Curso leds

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CURSO: “Diseño de Focos Eficientes basados en LEDs”
Versión 2.1 (Septiembre del 2008)

Motivación: “Focos basados en LEDs y Energía Solar”

COMPARACIÓN DE TECNOLOGÍAS DE ILUMINACIÓN Foco LED Fluorescente Incandescente Energía necesaria para lograr iluminación comparable en cono de 60° Energía en forma de luz Vida útil del foco Apertura del flujo luminoso Costo del Foco Consumo al mes(12hrs/día, $120 KWh) Ahorro comparativo del FOCO LED Meses para pagar mayor costo del Foco LED 5W 95% 3 años+ 120° $17.900 $216 32W 50%-60% 1 año+ 360° $9.000 $1.382 $1.166/mes 8 meses 100W 5% 6 meses+ 360° $500 $4.320 $4.104/mes 5 meses

INVERSIÓN EN TECNOLOGÍA SOLAR PARA ILUMINAR DURANTE TODA LA NOCHE COMO UNA AMPOLLETA INCANDESCENTE DE 100W Panel solar requerido 20W 85W 2x130W $120.000 $405.000$1.238.000 Batería recargable de plomo-ácido 12V @ 7Ah 12V@ 100 Ah 2x12V@100Ah $15.000 $100.000 $200.000 Controlador de Carga 1 Amp 10 Amp 20 Amp $10.000 $60.000 $90.000 Inversor No necesita 100W 300W $30.000 $40.000 Sensor de luz (encendido automático) $6.000 $6.000 $6.000 INVERSIÓN FOCO AUTÓNOMO: $168.900 $610.000 $1.574.500
Fuente: ENERGY MARKET, 2008

“DISEÑO DE FOCOS EFICIENTES BASADOS ENLEDS”

INTRODUCCIÓN

La tecnología LED está irrumpiendo en el mercado:
– El Parlamento Alemán decretó en Agosto del 2008 que en cuatro años máximo TODA LA ILUMINACIÓN PÚBLICA será basada en LEDs. – Europa y algunos paises Sud americanos ya han prohibido el uso de lamparas incandecentes.

Rendimiento Comparativo de la Tecnología LED
LED 3G 1W LED 2G 2W Flourescente 6W Incandescente 20WDeterminación del Número de LEDs requeridos:
Nro. LEDs por Watt (de LEDs) = 1 / Potencia del LED (Potencia del LED = Voltage máximo del LED * Corriente Máxima del LED) Ejemplo: LED de 3.2 – 3.4V y 20 mA Potencia del LED = 3.4V * 0,02 A = 0,068 Watts (P = 68 mW). Nro. de LEDs = 1 / 0,068 = 14,7 LEDs por Watt

Beneficios de los LEDs
• • • • • Alta eficiencia. Vida útil prolongada. Ligero yresistente a golpes. Libre de elementos contaminantes y/o venenosos. 100% reciclable.

Anatomía del LED

Características Técnicas del LED
Como todo dispositivo electrónico, el LED posee características técnicas que son proporcionadas por el fabricante. Las más comunes: Forward Voltaje (VF) Forward Current (IF) Power Dissipation (PD) Operation Temperature Luminnus Intensity Color TemperatureViewing Angle : : : : : : : 3.2v – 3.4v (Típico y Máximo) 20 mA (Máximo) 70mW (Máximo) -25ºC/80ºC 2.500 – 3.000 mcd 5.000 – 6.000ºK 80º

Los Diodos LED pueden llegar a durar 100.000 horas en condiciones ideales de funcionamiento. El calor, la humedad y un mal diseño de circuito son factores importantes que acortan significativamente su vida útil.

Escala de Temperatura del Color de la Luz

LaTemperatura del color se expresa en Grados Kelvin. A menor Temperatura del Color se acerca al rojo y a medida que aumentamos el color tiende al blanco. El centro de la zona blanca es el blanco puro (6500K aproximadamente.) .

Ejemplos Típicos de Temperatura del Color
Algunos ejemplos aproximados de temperatura de color * 1700 K: Luz de una cerilla * 1850K : Luz de vela * 2800 K: Luzincandescente o de tungsteno (iluminación doméstica convencional) * 5500 K: Luz de día, flash electrónico (aproximado) * 5770 K: Temperatura de color de la luz del sol pura * 6420 K: Lámpara de Xenon * 9300 K: Pantalla de televisión convencional * 28000 - 30000 K: Relámpago.

Circuito de LEDs • Circuito que haría alguien que no se ha capacitado:

• El circuito mostrado no administra el flujo decorriente adecuadamente (analogía: red de agua potable de la casa). • Modelos Físicos útiles para Diseñar Focos de LEDs:
– LEY DE OHM :

V

(Voltaje)

* R (Resistencia) V [Volts]= I [Ampéres] * R [Ohms]
(Corriente)

=I

P

P

(Consumo) =

I

(Corriente) *

[Watts o Volt-Ampére]

=I

V

(Voltaje)

[Ampéres]

*V

[Volts]

– LEY DE KIRCHOFF :

VFuente = VResistencia...
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