[Divers] Ampoule à LED qui reste allumée/courant résiduel va et vient [Résolu]
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Ampoule à LED qui reste allumée/courant résiduel va et vient [Résolu]



  1. #1
    apap

    Ampoule à LED qui reste allumée/courant résiduel va et vient [Résolu]


    ------

    Bonjour,
    J'ai vu plusieurs discussions sur le sujet. Mais il n'y avait pas de calcul explicatif.
    J'ai essayé de faire des hypothèses et quelques calculs qui me semblent intéressants.
    En résumé :
    * une ampoule à LED de 10 W a une résistance équivalente de 6KOhm environ.
    * la capacité parasite entre phase et neutre est de l'ordre de 0,5 µF / k avec k le facteur de réduction de la tension u=240 V (cela veut dire que si on trouve une tension aux bornes de la lampe de 60 volts, ce facteur k est de 240V / 60V = 4)
    * pour réduire la tension parasite aux bornes de la lampe d'un facteur k*, il faut mettre en parallèle de la lampe un condensateur de valeur C* = k* . 0,5 µF (formule approximative, si k* >=3, et pour une puissance de 10 W). Cela veut dire que si on veut faire baisser cette tension de 60V d'un facteur 3, il faudrait mettre un condensateur de 3 * 0,5 = 1,5 µF (pour une lampe de puissance 10 W).

    J'ai fait cela car j'avais besoin de mieux comprendre. J'espère que mes calculs ne sont pas faux et que les conclusions sont justes. Je pense retrouver des valeurs de capacités qui sont suggérées pour réduire le phénomène.

    Détails :
    voici un schéma électrique équivalent :
    Nom : LED qui restent allumees.jpg
Affichages : 6724
Taille : 61,5 Ko

    Et voici mes calculs :
    (j'espère qu'ils ne sont pas trop faux...)
    Si on fait l’hypothèse que le courant résiduel est dû à une capacité parasite entre les 2 fils du va-et-vient ( Cparasite en rouge sur le schéma), on voit alors qu’il peut passer un courant dans l’ampoule à LED.
    On voit aussi que si on intervertit la phase et le neutre, cela ne devrait pas faire grand-chose (le schéma équivalent ne change pas vraiment car les 2 fils du va et vient n’ont pas bougé physiquement). Donc, cela ne devrait pas supprimer le phénomène de lampe qui reste allumée.
    Rem : J’ai encore un doute sur la bonne compréhension du phénomène. Je me demande si il n’y a pas également un phénomène inductif (une boucle qui, par induction à cause des champs magnétiques créés par les fils, crée une force électromotrice aux bornes de la lampe). Car le fil de neutre qui va directement à la lampe ne longe pas obligatoirement le fil de phase, ce qui peut créer une grande boucle. Les calculs suivants ne prennent pas cela en compte.
    1/ Calcul de la résistance équivalente de la lampe LED :
    La puissance d’une lampe led est : P_LED = U² / R_LED
    D’où :  R_LED = U² / P_LED = 6 Kohm environ
    (en prenant P_LED de l’ordre de 10 W, et U = 240 V)

    2/ Cherchons une évaluation de ce condensateur parasite :
    On ne met pas encore de condensateur C*.
    L’ampoule claire faiblement. Soit k le paramètre tel que la tension parasite soit k fois moins grand que la tension u de 240 VAC en mode éclairage normal. On a :
    u_LED_parasite = u / k
    Appliquons la formule du pont diviseur à u_LED_parasite :
    R_LED / (z_parasite + Rled ) . u = u / k
    D’où : z_parasite + Rled = Rled * k
    En prenant la norme de ces impédances complexes, on a :
    z_parasite² + R_LED ² = R_LED² . k²
    z_parasite² = R_LED² . ( k² - 1)
    !!z_parasite !! = R_LED . racine( k² - 1)
    Or, Z_parasite = 1/jwC_parasite
    D’où : C_parasite = (1/racine(k²-1) ) * ( 1/ (w * R_LED) )
    On peut simplifier racine(k2-1) : si k>=3 (courant 3 fois plus faible) on a : racine(k²-1) = k à 20% près
    D’où : C_parasite = ( 1/ (k *w * R_LED)
    en remplaçant la pulsation w et R_LED, on obtient :
     C_parasite = 0,5 µF / k (approximation pour k >=3)
    (si le courant parasite dans la LED est 5 fois plus faible que le courant en mode allumé, cela veut dire que le condensateur parasite est de 0,5 / 5 = 0,1 µF

    3/ Ajoutons un condensateur C* pour limiter le phénomène :
    Sans ajouter de capacité, on a : u_LED = R_LED . i_LED
    Avec la capacité C*, on a : u*_LED = R_LED . i*_LED
    Appelons k* le coefficient tel que u*_LED = u_LED / k*
    Cherchons la valeur du condensateur C* permettant de réduire la tension aux bornes de la lampe d’un facteur k* :
    u*_LED = u_LED / k*
    appliquons la formule du pont diviseur et remplaçons u*_LED, et aussi utilisons u_LED = u / k :
    u . ( z*//R _LED ) / ( z*//R_LED + z_parasite) = ( u / k ) / k*
    ( z*//R _LED ) / ( z*//R_LED + z_parasite) = 1 / (k . k*)
    k . k* ( z*//R _LED ) = ( z*//R_LED + z_parasite)
    Je fini par une formule du style :
    1/z* = (k . k* - 1) / z_parasite - 1 / R_LED
    En remplacant 1/z* par j w C* et 1 / z_parasite par j w Cparasite
    C* = (k . k* -1) . Cparasite + j / (w .R_LED)
    Soit : C* = racine[ (k.k* - 1)² C parasite² + 1 /(w. R_LED)² ]
    C* = racine[ (k.k*)² Cparasite² + 1 / (w . R_LED)² ] (si on fait l’hypothèse que k.k* > 3)
    En effectuant les calculs :
    C* = racine[ (k*² (0,5 µF)² + (0,5 µF)² ]
    Je fini par trouver qu’il faut prendre un condensateur de (surtout si on dit : k* >3) :
    C* = k* . 0,5µF environ
    Donc, si on veut réduire le courant passant dans la led d’un facteur 3, il faut prendre C* = 3 x 0,5 µF

    -----

  2. #2
    apap

    Re : Ampoule à LED qui reste allumée / courant résiduel / va et vient

    Après voir acheté un luminaire qui reste "allumé", j'ai regardé à nouveau ce post. Les formules précédentes sont inexactes et aboutissent à des valeurs trop élevées de condensateur de compensation. En effet, les luminaires à led ne sont pas équivalents à une résistance constante (ils sont en partie le reflet des leds qu'ils contiennent). La méthode ci-après est beaucoup plus simple, et devrait donner de bons résultats. pour ceux qui veulent un résultat rapide, ne regarder que la partie coloriée.

    Méthode simple pour calculer la valeur de la résistance à mettre en // de l’alimentation du luminaire :

    Hypothèses basées sur mes mesures :
    * courant absorbé par un luminaire lorsqu’il est à l’arrêt : 6 uA / 35 W = 0.17 uA/W
    * tension résiduelle lorsqu’un luminaire est en mode « Off » : 80 (V)

    Calculs :
    Les calculs sont faits pour un luminaire contenant 9 leds de 5W chacune.

    * calculer la puissance dissipée par votre luminaire lorsqu’il est en marche :
    Ex : Pon = 9 led * 5 W = 45 (W)

    * Calculer le courant passant dans le luminaire en mode « OFF » :
    Ex : Iled = 0.17 uA/W * 45 W = 7.65 uA

    * Option 1 : calculer la résistance équivalente du luminaire en mode « OFF » :
    Ex : Requ = Uled / Iled = 80 V / 7,64 uA = 10.4 Mohm
    Il faut mettre en dérivation une résistance R* inférieure ou égale à 10,4 MOhm afin de diminuer la tension par 2 aux bornes du luminaire. On peut descendre jusqu’à 1 MOhm pour faire baisser cette tension encore plus. Des résistances ¼ W conviennent parfaitement.
    (je suggère de ne pas mettre moins de 1 MOhm pour ne pas faire chauffer la résistance et rester avec des 1/4W)

    * Option 2 : calculer la valeur d'un condensateur permettant de diminuer la 2 la tension aux bornes du lampadaire en mode repos :
    C* = Iled / omega = 7.65 uA / 314 = 24 pF Il faudrait prendre une valeur égale ou supérieure à 24 pF pour diminuer la tension d'un facteur 2 ou plus. Mais attention, cette capa contribuera à créer une étincelle quand on allume ou éteint le luminaire. Préférer peut-être la résistance.


    Détails :
    Mon expérience avec un luminaire de 7 leds x 5 W, et une commande par va-et-vient :
    * lorsque le va-et-vient était dans une position ( Interrupteur 1 : ON, interrupteur 2 : OFF), pas de lumière visible la nuit.
    * lorsque le va-et-vient était dans l’autre position ( Interrupteur 1 : OFF, interrupteur 2 : ON), très faible lumière émise, visible seulement dans l’obscurité.

    Voici quelques calculs et quelques mesures faites :
    En mode luminaire ON » :
    * P_led = 7 leds x 5 Watt = 35 Watts
    * E = 240 V
    * I_led = P_led / E = 0.146 A = 146 mA
    * R_led_equivalente = E² / P = 240² / 35 = 1,6 kOhm

    Mesures :
    * courant passant dans tout le luminaire : I_led = 94 mA (le calcul théorique donnait 146 mA ; c’est 36% de moins, mais c’est OK).


    En mode luminaire « OFF » : les lampes s’éclairent malgré l’interrupteur en mode « OFF »
    Mesures :
    * pour un positionnement du va-et-vient : U_led = 67 V, I_led = 5 uA (pas d’éclairage visible)
    * pour un positionnement du va-et-vient : U_led = 80 V, I_led = 6 uA (faible éclairage)

    Commentaires :
    * si le luminaire à leds avait une caractéristique I = f( V ) ressemblant à une droite, pour 80 V, le courant aurait dû être : I = U / R = 80 (V) / 1 600 (Ohm) = 50 (mA). Or, il est 10 000 fois plus faible. Le luminaire n’est donc pas équivalent à une résistance. (certes, il contient des diodes dont la caractéristique IV est une exponentielle, mais il a également un régulateur de courant qui modifie cette caractéristique).
    * si il était linéaire, pour faire chuter la tension de 80 V par 2, il aurait fallu mettre en // du luminaire :
    - soit une résistance égale à la résistance équivalent du luminaire, soit : R* = 1 600 Ohm
    - soit une capa d’impédance équivalente, soit telle que : 1 / ( C* oméga) = R_led_équiv
    C* = 1/ (R_led_equ * oméga) = 1 / ( 1 600 * 2 * 3,14 * 50 ) = 2 uF

    En mode luminaire « OFF » / nouveaux calculs :
    * tension résiduelle : 80 V
    * Courant dans le luminaire = 6 uA
    * Impédance équivalente R_led_off = U / I = 80 / 6. 10**(-6) = 13 MOhm

    On a vu qu’à 67 V, il n’y a pas d’éclairage visible, à 80 V il y a un léger éclairage.
    Si on fait chuter la tension d’un facteur 2, le problème sera résolu.

    Il faut donc :
    * soit mettre une résistance de moins de 13 MOhm en //
    * soit mettre une capa de plus de C* = 1/ (R_led_equ * oméga) = 1 / ( 13 M * 314 ) = 0.24 nF

    L’avantage d’une capa est qu’elle ne consomme pas d’énergie, mais son inconvénient est qu’elle se charge, et que cela contribuera à l’étincelle que l’on voit lorsqu’on débranche ou allume une lampe.

    Voici une estimation de la chute de tension et de courant dans les leds selon la valeur de la résistance mise en // des leds :
    Rappel :
    R* = infini MOhm Uled = 80 (V) R* = 13.3 MOhm Uled = 40 (V) P_dissipée dans la résistance = 4mW

    En mettant une résistance R* en //
    R* = 13.3 MOhm Uled = 40 (V) P_dissipée dans la résistance = 4mW
    R* = 10.0 MOhm Uled = 34 (V) P_dissipée dans la résistance = 6mW
    R* = 4.6 MOhm Uled = 21 (V) P_dissipée dans la résistance = 12mW
    R* = 2.2 MOhm Uled = 11 (V) P_dissipée dans la résistance = 27mW
    R* = 1.0 MOhm Uled = 6 (V) P_dissipée dans la résistance = 57mW

  3. #3
    Pascal071

    Re : Ampoule à LED qui reste allumée / courant résiduel / va et vient

    bonjour

    que de calculs !
    la Capacité parasite ne vient elle pas de "lampe" témoin intégrée au va et vient ?

    un condensateur en // de la lampe Led suffit (0,1 à 0,22µF 450v X2)
    il ne se charge pas plus que l'alimentation de la lampe Led.
    Dernière modification par Pascal071 ; 25/07/2025 à 13h45.
    Pascal

  4. #4
    apap

    Re : Ampoule à LED qui reste allumée/courant résiduel va et vient

    Pascal,
    Non, il n'y pas de lampe témoin.

    Oui, j'ai fait "trop de calculs". Mais je voulais estimer la capa parasite afin de déterminer la bonne capa à mettre en //. Car, comment justifies-tu de prendre une capa de 0,1 ou 0,22 uF ?

    Mais finalement, je trouve que mettre une résistance en // à la lampe est aussi intéressant.
    J'ai reçu un lot de résistances ce matin et j'ai mesuré la tension résiduelle en mettant diverses résistances en // des lampes :

    Résistance en // Tension résiduelle (V)
    0 résistance => 75 V
    10 M => 62 V
    6,8 M => 60 V
    5,1 M => 57 V
    4,7 M => 56 V
    3,3 M => 50 V
    2,2 M => 41 V
    1 M => 23 V
    0,51 M => 13 V
    0,33 M => 6 V

    Je vois qu'en mettant une résistance de 2 MOhm en // des diodes et du voltmètre, je fais chuter la tension d'environ moitié (de 75 V à moins de 40 V).
    Donc, l'impédance des diodes et du multimètre est de l'ordre de 2 MOhm.
    Comme je ne connais pas l'impédance de mon multimètre, j'ai arrêté de faire des calculs et ...
    J'ai choisi de mettre une résistance de 1MOhm, ce qui fait chuter la tension d'un facteur 3,6.
    Et après remontage, je constate qu'il n'y a plus de lumière résiduelle.

    La puissance dissipée dans une résistance de 1MOhm lorsque les lampes sont allumées est de : P = E²/R = 240² / 1M = 58 milli-Watts, soit moins de 1/4 de Watt.

    Sur 1 année, si la lampe était toujours allumée, on consommerait : Energie (W.h) = 0.058 * 24 hr/j * 365 j/an = 500 W.h. A 0,25 € du kWh, cela me coûte 0.12 € par an, si la lampe était tj allumée.... ce qui reste très raisonnable.

    Pascal, si tu as une méthode simple pour déterminer la valeur de la capa, cela m'intéresse.
    Merci.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    gienas
    Modérateur

    Re : Ampoule à LED qui reste allumée/courant résiduel va et vient

    Bonjour à tous

    Citation Envoyé par apap Voir le message
    ... Oui, j'ai fait "trop de calculs". Mais je voulais estimer la capa parasite afin de déterminer la bonne capa à mettre en //. Car, comment justifies-tu de prendre une capa de 0,1 ou 0,22 uF? ...
    Je confirme que tes calculs sont inutiles, faux et tes hypothèses fausses.

    D'abord, la valeur des capacités parasites est incalculable. Elle dépend de la longueur des fils et de leur position dans les gaines,

    Ensuite, il n'y en a pas une mais deux (voire quatre) fonction des positions des deux va et vient.


    Ce n'est pas tout, il y a d'autres capacités parasites, celle des fils qui mènent aux LED et qui font pont disiseur.

    Mais ce n'est pas tout. Tu supposes que les LED ont un comportement linéaire qui respecte la loi d'Ohm. Or c'est faux. Les LED ne fonctionnent pas en tension mais en courant. La tension à leurs bornes est fixe, très faible, et c'est le courant qui détermine leur luminosité.

    La bonne méthode est donc exclusivement expérimentale, à l'œil et dans le noir au coup par coup, en vérifiant toutes les combinaisons des interrupteurs. Le plus petit des condensateurs suffisant est à choisir et doit être X2 pour supporter le secteur.


    "L'économie" de queues de cerises supposée est déplacée. Le condensateur ne consomme rien.

  7. #6
    bibifikotin

    Re : Ampoule à LED qui reste allumée/courant résiduel va et vient

    Un détail,
    "....Et après remontage, je constate qu'il n'y a plusde lumière résiduelle..."

    Qu'il n'y a plus...c'est pas sur...que tu ne la vois pas (trop faible) est fort plausible.
    Faible luminosité en plein jour,...c'est pas évident à se rendre compte ! Giénas a dit le reste.
    Cordialement

  8. #7
    Pascal071

    Re : Ampoule à LED qui reste allumée/courant résiduel va et vient

    bonsoir

    apap: si une résistance 1Mohm suffit pour diminuer l'effet, pour être tranquille autant mettre un condensateur qui mesure 100kohm à 50Hz
    la résistance chauffera, pas le condensateur.
    choisir un condensateur 450v modèle X2.
    utilitaire pour calculer la réactance d'un condensateur:
    96kohm pour un 33nF
    https://www.digikey.fr/fr/resources/...ator-reactance
    Pascal

  9. #8
    apap

    Re : Ampoule à LED qui reste allumée/courant résiduel va et vient

    Mes calculs sont inexacts, c’est sûr, faux, partiellement, mais archi faux, c’est pour le moins archi exagéré.

    Au fait, j’ai trouvé une erreur non relevée : mon multimètre a une impédance interne. Je l’ai mesurée, elle vaut 10 MOhm.

    Ainsi, lorsque je mesure la tension aux bornes des lampes en ajoutant des résistances en //, il faut que je prenne en compte 10 MOhm mis en //.
    Au final, cela donne, lorsque je mesure la tension aux bornes des lampes lorsque le bouton est OFF :
    Réquivalent (R*//10 Mohm) en MOhm Vlampes (V)
    10,00 75
    5,00 62
    4,05 60
    3,38 57
    3,20 56
    2,48 50
    1,80 41
    0,91 23
    0,49 13
    0,32 6

    Et ce tableau ne dépend pas d'hypothèses sur la résistance équivalente du luminaire, qui, certes, varie.
    (si je mets le va-et-vient dans l’autre sens, la lampe « ne claire pas » (disons plutôt, ma femme ne voit pas la différence), et au lieu de 75V je mesure 66V avec les 10 MOhm de mon voltmètre.

    Au vu de mon tableau, 5,1 MOhm auraient suffi, mais j’ai préféré être tranquille avec 1 MOhm.

    Si je calcule la capacitance équivalente à ces valeurs en Ohm, je trouve des valeurs beaucoup plus petites que les 0,1 ou 0,22 uF suggérés (je trouve entre 0,3 pF et 3 pF).
    Alors, certes, le courant associé n’est pas absorbé, mais il circule dans les fils. Reste ce problème au moment de l’allumage et de l’arrêt, ces capas contribuent à nourrir l’étincelle que l’on voit dans les interrupteurs. Et là, je ne sais pas dire si cela abime l’interrupteur ou pas.

    Correspondance entre impédance et capacitance à effet équivalent / similaire :
    R (Mohm) Vlampes (V) Capacitance à effet similaire (uF) :C = 1 / (R * omega) (uF)
    10,0 75 0,0003
    6,8 62 0,0005
    5,1 60 0,0006
    4,7 57 0,0007
    3,3 56 0,0010
    2,2 50 0,0014
    1,0 41 0,0032
    Avec oméga = 2 * PI * fréquence = 2 * 3,14 * 50 = 314 (rad/s)

    Même si j'ai trouvé certaines réactions un peu limites, merci à tous !
    (et, je conseille toujours d'appliquer des résistances entre 10 MOhm et 1 MOhm !)

  10. #9
    apap

    Re : Ampoule à LED qui reste allumée/courant résiduel va et vient

    schéma électrique
    Images attachées Images attachées  

  11. #10
    Pascal071

    Re : Ampoule à LED qui reste allumée/courant résiduel va et vient

    bonsoir Apap

    dans le calcul de réactance Zc = 1/ 2pi F C
    C est en Farads, R en ohms.
    pour simplifier, utiliser des µF, résultat en Mohm.
    env. 3,3nF pour Zc= 960kohm.

    si tu utilises une résistance, choisir une résistance 1/2w, une 1/4w ne tiens que 250v DC en général (tension d'isolement)
    compter 325v max pour du 230v secteur
    Pascal

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