Ligando LED na tomada sem fontes ou transformador

      Esse circuitinho é bem simples e conhecido, mas já vi variantes horríveis dele, e aqui trago uma análise melhor do assunto e um circuito melhor que a média.

       A princípio dá pra notar que a relação entre o valor do capacitor C1 e a potência de saída não é das melhores, já que a retificação é feita em meia onda, onde parte da potência é jogada fora, fazendo com que se tenha que escolher um capacitor de valor maior para realizar o mesmo trabalho, ou seja, aumento de custos.
       Um método de se melhorar isso é usar um retificador de onda completa, mas como isso também aumenta o custo com mais diodos e, não tinha um capacitor de valor que ficasse correto nessas contas, decidi fazer o circuito que é um pouco mais caro.
     Esse circuito é, assim como muitos (ou quase todos) em eletrônica, onde não adianta o cara fazer a análise somente em regime permanente, se fizer isso pode jogar o projeto no lixo! e se o cara ainda achar que fez certo é hora de trucidar o cidadão!
     Porque? No pior regime transitório possível, onde o capacitor C2 está descarregado, e a tensão na rede é a de pico positivo, isto é, aprox. 179V, a corrente sobre os LEDs é muito grande, mesmo que isto seja um regime de pouca energia dissipada, um valor de corrente alto assim pode, por exemplo queimar os LED's.
    Mas o C2 está descarregado, logo ele é um curto, então como aparece corrente nos LED's? Não, não há nada errado, mas como sempre nada disso são componentes ideais, um capacitor também tem ESR, ESL e demais partes de um modelo que, nessa análise fica bem distante de um capacitor ideal, não levando em conta a ESL e a ESR dos LEDs, que são valores pequenos, nesse regime transitório, com barramento infinito temos o seguinte circuito para t=0+:


    Para diminuir a energia dissipada no LED, durante esse transistório horrível, foram colocados dois elementos, o primeiro é o C3, no momento em que você aplica o degrau e há o valor de pico da senóide, este C3 está descarregado, isto é, o capacitor ideal é um curto, como indicado ao lado.

   O valor do R2 é a ESR, o valor foi tirado de um catálogo comercial, repare que, quanto menor a ESR melhor, ou seja, capacitores de tensão mais baixa e com capacitância maior são melhores pra isso.


   Outro elemento para diminuir essa corrente é o R3, onde acaba limitando a corrente, o circuito ao lado é simplificado, e não traz nem metade dos elementos de modelagem dos componentes, mas foram selecionado os que tem efeito maior sobre a corrente, lembrando, esse circuito não vale para o transitório todo, apenas t=0+, considerando o degrau de 178V.


   
   O circuito ao lado mostra o regime permanente, mas é preciso se considerar o efeito do C5 e R4, isso também dá uma equação de primeira ordem.

   O C5 aqui serve para se fazer com que os LEDs não pisquem, já que o ripple da corrente nos LED's causa desconforto visual, então eles atuam de modo a fornecer corrente mesmo que o diodo D4 não esteja conduzindo, ou seja, no semiciclo negativo da senóide, um valor maior deste capacitor também é bom aqui, já que diminui o ripple, e assim a luminosidade torna-se mais perto de ser constante.

    Isto é, o capacitor se descarrega através dos LED's durante o semiciclo negativo.
    O que muda aqui é o capacitor C1, que foi substituido pelo seu Xc=1/(2*pi*f*C) ,isso é uma aproximação nesse caso, já que a tensão no capacitor já não é senoidal, mas como é próxima disso, foi usada aqui sem problemas.

    É possível se aumentar o número de LED's em série, mas lembrando que a corrente também diminui quando se faz isso, já que o "R5" permaneceu o mesmo, a corrente para três LED's é de 9mA.

   Em caso de se aumentar o número de LED's em série também é preciso aumentar o valor de tensão do C5, e , apesar de que não feito aqui, é imprescindível a colocação de um resistor em paralelo com C1, um valor calculado é 270k, de tal forma que, caso alguém encoste nos terminais do capacitor ou da conexão com a rede com o circuito desligado não leve choques.
 
   Obs: Esse circuito é ligado diretamente na rede elétrica, há grande risco de choques! Caso não tenha uma bancada adequada como a minha, com disjuntor DR, não recomendo a montagem desse circuito!
   

A montagem, repare que segue todas as normas de segurança e ainda funciona! 


   É só isso por enquanto, comentem!!! Não leva nem 10 segundos!

5 comentários:

LucasVida2009.Blogspot disse...

olá tudo bom
gostei do seu circuito para led em 127v ac
vc teria algum controle remoto simples ou algum circuito simples com led de potencia, isto é 1w 2w 3w etc (com Dissipador e regulador para este tipo de led?

Felipizil disse...

muito bom o seu blog

Eliézer disse...

Olá, Muito bom seu artigo. Vc dispos 3 leds serie para 9,5V... se vc tivesse os 175VDC, como vc aplicaria a disposição dos leds? Abraços aos amantes da eletrônica!

Arao H. F. disse...

175V DC para três leds só com uma fonte chaveada, se forem mais leds (mais de 40), dá pra pensar em ligar em série.

Diego Gomes disse...

Meu amigo, você foi muito bem explicado, e de todos os tutoriais que ensinam a fazer um circuito com esse objetivo, acho que você é o que mais me chamou atenção aos cuidados com proteções para os LEDs.

A questão é que estou para montar uma luminária para meu aquário plantado, e isso significa muita luz. A princípio, a ideia é usar 60 leds (600~650ma => 3,6~3,8v) e usar o máximo dos 180 lumens por LED prometidos. Porém não quero correr o risco de perdê-los pois além do custo razoável, me daria um trabalho reparar e remontar tudo, sob pena dos peixes e as plantas ficarem sem luz por dias...

Eu só sou um curioso com um ferro de solda na mão. Não lembro nada mais que o básico do que eu aprendi em Elétrica no colégio... huahaua...

O que eu entendi por enquanto, é que com tantos leds assim, em série, eu consigo chegar tranquilamente a tensão fornecida na tomada. Então só devo precisar "ajustar" uma pequena perda de tensão com um resistor.

Mas todo circuito que eu vejo é diferente um do outro, aí me surge dúvida e eu tento buscar resposta em outro circuito, como esse seu, e aí é todo diferente. Ou seja, nenhum se complementa (pelo menos a vista de um leigo)! huauhaua

Eu vi outro circuito que usava só 1 capacitor, e um diodo 1N4007. Lá aprendi alguma coisa sobre como dimensionar o capacitor naquele caso e o número de LEDs em função da tensão 127v.

Enfim, tô cheio de dúvidas ainda pois metade do que você diz eu não entendo e a outra metade ainda estou assimilando. rsrs

Se tu puder me dar uma luz já vou ser muito agradecido. Na verdade, já estou bem agradecido pelo seu tutorial.

Vou continuar estudando aqui enquanto isso... abraço e parabéns pelo tutorial.

Postar um comentário