estratégia de seleção de módulo de corrente constante para projeto de poste de iluminação pública LED

Sabemos que todos os LEDs precisam ser alimentados por uma fonte de corrente constante, mas atualmente, muitos fabricantes de luminárias solares para iluminação pública procuram um módulo de corrente constante adequado somente após o projeto do módulo de LED já ter sido concluído. Como todos sabem, esse método de projeto apresenta problemas, no mínimo, tornando o projeto inadequado. Pode até mesmo haver a necessidade de redesenhar os módulos de LED. Frequentemente recebo ligações de clientes perguntando qual a potência que o módulo de corrente constante pode fornecer. Esse tipo de pergunta é praticamente impossível de responder. Isso porque a potência que um módulo de corrente constante pode fornecer depende de muitos fatores. Do ponto de vista do próprio módulo de corrente constante, está principalmente relacionada aos requisitos e condições de dissipação de calor e, claro, também à capacidade de corrente do chip driver. No entanto, mesmo que esses fatores sejam determinados, por exemplo, se o módulo de corrente constante SLM2842 for selecionado, sua capacidade de corrente parece estar completamente definida! Na verdade, não! Embora seja possível conhecer a capacidade de acionamento limite de um módulo de corrente constante, como sua corrente máxima de comutação, corrente máxima de entrada, tensão máxima de entrada e tensão máxima de saída, etc., a potência de acionamento desse módulo não está relacionada apenas à sua capacidade de dissipação de calor, mas também à sua eficiência operacional. E a eficiência operacional está relacionada a muitos fatores externos, principalmente ao uso pelo usuário. Portanto, os requisitos e as características da fonte de corrente constante devem ser considerados ao projetar ou selecionar módulos de LED. 1. Estrutura de conexão dos LEDs Ao projetar e selecionar módulos de LED, alguns requisitos relacionados a módulos de corrente constante e outros precisam ser considerados. 1. O número de LEDs conectados em série deve ser inferior a 10, pois, como lâmpadas de LED, há um requisito de segurança. De acordo com a norma europeia IEC61347-2-13 (5/2006), para módulos LED alimentados por corrente contínua (CC) ou corrente alternada (CA), a tensão nas lâmpadas LED não deve exceder a tensão extra baixa de segurança máxima (SELV), ou seja, sua tensão de saída de trabalho ≤ 25 Vrms (35,3 Vcc). Portanto, o número total de LEDs em série não deve exceder 10. 2. Em luminárias solares para iluminação pública, os módulos LED são geralmente utilizados para facilitar a manutenção e a substituição. Cada módulo costuma ser projetado em formato retangular e inclui um módulo de corrente constante. Recomenda-se que a potência de cada módulo seja inferior a 30 W. Assim, uma luminária de rua de aproximadamente 100 W utiliza de 3 a 4 módulos LED, enquanto uma luminária de 150 W utiliza de 5 a 6 módulos LED. Para potências mais elevadas, podem ser utilizados de 7 a 8 módulos. 3. Em cada módulo LED, geralmente é utilizado um LED de 1 W, e sua conexão é feita em série-paralelo. Se o LED tiver um diodo de proteção, ele pode ser conectado primeiro em série e depois em paralelo. Se não houver diodo de proteção, ele deve ser conectado primeiro em paralelo e depois em série, para não danificar uma das séries e impedir que os LEDs acendam. 4. Para usar várias séries e vários paralelos, é necessário entender melhor o desempenho e as características do módulo de corrente constante. 2. Desempenho e características do módulo de corrente constante: Uma fonte de alimentação regulada comum mantém a tensão de saída constante mesmo com a variação da carga. O módulo de corrente constante, por sua vez, mantém a corrente de saída constante mesmo com a variação da tensão de entrada. Antes de usá-lo, é preciso entender suas diversas características. 1. Ajuste de corrente: Geralmente, a corrente de saída do módulo de corrente constante pode ser ajustada em uma ampla faixa de acordo com as necessidades do usuário, bastando alterar o resistor de ajuste da corrente de saída. 2. Tipo: Existem três tipos de módulos de corrente constante: boost, buck e buck-boost. A escolha depende da relação entre a tensão de entrada e a tensão de saída necessárias. No entanto, do ponto de vista da obtenção da máxima eficiência, o tipo abaixador (step-down) deve ser selecionado. O tipo buck, por sua vez, apresenta uma tensão de entrada relativamente alta. Consequentemente, a corrente de entrada é relativamente baixa, resultando em perdas menores devido às perdas no cobre. Assim, o módulo de corrente constante abaixador geralmente possui maior eficiência. Portanto, o número de LEDs conectados em série na carga deve ser minimizado para que um módulo driver de corrente constante abaixador possa ser utilizado. 3. Relação entre tensão de entrada e tensão de saída: Seja um módulo de corrente constante do tipo boost ou buck, quanto mais próximo de 1 for o fator de boost ou o fator de abaixamento, maior será a eficiência. É claro que esse fator não pode ser igual a 1, sendo necessário reservar de 2 a 3 V para o consumo do módulo de corrente constante. Essa relação é totalmente determinada pelo projeto geral da luminária de rua. Portanto, esse fator deve ser considerado no projeto geral da luminária, ao selecionar o número de LEDs conectados em série com a tensão de alimentação e a carga. Em vez de projetar com base apenas na eficiência que o módulo de corrente constante deve fornecer, é importante definir esse fator. 4. Capacidade de dimerização: os módulos de corrente constante geralmente possuem capacidade de dimerização, e essa capacidade não se limita ao ajuste da corrente de saída, mas utiliza um método chamado modulação por largura de pulso (PWM), que aproveita a rápida capacidade de comutação dos LEDs e a percepção visual do olho humano para alterar o brilho aparente. Dessa forma, evita-se a alteração do cromatografia causada pelo ajuste da corrente. Essa capacidade de dimerização é muito importante no projeto de postes de iluminação solar, pois permite que o brilho das luzes se ajuste ao fluxo de tráfego, contribuindo para a economia de energia.