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Utilizar LEDs de alta potencia reduce los niveles de EMI

Ingenieros taiwaneses afirman que la implementación de diodos de alta potencia ayuda a reducir considerablemente la interferencia electromagnética en el diseño de sistemas electrónicos.

ElectronicosOnline.com Magazine / Oswaldo Barajas

Ingenieros de los Laboratorios Nacionales de Investigación Aplicada (NARLabs) de Taiwán, documentaron los resultados positivos de implementar LEDs de alta potencia en el diseño de sistemas electrónicos para conseguir bajos niveles de Interferencia Electromagnética (EMI, por sus siglas en inglés).

A través de un documento técnico, los especialistas de este centro tecnológico exponen los resultados de un trabajo aplicado a un sistema de irradiación infrarroja para el monitoreo de la calidad de agua, donde observaron que los LEDs de alta potencia consiguieron reducir los efectos de EMI en una señal de onda cuadrada de alta tensión inducida por una fuerte interferencia electromagnética sobre los sensores bioelectrodos del sistema.

Tal como se puede observar en la siguiente figura, el diagrama eléctrico describe un método para reducir la EMI en un circuito con LEDs. En este mismo, se aprecia un módulo LED de alta potencia de 30 W compuesto por seis paquetes de LEDs de 5W con una alimentación de 12 VDC y 2A de carga completa. Los ingenieros señalan que en su topología es altamente recomendable considerar un voltaje de aproximadamente 11 VDC como mínimo requerido para los LEDs, además de una fuente de alimentación DC que provea un voltaje inicial (V1) de 10.5 VDC el cual irá incrementándose gradualmente hasta llegar al voltaje mínimo requerido.

Esquemático utilizado con LEDs de alta potencia para reducir niveles de EMI de un sistema de monitoreo de calidad de agua.
     

El segundo voltaje (V2) es de 3.7 VDC el cual es aplicado en orden serial con el primero con el objetivo de sumar ambas V1 + V2 con lo cual se consigue la alimentación deseada de 12 VDC resultante de los diodos emisores de luz.

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Ambos voltajes son operados de forma serial utilizando un relevador de estado sólido y cuando la señal de onda cuadrada entrante está al mínimo, el relevador se abre y el V1 que está casi justo por debajo del voltaje crítico es aplicado en el paquete de LEDs, pero debe asegurarse de que la señal de onda cuadrada está al máximo, entonces el relevador podrá cerrarse para sumar V1 y V2.

Los niveles de ruido en el bio sensor con el módulo LED debido a una señal de onda cuadrada de 12 V.

   
Niveles de ruido con la técnica expuesta.
     

El resultado de este diseño hace que la señal de onda cuadrada esté efectivamente transpuesta de una amplitud de 12 VDC a una de 3.7 VDC, y por consiguiente los niveles de EMI de los biosensores tienden a bajar. El diodo D1 funciona para evitar que la corriente vuelva a la fuente V1 cuando se aplique el voltaje combinado V1 + V2.

Con el módulo LED impulsado directamente por una onda cuadrada de 12 VCC, el ruido en el bio sensor promedió más de 500 µV con picos en niveles significativamente más altos, como se muestra en la Figura 2 a continuación, y esto ayudó a obtener mejores resultados.

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