¿Cómo cablearé 4 LED para que sirvan como su propio puente rectificador? Tengo un espacio limitado (el interior de una lámpara de luces traseras), por lo que me gustaría usar los LED para rectificar el aire acondicionado proveniente de un generador de ruedas de bicicleta.
Además, para limitar la corriente a fin de no exceder la corriente directa a cada LED, ¿cómo calcularía el valor de la resistencia (s)?
Los LED normalmente tienen límites de voltaje de ruptura inversa mucho más bajos ( Vrrm = 5 a 15 Volts ) incluso los diodos de silicio más pequeños y baratos ( 1n4001 = 50 Volts, 1n4007 = 1000 Volts, 1n4148 = 100 voltios).
(
La tensión directa Vf, por otro lado, está en cualquier lugar desde 1.7 voltios para algunos LED rojos, hasta 3.5 voltios o más para algunos azules y blancos. Compare esto con un Vf típico de 0.7 voltios para un diodo de rectificación de silicio estándar.
En una configuración de puente rectificador completo, la tensión se reduce 2 x Vf durante la parte de conducción directa del ciclo.
Por lo tanto, si tuviera que construir un puente rectificador con LED, la tensión de salida caería en cualquier lugar de 3,4 a 7 voltios o más, en comparación con la entrada. La conducción comenzaría mucho más tarde en la parte positiva del ciclo (una vez que el voltaje aumenta por encima del LED Vf), en comparación con un diodo de silicio. También terminaría antes. Además, durante la parte inversa del ciclo, dependiendo del LED específico utilizado, es probable que el "diodo" entre en la conducción dentro del rango de voltaje de entrada.
En otras palabras, el puente proporcionará voltaje durante una parte mucho más pequeña del ciclo de CA que con los diodos de silicio, y proporcionará un voltaje más bajo incluso entonces.
Como su propósito parece ser realmente encender los LED en lugar de solo rectificar el voltaje, la salida del puente puede no importar, pero es útil saberlo.
Una alternativa sugerida si desea utilizar los LED de esta forma en particular, es conectar los LED como desee, pero agregar uno barato y pequeño 1n4001 o similar, en serie, la resistencia de límite de corriente y cada LED. Los diodos no son mucho más grandes que los resistores discretos que probablemente usarás.
Por qué funciona esto :
Los diodos de silicio bloquearán el voltaje inverso mejor que un LED, es decir, a un voltaje mucho más alto.
Sin embargo, la recomendación sigue siendo utilizar sólo un IC de puente de 4 derivaciones integrado (unidad de 35 centavos de dólar, 800 Volts / 1 amperio ), y use los LED como en cualquier configuración de circuito de CC. El requisito de espacio no aumentará significativamente.
Conrespectoalcálculoactualderesistencialimitante:
ObtengaelpicodevoltajedelaseñaldeCAdeladinámicadelabicicleta,usandounmultímetroconelmododepicodevoltajedeCAsiestádisponible,oelvoltajedeRMSdeCA(máscomúnenlosmultímetrosbásicos)ymultipliquepor1.4142paraestimarelpicodevoltaje.Todoestomientraspedaleastanrápidocomopuedesconelcicloensusoporte.
AgregueunfactordeseguridadalduplicarestatensiónmáximasilepreocupanlosLEDquemadosdebidoalaaltatensióncuandoseaceleracuestaabajo,porejemplo.LosLEDsonuntantoindulgentesconlospicosdecorrientemenoressisonparaduracionesbreves:noeselexcesodecorrienteloquemataaunLEDporlogeneral,esincapazdedeshacersedelcalorgenerado.
Ahora,siVmaxessuvoltajemáximoajustadoalaseguridad,restesuLEDVf(2xVfsivaconelpuente,2x(Vf+0.7)siagregadiodosdesilicio),aobtengaelvoltajeVresquecadaresistencianecesitadescender.
R=Vres/I,
Entonces,conectelacorrienteIrecomendadaparasuLEDdeelección,ytendrásusnúmeros.
LosLEDcomúnmentevienenen5mA(SMDyalgunosde3mm),20mA,25mAoenlaregióndeamperios(porejemplo,
Como usted sospecha, puede omitir el puente rectificador y hacer que los LED rectifiquen la corriente por usted:
Cuando la corriente fluye en una dirección, solo se encenderá una cadena de LED. Cuando fluye a la inversa, solo se encenderá la otra cuerda. Mientras una cadena esté siempre encendida, entonces el voltaje inverso en la otra cadena se mantendrá lo suficientemente bajo como para no dañar los LED apagados. Como solo se enciende una cuerda a la vez, solo se necesita una resistencia.
Puede agregar más LED, hasta el voltaje de su generador, en cada cadena, solo asegúrese de que haya el mismo número de LED en cada cadena (para evitar el problema de ruptura de tensión inversa). Por lo tanto, si usa LED rojos de 1.7V y un generador de 12V, puede tener 7 LED en cada cadena, o solo un LED en cada lado si solo necesita un total de dos LED.
El cálculo de la resistencia es molesto en este caso debido a la tensión variable del generador. Si no hay otras cargas en el generador (como un faro), es posible que vea algunos voltajes bastante altos.
Sin embargo, los LED son bastante robustos, por lo que no tienes que ser exacto para obtener un buen resultado.
Si usa el circuito anterior con dos LED rojos en cada cadena, y su generador tiene una salida de 12 V, verá aproximadamente 8,6 V a través de la resistencia (12 - 1,7 - 1,7) en condiciones ideales. Si las resistencias están clasificadas para 20 mA, entonces usted querrá una resistencia que consuma 20 mA cuando 8.6V esté a través de ella. Al conectar eso a la ley de ohmios, V = IR , 8.6 = 0.20 * R , se obtiene R = 430 , por lo que querrá algo alrededor de 430 ohmios para la resistencia. 470 ohmios es un valor común y es adecuado para este circuito.
Cuando el generador no tiene otra carga, puede generar voltajes más altos. Es probable que esté bien, pero si observa que su luz trasera no funciona, debe medir el voltaje del generador con una resistencia de 470 ohmios y conectar esa tensión a 12 V por encima para determinar un mejor valor de resistencia.
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