|
| La corriente de los LED dentro de las lamparas, casi siempre está al limite recomendado. Esto causa agotamiento y fallas. Demos una solución. |
Este articulo es el segundo de una trilogía que hablan sobre todas las
modificaciones que puedes hacer a un foco, bombillo, lámpara o luminaria LED. para prolongar su vida útil y
prevenir fallas. En este explicaré y guiaré paso a paso el procedimiento para
reducir el valor de la corriente que alimenta
a los LEDs Puedes leer los otros dos articulo en los enlaces que pondré al
final del articulo.
REDUCE LA CORRIENTE EN CUALQUIER LAMPARA LED PARA PROLONGA SU VIDA Y PREVENIR FALLAS.
Te recomiendo que leas el primer capitulo, pues en el menciono la lista de
materiales, herramientas y recomendaciones. Todo ayudará a realizar las
modificaciones mencionadas en este segundo capitulo.
También, en el capitulo uno se explican las 3 causas fundamentales que causan
agotamientos prematuros y fallas en estos dispositivos de iluminación. Así
como las precauciones de seguridad personal que debes tomar en cuenta para
realizar las modificaciones en los circuitos.
Vayamos de lleno al tema:. La segunda causa mas importante y común que generan
un desgaste prematuro y muchas fallas en un foco o lampara LED es...
En muchas lamparas Leds, la intensidad que circula en los LEds está al límite o rebasa el valor de operación recomendada.
En otro artículo relacionado a estos dispositivos, expliqué los motivos del
por qué que los fabricantes de focos y lámparas, conectan los LEDs en un
circuito serie simple o serie-paralelo (mixto). Pueden Leerlo dando clic en el
link siguiente:
En simples palabras y resumiendo: Este tipo de arreglos están optimizados para
funcionar con una intensidad eléctrica (mili amperes) constante y de un valor
muy bajo. Todo bien hasta aquí. Pues es una configuración idónea desde
un punto de vista de ingeniería.
Pero ocurre que, en la practica, al revisar con un multímetro el valor
de intensidad que se hace circular por los LEDs, se descubre que en la
mayoría de los casos, rebasa o está al límite recomendado por el
fabricante de estos componentes electrónicos.
Anuncio:
Por ejemplo: tenemos una luminaria, que al medir la corriente en cada LED,
encontramos un valor de 62 mili amperes (0.062 amperes). pero al consultar la
hoja técnica (Datasheet) que proporciona el fabricante de estos LEDs (No de la
luminaria), descubrimos que el que el valor de trabajo recomendado es de 60
mili amperios.
A ojos de muchos colegas en electrónica, esto es normal y tolerable. Pero
alguien con más experiencia en el tema, sabe que a mediano plazo, los LEDs se
agotan o dañan prematuramente. Pues es bien sabido en electrónica práctica,
que un componente critico y/o que maneje la mayor cantidad de potencia en el
circuito, nunca se ponen a "trabajar" con los valores de voltaje y corriente
al tope de lo que recomienda el fabricante. si no que se reducen dichos
valores en un 5% y hasta 30 % para prevenir daños y evitar que dicho
componente trabaje en constante "estrés".
Entonces: En otras aplicaciones de electrónica, si el fabricante del LED,
indica que con 60 mili amperios trabajará con eficiencia y es un valor
recomendado, los diseñadores del circuito donde se instalará este led,
reducen su alimentación desde 55 y hasta 50 mili amperios (-20%),
sacrificando un poco la intensidad lumínica. pero reduciendo el calor y
desgaste en el componente, además de proporcionar un margen de hasta +10
mili amperios de tolerancia en caso de incrementos indeseados de intensidad.
Siempre se a hecho así, como una norma de calidad y conciencia, en el mundo de
la electrónica aplicada.
Y si a esto le sumamos, que el diseño de muchos focos y lámparas LED agrupa
una gran cantidad de estos componentes muy juntos, pues el calor producido por
todos, será considerable y potencialmente un factor que desgasta
prematuramente o dañar a varios LEDs, Pues todos el circuito está funcionando
en esa delgada línea del límite recomendado por el fabricante; tanto en
intensidad (mili amperios) como en temperatura de trabajo.
Los diseñadores de los focos y lámparas LEDs que se animan a responder esta
incógnita, argumentan que diseñan sus productos a ese limite, por la
limitaciones en muchas normas de calidad de diferentes regiones del mundo.
otros dicen que es para ser competitivos ofreciendo más iluminación (¿!?)
otros dicen simplemente que solo siguen las recomendaciones de los fabricantes
de componentes con que arman sus luminarias. pero... Personalmente, sospecho
que varios casos, se trata de una estrategia de obsolescencia programada.
Porque es un punto bien conocido por décadas, esto de no trabajar con límites
de valores en componentes críticos, y siempre diseñar circuitos con
tolerancias por debajo de lo recomendado de los fabricantes de componentes de
este tipo.
Entonces vamos a poner manos a la obra y explicar...
Lo que tenemos que modificar en un circuito de lampara LED para reducir la intensidad de corriente.
Tenemos que
realizar una modificación al circuito de control de corriente, que regula y mantiene estable este valor en los LED dentro del dispositivo,
para reducirla.
Anuncio:
En luminarias LEDs mas actuales, se usa un circuito integrado ( IC o Chip)
para tal función. A este chip se le conecta una o varias resistencia en uno de
sus pines (patitas, terminales) el valor de esta resistencia determina la
intensidad de corriente que proporcionará el chip a los LEDs. Aumentando
o disminuyendo dicho valor, también cambiara el flujo de corriente (mili
amperios)…
|
| Resistencia que determina la intensidad en los LEDs. |
Nuestro objetivo, es cambiar el valor de esa resistencia para reducir el valor
de miliamperes que alimenta a todo el arreglo de LEDs ajustando la
intensidad un 20% menos de la que tenga de fabrica. Esta reducción
disminuirá el "estrés" y la temperatura en los LED. Pero también reducirá la
intensidad luminaria.
Así es: El costo de esta modificación serán perder algunas decenas de lúmenes.
Aunque créanme, no es que vaya a perder la mitad de su resplandor; será poco
notorio el cambio a favor de una larga vida de nuestra luminaria LED.
Cómo identificar la resistencia de control de corriente en el circuito o chip de una lampara LED.
Aunque existen muchas marcas de chip usados en circuitos para focos y lamparas
LEDs, la gran mayoría se configura con una de las dos versiones de
circuito mostrado arriba. Donde casi siempre, la
resistencia de control de corriente es de un valor muy pequeño, y va
conectada directamente a uno de los pines del chip controlador
y a el negativo del circuito (GND).
Además, pueden identificar mas fácilmente esta resistencia, ya que en muchas
ocasiones los fabricantes colocan dos en paralelo. esto es para lograr un
valor óhmico exacto que no es comercial. el chip es muy preciso y entrega un
valor en mili amperios igual de exacto y constante, acorde al valor de la
resistencia de control.
|
| Resistencias de control de corriente. Varias en paralelo para conseguir un valor óhmico exacto. |
Conseguir la hoja de datos técnicos (datasheet) del chip que se vaya a
modificar, es de verdad una referencia precisa para encontrar el pin y la
resistencia de control. Pue ahí encontrarán la identificación, función e
información completa de cada pin. ¡Hasta diagramas y formulas!. Aunque a veces
es muy difícil de encontrar dichas hojas técnicas, si se trata de alguna
luminaria de línea económica con chips de origen chino.
Anuncio:
Ya explicado como vamos a localizar la resistencia que define la intensidad,
consigamos un foco o lampara LED para experimentar y sigamos los siguientes
pasos :
PROCEDIMIENTO PASO A PASO PARA MODIFICAR LA CORRIENTE EN UNA LAMPARA LED.
Antes de realizar cualquier modificación a una lampara LEd, debemos conocer algunas mediciones obtenidas de la lampara. La lista de estas mediciones la pongo a continuación:
- Cantidad de LEDs.
- Corriente total que circula en el arreglo de LEDs.
- Voltaje que alimenta el arreglo LEDs.
- Temperatura de funcionamiento.
- Valor de la Resistencia de control de corriente.
No se preocupen, mas adelante explicare como obtener cada uno de estos
datos. Mientras tanto, pongamos en orden las actividades que debemos
realizar, para después mostrar como se hace cada una de ellas con una
lampara de pruebas que desarmaremos.
Los pasos a seguir para modificar la corriente en un circuito de lampara
Leds son:
- Medir la intensidad de corriente que el chip está entregando a todo el arreglo de LEDs, antes de modificarla. Anotar el valor obtenido.
- Medir el voltaje con que se está alimentando el circuito de LEDs en conjunto y medir el voltaje en cada LED. Anotar los valores obtenidos.
- Medir La temperatura de la placa donde están montados los LEDs, después de 10 minutos de uso. Anotarlo.
- Medir el valor de la resistencia de control de corriente que se encuentre instalada de fabrica. Si es un arreglo de dos o mas en paralelo, verificar la medición con la formula de resistencias en paralelo. Anotarlo.
- Remover la o las resistencias de control de corriente.
- Instalar una resistencia con un valor mas alto en un 20% aproximadamente. So no es un valor comercial, obtener el valor necesario con un arreglo de resistencias en paralelo.
- volver a realizar las mediciones del paso 1 y confirmar que se halla reducido el valor de mili amperes entre un 20% y 25 % menos. también realizar las mediciones de voltaje y temperatura de los pasos 2 y 3, para confirmar su respectiva disminución de valores. Aunque en lo que concierne al voltaje, es normal que en muchos casos el valor sea el mismo.
Pongamos el ejemplo visual de cada uno de los pasos y algunos detalles
importantes. Eso ayudará mucho. Usaremos un diseño muy común y clásico
de este tipo de luminarias. En la imagen siguiente se muestra la lampara Led
que será nuestra Victima guía para el procedimiento:
|
|
Lampara LED de 15W. |
Comencemos, pues, con los pasos:
0.- Desarmar el foco o lampara LED.
Con mucho cuidado, sin prisas, puede que tardes un par de horas más de lo
estimado. Pero debes tomar las precauciones para no romper doblar o rayar las
piezas del foco. a veces hay que remover silicón térmico o pasta que une al
conjunto redondo de LEds con la estructura con forma de campara, pero no se
preocupen, no afectara a nuestros propósitos ni al dispositivo.
|
| No romper doblar o rayar las piezas de la lampara LED al desarmarla. |
1:- Medir la intensidad de corriente de la lampara Leds antes de modificarla.
Para realiza esta medición, debes configurar las puntas de tu multímetro, y su
escala, en miliamperes. Después conectarlas en serie con el arreglo de LED,
interrumpiendo el cable positivo entre el circuito drive y el arreglo de led.
Apóyate con las pinzas caimán.
|
| Valor de corriente antes de la modificación: 119 mA. |
A veces debes cortar la pista equivalente a esta conexión si tu luminaria LED
tiene todos los componentes en un solo circuito impreso. Guíate con el
siguiente diagrama:
|
| Forma correcta de conectar el multímetro para medir la corriente de los LEDs |
Como se puede ver en la imagen de arriba: Forma correcta de conectar el
multímetro para medir el consumo de corriente de los LEDs en un foco o lampara
es la siguiente: Se interrumpe el circuito como se muestra y se conectan las
puntas en serie. El multímetro debe estar una escala mínima de 600 mA.
2.- Medir el voltaje con que se está alimentando el circuito de LEDs en conjunto y medir el voltaje en cada LED.
Configura tu multímetro para medición de Voltaje de corriente directa (Vcd) a
no menos de 100 volts (si no es de autor rango) y conecta las puntas en
paralelo a los cables positivo y negativo que salen del circuito controlador
hacia el arreglo de LEDs.
Anuncio:
Si el foco o lampara LED tiene todo sus circuitos y LEDs en una sola placa,
identifica estas pistas y con un cuter remueve el esmalte que las cubre hasta
que puedas tener acceso al cobre con que están hechas; coloca las puntas
ahí, para realizar esta medición. Los valores que encontrarás, dependen
de la cantidad de LEDs y potencia del foco o lampara. Típicamente entre 60 y
110 Vcd. OJO: VCD .voltaje de corriente directa. No VAC Voltaje de corriente
alterna.
|
| Medición de voltaje en lampara de 24 LED antes de modificarlo: 103.2 Vcd. |
3.- Medir La temperatura de la placa donde están montados los LEDs.
Esta medición la relazo colocando la punta de la sonda lo mas cerca posible
de un LED dentro del arreglo. Esto garantiza saber el "estrés térmico" que
está tolerando este componente.
|
| Medición de temperatura alcanzada en una lampara LEd de 15W antes de la modificación: 98°C. |
4.- Medir el valor de la resistencia de control de corriente que se encuentre instalada de fabrica.
Será muy simple encontrar la resistencia de control de corriente, pues
siempre son de muy bajo valor y en muchos caso se agrupan dos o mas en
paralelo. Basta con colocar tu multímetro en la escala de Ohms y
colocarlas en paralelo entre los dos extremos de los componentes.
|
| Resistencias en paralelo para conseguir un valor no comercial y controlar la corriente en lampara Led. |
En la imagen de abajo se está midiendo el valor Ohmico total,de dos
resistencias en paralelo, instaladas en un circuito de control de corriente
dentro de un foco LED. para después reemplazarla por otra y disminuir la
corriente.
|
| Midiendo el valor Ohmico de las resistencias instaladas en una lampara Led. |
También puedes revisar directamente el valor anotado en las resistencias; si
es solo una, ese será el valor definitivo. pero si son dos o mas en paralelo
y no tienes multímetro, tendrás que realizar los cálculos para obtener su
valor.
5.- Remover la o las resistencias de control de corriente.
Realiza esto Con el cautín de punta muy delgada, si es posible. Pues casi
siempre encontrarás resistencias de montaje superficial muy
pequeñas. Si nunca has removido este tipo de componentes electrónicos,
hay muchos tutoriales en Youtube que te enseñan como remover este tipo
de componentes sin dañarlos o romperlos. te invito a que busques uno y te
guíes con el.
Si no cuentas con las herramientas necesarias para remover este tipo de
componentes, puedes optar por interrumpir las pistas que conectan a estos
componentes, cortándolas con un cúter.
6.-Instalar una resistencia con un valor mas alto en un 20% aproximadamente.
En todos los casos, salvo rarísimas excepciones, aumentar el valor de
la resistencia de control de un foco o lampara, causa que el circuito
integrado disminuya la intensidad eléctrica que entrega al arreglo de
LEDs. El aumento debe ser en el orden del 20% mas o menos. Y
aunque este porcentaje no es garantía de que también disminuiremos la
corriente un 20%, si es un buen inicio aproximado. Pues logramos disminuir
la corriente desde un 16% y con suerte el 20%. Si no se logrará conseguir
dicho 20% al primer intento, deberán probar un con valor de resistencia mas
alto.
|
| Se "excluyeron" las resistencias originales, montando otras para reducir la intensidad. |
El valor de las resistencias que encontrarán en esta sección del circuito
siempre será muy bajo. Así que incrementar de inicio un 20% ese valor,
significa sumas de 0.5 ohms en adelante. debemos tener en cuenta esto y
respetar esos aumentos, pues incrementar el valor al doble o triple, aunque
siga siendo un valor ohmico muy pequeño, causar que los LED iluminen muy
poco, porque que la corriente que entregará circuito integrado disminuirá
drásticamente.
Por ejemplo: Nuestro circuito Driver dentro del foco de pruebas (ver
imagen arriba) tenia dos resistencias en paralelo que sumaban 1.54 Ohms. Con
es valor, el circuito integrado entregaba 119 mA al arreglo de
LEDs. Aumentar un 20% el valor en la resistencia, significaba
reemplazar remover esas dos resistencias y colocar una de 1.84 Ohms. Al
probar el circuito con ese cambio, se obtenían 102 mA. Lo cual significaba
una reducción de 16%. Eso es un buen resultado, pero no suficiente. Pues aun
entra en el rango de "estres" que queremos eliminar. Probando con un
arreglo de resistencias que sumaban 2 Ohms. obtuvimos 94.1 mA; un 21% menos.
lo consideré adecuado y magnifico. Pues noté que la intensidad lumínica que
entregaban los LEDs disminuyo muy poco. Pero la reducción en la
temperatura fue muy notoria.
Anuncio:
Remplazar la resistencias de control de corriente en un circuito de focos
LEDs, requiere tener a la mano varios de estos componentes (resistencias)
con valores que apenas tenga diferencias de 0.5 ohms. Y eso es algo
complejo, pues los valores comerciales no entran en esos rangos. Por eso, en
muchas ocasiones se deben hacer arreglos de resistencias en serie o
paralelo, para lograr el valor que deseamos. En nuestro ejemplo, para el
primer intento, tuvimos que poner en serie dos resistencias: Una de 1.2ohms
y otra de 0.68 ohms, para lograr 1.88 Ohms. y en segundo intento,
tuvimos que usar dos resistencias en serie de 1 ohm cada una, para conseguir
los 2 ohms. Así que una tarea importante, es conseguir la mayor
cantidad de resistencias de diferentes valores muy aproximados unos con
otros.
Nota:
El foco que estamos usando de ejemplo para para la modificación, usa un
circuito de control de corriente con inductor. Y es el mas usado en focos y
lamparas de gama media y alta. Pero también existen muchos focos y
lamparas LEDs económicas que usan un arreglo donde solo existe uno o
varias chip de control, sin bobina ni condensadores y donde el arreglo
de LEDs, se conecta directamente a estos chips. Deben saber: Que el valor de
la resistencia de control de corriente encontrada en este tipo de circuitos,
ronda o supera el valor de 10 ohms. no debe extrañarles. Todo el proceso
antes mencionado se aplica de igual forma, pero los incrementos ya no serán
en rangos de 0.5 ohms, si no de 1 o 1,5 ohms.
|
| Circuito de lampara Leds económica con dos chips de control de corriente. |
7.- Realizar las mediciones del paso 1, 2 y 3. Para confirmar la
reducción de corriente en la lampara LED.
Si todo lo hicimos bien. encontraremos que las nuevas mediciones tendrán
valores mas bajos que las obtenidas antes de la modificación. ¡Felicidades!
Pero Recuerden: Al tratarse de un circuito de control de corriente, muy
probablemente el único valor que encontraremos sin cambios o con cambios muy
pequeños, es el voltaje. Esto no debe extrañarles. es muy común. A
continuación voy a poner poner los resultados de los valores antes
mencionados, y los nuevos ya con la reducción de la corriente, para que
comparen:
ANTES DE LA MODIFICACIÓN:
- Cantidad de LEDs; 24.
- Corriente total que circula en el arreglo de LEDs: 119 mA.
- Voltaje con que alimenta el arreglo LED: 103.2 Vcd
- Temperatura de funcionamiento después de 10 minutos de uso: 98 °C
- Valor de la Resistencia de control de corriente: 1.54 Ohms
- (2 resistencias SMD en paralelo de 2.7 y 3.9 Ohms)
*Las imágenes de estas mediciones ya fueron mostradas arriba.*
DESPUÉS DE LA MODIFICACIÓN:
- Cantidad de LEDs; 24.
- Corriente total que circula en el arreglo de LEDs: 94.1 mA. --Imagen A--
- Voltaje con que alimenta el arreglo LED: 100.4 Vcd. --Imagen B--
- Temperatura de funcionamiento después de 10 minutos de uso: 74 °C --Imagen C--
- Valor de la Resistencia de control de corriente: 2 Ohms
- (2 resistencias de 1/4 de watt en serie, de 1 Ohms cada una)
|
| A: Lampara LED modificada: Corriente cambiada que circula en el arreglo de LEDs: 94.1 mA |
|
| B: Voltaje modificado que alimenta el arreglo LED: 100.4 Vcd. |
|
|
C: Temperatura reducida en foco LED al cambiara la corriente: 74
°C |
Y con esto terminamos las mejoras para disminuir significativamente la
segunda causa que mas agota la vida útil de los focos y lamparas LEDs:
" En el ultimo capitulo de esta trilogía, hablaremos del por qué y como
mejorar la disipación de temperatura en los focos y lamparas LED.
NO TE PIERDAS LOS OTROS DOS METODOS PARA PROLONGAR LA VIDA DE
CUALQUIER LAMAPRA LED. LOS ENLACES SON LOS SIGUIENTES:
Cualquier duda sobre el tema de este capitulo, no dudes en comentarlo
en la parte de abajo.
¡Sigue aprendiendo!
Esta información ha sido patrocinada por...
¡USTED!
Si desea ayudarme directamente para seguir publicando mas proyectos e información valiosa, puede convertirse en patrocinador estrella con una pequeña donación:
Aunque no debe sentirse obligado;
Solo con leer, comentar o compartir este material, ya me ayuda un montón.
Pero si desea apoyarme directamente...
¡Muchísimas Gracias!
Así seguirán siendo gratis para todos.
Anuncio:
QUIZA TAMBIEN TE INTERESE:
Hola. Muy interesantes todos estos trabajos, había visto algún que otro tutorial online sobre esto pero ninguno explicado con este lujo de detalles sin caer en exagerados tecnicismos. En los arreglos que veo echos como ejemplos y en la explicación habla de resistencias de 1/4 de wat pero las smds que visto en las placas son bastante pequeñas. Mi duda, pueden usarse de 1/8w? Que potencia de resistores recomienda y porque? Sldos
ResponderBorrar¡Hola Mandy! Puedes usar resistencias de 1/8 sin problemas en focos y lamparas LEDs de potencias bajas, pues los valores en corriente que circula son muy pequeños y casi no se disipe calor en los componentes del circuito (pero si mucho en los LEDs). Para luminarias mas grandes, los circuitos cambian y hay que calcular la potencia de las resistencias con una formula y sus 3 variantes: P= I2 x R. P= VxI. y P=v2/R. Los valores se obtienen del circuito donde va instalada. Uso resistencias de 1/4 de watts, porque son las mas comunes de encontrar en circuitos de reciclaje y tiendas de componentes. Lo fabricantes usan resistencias SMD porque son mas faciles de instalara para su producción masiva, mas baratas y asi se pueden reducir sus circuitos. pero muchas veces son la misma potencia de las normales de carbón.
BorrarHola! Perfecto, es para tratar de de recuperar un par de bombillos de poca potencia y tengo varias de 1/8w que creo me quedarán cómodas. Gracias!!
BorrarPor cierto, tal vez me pueda ayudar y pudiera ser motivo de algún trabajo para este blog; he estado buscando algún circuito que me funcione para cambiar el que tienen un par de lámparas antiguas de contacto, con bombillos incandescentes, de las de tres pasos, que trae un triac con un pequeño integrado de control para controlar la intensidad. No he encontrado nada todavía en internet que me funcione como quiero y no tengo conocimientos como para crear algo que me funcione. Lo quiero sustituir por alguno que solo me encienda y apague y se puedan usar bombillos leds o ahorradores. Si puede ser con material reciclado, mejor, me encanta poder reciclar componentes. Sldos!!
ResponderBorrar¡Hola de nuevo mandy! ¡Claro que si!. Solo scribeme usando el formulario de contactos, describe que función tenia exactamente ese circuito de control y buscamos la modificación para aplicarlo en luminarias LED o fluorescentes.
ResponderBorrar