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In collaborazione con un amico abbiamo realizzato un progetto per una lampada a LED per poter sostituire una Alogena da ben 200 Watt! impresa ardua! Siamo riusciti a reperire dei diodi Led da 8 mm con le seguenti caratteristiche:
V: 3,2
I: 150 mA
P: 500 mW
Deg: 140°
mcd: 90.000

Copiando un circuito reperito in una lampadina a led e riadattando le misure dei componeneti abbiamo alimentato 38 Led con il seguente schema:


La lampada originale comsuma come dichiarato dal produttore 3 Watt, la nostra misurando gli Ampere con una pinza Amperometrica arriva 0,11 che, se non mi sbaglio P = V*I, quindi 24,4 Watt !!! Come è possibile che sia così tanto!!
Cosa ci sfugge!

Considerand che ci vorrebbero circa 5 moduli come qelli descritti per equiparare la luce della nostra Alogena! arriviamo
a consumare la bellezza di 125 Watt direi troppo non vi sembra!?

Ciao,

Mettere tutti quei led collegati in quel modo potrebbe non essere una buona soluzione!

Riguardo i consumi, hai provato a misurare la corrente nei led?

Quello che sfugge e` che la corrente che assorbite e` distorta e la componente fondamentale e` sfasata.
Il fattore di potenza di questo circuito e` basso perche' c'e` sia un fattore di distorsione, dovuto ai diodi sia un fattore di spostamento dovuto al condensatore.

Il circuito comincia ad assorbire solo quando la tensione sui led arriva a circa 120V e smette di assorbire quando la tensione di rete arriva sul picco positivo o negativo . In pratica ci sono dei buchi di assorbimento intorno ai picchi della sinusoide. Questo genera armoniche che falsano la lettura della potenza assorbita.

Poi, essendoci un condensatore, la componente di corrente a 50 Hz (l'unica che porta potenza) e` sfasata in anticipo, ha un certo fattore di spostamento che fa si che la corrente misurata sia maggiore di quella che effettivamente porta potenza.

La potenza che pagate in realta` e` molto piu` bassa, solo quella consumata dai led, 19W per stringa.

Comunque il ponte diodi dello schema è connesso in maniera errata. Spero solo nello schema.

Misurare le potenze in alternata non è semplice come in continua.

Per Posta: in questo caso il problema non e` molto sentito perche' la tensione sui diodi (120V) e` abbastanza minore di quella di rete (>300V di picco). E i diodi sono alimentati a corrente pulsante.

Per l'OP: Direi che se volete 150mA dobbiate aumentare la capacita` del condensatore. Adesso sono circa 80mA medi con un consumo pagato di circa 10W

lucbie ha scritto:Comunque il ponte diodi dello schema è connesso in maniera errata. Spero solo nello schema.

Misurare le potenze in alternata non è semplice come in continua.

Errore di disegno!! il ponte è un solo componente e non 4 diodi quindi mi da lui gli ingressi e le uscite!!

Grazie per tutte le delucidazioni!!!
Questo mi rinquora!

IsidoroKZ ha scritto:Per Posta: in questo caso il problema non e` molto sentito perche' la tensione sui diodi (120V) e` abbastanza minore di quella di rete (>300V di picco). E i diodi sono alimentati a corrente pulsante.

Hai ragione ma io avrei preferito alimentarli a corrente costante. Inoltre farebbero piu` luce visto che sono sempre accesi.

Su come farlo poi si puo` discutere: controllo lineare o switching?
Viste le potenze in gioco opterei per la seconda, con un MC34063 ce la si dovrebbe fare senza troppi problemi...

Se non erro negli USA avevano messo in palio un premio per chi per primo avesse realizzato una lampada a led sostitutiva di una da 60 W. Ovviamente con certe caratteristiche ben precise.

Aggiungo come si fa a calcolare la corrente media in quello schema. Usare la reattanza del condensatore e` una cattiva idea, perche' il circuito non e` lineare.

Si puo` considerare il fatto che i diodi lavorano con una tensione VD (120V in questo caso) mentre la rete fornisce una tensione di picco Vpk.

Il condensatore C in serie all'ingresso si carica alternativamente a Vpk-VD e mezzo periodo dopo a VD-Vpk. Nel nostro caso il condensatore si carica a 310V-120V=190V e dopo 10ms e` carico a -190V.

Per fare una variazione ai suoi capi di 2*190V=380 V, si deve spostare una carica pari a DeltaQ=2(Vpk-VD)*C in questo caso 380 V*2.2uF=840uC. Questo spostamento di carica, che passa anche attraverso i diodi, avviene 100 volte al secondo e quindi la carica spostata per ogni secondo cae 840uC*100Hz=84mA che era quanto mi aveva detto spice.

E` notevole come un conto semplice semplice basato sulla conservazione della carica (tipo capacita` commutate) permetta di trovare un risultato che diversamente sarebbe ricavabile solo con simulazione numerica.

Domani metto a posto le formule in tex, adesso e` tardi!

IsidoroKZ ha scritto:Per Posta: in questo caso il problema non e` molto sentito perche' la tensione sui diodi (120V) e` abbastanza minore di quella di rete (>300V di picco). E i diodi sono alimentati a corrente pulsante.

Per l'OP: Direi che se volete 150mA dobbiate aumentare la capacita` del condensatore. Adesso sono circa 80mA medi con un consumo pagato di circa 10W

Quindi secondo te aumentando la capacità del condensatore potrei avere una maggiore resa dei Led? Abbiamo fatto diverse prove per stabilre questa misura, nei tentativi abbiamo notato che condensatore (C1) e resistenza (R1) sono strettamente legati, nel piccolo circuito iniziale dal quale abbiamo copiato lo schema, C1 è di 1uF e R1 è di 470K, cambiando solo il condensatore non variava sensibilmente la resa. Non ci siamo avventurati ad aumentare ulteriormente dato che luminosità e temperatura ci sembravano abbastanza elevati. Nel nuovo circuito il tensione rilevato sul singolo Led è di 3,2 V (il massimo consentito dal produttore) mentre con il primo circuito era di soli 2,7 V.

Quindi dai Vs. calcoli si desume che ora la serie di 38 Led consumi 10 W? Esiste un modo per poter verificare con una misurazione reale tale consumo?
Dato che il ns. obbiettivo è ridurre i consumi notevolmente con 10W sarebbe ottimo, considerando che dovremmo usare 4 op. 5 moduli di questo tipo, arriveremo a consumare 40/50 W. Con le normali lampade a risparmio (neon) dovrei averne almeno 2 da 24W per una luminosità prossima all'alogena da 200W.
Quindi il rapporto Prezzo-Lampada / Consumo sarebbe ottimo, considerando anche la maggiore durata dei Led!

Altra Domanda:
Secondo voi la distanza dei singoli Led può incidere sulla resa complessiva? E' meglio che siano vicini op distanti tra loro?