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31/07/2011 #1


Fuente 12V 2A para insoladora LED UV
Hola a tod@s!!
Soy estudiante de ingeniería electrónica y tengo idea de fabricar una insoladora LED, hace tiempo vi unos diseños que me llamaron la atención y ahora que por fin estoy vacaciones me he puesto manos a la obra.
El caso es que para poder alimentar la placa, la cual esta formada por 80 LEDs es necesario fabricar una fuente que por lo menos suministre 1,5A por eso había pensado en una de 2A para dejar un poco de margen. A la hora de diseñar la placa he tomado como 12V la tensión de alimentación de forma que he colocado tres LED en serie, evitando colocar una R por LED y reduciendo de esta manera el consumo.
Ahora bien he aquí la cuestión, este se trata de mi primer diseño de una fuente y tengo varias dudas al respecto. En un principio, mi idea era hacer la típica fuente (transformador + puente de diodos + regulador) pero el caso es que para este diseño me haría falta un transfo que me diera entre 14-16VDC en el secundario. De esta manera, conseguí desmontar un transfo de una tele pequeña estropeada que tenía por casa (no conocía características), muy bien medí la tensión de secundario y me dio una tensión de 16V en un principio perfecto para la aplicación. La cuestión es que me parece grande y pesado.
He intentado deducir cuanta corriente consume colocando un potenciómetro de 100Ω
y modificando la resistencia para poder apreciar cuando empezaba a disminuir la tensión pero el potenciómetro no aguantó , supongo que suministra un corriente bastante superior a 2A. A continuación os adjunto una foto del transformador, este tiene las dimensiones de (45mm X 50mm X 42mm) y 350gr de peso.
Con el fin de reducir el tamaño de la fuente pensé en comprar otro transformador, pero me he dado cuenta que en el mercado no bajan de 10e y por un poco más te puedes comprar una fuente ya fabricada. Me gustaría saber si existen transformadores de estas características de menor tamaño, peso y precio.
Por otra parte me gustaría poder colocar un control de intensidad con PWM por si algun tipo de placa se resiste o se churrusca mucho. Y no se si al final va a merecer la pena construir una fuente conmutada. Se podría reducir el tamaño con una conmutada? Supongo que si viendo los cargadores de movil que hay hoy en día.
Espero vuestros consejos y gracias de antemano!!
31/07/2011 #2

Avatar de Electronec

Buenas:

A juzgar por el tamaño, ese transformador debe de ser de como mucho de 500mA. mas bien 300mA diria yo.

Para 80 leds necesitas un trafo de, como bién dices, de 1,5A o 2A.

No por colocar una resistencia por cada tres led´s, vas a reducir el consumo en lugar de una por cada led.

No hace falta que coloques un regulador. Con poner el puente de diodos y un buen condensador, ya es mas que suficiente.

Para minimizar gastos y espacio, en lugar de un transformador normal, puedes poner un trafo de 12V para luces halógenas o dicroicas, es un buén consejo.

Saludos.
31/07/2011 #3


Hola Electronec,
Me tengo que disculpar ya que he metido un poco el pata, el transfo no trae ninguna referencia pero la tele si. He descubierto una etiqueta que pone "DC: 12V 1000mA" así que lo del transfo queda resuelto, debe sacar 1,2A o algo así.
También me acabo de dar cuenta de porque se ha roto el potenciómetro que utilice para averiguar cuanta corriente era capaz de suministrar el transfo. Pensaba que era de mayor potencia y es 1/2W que burro soy! Casi nada lo he sometido a una potencia de 19.2W (1.2A* 16), le he suministrado una potencia 38 veces superior a la que soporta, normal que se haya roto! lo que no se es porque no ha echado a arder, XD.
Me parece que con lo de colocar 3 LEDs por cada resistencia si estoy en lo cierto corregirme si me equivoco. Si en cada rama coloco 3 LEDs (estos tiene una caída de tensión de 3,58V), y una R de 64Ω tendré una corriente aproximada de 19mA=12-(3*3.58)/64. Si por otra parte colocase una R por cada LED para conseguir 19mA, me tocaría colocar una R de 680Ω, es decir, 12/680=17,6mA.
Si se coloca una R por cada LED el consumo de la insoladora será de:
P = 12V*17,6mA*78ramas = 16,8w
Y colocando 1 resistencia por cada 3 LEDs de será de:
P = 12V*19mA*26ramas = 5,9w
He adjuntado una simulación de Pspice que confirma lo que acabo de decir, la caída de tensión de los LEDs que he colocado no es la misma que en los LEDs de la insoladora pero para corroborar lo que digo sirve.
Lo que me acabo de percatar al realizar estos cálculos de que la corriente es menor de la que pensaba. La corriente que circula por la insoladora colocando 1R por 3 LEDs es de:
I = 26ramas*19mA = 490mA
Mira por donde ahora el transfo que realmente necesito tiene que ser capaz de suministrar una corriente de por lo menos 0,5A, que será mejor darle un poco de margen.
No hace falta que coloques un regulador. Con poner el puente de diodos y un buen condensador, ya es mas que suficiente.
Gracias por el consejo , lo tendré en cuenta cuando me decida a diseñar.
Para minimizar gastos y espacio, en lugar de un transformador normal, puedes poner un trafo de 12V para luces halógenas o dicroicas, es un buén consejo.
Me ha parecido muy buena idea he visto unos por 2,5e eso si más gastos de envío pero está muy bien.
Pués nada voy a seguir dándole vueltas y ya os comunico en el momento que me decida. Me han hablado de unos reguladores conmutados de última tecnología que pueden ir muy bien y más ahora que me he dado cuenta que necesito menos corriente de la que esperaba. Son un poco caros pero se pueden conseguir tamaños espectaculares.
Imágenes Adjuntas
Tipo de Archivo: png Sumulaciónpp.png (51,5 KB (Kilobytes), 68 visitas)
01/08/2011 #4

Avatar de Electronec

MagicFoton dijo: Ver Mensaje
Me parece que con lo de colocar 3 LEDs por cada resistencia si estoy en lo cierto corregirme si me equivoco. Si en cada rama coloco 3 LEDs (estos tiene una caída de tensión de 3,58V), y una R de 64Ω tendré una corriente aproximada de 19mA=12-(3*3.58)/64. Si por otra parte colocase una R por cada LED para conseguir 19mA, me tocaría colocar una R de 680Ω, es decir, 12/680=17,6mA.
................
Estas en lo cierto compañero.

Saludos.
01/08/2011 #5


Y colocando 1 resistencia por cada 3 LEDs de será de:
P = 12V*19mA*26ramas = 5,9w
He adjuntado una simulación de Pspice que confirma lo que acabo de decir, la caída de tensión de los LEDs que he colocado no es la misma que en los LEDs de la insoladora pero para corroborar lo que digo sirve.
Lo que me acabo de percatar al realizar estos cálculos de que la corriente es menor de la que pensaba. La corriente que circula por la insoladora colocando 1R por 3 LEDs es de:
I = 26ramas*19mA = 490mA
Me he confundido, tienes razón Electronec:
No por colocar una resistencia por cada tres led´s, vas a reducir el consumo en lugar de una por cada led.
Colocando una R por cada 3 LEDs el consumo del circuito es el mismo que colocando una por cada LED. Los cálculos que he hecho son para que por cada rama formada por 3 LEDs circule una corriente de 19mA, es decir, lo que ocurrirá en este caso es que dicha corriente se repartirá por los 3 LEDs produciendo una cantidad de luz inferior a la que deberían. Consume una tercera parte, pero claro, también alumbra una tercera parte menos. XD
En definitiva si por cada LED se quiere que circule una corriente de 19mA el consumo de la insoladora siempre será el mismo.

No hace falta que coloques un regulador. Con poner el puente de diodos y un buen condensador, ya es mas que suficiente.
Le he estado dando vueltas y no se si lo de aumentar el tamaño del C es buena idea. Reducirías el rizado, pero siempre quedaría algo, y en este caso a la hora de insolar creo que sería conveniente que la luz fuese lo más estable posible. Si la tensión de salida tiene un pequeño rizado, podría ser que alguna parte de la placa no se revelase como es debido.

Ahora estoy estudiando unos circuitos de aplicaciones con reguladores conmutados si consigo adaptar alguno para esta aplicación ya os lo comunico. También agradecería si alguien pudiera aportar algún diseño de una fuente de 12V y 2A de tamaño reducido.
01/08/2011 #6

Avatar de fernandoae

No por colocar una resistencia por cada tres led´s, vas a reducir el consumo en lugar de una por cada led.
Si que cambia la situacion!, usando series de 3 leds en vez de consumir 20mA por cada uno vas a consumir 20mA en total, con mas eficiencia ya que la resistencia disipa menos potencia, es ley de Ohm...

Para minimizar gastos y espacio, en lugar de un transformador normal, puedes poner un trafo de 12V para luces halógenas o dicroicas, es un buén consejo.
No tan bueno, necesitas rectificadores de alta velocidad ya que son fuentes switching
01/08/2011 #7

Avatar de Electronec

MagicFoton dijo: Ver Mensaje

Le he estado dando vueltas y no se si lo de aumentar el tamaño del C es buena idea. Reducirías el rizado, pero siempre quedaría algo, y en este caso a la hora de insolar creo que sería conveniente que la luz fuese lo más estable posible. Si la tensión de salida tiene un pequeño rizado, podría ser que alguna parte de la placa no se revelase como es debido.
Los led no van a parpadear como para que los PCB´s salgan defectuosos. Tus ojos no van a apreciar nada. Vas a tener un regulador disipando potencia para qué.


fernandoae dijo: Ver Mensaje
No tan bueno, necesitas rectificadores de alta velocidad ya que son fuentes switching
Me refiero a un transformador magnético no electrónico.

Saludos.
02/08/2011 #8


MagicFoton dijo: Ver Mensaje
Hola a tod@s!!
Soy estudiante de ingeniería electrónica y tengo idea de fabricar una insoladora LED, hace tiempo vi unos diseños que me llamaron la atención y ahora que por fin estoy vacaciones me he puesto manos a la obra.
El caso es que para poder alimentar la placa, la cual esta formada por 80 LEDs es necesario fabricar una fuente que por lo menos suministre 1,5A por eso había pensado en una de 2A para dejar un poco de margen. A la hora de diseñar la placa he tomado como 12V la tensión de alimentación de forma que he colocado tres LED en serie, evitando colocar una R por LED y reduciendo de esta manera el consumo.
Ahora bien he aquí la cuestión, este se trata de mi primer diseño de una fuente y tengo varias dudas al respecto. En un principio, mi idea era hacer la típica fuente (transformador + puente de diodos + regulador) pero el caso es que para este diseño me haría falta un transfo que me diera entre 14-16VDC en el secundario. De esta manera, conseguí desmontar un transfo de una tele pequeña estropeada que tenía por casa (no conocía características), muy bien medí la tensión de secundario y me dio una tensión de 16V en un principio perfecto para la aplicación. La cuestión es que me parece grande y pesado.
He intentado deducir cuanta corriente consume colocando un potenciómetro de 100Ω
y modificando la resistencia para poder apreciar cuando empezaba a disminuir la tensión pero el potenciómetro no aguantó , supongo que suministra un corriente bastante superior a 2A. A continuación os adjunto una foto del transformador, este tiene las dimensiones de (45mm X 50mm X 42mm) y 350gr de peso.
Con el fin de reducir el tamaño de la fuente pensé en comprar otro transformador, pero me he dado cuenta que en el mercado no bajan de 10e y por un poco más te puedes comprar una fuente ya fabricada. Me gustaría saber si existen transformadores de estas características de menor tamaño, peso y precio.
Por otra parte me gustaría poder colocar un control de intensidad con PWM por si algun tipo de placa se resiste o se churrusca mucho. Y no se si al final va a merecer la pena construir una fuente conmutada. Se podría reducir el tamaño con una conmutada? Supongo que si viendo los cargadores de movil que hay hoy en día.
Espero vuestros consejos y gracias de antemano!!
este trafo es 110V-16V 2A a 3A,te digo esto porque si era una tele,consume mas de 1.5A,ponele un retificador puente de diodos y un capacitor entre 2200uF y 4700uF segun el rizado que quieras y listo,no es dificil de solucionar.hace un pcb de 3 led en serie y una resistencia

MagicFoton dijo: Ver Mensaje
Hola a tod@s!!
Por otra parte me gustaría poder colocar un control de intensidad con PWM por si algun tipo de placa se resiste o se churrusca mucho. Y no se si al final va a merecer la pena construir una fuente conmutada. Se podría reducir el tamaño con una conmutada? Supongo que si viendo los cargadores de movil que hay hoy en día.
Espero vuestros consejos y gracias de antemano!!
cualquier PWM sirve,solo que a la salida colocale un transistor que soporte unos 2 a 3 amperios,o la corriente total de los led y chau
02/08/2011 #9


Si que cambia la situacion!, usando series de 3 leds en vez de consumir 20mA por cada uno vas a consumir 20mA en total, con mas eficiencia ya que la resistencia disipa menos potencia, es ley de Ohm...

Fernandoae tienes toda la razón del mundo, yo es lo que pensaba y lo que demostraban las simu que coloque. Pero hice la prueba con tres leds verdes, coloque una R para que pasasen 19mA y por otro lado puse un diodo solo con su R para que también circulasen 19mA.
Pues para mi sorpresa los leds de la rama formada por 3 leds alumbraban menos que la de un solo led. Esto me ocurrió porque no tuve en cuenta la curva característica del led, la tensión directa del diodo varía en en gran medida en función de cambios de tensión o corriente.
En definitiva, si diseñamos el circuito para que por cada led circulen 20mA independientemente del número de leds que coloquemos por cada rama, cada led consumirá lo siguiente P = 20mA * 3.5V = 70mW. Si colocamos más leds por cada rama se va a conseguir reducir la potencia total debido a que las R disipan una cantidad menor de potencia.

este trafo es 110V-16V 2A a 3A,te digo esto porque si era una tele,consume mas de 1.5A,ponele un retificador puente de diodos y un capacitor entre 2200uF y 4700uF segun el rizado que quieras y listo,no es dificil de solucionar.hace un pcb de 3 led en serie y una resistencia
Como ya he mencionado anteriormente encontré un letrero en la tele que indicaba que suministraba 1A y 12V. Estas medidas son las correspondientes a después del rectificado, la tensión si que es de 16V pero la corriente será de 1,5A como mucho. Puede parecer un poco raro pero la tele es muy pequeña.

Al final he encontrado un cargador de portátil por casa que me viene a medida. Suministra una tensión de 20V y 3.5A, además la tensión de este tipo de fuentes suele ser muy estable. Ahora ya conociendo las medidas del transformador a buscar una caja y a diseñar la placa con los leds.
Ya os iré informando del control PWM, lo voy hacer con el pic16f690 la idea es colocar un mosfet de tipo n entre los cátodos de los leds y un par de condensadores en paralelo con las ramas para que cuando el mos se cierre y aumente la demanda de corriente estabilizar los leds. Quiero colocar un potenciómetro conectado al ADC del micro para modificar la intensidad y un display donde pueda observar el brillo y controlar el tiempo.
18/10/2011 #10
Excluido


MagicFoton dijo: Ver Mensaje
. . . En definitiva, si diseñamos el circuito para que por cada led circulen 20mA independientemente del número de leds que coloquemos por cada rama . . .
Eso es muy facil: un transistor configurado como fuente de corriente constante.

.
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