Lampada tubular de LED. Aprendizado de estudante

Jimmy 2 · 1 de outubro de 2018

Olá

Estou estudando Tecnologia em Automação Industrial, com alguns conhecimentos em eletrônica, mas não vastos.

Para fins de aprendizado, estive fazendo experiências com 2 lâmpadas tubulares de led (de 60cm) que estavam com a eletrônica queimada, mas com a barra de leds boa

Tenho algumas dúvidas que gostaria de tirar com vocês, que são importantes para enriquecer meu conhecimento. Peço desculpas se forem muito básicas.

A barra de leds tem 22 duplas de leds. As duplas estão ligadas entre si em série, e cada dupla tem 2 leds em paralelo.

Liguei a barra numa fonte DC regulável, na tensão máxima de 27,6V, e fui jumpiando os leds, dupla por dupla, para ir tirando-os da alimentação. Os leds acenderam quando deixei apenas 10 duplas (20 leds), e a corrente que medi foi 34mA.

Fiz uma regra de 3, e concluí que para ligar os 22 conjuntos seriam necessários aprox. 60V. Conclui também que se eu ligasse 2 barras de leds em série, nos 127V da tomada, acenderiam bem.

Foi o que ocorreu, mas ficaram piscando a 60Hz, o que é natural porque os leds são diodos.

Montei uma ponte de 4 diodos, passei a pegar onda rebatida e parou de piscar.

Deixei vários minutos ligados sem problemas. Resolvi colocar um capacitor na saída da ponte, para retificar a tensão. Em poucos segundos queimaram 2 leds de cada barra.

Perguntas:

A) Posso concluir que cada led acende com tensão de 2,7V (27V divididos por 10 conjuntos), e corrente de 17mA (34mA dividido por 2 leds por conjunto)?

B ) Se os leds aguentaram a tensão sem retificação, porque não aguentaram após a colocação do capacitor? A tensão de pico, nos 2 casos, não é a mesma?

C) Se eu quiser ligar apenas uma barra nos 127V, poderia usar um divisor de tensão? Eu tentei fazer o cálculo dos 2 resistores, mas meus cálculos resultaram em apenas 1 resistor de aprox. 1k8, ligado em série com uma das barras. Isso está correto?

D) Para que serve a eletrônica que vem na lâmpada, se 1 resistor poderia fazer a tensão da rede ficar adequada para ligar os leds (se é que poderia!!)? Sei que a eletrônica também é responsável por permitir ligar a lâmpada em 110 ou 220V, mas tem alguma outra função?

Agraço pela sua ajuda.

Jimmy San Juan

Tito Fisher · 1 de outubro de 2018

Ola.

Vamos por partes :

voce disse que converteu a tensão para aprox 127V DC com uma ponte de diodos, até aí tudo bem.

Disse que colocou capacitor para retificar, tudo bem também.

Só não disse que colocou um limitador de corrente dimensionado para o conjunto dentro da disposição série/paralelo que voce identificou no circuito.

Quando alimentados com corrente acima da especificação os leds tem essa 'mania' de queimar mesmo após algum tempo de sofrimento .

'_'

Jimmy 2 · 1 de outubro de 2018

Olá Tito, obrigado por ter respondido.

Não limitei a corrente por causa do experimento: Liguei 11 conjuntos nos 27VDC e os leds ligaram super fracos, mas quando liguei 10 conjuntos, acenderam com brilho bom,e corrente 34mA. Ou seja, 27VDC seria próximo ao limite inferior de tensão.

Calculei que os 22 conjuntos acenderiam com corrente correta se ligados com 60VDC, e duas barras em sérir com 120VDC.

Obrigado

Sérgio Lembo · 1 de outubro de 2018

O gráfico abaixo apresenta a curva tensão corrente de um led de 200mW, ao que tudo indica os utilizados na construção dessa lâmpada. A corrente nomin al é de 60mA, máximo de 80mA desde que a média não ultrapasse os 60mA, caso contrário queima.Com a fonte que tem consegue o brilho máximo com 9 deles em série. Preste atenção na curva e entenderá bem o que aconteceu na sua experiência.

aphawk · 1 de outubro de 2018

@Jimmy 2 ,

A - Pode concluir que a tensão de condução é aproximadamente 2,7 Volts, mas não pode concluir nada sobre a corrente... mas se for um desses Leds brancos comuns, 30 mA seria uma boa corrente.

B - a corrente de pico é a mesma, mas a corrente média pode ter aumentado bastante, fazendo os Leds trabalharem fora da especificação do fabricante.

Por exemplo, um Led pode aguentar um pico de 100 mA por um milisegundo, mas se tiver de aguentar 10 milisegundos a corfente não pode ser maior do que 50 mA.

C - Usando um resistor, vai causar um bom aquecimento nele, fazendo a eficiencia diminuir bastante. E o resistor vai ter de ser de potência alta.

Para calcular o resistor, tem de saber mais detalhes sobre os Leds.

D - A eletrônica serve para converter a tensão AC em DC, com baixa perda em calor, e poder ligar tanto em 110 como em 220V.

Paulo

Jimmy 2 · 2 de outubro de 2018

Pessoal, obrigado pelas respostas.

O LED é um retangular amarelinho. Não consigo mada mais específico do que isso.

Com o gráfico do Sérgio e a corrente média citada pelo aphawk, entendi o porque da queima quando incluí o capacitor. valeu.

Não entendi ainda é a questão da corrente. Se eles acenderam bem com corrente medida de 34mA (10 conjuntos em série), e se cada conjunto tem 2 leds em paralelo, porque não posso supor que cada um dos leds acendeu bem com 17mA?

Agradeço novamente pelos ensinamentos.

Jimmy

.if · 2 de outubro de 2018

Algumas lampadas de led baratas usam algo tipo

O pulo do gato é o capacitor na entrada ac. Cálculo semi ruim de fazer, envolve 1/2piFC e afins. Poupe-nos dele e coloque 1+uF/250V e seja feliz.

Tito Fisher · 2 de outubro de 2018

2 horas atrás, Jimmy 2 disse:

Não entendi ainda é a questão da corrente. Se eles acenderam bem com corrente medida de 34mA (10 conjuntos em série), e se cada conjunto tem 2 leds em paralelo, porque não posso supor que cada um dos leds acendeu bem com 17mA?

Ola.

Essa foi a corrente medida a partir do momento em que a TENSÃO mínima para o conjunto foi alcançada para você enxergar alguma luminosidade nele.

Não significa que eles estivessem protegidos.

Parte 2 da explicação :

Porque o led precisa de limitador de corrente ?

Vamos fazer uma comparação a grosso modo com uma lâmpada incandescente padrão ( aliás, já praticamente obsoleta ) .

Uma incandescente de 127V por 60W , se calcularmos a corrente vamos obter aproximadamente 0,47 A , certo ?

Acontece que o filamento da lampada foi projetado para consumir APENAS essa corrente quando ligado na tensão adequada, ainda que a sua rede elétrica disponibilize 40 ( QUARENTA ) amperes no circuito. A lampada incandescente só vai 'fritar' se submetida a uma TENSÃO acima da sua tolerância.

Ja um LED é na verdade um diodo , onde cada modelo tem seus requisitos de tensão e CORRENTE adequados para trabalhar.

Se voce montar uma ponte retificadora com 4 diodos comuns de 1 Ampere e a carga alimentada desejar consumir mais que isso o que vai acontecer ? os diodos vão aquecer e romper !!

Veja a imagem abaixo, um calculo para ligar 5 Leds em série, as especificações deles são ( hipoteticamente) : tensão de 2.6V a 3.4V e corrente nominal de 30mA .

Os fabricantes recomendam trabalhar com 10% abaixo da tensão máxima, e a corrente pode variar de 1mA até a máxima permitida no datasheet . É certo que com 1mA provavelmente a luz vai ser imperceptível, mas ele vai estar conduzindo a partir disso.

Bem, 3.4 - 10% = 3.1V
3.1V x 5 Leds vou precisar de 17V
Arbitrei uma corrente de 20mA e a calculadora me informou que preciso um resistor de 75 Ohms para garantir que eles não conduzam a máxima corrente oferecida pela fonte e venham a óbito .

K.e.V. T.a.G · 3 de outubro de 2018

3 horas atrás, Tito Fisher disse:

Ola.

Essa foi a corrente medida a partir do momento em que a TENSÃO mínima para o conjunto foi alcançada para você enxergar alguma luminosidade nele.

Não significa que eles estivessem protegidos.

Parte 2 da explicação :

Porque o led precisa de limitador de corrente ?

Vamos fazer uma comparação a grosso modo com uma lâmpada incandescente padrão ( aliás, já praticamente obsoleta ) .

Uma incandescente de 127V por 60W , se calcularmos a corrente vamos obter aproximadamente 0,47 A , certo ?

Acontece que o filamento da lampada foi projetado para consumir APENAS essa corrente quando ligado na tensão adequada, ainda que a sua rede elétrica disponibilize 40 ( QUARENTA ) amperes no circuito. A lampada incandescente só vai 'fritar' se submetida a uma TENSÃO acima da sua tolerância.

Ja um LED é na verdade um diodo , onde cada modelo tem seus requisitos de tensão e CORRENTE adequados para trabalhar.

Se voce montar uma ponte retificadora com 4 diodos comuns de 1 Ampere e a carga alimentada desejar consumir mais que isso o que vai acontecer ? os diodos vão aquecer e romper !!

Veja a imagem abaixo, um calculo para ligar 5 Leds em série, as especificações deles são ( hipoteticamente) : tensão de 2.6V a 3.4V e corrente nominal de 30mA .

Os fabricantes recomendam trabalhar com 10% abaixo da tensão máxima, e a corrente pode variar de 1mA até a máxima permitida no datasheet . É certo que com 1mA provavelmente a luz vai ser imperceptível, mas ele vai estar conduzindo a partir disso.

Bem, 3.4 - 10% = 3.1V
3.1V x 5 Leds vou precisar de 17V
Arbitrei uma corrente de 20mA e a calculadora me informou que preciso um resistor de 75 Ohms para garantir que eles não conduzam a máxima corrente oferecida pela fonte e venham a óbito .

Este calculo funciona por exemplo se eu alimento leds com a tensão exata com a qual eles irão trabalhar ? por exemplo, supondo que um modelo de led branco 5050 (SMD) suporte uns 3,6V e eu considere a queda de tensão em cima dele de 3V (por segurança), dai eu resolvo ligar 8 leds em série (daria 8x3v=24v), eu poderia usar 24v de uma fonte de tensão ligado sem nenhum resistor ? Eu vejo que em lampadas melhores a fonte dos leds (driver ?) é uma fonte de corrente e não uma de tensão. Eu ainda não tive tempo de estudar e olhar o porque disso (na verdade até fonte de corrente eu preciso estudar mais), mas alguém aqui sabe o motivo da fonte de corrente ser melhor q a fonte de tensão ?

aphawk · 3 de outubro de 2018

@K.e.V. T.a.G,

Bom, como você deve ter deduzido a partir da curva corrente X tensão direta de um Led, reparou que ela não é linear, e na verdade é uma curva exponencial.

De grosso modo, pode-se afirmar que um aumento de 10% na tensão direta pode até significar um aumento de mais de 50% na corrente !

Então, o que temos de controlar é a corrente que é forneçida, por exemplo usando uma fonte de corrente constante, a corrente nunca vai ultrapassar o valor que estipularmos, e isso vai evitar que o Led queime.

Este é o motivo de se controlar a corrente nos Leds, e não a tensão.

Já se você insistir em usar uma fonte de tensão, terá de usar um resistor limitador.

já se usar uma fonte de corrente constante, não irá precisar do resistor, entendeu ?

Paulo

K.e.V. T.a.G · 3 de outubro de 2018

Então, um driver de led (ou de barras de led), é na verdade uma fonte de corrente por causa disso.... Boa explicação, também se usa fonte de corrente porque com o tempo o led pode alterar suas caracteristicas e começar a aumentar a corrente com a mesma tensão, seria isso tambem ?

aphawk · 4 de outubro de 2018

@K.e.V. T.a.G ,

Não é bem por causa disso ....

Quem altera as características dos Leds é o aquecimento. Pode ocorrer ou por causa de uma corrente acima da correta, ou por causa de pouca dissipação na pastilha do Led.

Como estamos na terra dos trouxas, aqui usa-se Leds dimensionados para potencias de 10W e fazem ele trabalhar com 15W.

Ele brilha bem mais, mas em vez de durarem 5 anos, mal dura 1 ano.

Essa é a diferença de você comprar uma lampada de led Osram, e qualquer outra que se vende aqui.... Osram de 15W dura 10 anos, e as outras de 15W duram um ano.

Aí o leigo vê que uma Osram custa R$ 80,00 , e as outras custam R$ 15,00 , e acabam comprando gato por lebre, achando que fêz um ótimo negócio....

Aquí tudo funciona igual à Lei de Gerson : com o jeitinho brasileiro, o negócio é levar vantagem em tudo, cerrrrto ????

Paulo

Amauri Alves Techera · 29 de novembro de 2020

Boa Tarde fiz a ligação de 2 luminarias com 2 lampadas de led 10w cada em paralelo so q se acendo uma luminaria, acende bem agora se ligo as duas fica piscando porque acontece isso?

Renato.88 · 29 de novembro de 2020

32 minutos atrás, Amauri Alves Techera disse:

Boa Tarde fiz a ligação de 2 luminarias com 2 lampadas de led 10w cada em paralelo so q se acendo uma luminaria, acende bem agora se ligo as duas fica piscando porque acontece isso?

Provavelmente está em série e você não percebeu. Ou então a lâmpada está ruim.

Faça testes invertendo as lâmpadas, depois retire uma e ligue a outra.

Elas devem funcionar de maneira independente.

.if · 29 de novembro de 2020

Não entendi... sim quero que desenhe...

alexandre.mbm · 29 de novembro de 2020

Você já testou cada lâmpada separadamente?

Jimmy 2 · 26 de dezembro de 2020

Vale mencionar todas as possibilidades, mesmo que remotas:

Você está alimentando o conjunto com fio de bitola adequado? Sei que a potência da carga é baixa, mas se for um fio muito fino pode estar havendo perda de tensão nele e sobrando o não suficiente para as 2 lâmpadas. Ao ligar apenas 1 lâmpada, a corrente cai e a perda no fio também, restando o suficiente para acender 1 delas.

Caso esteja ligando as fitas de LED diretamente em VCC, verifique se a capacidade da fonte é suficiente para 2 lâmpadas.