7/25/2019 Linterna de 3 W Con LED
1/256 elektor, electronics worldwide - 7-8/2009
LEDificador
Linterna de 3 W con LED
Por Jrgen Stannieder (Alemania)
Una linterna con bombillas resulta tan
emocionante como un coche con motor
de cuatro cilindros. Lo elegante
es otro concepto: lo que para
los coches supone la pala-
bra Hybrid, para las linter-
nas es el acrnimo LED. Las
lmparas con LED no slo son
ms modernas, sino que con
la misma potencia son incom-
parablemente ms luminosas
que las versiones con bombilla
de filamento, y por ello mucho
ms efectivas. Generalmente
vienen con los tpicos LED blan-
cos de 70 mW y 5 mm, aunque
en el mercado estn disponibles
modelos de estos semiconduc-
tores luminosos de 1 W y ms.
Pero, qu impide a un inge-
nioso electrnico ampliar las
linternas existentes?
Pero todo tiene sus pros y sus
contras: la cara oscura de los
LED reside en que se necesita electrnica
extra, no es tan sencillo como conectarlos
directamente a la batera. Los LED tienen
una baja resistencia diferencial y necesitan
una corriente definida. Si esto lo soluciona-
mos conectando sin ms una resistencia en
serie, se reduce la ventaja en rendimiento
que tienen los LED. Aparte, la prdida de
luminosidad respecto a la carga de la bate-
ra se har evidente. El circuito del LEDifica-
dor soluciona ambos aspectos: un regula-
dor se encarga de mantener un funciona-
12 V. Los 4,8 V proceden de cuatro bate-
ras NiMH conectadas en serie, y los de
10 a 12 V alimentan un circuito, tambinserie, de tres LED blancos. Uno de los dos
operacionales contenidos en IC2 forma
una fuente de corriente ajustable. El otro
operacional de IC2 se encarga
de que esta fuente sea desco-
nectada en caso de rebasar el
umbral inferior de tensin de
las bateras, y as evitar que se
descarguen por completo.
La fuente de corriente basada
en IC2A funciona del siguiente
modo: D2 ofrece una tensin de
referencia de 2,7 V. Despus,
mediante P3 la tensin se fija
en el margen de 0 a 128 mV.
IC2A controla T1 de modo que
las cuatro resistencias de R12 a
R15 se ponen a la misma ten-
sin que el terminal mvil de
P3. Mediante los 0,25 de las
resistencias de 1 en paralelo
se consigue un margen de cero
hasta poco ms de 0,5 A. En el
valor tpico de 350 mA de los
LED de 1 W debera de medirse
en dichas resistencias una tensin de
88 mV. A pesar de que se utiliza el LM358
a travs de un operacional, y su margen
inferior de tensin de entrada es de 0 V, su
salida tiene un mnimo de 0,6 V, por ello
an poniendo al mnimo P3 todava circu-
larn unos pocos mA por los LED.
Para finalizar, en caso de descargarse la
batera, IC2B compara la tensin en P2
suministrada por la de referencia de D2. Si
la tensin en P1 es menor, significar que
la fuente va a tener una corriente dema-
miento eficiente, siendo independiente de
las fluctuaciones en la tensin de la batera,
y una fuente de corriente ajustable asegurala estabilidad de los LED conectados.
La piedra angular del circuito es el regu-
lador integrado del tipo LM2577T-ADJ [1].
Este Step-up-Converter transforma con
ayuda de la inductancia L1 y su diodo de
libre circulacin D1 una tensin de entrada
de 4,8 V a una de salida de entre 10 y
Caractersticas Alimenta a tres LED de 1 W con 4,8 V
Eficiencia > 80 %
Luminosidad independiente de la tensin de las
bateras
Proteccin contra descarga completa de las bateras
CMPEN1
FB 2
SW
4
GND
3
IN
5
IC1
LM2577T-
ADJ
R1
2k2
C1
330n
D1
1N5822
L1
100uH
R2
22k
R3
2k2
P1
10k
25V
C2
47u
C3
100n
R5
1k
R4
1k
P2
10k
16V
C5
470u16V
C6
470u
C4
100n
R6
1k
0W5
D2
2V7 25V
C7
10u
R7
100k
R83M9
1
3
2IC2A
7
5
6
IC2B
4
8
P3
5k
D3
1N4148
T1
BD139
R10
4k7R12
1R
S1IC2
BT1
4V8
IC2 = LM358
C9
100n
R11
560R
C8
100p
R9
100k
K1
3x 1WLumileds
A
K
R13
1R
R14
1R
R15
1R
080585 - 11
7/25/2019 Linterna de 3 W Con LED
2/2577-8/2009 - elektor, electronics worldwide
siado alta a travs de D3, y por ello se
apaga. Ya que el circuito consume unos
pocos mA cuando se dispara la proteccin
contra descarga, un valor lmite razona-
ble es 1 V por batera. P2 ha de ajustarse
entonces de modo que los LED se desco-
necten cuando exista una tensin de 4 V.
El margen de P2 va desde aproximada-
mente 3 V hasta 10 V. Uno no tiene por
qu utilizar obligatoriamente cuatro bate-
ras, sino que puede experimentar con
combinaciones de tres a seis. Con ms
de seis bateras no deben conectarse los
tres LED en serie, ya que la tensin de
entrada puede ser demasiado alta y anu-
lar la funcin del regulador mientras cir-
cule corriente por L1 y D1. La funcin de
convertidor elevador de IC1 asume que la
tensin de salida entregada tras D1 ha de
ser mayor que la de entrada, en caso con-
trario D1 no conduce. La energa almace-nada en la conmutacin en L1 se entrega
en forma de alta tensin y baja corriente
a los condensadores de almacenamiento
C5 y C6. Gracias a la frecuencia de con-
mutacin de alrededor de 52 kHz, la ten-
sin de salida resultante es muy estable y
con poco rizado.
Ya que IC1 fija la tensin de salida de
modo que en el pin 2 haya exactamente
1,23 V, puede fijarse dicha tensin con
los valores dados de R2 y R3 mediante P1
entre 3,5 y 19 V. Un LED de 1 W suele
tener a corriente nominal de 0,35 A una
cada de tensin tpica de 3,25 V. Con tres
LED en serie esto suma 9,75 V. Si le aa-
dimos las tensiones en T1 y en las resisten-
cias de R12 a R15, se alcanza una tensin
de aproximadamente 10 V. A pesar de
que la cada de tensin en un LED depen-
diendo del ejemplar y del fabricante puede
ser de hasta 4 V, el rango de ajuste de P1
es siempre suficiente.
A 4,8 V de tensin de funcionamiento
y 0,35 A en el LED, se ha medido en el
laboratorio de Elektor un requerimiento de
corriente de 0,87 A, lo que permite unaduracin de ms de dos horas con bate-
ras de 2000 mAh y muestra una eficiencia
total de ms del 82 %. Con cinco bateras
= 5,6 V dicho rendimiento se eleva consi-
derablemente hasta el 89 %.
El ajuste de la tarjeta, una vez montado el
circuito completo es simple: conectarlo a una
fuente de alimentacin y ajustar a 4,8 V. Con
tres LED conectados, hemos de fijar la ten-
sin mediante P1 entre el nodo K1 y masa
a 12 V, y mediante P3 la de R12 a R14, a
88 mV. Posteriormente reduciremos la tensin
de 12 V con P1 hasta que en los LED se alcan-
cen justamente 88 mV = 0,35 A. Entonces las
prdidas sern mnimas. Despus configura-
mos P2 de modo que los LED se apaguen si
la tensin de alimentacin es inferior a 4 V.
Si los LED no se encienden bajo ningn con-
cepto, es posible que P2 est ajustado a una
tensin demasiado alta.
(080585-I)
Enlaces[1] www.national.com/mpf/LM/LM2577.html
[2] www.elektor.es/080585
Descargas y productos
Tarjeta080585-1 Encargos y PDF para descarga en www.elek-
tor.es/080585
Lista de materiales
Resistencias:R1,R3 = 2k2
R2 = 22 k
R4,R5,R6 = 1 k
R7,R9 = 100 k
R8 = 3M9
R10 = 4k7
R11 = 560
R12,R13,R14,R15 = 1
P1,P2 = 10 k, potencimetro, pequeo, en
horizontal
P3 = 5 k, potencimetro, pequeo, en
horizontal
Condensadores:C1 = 330 nF, MKT paso 5/7,5 mm
C2 = 47 F/25 V, radial, paso 2,5 mm, max.
8,5 mm
C3,C4,C9 = 100 nF, cermico, paso 5 mm
C5,C6 = 470 F/16 V, radial, paso 2,5 mm, max. 8,5 mm
C7 = 10 F/63 V, radial, paso 2,5 mm, max.
6,5 mm
C8 = 100 pF, cermico, paso 5 mm
Inductancia:L1 = 100 H, axial, montaje vertical, tipos: 5800-
101 de Bourns con 0,63 A/0,2 (Digi-Key
N M8290-ND), B82111EC25 de Epcos con
1 A/0,65 (Farnell N 9752102) o MESC-101
de Fastron con 1 A/0,65 (Reichelt N MESC
100)
Semiconductores:D1 = 1N5822
D2 = 2V7/0W5
D3 = 1N4148
T1 = BD139
IC1 = LM2577T-ADJ (encapsulado TO-220-5,
nicamente pines, 5 patillas)
IC2 = LM358 (DIP-8)
Varios:K1,S1,BT1 = clemas de 2 contactos para montaje
en tarjeta, paso 5 mm
S1 = interruptor de un contactoBT1 = portabateras para 4 NiMH *
3 x LED de potencia de 1 W
Tarjeta 080585-1
* ver texto
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