Que Es Y Cómo Funciona Una Bombilla LED

Las bombillas LED son ahora la forma de iluminación preferida para la iluminación doméstica, así como para muchas aplicaciones de iluminación comercial. Las bombillas LED utilizan diodos emisores de luz como componente básico, pero necesitan otros circuitos electrónicos para poder funcionar.

Para ver cómo funciona una bombilla LED es necesario observar los componentes de la lámpara en general para ver qué circuitos hay y cómo funcionan y contribuyen al funcionamiento general de la luz completa.

Tecnología LED básica

Como es de esperar, las soluciones de iluminación LED se basan en los propios diodos emisores de luz. Los LED son una forma de diodo semiconductor. Los diodos permiten que la corriente pase a través de ellos en una dirección.

Sin embargo, los diodos emisores de luz se distinguen de otras formas de diodos semiconductores en que emiten luz cuando la corriente pasa a través de ellos en dirección de avance.

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El símbolo del circuito LED que se utiliza en los diagramas de circuitos electrónicos consiste en el símbolo normal del diodo, pero con dos flechas que salen de él para representar la luz.

Cómo Evitar Un Cortocircuito

Aunque el efecto se observó por primera vez en 1907, no fue hasta la década de 1960 cuando se comercializaron. Al principio, los primeros LED se utilizaban como pequeñas lámparas indicadoras, pero la tecnología se desarrolló y ahora se utilizan para aplicaciones de iluminación completas.

Los LEDs son dispositivos de baja tensión, que a menudo sólo tienen un voltio y medio cuando están en funcionamiento, es decir, en la dirección de avance. Tampoco les gustan las tensiones inversas importantes, por lo que hay que tener cuidado en el diseño del circuito electrónico de cualquier sistema que utilice LEDs para garantizar que no experimenten una tensión inversa. Esto es especialmente cierto en el caso de los LED utilizados en las bombillas.

Conceptos básicos de los circuitos de luces LED

Las luces LED requieren algo más que el componente LED básico para su funcionamiento. Requieren otros circuitos a su alrededor para proporcionar la corriente adecuada y otras características para su funcionamiento.

El diseño del circuito electrónico para el funcionamiento de las luces LED requiere que las diferentes funciones del circuito se unan para permitir el funcionamiento seguro, fiable y eficiente de la luz LED en general.

Si se observa el funcionamiento de una bombilla LED, es posible dividir los principales elementos del diseño en una serie de bloques diferentes. Estos bloques incluyen tanto diseños de circuitos electrónicos como una serie de elementos físicos:

Cómo Funciona Un Resistor

• Conjunto de LEDs: Obviamente, el LED es un elemento principal de cualquier bombilla LED. El diseño y la construcción de este elemento del diseño del circuito electrónico global es especialmente importante tanto en lo que respecta a sus aspectos eléctricos como físicos.
• Circuito conductor: Este bloque de circuitos proporciona el accionamiento correcto para los propios LED, tomando la energía de entrada, que puede ser de 240 V CA o 12 V CC, etc., y convirtiéndola en el formato necesario para los LED utilizados en la bombilla.
• Disipador térmico: Aunque los LED son considerablemente más eficientes que otras formas de iluminación, siguen disipando algo de calor y es necesario eliminarlo de la lámpara, ya que de lo contrario se calentará demasiado o se sobrecalentará. Si se mantiene la temperatura baja, se puede maximizar la fiabilidad y la vida útil. Por ello, la mayoría de las lámparas LED más grandes incluyen un disipador para eliminar el exceso de calor.
• Base o conector del LED: La lámpara LED necesita una base para poder conectarse a la luminaria. Las conexiones de la base estándar se adoptan para que las bombillas LED puedan sustituir directamente a las lámparas incandescentes o de filamento y a las CFL.
• Difusor: Para que la luz de la bombilla LED sea más agradable y uniforme, se coloca un difusor sobre el conjunto de LED. Esto no sólo difunde la luz, sino que protege los componentes electrónicos y evita cualquier posibilidad de descarga eléctrica al impedir el contacto directo con los componentes electrónicos.

Estos diferentes elementos de la bombilla LED se abordarán sucesivamente para ver cómo funcionan.

Conjunto de LEDs

La bombilla LED suele tener una serie de LED individuales, es decir, los componentes electrónicos básicos. Normalmente son componentes de montaje superficial que se colocan en una placa de circuito impreso.

Por lo general, se utiliza una matriz de LED porque esto significa que la capacidad de potencia de los diodos individuales no tiene que ser tan grande, lo que permite fabricar lámparas de gran capacidad de potencia con mayor facilidad.

Tener varios LED también mejora la vida útil general de la bombilla LED, porque no sólo se reduce la potencia de cada dispositivo, sino que ayuda a eliminar el calor porque se genera una menor cantidad de calor en un área más amplia y no hay un único punto muy caliente para el que la gestión térmica sería más difícil.

Otra ventaja de contar con una matriz de diodos es que la luz no procede de un único punto y puede difundirse más fácilmente. El uso de varios diodos puede ayudar a mejorar el ángulo de emisión de la luz. Los aspectos físicos pueden disponerse más fácilmente para garantizar un ángulo de luz amplio.

Electrónica del driver del LED

Al analizar el funcionamiento de una bombilla LED, otro elemento importante es el circuito del controlador. Esta es probablemente la parte principal del diseño del circuito electrónico de la luz LED en general.

Cómo Funciona un Giroscopio

Hay varias funciones que proporciona el circuito del controlador:

• Conversión de energía: El elemento de conversión de potencia de la electrónica del driver es especialmente importante. Como los LEDs individuales requieren aproximadamente un voltio y medio de CC, y la entrada puede ser de 12 voltios de CC 240 voltios de CA u otro voltaje, entonces la entrada debe ser convertida para proporcionar la salida requerida. Normalmente se requiere un regulador de modo conmutado para proporcionar un nivel muy alto de eficiencia. Cuanto mayor sea la eficiencia del regulador de modo conmutado, mayor será la eficiencia de la bombilla LED en general. También significa que hay que eliminar menos calor y esto supone un ahorro de costes en la fabricación.
• Circuitos de accionamiento: Habrá circuitos en la placa de circuito impreso para accionar los LEDs de la manera que requieran. En algunos casos, puede ser necesaria una configuración en serie para aumentar la tensión total de accionamiento, mientras que en otros, algunos pueden funcionar en paralelo.
• Protección de la salida: Será necesario asegurar que cualquier diodo que falle en forma de cortocircuito no provoque un fallo catastrófico de todo el conjunto y la consiguiente posibilidad de incendio.
• Protección de entrada y filtrado: El circuito de entrada es necesario para proteger contra cualquier transitorio de línea que sin duda se experimentará. También es necesario añadir un filtrado que garantice que no se irradien emisiones nocivas o que éstas vuelvan a viajar por la línea eléctrica.

En vista del gran número de luces LED que se fabrican, el coste es una consideración primordial. Es necesario optimizar el diseño del circuito electrónico de los aspectos del controlador del conjunto y reducir el número de componentes electrónicos para minimizar el coste de los componentes, así como el coste de fabricación y el tamaño del conjunto del circuito impreso.

El uso de bombillas o lámparas LED está muy extendido. Si se observa el funcionamiento de estas luces LED, cada uno de los bloques tiene una función distinta que permite que la bombilla en su conjunto funcione de forma eficaz y fiable.