Ejemplo de aplicación – Iluminación arquitectónica
La iluminación arquitectónica consiste en mezclar colores para resaltar la apariencia y crear efectos. La fuente de alimentación será la red AC, por lo que se puede usar un convertidor AC/DC, lo que proporciona una tensión de alimentación constante adecuada al controlador de LED a un valor bajo y seguro para la distribución dentro de los dispositivos de iluminación. Los LEDs de alto brillo estarán dispuestos habitualmente en cadenas en serie con múltiples canales para lograr una mayor intensidad de la luz y diferentes colores.
En la figura 3 se muestra un ejemplo de circuito controlador basado en el circuito integrado de controlador Micrel MIC3201. La tensión de entrada es de hasta 20 V, lo que permite suministrar 1 A a una cadena de cuatro LED. La topología del circuito toma la forma de un convertidor buck, formando una topología de frecuencia variable que mantiene más del 90% de eficiencia y ±5% de corriente de LED requiriendo tan solo algunos componentes externos.
El circuito integrado tiene un control de atenuación que se puede controlar con una señal PWM de baja frecuencia para cambiar la señal PWM de alta frecuencia del LED del 1% al 99%. La atenuación selectiva de los controladores con LED rojos, verdes y azules puede entonces combinar su luz proyectada para darle cualquier color. La corriente se detecta con una resistencia negativa adecuada que manda 0,2 V a la máxima corriente nominal de 1A.
Ejemplo de aplicación – Iluminación hortícola
En horticultura, la iluminación artificial se utiliza desde hace tiempo, pero los costes han sido una gran preocupación en una industria que trabaja con márgenes muy ajustados. Además, el calor producido por las luces incandescentes ha resultado ser problemático, por eso las fuentes de luz deben situarse a distancia de las plantas sensibles.
Las luces LED, con su mayor eficiencia, han irrumpido en el mercado y los productores han descubierto que los diferentes colores de LED se pueden emplear para estimular diferentes fases del crecimiento de las plantas. Por ejemplo, el «azul oscuro» y el «hiper rojo» son ideales para la fotosíntesis y el «rojo lejano» regula la germinación, el crecimiento vegetativo y la floración. Esta mezcla de colores, junto con el blanco, brinda comodidad al usuario y puede ser programada fácilmente para cambiar las cualidades de una planta. Los fabricantes de LED también han reaccionado ofreciendo colores de LED específicos optimizados para la horticultura. La disposición de controladores que muestra la figura 3 también sería apta en esta aplicación con múltiples canales para los colores seleccionados.
Ejemplo de aplicación – Indicadores de automóviles
Una aplicación de iluminación interior o de pantalla para automóvil puede utilizar un circuito similar al utilizado en la iluminación arquitectónica y resulta muy útil porque puede funcionar a tensiones más altas y bajas y cumple de este modo al menos parcialmente con las especificaciones automovilísticas en cuanto a transitorios y huecos. Habitualmente se necesita un estado inicial de protección para «descargas» transitorias de alta energía, aunque puede estar ya presente para proteger otros elementos electrónicos.
Un convertidor buck como el del circuito de la figura 3 solo puede reducir la tensión, de modo que con un sistema de 12 V nominales en un coche pueden controlarse en serie prácticamente solo uno o dos LED de alto brillo blancos, y la caída de tensión en el peor de los casos sería de unos 4,5 V en cada uno. Los controladores Maxim MAX16832A/C son ideales en este caso, con su rango de temperatura de -40 °C a +125 °C apto para la automoción y un funcionamiento con una entrada desde 6,5 a 65 V. Estos circuitos integrados ofrecen atenuación PWM para una reproducción cromática constante y una reducción analógica de la corriente del LED en caso de sobre temperatura.
Para aplicaciones de retro iluminación de precisión, que requieren flexibilidad, se puede utilizar un convertidor elevador, de modo que para un margen de batería nominal se generará una alta tensión (que permitirá controlar múltiples series de LEDs). El Semtech SC5012 es un ejemplo que funciona con una entrada de 4,5 a 45 V y puede controlar cuatro cadenas simultáneamente a hasta 65 V/150 mA, cada una dentro del ±1%. Este dispositivo tiene una interfaz I2C, que se puede usar para la monitorización de fallos y la detección de LED abierto/corto y sobre temperatura, además de proporcionar sincronización de frecuencia externa. La atenuación analógica y PWM está disponible con una resolución seleccionable de 9/10 bits.
Una característica especial es la «difusión de fase», en la que cada una de las cuatro cadenas es controlada por pulsos separados por 90° en el ciclo de conmutación. Esto reduce la corriente de rizado general (por lo que se requiere menos capacitancia de entrada/salida) y mejora la linealidad de la atenuación. El SC5012 está disponible con calificación AEC-Q100 (grado 2) en un paquete QFN-24 de 4 x 4 mm. La figura 4 muestra un circuito de aplicación típico para este controlador.
Sumario
La compatibilidad de los productos para la tecnología de LEDs de alto brillo es cada vez mayor, y en la actualidad existe una extensa gama de controladores disponibles y una gran variedad de funciones sofisticadas. Ya sea para los sistemas de iluminación más sencillos o para las aplicaciones más exigentes, existen soluciones de alto rendimiento y orientadas a la rentabilidad que pueden satisfacer cualquiera que sea la necesidad planteada.
