Um LED driver ou driver bipolar de LED é um circuito elétrico que uma quantidade regulada de corrente e tensão para um LED ou lâmpada LED. Uma lâmpada LED é uma luz que contém um arranjo de LEDs configurados em um circuito elétrico projetado para operar com eficiência. Os circuitos de driver bipolar de LED são fontes de alimentação otimizadas para LEDs e são geralmente conhecidos como “drivers de LED”.
Os drivers de LED recebem energia da fonte principal de corrente alternada (CA) (tensão primária). O driver retifica esta tensão primária para gerar uma tensão DC constante no lado secundário para acionar a lâmpada LED. Os drivers de LED podem ter transformadores com núcleo de ferro volumoso para reduzir a alta tensão principal para uma tensão mais baixa para a lâmpada LED (12 V, por exemplo).
A maioria das famílias usa um inversor de potência para reduzir a voltagem da lâmpada LED devido ao seu custo mais baixo e formato pequeno.
A estrutura básica do LED bipolar
Diodos emissores de luz (LEDs) são dispositivos semicondutores de dois terminais. LEDs Junção PN libera fótons quando uma corrente flui por ele em um processo chamado termoluminescência. A cor de um LED é definida pelo tipo de material usado - que define as características do gap de energia específico para o semicondutor.
Estrutura de um LED e símbolo de circuito
Um LED também é feito de uma junção P-N, mas o silício não é adequado porque a barreira de energia é muito baixa. Os primeiros LEDs eram feitos de arsenieto de gálio (GaAs) e produziam luz infravermelha a cerca de 905 nm.
A razão para produzir esta cor é a diferença de energia entre a banda de condução e o nível de energia mais baixo (banda de valência) em GaAs. Quando uma tensão é aplicada ao LED, os elétrons recebem energia suficiente para saltar para a banda de condução e a corrente flui. Quando um elétron perde energia e volta para a banda de valência, geralmente é emitido um fóton (luz).
Emissão de luz de fóton em semicondutor
Circuito de driver bipolar de LED usando microcontrolador
Este é um circuito simples dado abaixo e o projeto envolve a interface de um Microcontrolador, o oscilador e redefine os circuitos do Microcontrolador e a seleção do resistor LED.
Circuito de driver bipolar de LED usando um microcontrolador
O LED usado aqui tem uma queda de tensão direta de 2,2 V e, portanto, pode ser polarizado usando uma fonte de 5 V. O circuito usa um microcontrolador para acionar o LED bipolar. O controle sobre o circuito do driver de LED é feito pelo Programa de microcontrolador , com base nos botões de pressão de entrada. O microcontrolador é devidamente programado para enviar sinais apropriados para os dois pinos de saída. Esses pinos de saída são conectados aos terminais do LED bipolar.
A interface do microcontrolador é realizada conectando-se dois interruptores de botão à porta P1 e conectando os dois terminais do LED bicolor à porta P2. O projeto do oscilador é feito selecionando dois capacitores de cerâmica 10pF para fornecer estabilidade. O sinal de clock é gerado usando um oscilador de cristal de 11 MHz.
O circuito de reinicialização é projetado selecionando um capacitor de eletrólito de 10uF e um resistor de 10K para atingir uma largura de pulso de reinicialização de 100 ms. A queda de tensão no resistor é mantida em torno de 1,2V.
Funcionamento do circuito de driver bipolar de LED
Assim que o circuito é ligado, o microcontrolador sempre verifica os pinos de entrada na porta P1. Se o primeiro botão for pressionado, o microcontrolador recebe um sinal lógico baixo no pino de entrada correspondente e, portanto, o compilador atribui um sinal lógico alto ao pino P0.0 e um sinal lógico baixo ao pino P0.1. Isso faz com que a luz vermelha do LED brilhe.
Agora, quando o segundo botão é pressionado, o compilador atribuirá um sinal lógico baixo que será atribuído aos pinos de saída e o LED será desligado.
Circuito de driver de LED para controle de brilho de LED por temporizador 555
Circuito de driver de LED para controle de brilho de LED por temporizador 555 é geralmente alcançado trocando rapidamente a fonte de alimentação para o LED, controlando a relação ON / OFF da fonte de alimentação usando um processo chamado modulação de largura de pulso (PWM) . Os drivers de LED também têm um circuito de controle integrado para manter uma corrente constante.
Circuito de driver de LED para controle de brilho de LED por temporizador 555
Este circuito mostrado acima é projetado com base em um 555 temporizador IC . Ligue o circuito (5 V), porque a tensão no pino de disparo do 555 IC é inferior a 1/3 Vcc.
A tensão de entrada alcançará o capacitor via o potenciômetro de 10kΩ e o diodo D2 para que o capacitor comece a carregar com uma constante de tempo RdR1C (onde Rd é a resistência direta do diodo D2).
Quando a tensão do capacitor excede 2/3 Vcc, o temporizador 555 é reiniciado. Então a saída será zero volts. Neste instante, o capacitor descarrega através do diodo D1 e do potenciômetro R1 para o pino de saída, uma vez que está no potencial de terra. Quando a tensão do capacitor fica abaixo de 1/3 Vcc, a saída do 555 IC novamente sobe para 5V. Este processo continua.
Aqui, o caminho de carga e descarga é totalmente diferente, pois é isolado pelos diodos D1 e D2 (consulte as imagens acima). Se o ponto médio do potenciômetro estiver em 50% (meio), poderemos obter um ciclo de trabalho de 50% (ondas quadradas de largura de pulso igual).
A largura do pulso pode ser variada alterando o tempo de carga e descarga, isso é possível ajustando o potenciômetro. Assim, obtemos o sinal PWM de acordo com nosso nível de intensidade necessário.
Este sinal é aplicado ao LED por meio de um resistor de 4,7kΩ. O brilho do LED é proporcional ao valor médio da onda quadrada. Para largura de pulso alta, é possível obter o brilho enorme do LED. Além disso, se for um pulso baixo com, diminuição do brilho.
Aplicações de drivers de LED bipolares
Alguns aplicativos para drivers de LED são:
- Iluminação industrial / externa
- Controle automático de intensidade de luzes de rua
- Iluminação comercial
- Iluminação residencial
- Flash da câmera do celular
- Interior automotivo ou luzes traseiras
- Lanterna / tocha portátil
- Signage
- Iluminação do elevador
- Retroiluminação LCD
Portanto, tudo se resume ao design do circuito do driver de LED bipolar, sua construção usando um microcontrolador, 555 CI temporizador e aplicações. Esperamos que você tenha um melhor entendimento dessas informações.
Além disso, quaisquer dúvidas sobre este conceito ou projetos elétricos e eletrônicos , dê suas sugestões valiosas, comentando na seção de comentários abaixo. Aqui está uma pergunta para você, qual é a função do potenciômetro em um circuito de dimmer de LED?
