Foi comentado varias vezes que os LED são dispositivos de corrente constante. Isto não significa que precise de um suministro de energia de corrente constante, CC. Em alguns casos, os suministros de energia de tensão constante, VC, podem ser os mais adequados. Vamos ver que diferenças existem entre ambos, CC vs VC, para ajudar-lhe a escolher a melhor opção dependendo da luminaria LED que for instalar.
Vamos lembrar algumas definições para ver de forma mais clara o funcionamento destes tipos de controlo de LED.
O que é a Voltagem?
A voltagem é a magnitude fisica (voltio ou volt) que mede a diferença de potencial electrico (energia requerida para poder realizar um trabalho) entre dois pontos de um circuito. Tambem é conhecida como tensão electrica, ou diferença de potencial electrica.
Numa definição mais tecnica, a voltagem no trabalho que exerce uma unidade de carga electrica numa particula de um campo electrico determinado, de forma que dita unidade seja capaz de mecher-se atraves de dois pontos.
Quando dois pontos de diferente potencial electrico são unidos com um condutor, será feito de forma natural um fluxo de electrões, conhecido como corrente electrica. Dita corrente, é a encargada de levar uma parte da carga electrica proveniente do ponto de maior potencial, até ao ponto de menor potencial.
Tipos de voltagem
Podemos diferenciar varios tipos de voltagem dependendo das suas caracteristicas, vamos vê-las:
Voltagem induzido
Este é o tipo de voltagem que é induzida para produzir a energia electrica que percorre um determinado circuito. Se o circuito é aberto, este tipo de voltagem é capaz de manter a tensão electrica atraves de dois pontos; mas se o circuito é fechado, produz-se um fluxo de corrente.
Voltagem alterna
A voltagem alterna, ou VA, caracteriza-se por ser representado nos planos cartesianos com um eixo negativo, e outro positivo. É por esta razão que se trata de uma onda sinusoidal. Um pormenor importante da voltagem alterna é que trata-se da forma de voltagem mais comum nas tomas de corrente, pois é muito fácil de transportar e gerar neles. O mais representativo da VA, são os valores, os quais estão alternados, o que origina o nome. Isto significa que a sua constância ao longo do tempo irá variar de acordo com o país ou região em que se encontra.
Voltagem de corrente direta
Este tipo de voltagem é o que se encontra com maior frequencia em baterias e motores, pois pode obter-se ao transformador uma corrente alterna numa continua. Não é necessario que apresente uma constante perfeita, senão que, pelos transformadores e fusiveis, podem apresentar algums picos, que não chegam a ser o bastante variável como para ser considerado uma voltagem alterna.
Voltagem continuo
Voltagem continuo ou VCC (voltagem de corrente continua), é aquela em que a corrente é pura, de forma que não apresenta alterações. Pode localizar-se em microprocessadores ou chips, pois este aparelhos exigem uma voltagem constante para poder funcionar corretamente. Para obter este tipo de voltagem, é necessario, na maioria dos casos, realizar um tratamento atraves de condensadores electroliticos.
O que é a corrente electrica?
A corrente electrica é o fluxo de carga electrica que atravessa um material condutor durante um periodo de tempo determinado. Expressa-se em C/s, coulombs por segundo no Sistema Internacional de Unidades, e a unidade conhece-se como Amperes (A).
A corrente produz-se como consequência do movimento de cargas livres (normalmente electrões) que encontram-se dentro de um material condutor concreto num circuito electrico. No circuito electrico fechado, a carga de electrões vai sempre do polo negativo ao polo positivo.
A corrente electrica produz um aumento de temperatura ao passar pelo condutor além de produzir energia luminosa transformando a energia electrica em luminosa. Isto temos que tê-lo muito em conta no cado de um diodo LED, que é do que estamos a tratar.
Tipos de corrente electrica
Dependendo do sentido da corrente e a temporalidade, podem-se definir dois tipos de corrente electrica:
Corrente continua (CC)
A corrente continua é um tipo de corrente electrica de fluxo continuo de carga electrica atraves de um condutor entre dois pontos de diferente potencial e carga, de um só sentido de circulação de fluxo, não varia desde o polo positivo até ao polo negativo. Para denotar que uma corrente é continua, é necessario que o fluxo de corrente não muda de sentido, mais além do tempo decorrido, sempre tem que fluir na mesma direção. A intensidade pode variar sempre e quando conserve a mesma polaridade.
Corrente alterna (CA)
A corrente alterna é um tipo de corrente electrica caracterizada pelas alterações ao longo do tempo, tanto de magnitude como de direção, a intervalos regulares. A voltagem do sinal alterno varia entre os seus maximos e minimos de maneira ciclico, a metade do ciclo é positivo e a outra metade é negativo. Isto significa que a corrente circula em ambos sentidos, segundo seja positivo ou negativo. Este ciclo repete-se constantemente. É o tipo de energia que utilizamos na nossa casa para alimentar todos os aparelhos electricos, com uma frequencia constante de 50 Hercios. Foi desenvolvida e impulsada por Nikola Tesla.
Corrente monofasica
A corrente monofasica é conseguido através de uma fase de corrente trifásica e um cabo neutro, trata-se de um sistema que utiliza a distribuição, produção e consumo electrico numa só fase, pelo que a tensão sempre muda de forma conjunta.
O uso mais frequente normalmente é para motores electricos, aquecimento ou iluminação.
Corrente trifasica
A corrente trifasica é um sistema composto por 3 correntes alternas que encargam-se da produção, distribuição e consumo electrico, as suas tensões são alternas e transportam-se por sistemas condutores conhecidos como R, S e T.
A vantagem deste tipo de corrente é que é mais economica que outras devido à poupança nos transformadores e linhas de transporte ao ser fios mais finos que a corrente monofasica, conseguindo maior rendimento nos motores.
Lei de Ohm
A Lei de Ohm está diretamente relacionada com a medição da voltagem. Esta estabelece que a diferença potencial ou voltagem que se aplica entre cada um dos extremos de um condutor, é igual à proporção de corrente (I) circulante no circuito, de acordo ao seu nivel de resistencia. A formula que descreve é V=R I.
Se precisa de mais informação pode ler o nosso artigo de instalação de fontes de alimentação a 12V.
Lei de Ohm – V = I R
Porque preciso de um controlador LED?
Os LED funcionam com electricidade de corrente continua de baixa tensão (voltagem). Em casa as tomas de corrente normalmente fornecem electricidade de alta tensão (220V) com corrente alterna. O proposito de um controlador LED é retificar esta corrente alterna de alta tensão e torná-la em electricidade de corrente continua de baixa tensão que os LED possam admitir e trabalhar para produzir energia luminosa sem morrer na tentativa.
O LED é um dispositivo de corrente constante e tem uma caida de tensão direta. Em outras palabras, a tensão recebida deve superar a caida para que permita o fluxo de corrente e funcione de maneira otima. Para isso, ao controlar a corrente controla-se a saida de luz das luminarias. Demasiada ou pouca corrente pode fazer que a saida de luz varie ou se degradam com mais velocidade devido a que existem temperaturas mais altas dentro do LED.
Existem varios tipos diferentes de controladores LED externos, podem dividir-se em dois tipos principais: controladores de corrente constante (CC) e controladores de tensão constante (CV).
Controladores de corrente constante, CC
Os controladores ou drivers de corrente constante dotam energia electrica às luminarias variando a voltagem no circuito, de tal forma que os dispositivos mantenham uma corrente electrica constante ao longo de todo o circuito. Por isso, a corrente fornecida aos LDs não muda, apesar de qualquer variação de tensão que possa ocorrer. Em consequencia, a qualidade da iluminação será estável.
Os controladores de corrente constante estão projetados para os LED que precisem de uma corrente de saida fixa e uma gama de tensões diferentes. Em geral, os controladores de corrente constante listam as suas especificações no dispositivo, e só se indica um valor nominal da corrente de saida e uma gama de tensões que variam segundo a potencia do LED.
O controlo da corrente, a diferença da tensão, proporciona um controlo mais preciso da energia dissipada no LED e ajuda aos designers a projetar as taxas de falha com muita mais precisão que quando utiliza-se fontes de voltagem constante.
Controladores de tensão constante, VC
Os equipamentos de voltagem constante mantêm uma tensão fixa que normalmente é de 12V ou 24V, e utilizam-se para aquelas fontes de luz que precisam de uma tensão estável e tên uma corrente regulada atraves de resistencias ou controlador.
Conclusão: Corrente constante vs. tensão constante
Escolher um controlador LED pode depender em grande medida da finalidade de uso previsto. Para sinalização e outras aplicações que dependem de cores brilhantes ou constrastantes, uma fonte de tensão constante pode ser mais rentável e mais facil de projetar. Além disso, qualquer mudança de cor tende a ser relativo e terá um impacto minimo na eficienca da luz. A eficiencia tambem é menos importante em sinalização, e a dissipação de calor adicional resulta mais economica quando a aplicação consiste numa só instalação, em vez de iluminação distribuida ao longo de um sitio.
Se a finalidade de uso previsto é para iluminação, os controladores de corrente constante podem ser uma melhor opção. Estes permitem ter um controlo mais uniforme de qualidade da luz e brilho, e os sistemas podem ajustar-se facilmente para que os LED sigam funcionando no seu rango mais eficiente. Em geral, precisa-se menos dissipação de calor para ativar os LED no rango mais eficiente. Além disso, o dissipador da luminaria normalmente é suficiente como para dissipar o calor e fazer que os LED sigam funcionando num estado ideal e eficiente.
Compreender as diferenças funcionais em projetos de LED com fornecimento de corrente constante ou tensão constante pode ajudar aos designers a optimizar o seu trabalho a fim de cumprir com os seus objetivos de saida de luz, qualidade de luz e vida util do design.