Curso Focos Led

8/8/2019 Curso Focos Led

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CURSO:DISEO DE FOCOS DE LEDs EFICIENTES

CONTENIDOS:

Mdulo I: Comparacin de Tecnologas de IluminacinMdulo II: Iluminacin Basada en LEDsMdulo III: Optimizacin de Circuitos de LEDsMdulo IV: Estndares de Diseo de ENERGY MARKET

(Proyecto: Iluminando Comunidades con Tecnologa LED y Eficiencia Energtica)

Auspiciadores:


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MDULO I:COMPARACIN DE TECNOLOGAS DE

ILUMINACIN


Auspiciadores:


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ENERGY MARKET

DISEO DE FOCOS EFICIENTES BASADOS EN LED Pg. 3 de 5MDULO I: COMPARACIN DE TECNOLOGAS DE ILUMINACIN Vers in 1.2, 2008

INTRODUCCIN

La tecnologa LED est irrumpiendo en el mercado de la iluminacin

residencial, industrial y pblica.Este cambio de paradigma se explica por las caractersticas de ahorro,durabilidad y mayor flexibilidad para disear iluminacin ajustada anecesidades particulares de los clientes.

En Europa se ha comprobado ya por varios aos los beneficios que estatecnologa entrega. En las siguientes pginas se revisan estadsticas de

Alemania, as como datos de campo obtenidos de la experiencia nacional:

1. COMPAR ACIN DE GASTOS EN TECNOLOGAS DE ILUMI NACIN

Fuente:iniciativa de eficiencia energtica / dena

Base del clculo(La iluminacin producida es siempre la misma)

Ampolleta incandescente 25 Watts Ampolleta halgena 25 Watts

Ampolleta para ahorrar energa 5 WattsLED 0.8 Watts

Los gastos totales se suman al precio de compra, de reposicin y los costos de laenerga en el tiempo de comparacin.

Los gastos totales despus de 35.000 horas de vida til (vida til de una lmparacon LED) son:

Ampolleta incandescente $ 122.500 Ampolleta halgena $ 141.250


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Ampolleta para ahorrar energa $ 40.750LED $ 11.640

(traducido del alemn por Uwe Schnabl, Edicin: Hernn Moraga)

Las bases del clculo para Chile son:

Vida til incandescente 1.000 h, precio $ 250halgena 2.000 h, precio $ 1.000de ahorro 6.000 h. Precio $ 3.000LED 35.000 h, precio $ 8.000 con fuente

Costo del KW/h actual $ 130

(valores del mercado chileno VII Regin, por Uwe Schnabl)

2. INCENTIVO PARA USAR LEDS CON P ANELES FOTOVOLTAICOS

El LED o diodo emisor de luz consume 20mA y genera 2-8 candelas deluminosidad en un ngulo de 15-130 de apertura al excitar un gas noble. Sinfilamento que calentar logra alta eficiencia energtica y ms de 60.000 horas deduracin, superando ampliamente a los bulbos incandescentes. El siguientecuadro muestra una comparacin entre las tecnologas Incandescente,Fluorescente y de LED:

COMPARACI N DE TECNOLOGAS DE I LUMI NACI NFoco LED Fluorescente Incandescente

Energa necesaria para lograr iluminacincomparable en cono de 60

5W 32W 100W

Energa en forma de luz 95% 80%-90% 5%Vida til del foco 3 aos+ 1 ao+ 6 meses+Apertura del flujo luminoso 120 360 360Costo del Foco $17.900 $9.000 $500Consumo al mes (12hrs/da, $120 KWh) $216 $1.382 $4.320

Ahorro comparativo del FOCO LED $1.166/mes $4.104/mesMeses para pagar mayor costo del Foco LED 8 meses 5 meses

I NVERSI N EN TECNOLOG A SOLAR PARA I LUMI NAR DURANTE TODA LA NOCHECOMO UNA AMPOLLETA I NCANDESCENTE DE 100W

Panel solar requerido 20W $120.000

85W$405.000

2x130W $1.238.000

Batera recargable de plomo-cido 12V @ 7Ah$15.000

12V@ 100 Ah$100.000

2x12V@100Ah$200.000

Controlador de Carga 1 Amp$10.000

10 Amp$60.000

20 Amp$90.000Inversor No necesita 100W

$30.000300W

$40.000Sensor de luz (encendido automtico) $6.000 $6.000 $6.000

I NVERSIN FOCO AUTNOMO: $168.900 $610.000 $1.574.500Fuente:ENERGY MARKET, 2008

Los focos LED ms eficientes de ENERGY MARKET se pagan desde el mes 5 conlos ahorros que generan. En el comercio se encuentran generalmente disponiblespara 220V CA pero es posible fabricarlos tambin para 6V, 12V y 24V CC e inclusose puede solicitar versiones a medida segn las necesidades especficas de cadacliente.


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Para ms informacin, consultora o desarrollo de su proyecto de iluminacin,recurra a los Diseadores Certificados de Focos Eficientes Basados en LED de lared de ENERGY MARKET, disponible en www.e-market.cl -> CAPACITACIN.


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MDULO II :ILUMINACIN BASADA EN LEDs


Auspiciadores:


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DISEO DE FOCOS EFICIENTES BASADOS EN LED Pg. 2 de 9MDULO II: ILUMINACIN BASADA EN LEDs Vers in 1.2, 2008

INTRODUCCIN

Los diodos de luz (LED o Light Emitting Diode) son semiconductores quetransforman corriente elctrica directamente en luz visible. Sus ventajas frente alos medios de iluminacin convencionales son:

* Un grado muy alto en eficiencia,* Vida til extremamente larga,* Liviano,* Resistente a golpes.

1. HISTORIA DEL LED

El primer LED comercialmente utilizable fue desarrollado en el ao 1962,combinando Galio, Arsnico y Fsforo (GaAsP) con lo cual se consigui un LED

rojo con una frecuencia de emisin de unos 650 nm con una intensidadrelativamente baja, aproximadamente 10 mcd @ 20mA, (mcd = milicandela,posteriormente se explicar las unidades fotomtricas utilizadas para determinarla intensidad lumnica de los LEDs). El siguiente desarrollo se bas en el uso delGalio en combinacin con el Fsforo (GaP) con lo cual se consigui una frecuenciade emisin del orden de los 700 nm. A pesar de que se consegua una eficienciade conversin electrn-fotn o corriente-luz ms elevada que con el GaAsP, estase produca a relativamente baja corrientes, un incremento en la corriente nogeneraba un aumento lineal en la luz emitida, sumado a esto se tena que lafrecuencia de emisin estaba muy cerca del infrarrojo una zona en la cual el ojono es muy sensible por lo que el LED pareca tener bajo brillo a pesar de susuperior desempeo de conversin.

Los siguientes desarrollos, ya entrada la dcada del 70, introdujeron nuevoscolores al espectro. Distinta proporcin de materiales produjo distintos colores.

As se consiguieron colores verde y rojo utilizando GaP y mbar, naranja y rojo de630nm (el cual es muy visible) utilizando GaAsP. Tambin se desarrollaron LEDsinfrarrojos, los cuales se hicieron rpidamente populares en los controles remotosde los televisores y otros artefactos del hogar.

En la dcada del 80 un nuevo material entr en escena el GaAlAs Galio, Aluminioy Arsnico. Con la introduccin de este material el mercado de los LEDs empez adespegar ya que provea una mayor performance sobre los LEDs desarrollados

previamente. Su brillo era aproximadamente 10 veces superior y adems se podautilizar a elevadas corrientes lo que permita utilizarlas en circuitos multiplexadoscon lo que se los poda utilizar en display y letreros de mensaje variable. Sinembargo este material se caracteriza por tener un par de limitaciones, la primeray ms evidente es que se conseguan solamente frecuencias del orden de los660nm (rojo) y segundo que se degradan ms rpidamente en el tiempo que losotros materiales, efecto que se hace ms notorio ante elevadas temperaturas yhumedades. Hay que hacer notar que la calidad del encapsulado es un factorfundamental en la ecuacin temporal. Los primeros desarrollos de resinas epoxipara el encapsulado posean una no muy buena impermeabilidad ante lahumedad, adems los primeros LEDs se fabricaban manualmente, el


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posicionamiento del sustrato y vertido de la resina era realizado por operarios yno por mquinas automticas como hoy en da, por lo que la calidad del LED erabastante variable y la vida til mucho menor que la esperada. Hoy en da esosproblemas fueron superados y cada vez son ms las fbricas que certifican lanorma ISO 9000 de calidad de proceso. Adems ltimamente es ms comn quelas resinas posean inhibidores de rayos UVA y UVB, especialmente en aquellosLEDs destinados al uso en el exterior.

En los 90 se apareci en el mercado tal vez el ms exitoso material para producirLEDs hasta la fecha, el AlInGaP Aluminio, Indio, Galio y Fsforo. Las principalesvirtudes de este tetra compuesto son que se puede conseguir una gama decolores desde el rojo al amarillo cambiando la proporcin de los materiales que locomponen y segundo, su vida til es sensiblemente mayor, a la de suspredecesores, mientras que los primeros LEDs tenan una vida promedio efectivade 40.000 horas los LEDs de AlInGaP podan durar ms de 100.000 horas aun en

ambientes de elevada temperatura y humedad.Es de notar que muy difcilmente un LED se queme, si puede ocurrir que seponga en cortocircuito o que se abra como un fusible e incluso que explote si sele hace circular una elevada corriente, pero en condiciones normales de uso unLED se degrada o sea que pierde luminosidad a una tasa del 5% anual. Cuando elLED ha perdido el 50% de su brillo inicial, se dice que ha llegado al fin de su vidatil y eso es lo que queremos decir cuando hablamos de vida de un LED. Unrpido clculo nos da que en un ao hay 8760 horas por lo que podemosconsiderar que un LED de AlInGaP tiene una vida til de ms de 10 aos.

Uno de factores fundamentales que atentan contra este nmero es la

temperatura, tanto la temperatura ambiente como la interna generada en el chip,por lo tanto luego nos referiremos a tcnicas de diseo de circuito impreso parabajar la temperatura.

Cuando se fabrica el LED, se lo hace depositando por capas a modo de vapores,los distintos materiales que componen el LED, estos materiales se depositansobre una base o sustrato que influye en la dispersin de la luz. Los primerosLEDs de AlInGaP se depositaban sobre sustratos de GaAs el cual absorbe la luzinnecesariamente. Un adelanto en este campo fue reemplazar en un segundopaso el sustrato de GaAs por uno de GaP el cual es transparente, ayudando deesta forma a que ms luz sea emitida fuera del encapsulado. Por lo tanto este

nuevo proceso dio origen al TS AlInGaP (Tranparent Substrate) y los AlInGaPoriginales pasaron a denominarse AS AlInGaP (Absorbent Susbtrate). Luego estemismo proceso se utiliz para los LED de GaAlAs dando origen al TS GaAlAs y al

As GaAlAs. En ambos casos la eficiencia luminosa se incrementaba tpicamente enun factor de 2 pudiendo llegar en algunos casos a incrementarse en un factor de10. Como efecto secundario de reemplazar el As por el TS se nota un pequeoviro al rojo en la frecuencia de emisin, generalmente menor a los 10nm. Al finalde los 90 se cerr el circulo sobre los colores del arco iris, cuando gracias a lastareas de investigacin de Shuji Nakamura, investigador de Nichia, unapequea empresa fabricante de LEDs de origen japons, se lleg al desarrollo delLED azul. Este LED siempre haba sido difcil de conseguir debido a su elevada


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energa de funcionamiento y relativamente baja sensibilidad del ojo a esafrecuencia (del orden de los 460 nm). Hoy en da coexisten varias tcnicasdiferentes para producir luz azul, una basada en el SiC Silicio Carbono otrabasada en el GaN Galio Nitrgeno, otra basada en InGaN Indio-Galio-Nitrgenosobre substrato de Zafiro y otra GaN sobre sustrato SiC. El compuesto GaN,inventado por Nakamura, es actualmente el ms utilizado. Otras tcnicas como lade ZnSe Zinc Selenio ha sido dejadas de lado y al parecer el SiC seguir elmismo camino debido a su bajo rendimiento de conversin y elevada degradacincon la temperatura.

Dado que el azul es un color primario, junto con el verde y el rojo, existe hoy enda la posibilidad de formar el blanco con la combinacin de los tres y toda lagama de colores del espectro. Esto permite que los display gigantes y carteles demensajes variables full color se hagan cada da ms habituales en la vidacotidiana. Es tambin posible lograr otros colores con el mismo material GaN,

como por ejemplo el verde azulado o turquesa, de una frecuencia del orden delos 505 nm. Este color es importante ya que es el utilizado para los semforos yentra dentro de la norma VTCSH parte 2 americana y otras. Su tono azulado lohace visible para las personas daltnicas. El daltonismo es una enfermedadcongnita que hace a quien lo padece ser parcialmente ciego a determinadasfrecuencias de color, generalmente dentro de ellas est la correspondiente alverde puro que tiene una frecuencia del orden de los 525 nm.

Otros colores tambin son posibles de conseguir como por ejemplo el prpura,violeta o ultravioleta. Este ltimo es muy importante para la creacin de unaforma ms eficiente de producir luz blanca que la mera combinacin de loscolores primarios, ya que aadiendo fsforo blanco dentro del encapsulado, este

absorbe la radiacin ultravioleta y emite frecuencia dentro de todo el espectrovisible, logrando luz blanca en un proceso similar al que se produce en el interiorde los tubos fluorescentes. A veces el fsforo posee una leve tonalidadamarillenta para contrarrestar el tono azulado de la luz del semiconductor. Losdatos tcnicos fueron obtenidos de distintos fabricantes. Es de notar que laresolucin del ojo es del orden de los 3 a 5 nm segn el color de que se trate.(fuente: http://infoleds.wordpress.com/historia-de-los-leds/, 2008).


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2. ANATOMA DE UN LED

Los diodos LED existen en varias presentaciones. En este curso se trabajar conla presentacin ms comn del LED, el LED encapsulado:

Imagen:Estructura de un LED, Fuente: Imgenes GOOGLE, 2008

3. FUNCIONAMIENTO

El LED o Diodo Emisor de Luz es un componente electrnico que pertenece a lafamilia de los diodos pero que tiene la propiedad de emitir luz cuando se hacecircular una corriente elctrica por l. Los diodos son semiconductores de estadoslido construidos bajo el modelo de capas conductoras y no conductoras, las queal aplicarse una corriente elctrica cambian sus propiedades conductivas,dependiendo de la polaridad aplicada, es decir, en un sentido conducen lacorriente elctrica y en el otro no la conducen.

El LED es un diodo que agrega una diminuta cmara gaseosa que separa el nodo del Ctodo, los que al aplicrseles una corriente elctrica, excitan el gasproduciendo un efecto similar a un arco voltaico. Dependiendo de la composicindel gas y los otros elementos slidos depositados entre ambos electrodos(depsito denominado chip por los fabricantes) el gas al excitarse producir luzde un determinado color e intensidad.


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4. PROPIEDADES FSI CAS DEL LED

Distintos parmetros fsicos determinan un LED, todos los que generalmente sedetallan en la ficha tcnica del LED provista por el fabricante. Entre ellos, losms utilizados por los Diseadores de focos basados en LED son:

Forward Voltaje (VF) : 3.2 3.4V (valores tpico y mximo)Forward Current (IF) : 20 mA (valor mximo)Power Dissipation (PD) : 70 mW (valor mximo)Operation Temperature (T Opr) : -25C/80C (rango de operacin)Luminnus Intensity (IV) : 2.500 3.000 mcd (para voltajes

especificados)Color Temperature : 5000-6000K (color de la luz)

Viewing Angle : 80 (ngulo de apertura)

5. CONCEPTOS FUNDAM ENTALES DE ILUM INACIN5.1. La LuzLuz es la radiacin electromagntica visible que se emite en forma de ondasdesde una fuente de luz.

Unidades de fotometra del SIMa gnit ud Smbolo Unidad del SI Abrev. Notas

Energa luminosa Qv lumen segundo lms A veces se usa ladenominacin talbot, ajenaal SI

Flujo luminoso F lumen (= cdsr) lm Medida de la potencialuminosa percibida

Intensidadluminosa

Iv candela (=lm/sr)

cd Una Unidad bsica del SI

Luminancia Lv candela pormetro cuadrado

cd/m2 A veces se usa ladenominacin nit, ajena al SI

Iluminancia Ev lux (= lm/m2) lx Usado para medir laincidencia de la luz sobreuna superficie

Emisin luminosa Mv lux (= lm/m2) lx Usado para medir la luzemitida por una superficie

Eficiencia luminosa lumen por vatio lmW-1 razn de flujo luminoso entreflujo radiante; el mximoposible es 683,002

FUENTE:Wikipedia (http://es.wikipedia.org/wiki/Candela)

5.2. Flujo Lum inosoSu unidad es lumen (LM). Bajo este nombre se entiende toda la luz emitida desdesu fuente en todas las direcciones del espacio. La relacin entre LUMENES yCANDELAS puede obtenerse a partir de la siguiente relacin:

1 lumen = 1 candela * estereorradin

Recurriendo a una frmula equivalente para un estereorradin, se obtiene unaaproximacin ms prctica:


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5 .4. Luminancia o nivel de ilum inacinSu unidad es Lux (LX).

Un Lux equivale a un lumen / m 2. Se usa en fotometra como medida de laintensidad luminosa, tomando en cuenta las diferentes longitudes de onda segnla funcin de luminosidad, un modelo estndar de la sensibilidad a la luz del ojohumano.

1 lx = 1 lm/m2 = 1 cd * sr / m2

El lux es una unidad derivada, basada en el lumen, que a su vez es una unidadderivada basada en la candela.

Un lux equivale a un lumen por metro cuadrado, mientras que un lumen equivalea una candela por estereorradin. El flujo luminoso total de una fuente de unacandela equivale a 4 pi lmenes (puesto que una esfera comprende 4 pi

estereorradianes).

Ejemplo IluminanciaNoche con estrellas 0,001 LxLuna Llena 0,25 Lx

Vela a 1 metro 1 LxIluminacin de la calle 10 LxIluminacin de un pasillo 80-100 LxSalida o puesta de sol en un da despejado 400 LxIluminacin de una oficina 400-500 LxEstudio de Televisin 1.000 LxInvierno nublado 3.200 LxPabelln de Operacin 10.000 Lx

Luz solar en un da medio (mn). 32.000 LxLuz solar en un da medio (mx). 100.000 LxLuz solar en Desierto de Atacama (mx). 129.000 Lx

FUENTE:Wikipedia (http://es.wikipedia.org/wiki/Lux)Aportes de Tabla de Iluminancia por Uwe Schnabl, 2008

5.5. Densidad de la LuzSu unidad es Candela por metro cuadrado (CD/m2). Es la medida para la claridadpercibida. La densidad de luz es el flujo por superficie y ngulo del espacio. Lavista humana percibe diferencias en densidad de luz como diferencias en claridad.

5.6. Temperatu ra del colorLa Temperatura de color de una fuente de luz se define comparando su colordentro del espectro luminoso con el de la luz que emitira un Cuerpo Negrocalentado a una temperatura determinada. Por este motivo esta temperatura decolor generalmente se expresa en kelvin, a pesar de no reflejar expresamenteuna medida de temperatura.

FUENTE:Wikipedia (http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Color_temperature.svg)


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Imagen: Comparacin de Temperatura de Color, Fuente: ENERGY MARKET, 2008

Algunos ejemplos aproximados de temperatura de color* 1700 K: Luz de una cerilla* 1850K : Luz de vela* 2800 K: Luz incandescente o de tungsteno (iluminacin domstica

convencional)* 5500 K: Luz de da, flash electrnico (aproximado)* 5770 K: Temperatura de color de la luz del sol pura* 6420 K: Lmpara de Xenon* 9300 K: Pantalla de televisin convencional* 28000 - 30000 K: Relmpago.

6. DURAB ILIDAD Y CUIDADOS

Los LEDs pueden llegar a durar hasta 100.000 horas en condiciones ideales. Loque acorta la vida til del LED es el exceso de corriente, exceso de temperatura,y la humedad. Por ello, en condiciones reales de operacin, los LEDs reducen suvida til considerablemente (30.000 horas en un buen diseo). Proveer unentorno que asegure que la corriente elctrica no superar el valor mximo de20mA y baja Temperatura y poca humedad es la primera meta del Diseador deFocos basados en LEDs.

(preparado por Uwe Schnabl / Hernn Moraga, ENERGY MARKET, 2008)

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Para ms informacin, consultora o desarrollo de su proyecto de iluminacin,recurra a los Diseadores Certificados de Focos Eficientes Basados en LED de la

red de ENERGY MARKET, disponible en www.e-market.cl -> CAPACITACIN.


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MDULO III :CIRCUITOS ADECUADOS PARA LEDS


Auspiciadores:


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DISEO DE FOCOS EFICIENTES BASADOS EN LED Pg. 2 de 4MDULO III: OPTIMIZACIN DE CIRCUITOS DE LEDs Vers in 1.2, 2008

INTRODUCCIN

Un aspecto clave del diseo de focos eficientes basados en LED es el correctodiseo del circuito de alimentacin del cluster o arreglo de LEDs.

Generalmente el inexperto cometer errores que redundarn en una corta vidatil de los LEDs y/o iluminacin dispareja.

A continuacin se compara un circuito no adecuado que cualquier inexpertousara con uno al que se le ha adecuado la alimentacin de acuerdo a la Ley deOhm para adaptarlo al uso con LEDs.

1. CIRCUITO NO ADECUADO

Bajo la lgica comn de la mayora de las personas, la forma obvia de conectarms de un diodo LED a una fuente de alimentacin determinada, consiste enconectar en paralelo todos los LEDs con una Acometida (forma de alimentar elcircuito, puntos A y B del diagrama) en el primer LED del arreglo cuya Corrientede alimentacin es I1, tal como se muestra en la figura:

Figura:Circuito no optimizado (Fuente: Jorge Osorio, 2008)

En este circuito, si bien se supondra un Voltaje y Corriente constantes a cada

LED conectado, la realidad sugiere que la Corriente disminuye a medida que elLED se aleja de la Fuente, lo que se representa con la barra negra con puntosblancos que representan la luminosidad de cada LED. Esto se produce debido a laResistencia que posee todo conductor elctrico, en particular el cable de conexinque se encuentra entre la fuente y los puntos A y B, y tambin el conductor quese encuentra entre cada diodo LED. Dependiendo del material del conductor, yasea cobre, aluminio u otra aleacin, sus efectos de Resistencia sern diferentes.Esta caracterstica se conoce como el coeficiente de resistividad elctrica yse mide en Ohms [ ].


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El coeficiente de resistividad elctrica, est relacionado con las caractersticaselectronegativas que poseen todos los elementos que se encuentran en lanaturaleza. De hecho todo elemento conocido posee cierta capacidad de conduciro oponerse al paso de electrones por si mismo. Mientras ms electronegativo seadicho elemento mejor conductor elctrico ser.

2. LEY DE OHM

Segn la Ley de Ohm, si se mantiene la fuente de alimentacin constante(Voltaje) se observa que al aumentar la Resistencia, la Intensidad (corriente)disminuir en relacin inversa:

V = I * R (Voltaje = Intensidad * Resistencia)[V] = [A] * [ ] (unidades: Volt, Ampere, Ohm)

En el caso puntual del circuito bajo anlisis se observa que a medida queaumenta la cantidad de LEDs, la longitud de cable de alimentacin al ltimo LEDaumenta y por ende el factor de resistividad tambin aumenta, creando unaresistencia invisible que se opone al paso de la corriente. Adems si se agregaotros factores tales como la utilizacin de cable muy delgado, esta resistividadaumenta an ms, haciendo que la corriente que llega a los LEDs ms alejadosde la fuente de voltaje disminuya en forma significativa. Esto provoca comoconsecuencia una menor Intensidad de corriente, y por ende menor luz generadaen los LEDs ms lejanos.

Adems, como el diodo LED trabaja dentro de un rango de voltaje defuncionamiento determinado, se crea el problema de que al intentar aumentar el

Voltaje de alimentacin para el LED ms lejano, se causar que el LED mscercano a la fuente se queme por recibir ms Voltaje del que por diseo es capazde soportar. Al quemarse el primer LED de un circuito en equilibrio, el Voltaje (yla Intensidad) del mismo tender a subir marginalmente (este fenmeno essimilar a cuando se est regando el jardn y simultneamente alguien est conotra llave abierta en la casa; al cerrar una de las llaves, la presin de la corrientede agua aumenta marginalmente en la llave que queda abierta). Este aumentomarginal de Voltaje y Corriente que recibir cada LED har que el LED ahora msprximo a la fuente sufra la mayor corriente del circuito y tambin se queme, loque se repetir en cascada hasta terminar daando todos los LEDs del circuito.

Es til recordar que existe otra relacin de la Ley de Ohm que nos permitecalcular la Potencia o Consumo de un componente o circuito elctrico:

P = V * I (Potencia = Voltaje * Intensidad)[W] = [V] * [A] (unidades: Watt o VA, Volt, Ampere)

En resumen, la Ley de Ohm nos servir para Disear conceptualmente un circuitoadecuado como aquel en que todos los LEDs tienen un circuito de alimentacincon idntica resistencia, es decir, que el conductor sea de un dimetro constantey que el recorrido por dicho conductor entre la Fuente y cada LED sea del mismolargo.


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3. CIRCUITO ADECUADO

Aplicando la Ley de Ohm ingeniosamente se obtiene el siguiente circuitoadecuado para que cada LED reciba el mismo Voltaje e Intensidad de Corriente:

Figura:Circuito optimizado (Fuente: Jorge Osorio, 2008)

De la figura se observa que la acometida de alimentacin ahora es Simtrica (porextremos opuestos, sealada con las letras A y B en el circuito). La AcometidaSimtrica garantiza que cada LED tenga el mismo recorrido de alimentacin o lamisma Resistencia y con ello se hace idntica la Intensidad de cada LED delcircuito por la Ley de Ohm (V = I * R). Comparando el circuito total dealimentacin para encender el LED Nro. 1 con la Corriente I1 con el circuito totalde alimentacin para encender el LED Nro. 2 con la Corriente I2, se observa que

el mayor tramo de circuito de la acometida positiva es compensado con el menortramo de circuito de la acometida negativa, en un segmento idntico. Esto haceque todos los LEDs tengan un recorrido de alimentacin idntico o Resistenciaidntica y por ende, la Intensidad de Corriente a la que estarn expuestostambin es la misma.

4. OPTIMIZACIN DEL CIRCUITO

Lo nico que ahora debe preocupar al Diseador, es proteger al Circuito cuandoun o ms LEDs se queman, de modo que no se produzca la quemazn encascada por mayor flujo de Corriente que el que puedan tolerar. Ello se logramediante: (1) la instalacin de un Conductor Protector Divisor de Voltajecuando las series son de dos o ms LEDs, y (2) diseando el circuito con unconsumo mx imo de 16 mA en lugar de 20 mA por LED (margen de seguridaddel 20%), lo que se explica en detalle en el mdulo de NORMAS DE DISEO DEENERGY MARKET.

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MDULO IV:ESTNDARES DE DISEO DE

ENERGY MARKET


Auspiciadores:


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DISEO DE FOCOS EFICIENTES BASADOS EN LED Pg. 2 de 5MDULO IV: ESTNDARES DE DISEO DE ENERGY MARKET Versin 1.2, 2008

INTRODUCCIN

Las siguientes normas de diseo tienen por objetivo crear un modelo de

fabricacin y servicio tcnico comn compartido entre los diferentes fabricantescertificados de la red de ENERGY MARKET. Esto permite mejorarsignificativamente las probabilidades de cierre de negocios, al ofrecer apotenciales clientes una red de servicio post-venta, mejorando la percepcincomercial del oferente ante el mandante.

Otro beneficio de adherir al estndar viene con el aumento de la capacidad deproduccin de cada fabricante, el que puede recurrir a contratar la capacidad querequiere a otros nodos de la red que adhieren al estndar, pudiendo atenderpedidos mayores cuando su capacidad de produccin est copada.

Las cuatro normas de diseo propuestas en este mdulo obedecen cada una a unimperativo de produccin o serviciabilidad, compatible con una concienciamedioambiental. Estas son: Durabilidad, Eficiencia, Simetra y Etiquetadoprofesional del Foco de LEDs. A continuacin se enumeran los cinco estndaresde Diseo que utiliza ENERGY MARKET para la fabricacin de focos eficientesbasados en LEDs:

1. DURABILIDAD: Extender vida til de los LEDs

1.1 Limitar corriente del foco al 80% del mximo terico 1.2. Proteccin de LEDs con conductor de a islacin

2. EFICIENCIA : Hacer un uso eficiente de los recursos

2.1. Mn ima resistencia disipadora2.2. Mnim o desperdicio de materiales

3. SIMETRA : Distribucin homognea de corrientes a series de LEDs

4. CONTROL DE LA TEMPERATURA

5. ETIQUETADO: Etiquetar con toda la informacin del foco y del fabricante

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Crditos:

Sr. Hernn Moraga, Fundador de ENERGY MARKET.Sr. Uwe Schabl, Diseador Certificado de Focos LEDs de ENERGY MARKET.Sr.

Jorge Osorio, Diseador Certificado de Focos LEDs de ENERGY MARKET.Roberto Negroni Certificado de Focos LEDs de ENERGY MARKET.

2008, Patrimonio de la Humanidad.

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