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!