circuito-emulador de fonte de corrente para

CIRCUITO-EMULADOR DE FONTE DE CORRENTE PARA
CARACTERIZAÇÃO E ACIONAMENTO DE DIODOS
ORGÂNICOS EMISSORES DE LUZ
Abner Arthur Aguilar (1), Vitor Cristiano Bender (2).
1. Aluno do Curso de Engenharia Elétrica UNIPAMPA – Campus Alegrete, Bolsista de iniciação científica
UNIPAMPA. E-mail: [email protected].
2. Professor; Universidade Federal do Pampa – Campus Alegrete; [email protected]
Palavras-Chave: OLEDs, corrente, controle, FCCT.
INTRODUÇÃO
A demanda energética, ao longo dos anos, tem aumentado de forma exponencial,
assim como suas formas de obtenção têm se diversificado (Kosow, 1995). No entanto,
enquanto aprimoram-se as formas de geração de energia elétrica, também se procura fazer o
uso mais racional da mesma, através de dispositivos energeticamente mais eficientes e com
menor custo.
Uma alternativa que vêm se destacando como promissora é a emissão luminosa com
os diodos orgânicos emissores de luz (OLEDs), que funcionam por meio da passagem de
corrente elétrica por um semicondutor orgânico, capaz de emitir luz. OLEDs são fontes de
iluminação planas, leves, de baixo peso, espessura reduzida, grande área e podem até ser
flexíveis. Também apresentam vantagens como longa vida útil, elevada eficácia luminosa e
iluminação confortável.
A relação entre corrente elétrica e luminância dos OLEDs é linear (JACOBS, 2007), no
entanto, por se tratar de uma tecnologia recente, alguns comportamentos ainda não são bem
compreendidos pela comunidade científica, principalmente no que se refere à sua operação
sob diferentes condições.
Portanto, o objetivo deste trabalho é a construção de um circuito para o acionamento
do OLED que trabalhe com correntes elevadas para operar de forma satisfatória, econômica e
segura.
METODOLOGIA
Devido a sua grande área, os OLEDs apresentam elevada capacitância intrínseca, o
que limita os métodos de ajuste da intensidade luminosa (dimmer) e controle de cor utilizando
fontes de tensão. A limitação ocorre principalmente devido aos picos de corrente,
consequência da carga da capacitância intrínseca do dispositivo. Para inibir o surgimento dos
picos de corrente e controlar a intensidade luminosa linearmente, é adequado acionar estes
dispositivos por meio de fontes de corrente controladas por tensão (FCCT), possibilitando a
utilização de diferentes formas de onda, o que facilita sua caracterização sob tais condições
(BENDER, 2015).
A fonte de corrente controlada por tensão consiste de um gerador de funções, um
amplificador operacional (AMPOP) com realimentação negativa e um transistor, como mostra a
Figura 1. Esse circuito possibilita o acionamento e a caracterização dos OLEDs sob diferentes
formas de onda.
No circuito, o AMPOP faz a comparação entre a tensão sobre o resistor auxiliar (Raux)
que é proporcional a corrente do OLED, com o sinal de tensão oriundo do gerador de funções.
O resultado desta comparação é enviado à base do transistor que controlará o fornecimento de
corrente para o OLED.
Por meio de programas de simulação computacional, desenvolveu-se um circuito
eletrônico para dispor os componentes e dispositivos. Uma característica do circuito é o
espelhamento da placa eletrônica, que tem por finalidade operar simultaneamente o OLED e
um modelo equivalente. Após a fixação e soldagem dos componentes, ocorreram testes para
verificar o funcionamento da placa (Figura 2).
Figura 1: Esquemático do acionamento
Figura 2: Placa finalizada.
do OLED.
Com o gerador de funções é possível gerar diferentes formas de onda, capazes de
caracterizar o OLED sob diferentes condições de operação, como por exemplo, modulação por
largura de pulso (PWM), modulação por amplitude (AM), modulação por dois níveis (BLM),
métodos amplamente empregados no ajuste de intensidade luminosa em sistemas de
iluminação de estado sólido.
RESULTADOS
Verificado a funcionalidade do circuito, começaram a serem realizados os testes iniciais
com formas de onda quadrada, ajuste da largura e da amplitude do pulso. Alterando os
parâmetros ajustáveis, observou-se a variação da intensidade luminosa de uma lâmpada
incandescente. Repetiu-se o processo utilizando diferentes valores de frequência, onde o
dispositivo apresentou cintilação luminosa em frequências inferiores a 60 Hz.
Após a submissão a testes de variação de amplitude de sinal, ajuste de tensão pico a
pico e modificação da frequência do sinal de entrada, testou-se o OLED para verificar o
comportamento da placa de acionamento. Nos testes, a lâmpada real OLED funcionou, sendo
executados os mesmos ensaios anteriores com a lâmpada incandescente, mas o OLED teve
uma maior exatidão e rápida resposta quando comparados a experiência com a lâmpada
incandescente.
CONCLUSÃO
Os resultados obtidos foram de encontro com a previsão teórica. O dispositivo de
acionamento operou de forma satisfatória e com bom desempenho em correntes da ordem de
miliampères. Contudo, devido ao curto espaço de tempo entre a pesquisa, desenvolvimento e
resultados não se desenvolveram um aprofundamento de trabalho para aplicar em correntes
mais elevadas. Mas os resultados têm se demonstrado animadores.
Há muito que aprofundar, no entanto, é um salto em relação à pesquisa e
desenvolvimento do acionamento de lâmpadas com maior rendimento e menor consumo. O
campo dos OLEDs ainda está em fase inicial de desenvolvimento em relação à pesquisa.
Outras descobertas e invenções virão, e, aperfeiçoarão essa recente área de pesquisa.
REFERÊNCIAS
KOSOW, I. “Máquinas elétricas e transformadoras”, São Paulo: Globo, 1995
JACOBS, J.; HENTE D.; WAFFENSHIMIDT E."Drivers for OLEDs", Phillips Research - SSL,
IEEE, 2010.
BENDER V. "Modelagem e Acionamento de Diodos Orgânicos Emissores de Luz (OLEDs)
para Sistemas de Iluminação", UFSM, 2015.