LEDs a 220Vac

Aquí les mostrare una forma sencilla y eficaz de conectar leds a 220Vac
Este circuito es extremadamente simple, pero mejorable a la vez, en mi caso no le he puesto ningún capacitor electrolítico de filtrado a la salida del puente rectificador, lo que podría generar algún parpadeo que depende de la persona se perciba o no.
El circuito es el siguiente y luego explicare la forma de calcular los componentes.

 

Como podemos ver en el circuito, tenemos una fuente de corriente alterna V1, la cual sera nuestro suministro eléctrico, en mi caso 220Vac 50Hz.

Tenemos un fusible FU1 que puede o no ir, pero es una medida de seguridad mínima. El calculo del mismo sera en función de la corriente de consumo de todo el circuito.

Luego le sigue el capacitor de Poliester C1, el mismo posee una de las funciones mas importantes del circuito ya que sera el encargado de limitar la corriente a todo el circuito para que no explote.

Luego tenemos el puente rectificador BR1 y aquí es donde pueden o no poner un capacitor electrolítico para completar la fuente y que no se vea el parpadeo de los leds.

Después vemos una resistencia limitadora para los leds y por ultimo los leds en serie. Notese que hay puntos suspensivos ya que de esto depende la cantidad de leds a utilizar.

La resistencia R2 debe ser de entre 680k y 1M en 1/4W, cumple la función de descargar el capacitor C1 de forma amortiguada y de protección ya que si tocamos el capacitor "luego de desenchufar el sistema" la resistencia debería servir para descargar el mismo.

Ahora los cálculos:

1) Elegimos la cantidad de leds a utilizar, y el tipo de led.

Para este ejemplo serán 50 Leds blancos de 20mA y 2,8V.

Esto nos da una caída de tensión entre los extremos de la serie de leds de 2,8V*50=140V, la corriente es la misma 20mA para toda la rama ya que el circuito es serie.

2) Elegimos la resistencia limitadora R1, para esto podemos utilizar una R del valor que queramos o bien no utilizarla pero recomiendo limitar el circuito minimamente en mi caso son solo 100ohms lo cual tendrá una caída de tensión de E=100*20mA=2V, es poca tensión en función de los 140V que utilizan los leds pero cumple las veces de limitadora. De todas forma el limite mas fuerte lo tiene el capacitor C1.

3) Elegimos el puente de diodos, que en nuestro caso sera de 1A por 400V, podría ser de menor valor pero es el mínimo que he conseguido y nos sobra. no hay mucha diferencia de precio con otro de menor valor.

4) Ahora viene el calculo del capacitor lo cual es lo mas importante del circuito. 

Para que lleguen 20mA al circuito debemos utilizar el capacitor como una resistencia, pero como en corriente alterna tenemos en juego al tiempo, podemos aprovechar las propiedades del capacitor.

siendo la formula de reactancia capacitiva Xc=1/(w*C) donde Xc es la reactancia capacitiva que se mide en ohms, w es omega el cual representa 2*pi*f donde pi es 3,1415..., y f es la frecuencia de trabajo que en nuestro caso son 50Hz (frecuencia del suministro eléctrico). por ultimo el valor C sera el del capacitor medido en Faradios.

Para un valor de 20mA en 220Vac tenemos que la resistencia debe ser R=(220V-140V)/20mA=4000ohms.

Ahora calculamos el capacitor. C=1/(w*Xc) donde C=1/(314*4000)=729nF es decir debemos poner un capacitor de 796nF el cual a una frecuencia de 50Hz funcionara como una resistencia de alterna de un valor de 4kohms, el valor de tensión del capacitor debe ser de al menos 250V, y el material debe ser poliester.

si bien no es un valor normalizado debemos buscar un aproximado. que podría ser unir en paralelo dos capacitores de 390nF quedando así un total de 780nF.