriente óptima para los LEDs es 350 mA, y tenemos dos líneas LED, el valor de la corriente de suministro del LED debe ser de 350 x 2 = 700 mA. En una configuración paralela, la tensión directa total Uf se multiplica por el número de LED en cada una de las líneas. Por ejemplo: si tenemos 2 líneas de 5 LED y Uf es de 3.5 V, el voltaje directo total será de 5 x 3.5 = 17.5 V DC.

¿Cómo se ve una conexión mixta?

En esta configuración, los LED están dispuestos en un esquema de matrices de filas y columnas como en la Fig. 3. Una conexión mixta es un intento de eliminar algunos de los problemas típicos de una conexión en serie al agregar más conexiones entre los LED. El esquema de esta conexión es similar al utilizado en la conexión de línea paralela, con la diferencia de que hay una conexión entre las líneas. El primer LED de cada secuencia se conecta en paralelo con los primeros LEDs en las líneas restantes. Cada subsiguiente – con diodos LED vecinos.

Ventajas de una conexión mixta

  • la configuración también requiere solo una fuente de alimentación, ya que la tensión de salida es relativamente baja en comparación con la configuración en paralelo;
  • como regla general, es más resistente a las averías;
  • Mayor eficiencia: generalmente no es necesario utilizar resistencias que distribuyan electricidad.

Desventajas de una conexión mixta

  • en el caso de desproporciones actuales, agregar resistencias que facilitan la distribución de corriente no es tan fácil como en una configuración paralela;
  • la distribución desigual de las corrientes causa una distribución desigual de la luz y el calor;
  • todos los LEDs en esta fila detienen la iluminación si un LED falla debido a un cortocircuito, las filas restantes brillarán normalmente, pero el brillo de la lámpara es menor;
  • un mayor riesgo de avería de los LEDs subsiguientes en una fila dada, si uno de ellos falla debido a un circuito roto, que resulta del hecho de que los otros LED en esta fila se encuentran en esta situación expuestos a una corriente más alta. Otras filas de LED se encenderán normalmente. En este caso, se puede conectar un circuito de derivación simple en paralelo que le permite anular el diodo, que ha fallado, minimizando así los efectos de la interrupción del circuito de los LED.

Fuentes de alimentación de Corriente constante LED de Aimtec

En cada una de las formas mencionadas de configurar la iluminación LED, las fuentes de alimentación de corriente constante de CC de Aimtec funcionan muy bien. Están disponibles en una versión universal para voltaje de entrada de CA y también como modelos que admiten voltaje de entrada de CC. Para obtener más información, visite el sitio web Transfer Multisort Elektronik (www.tme.eu), distribuidor oficial de Aimtec.

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