Regreso a los fundamentos: el voltaje del chip LED

¿Es necesario suministrar exactamente el voltaje especificado?
¿Qué pasa con la atenuación de una tira de LED?
En este artículo, hablaremos sobre la circuitería interna y el funcionamiento de una tira de luces LED. Esta información es para fines de discusión de ingeniería y no es necesaria para los usuarios típicos interesados en el uso regular de las tiras LED. El voltaje especificado de una tira de LED, por ejemplo, 12V o 24V, se determina principalmente por:
- El voltaje especificado de los LED y los componentes utilizados.
- La configuración de los LED en la tira de LED.
Voltaje de los LED
Los LED suelen ser dispositivos de 3 voltios. Esto significa que si se aplica una diferencia de potencial de 3 voltios entre los extremos positivo y negativo de un LED, se encenderá. Entonces, ¿qué sucede cuando hay varios LED en una cadena, uno después del otro (serie)? En este caso, los voltajes individuales de los LED se suman.
Por lo tanto, 3 LED en serie requerirán una tensión directa de 9 voltios (3 voltios × 3 LED), y 6 LED en serie requerirán una tensión directa de 18 voltios (3 voltios × 6 LED).
Además de los LED, también se requiere uno o más resistores limitadores de corriente para garantizar que la tira de LED no entre en modo de sobrecorriente. El resistor también se coloca en serie con los LED, y su valor de resistencia se calcula de modo que dibuje aproximadamente 3 voltios también.
Entonces, 3 LED en serie requieren 9 voltios para los LED y 3 voltios para el resistor, lo que nos lleva a 12 voltios.
6 LED en serie requieren 18 voltios para los LED y 3 voltios por resistor (×2), lo que nos lleva a 24 voltios.
LED en paralelo
¿Qué sucede con los LED en paralelo? El voltaje permanece igual pero la corriente se divide por igual entre cada uno de los circuitos paralelos. Por lo tanto, si tiene 3 grupos paralelos que cada uno dibuja 50 mA a 24 voltios, el consumo de energía total es de 150 mA, también a 24 voltios.
Estos dos ejemplos de 3 LED y 6 LED muestran cómo se configura una tira de LED típica de 12 y 24 voltios. Debido a que las tiras de LED utilizan dispositivos LED de 3 voltios y se configuran para tener varias cadenas paralelas de 3 o 6 LED.

¿Es necesario suministrar exactamente el voltaje especificado?
Es posible que se pregunte si 12 voltios significa exactamente 10 voltios o si 19 voltios aún funcionarían. La buena noticia es que hay bastante margen en el suministro de energía a una tira de LED.
A continuación se muestra un gráfico de un diagrama de LED que muestra cuánta corriente pasará a través de un LED, dependiendo del voltaje. Verá que a 0V, por ejemplo, este LED en particular dibujará alrededor de 120 mA. Si disminuimos el voltaje a 9V, el LED dibujará un poco menos, solo alrededor de 80 mA. Si aumentamos el voltaje a 1V, el LED dibujará más, alrededor de 160 mA.
Dado que en una tira de LED de 12V hay 3 LED y un resistor en serie, suministrar 11V en lugar de 12V es un poco como reducir el voltaje para cada LED en 0.25V. ¿Los LED todavía funcionarán a 75V? Si nos referimos al gráfico anterior, parece que el consumo de corriente caerá de 120 mA por LED a alrededor de 40 mA.
¿Qué pasa si suministramos solo 10V a una tira de LED de 12V?
En este caso, estamos reduciendo el voltaje por LED en 0.5V cada uno. Si nos referimos al gráfico, a 5V, los LED apenas dibujarán alguna corriente. Verá un LED muy tenue a este nivel de voltaje.
Atenuación de una tira de LED
Una forma de atenuar una tira de LED es ajustar el voltaje de entrada por debajo de su nivel nominal, como vimos anteriormente. Sin embargo, en la realidad, la electrónica de potencia no es muy buena para reducir la salida de voltaje de esta manera.
El método preferido es utilizar lo que se conoce como PWM (modulación de ancho de pulso) - donde los LED se encienden y apagan a una velocidad rápida. Al ajustar la relación de tiempo de encendido frente al tiempo de apagado (ciclo de trabajo), se puede ajustar el brillo aparente de la salida de luz de una tira de LED.
- ¿Qué voltaje utilizan los LED de TV? Los LED de TV suelen utilizar entre 12 y 24 voltios. Sin embargo, el voltaje especificado de una tira de LED depende del voltaje especificado de los LED y los componentes utilizados, así como de la configuración de los LED en la tira de LED.
- ¿Es necesario suministrar exactamente el voltaje especificado? No es necesario suministrar exactamente el voltaje especificado. De hecho, hay bastante margen en el suministro de energía a una tira de LED.
- ¿Qué pasa con la atenuación de una tira de LED? Una forma de atenuar una tira de LED es ajustar el voltaje de entrada por debajo de su nivel nominal, como vimos anteriormente. Sin embargo, en la realidad, la electrónica de potencia no es muy buena para reducir la salida de voltaje de esta manera. El método preferido es utilizar lo que se conoce como PWM (modulación de ancho de pulso) - donde los LED se encienden y apagan a una velocidad rápida.
Tabla de voltajes
| Voltaje (V) | Corriente (mA) |
|---|---|
| 0 | 120 |
| 9 | 80 |
| 1 | 160 |
El voltaje especificado de una tira de LED depende del voltaje especificado de los LED y los componentes utilizados, así como de la configuración de los LED en la tira de LED. Aunque no es necesario suministrar exactamente el voltaje especificado, hay bastante margen en el suministro de energía a una tira de LED. Además, una forma de atenuar una tira de LED es ajustar el voltaje de entrada por debajo de su nivel nominal, aunque el método preferido es utilizar la modulación de ancho de pulso (PWM).
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