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Plein de questions sur les LEDs



  1. #1
    Hoedus

    Plein de questions sur les LEDs


    ------

    Bonjour à tous,
    Ce post est lié à celui-ci: http://forums.futura-sciences.com/el...te-maison.html
    mais j'en ouvre un nouveau car j'ai plusieurs questions qui n'y sont pas forcément liées.

    Je souhaiterai utiliser des LEDs dans ce genre là: LED blanche
    Il y est dit: Vth=3.1V, Imax=30mA.
    Je n'ai pas d'autres documents qui concerne la DEL pour l'instant.

    Allons y donc pour les questions:
    Je m'inspire du circuit d'o3k (voir schéma) et je voudrais commander ma LED avec un transistor PNP (style BC328) et un darlington NPN (ULN2803). Ma branche est alimentée en 5V.
    Quel doit être le courant de commande de ma diode? 30mA ou moins?
    Ce montage va t-il marcher? On a VCEsatULN=1.1V , VCEsatBC338=0.7V, Vthdiode=3.1V, ça ne laisse que 0.1V de marge.
    Je pensais mettre une résistance de 4Ohm en protection de diode, ça vous semble bien?

    Dans le projet, je ferai du balayage par ligne sur une matrice de LEDs. En supposant que j'ai 10 lignes, mes diodes ne seront alimentées que pendant 1/10 du temps. Pour avoir la même intensité lumineuse qu'avec 30mA en continu, faut-il que je commande mes LEDs avec un courant dix fois plus important (300mA)? Auquel cas il me faut une résistance de ... 0.33ohm, autant dire rien du tout... C'est ça?

    Enfin, si jamais je voulais remplacer mes diodes blanches par des diodes RVB comme celles-ci, comment ça marche? Me faut-il 3 circuits de commande par diode RVB?
    Comment fait on varier la couleur (j'imagine par PWM, en changeant les rapports cycliques des 3 couleurs)?
    Existe-il des abaques ou des courbes qui donnent la couleur perçue en fonction des courants dans chacune des 3 diodes?

    Dernière question: quelle est la consommation d'un tel montage: si je débite 30mA en continu sur chaque branche, puis-je considérer que la consommation est de 0.15W par DEL?

    Je sais que ça fait beaucoup de questions, merci à ceux qui prennent la peine d'y répondre...
    Bon après-midi!!!

    -----
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  3. #2
    gcortex

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    Augmente Vdd et R1 pour éviter les fluctuations du courant

  4. #3
    DAUDET78

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    remplace le ULN2803 par un NMOS "logic" ou "TTL" .... tu auras une tension de saturation plus petite que 0,3V

    Mais il vaut mieux aussi augmenter le Vdd à 6V, c'est plus "secure"
    J'aime pas le Grec

  5. #4
    invite39886733

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    ya pas besoin d'un paire de darlington...

    Ib = 30mA / ß = 300µA tout a fais jouable!

  6. #5
    DAUDET78

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    Citation Envoyé par hulk69 Voir le message
    Ib = 30mA / ß = 300µA tout a fais jouable!
    ß = 300µA ????? ß est un rapport de courant sans dimension .....

    Et si on est en saturation ß est de l'ordre de 10 à 20 pour un transistor Français moyen .


    PS : et d'un circuit logique ou un µC ne ne peut que sortir 5mA (à vérifier sur la spécification)
    J'aime pas le Grec

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Hoedus

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    Ouaouh, merci à tous pour vos réponses!
    Concernant la tension d'alim, j'ai en stock 3 PIC18F4550 qui ne supportent pas 6V en alim, donc j'aurai préféré rester en 5V partout.

    Je ne suis pas sur qu'il soit possible de remplacer le darlington. En effet, comme je vous le disais, ce montage représente le circuit de commande d'une seule LED, alors que le montage complet en comprendra une centaine, organisées en matrice.
    Le darlington commande une ligne de 10 leds, et donc dans l'absolu, peut conduire en même temps le courant de 10 leds (on a les cathodes de 10 leds connectées au collecteur du darlington).
    Sinon il me faudrait un des gros transistors NPN qui tiennent les 10x30 mA, avec une tension VCEsat plus faible.

    Encore autre solution, trouver des diodes pas chères avec une tension de seuil plus faible, mais mon inexpérience fait que je ne sais pas si ça existe!

    Daudet, pour la question des 5mA max, penses-tu que je pourrai remplacer ce darlington par un MOS TTL, et du coup ne plus avoir de problème quant au courant de commande?

    Enfin, je me permets de vous reposer cette question, qui demeure pour moi un gros flou:
    En supposant que j'ai 10 lignes, mes diodes ne seront alimentées que pendant 1/10 du temps. Pour avoir la même intensité lumineuse qu'avec 30mA en continu, faut-il que je commande mes LEDs avec un courant dix fois plus important (300mA)?
    Encore merci pour vos réponses, c'est vraiment super d'avoir rapidement plein d'avis éclairés!

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  10. #7
    Tropique

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    Tu ne trouveras pas de LED blanche ayant une tension plus faible.
    La solution la plus efficace est d'éliminer les résistances, et transformer les drivers de colonnes en sources de courant commandables de 300mA.
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

  11. #8
    DAUDET78

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    Citation Envoyé par Hoedus Voir le message
    Daudet, pour la question des 5mA max, penses-tu que je pourrai remplacer ce darlington par un MOS TTL, et du coup ne plus avoir de problème quant au courant de commande
    Voir ma réponse #3 .... Bis repetita Placent
    J'aime pas le Grec

  12. #9
    Hoedus

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    Daudet: Toutes mes excuses, mon cerveau avait lu "Bipolaire TTL".

    Tropique: En fait je balaie ligne par ligne, donc en simultané, on a 1 seule del par colonne qui peut être allumée. Les drivers colonnes doivent donc commander 1x Icommande (30mA?), et les drivers lignes doivent pouvoir faire passer Ncol X Icommande (300mA?).

    Par contre, j'ai vraiment un doute sur ce fameux "Icommande". Chaque diode va être alimentée pendant T/10, faut-il donc que j'alimente les diodes avec Icommande=Inominal x 10 = 300mA?
    Auquel cas, en simultané, on pourrait avoir 3A par ligne
    Me trompe-je?

  13. #10
    DAUDET78

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    Citation Envoyé par Hoedus Voir le message
    Auquel cas, en simultané, on pourrait avoir 3A par ligne
    Ben oui ... il faut bien du courant si tu veux de la lumière ? Si tu ne multiplexais pas, il faut 3A au total ? Idem si tu multiplexes... il faut 3A par ligne donc 3A moyen au total
    J'aime pas le Grec

  14. #11
    invite39886733

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    J'avais deja essayer d'expliquer a Daudet comment marche un transistor PNP je vais pas re-editer...

    Cause perdu

    dans les datasheets ils devraient creer un nouveau parametre:
    le ßdaudet = 10
    Dernière modification par hulk69 ; 16/02/2011 à 17h08.

  15. #12
    DAUDET78

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    Citation Envoyé par hulk69 Voir le message
    dans les datasheets ils devraient creer un nouveau parametre:
    le ßdaudet = 10
    Pas la peine ! Ca existe déjà .... Donne moi la spécification d'un transistor quelconque NPN ou PNP et je te montre la ligne où c'est marqué.
    J'aime pas le Grec

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  17. #13
    DAUDET78

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    Citation Envoyé par hulk69 Voir le message
    J'avais deja essayer d'expliquer a Daudet comment marche un transistor PNP je vais pas re-editer...
    Alors hulk69 ?

    Dernière activité: Aujourd'hui 18h13
    Activité actuelle: Regarde une discussion Plein de questions sur les LEDs
    On se moque de moi et on n'a pas assez de couille pour répondre à ma question ? Evidemment quand on a tort .....

    Trouve moi un transistor (pas darlington) NPN ou PNP qui avec 1mA de courant base se sature à moins de 0,5V et 300mA de courant collecteur ?

    Pas cap ?
    J'aime pas le Grec

  18. #14
    Tropique

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    Citation Envoyé par Hoedus Voir le message

    Par contre, j'ai vraiment un doute sur ce fameux "Icommande". Chaque diode va être alimentée pendant T/10, faut-il donc que j'alimente les diodes avec Icommande=Inominal x 10 = 300mA?
    Auquel cas, en simultané, on pourrait avoir 3A par ligne
    Me trompe-je?
    Tu ne te trompes pas, et c'est d'ailleurs logique: si ta matrice est toute blanche, en non-multiplexé, tu dois avoir 30mA x 100 de conso.
    Pour avoir le même courant moyen en multiplexé, dans les mêmes conditions, il faut aussi 3A, donc par ligne également.
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

  19. #15
    Tropique

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    Pour les lignes, il faut absolument un MOS, ça n'a pas de sens de perdre son temps avec des bipolaires.
    Voici un exemple; le MOS peut être un type à commande logique quelconque.
    Le PNP doit être un superbeta; celui-là est courant et bon marché.
    http://www.diodes.com/datasheets/ZTX968.pdf
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    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

  20. #16
    Hoedus

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    Tropique, les DEL sont spécifiées pour un courant max de 30mA. Si on balance 300mA, même en pulse, les diodes vont le supporter?

    J'étudierai un peu plus en détail le montage que tu me proposes demain.
    A tous, merci pour votre aide

  21. #17
    DAUDET78

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    Il y a le courant permanent et le courant pulsé ...... c'est sur la spécification
    J'aime pas le Grec

  22. #18
    Tropique

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    Citation Envoyé par Hoedus Voir le message
    Tropique, les DEL sont spécifiées pour un courant max de 30mA. Si on balance 300mA, même en pulse, les diodes vont le supporter?
    Il faut une vraie datasheet pour le savoir, les infos du vendeur ne sont pas très substantielles.
    Certaines LEDs blanches sont assez délicates sur le courant de crête, il faut faire attention.
    Mais même si tu es limité à 100mA p.ex., cela devrait rester acceptablement lumineux (pas en plein soleil).
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

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  24. #19
    Hoedus

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    J'ai regardé ton montage Tropique.
    De ce que j'en comprends, la résistance+ le PNP de gauche forment une limitation de courant. Donc l'idée en fait c'est de laisser la DEL prendre tout le courant qu'elle peut, jusqu'à atteindre cette limitation de courant (qui vaut 0.7/R). Est-ce qu'on peut appeler ça une source de courant?

    Sinon j'ai regardé un peu des datasheet de LEDs blanches, et il semblerait que pour I=100mA, on soit plutot à Vf=4V.
    Je sais que vous me conseillez d'augmenter Vdd, mais à 5V dans ces conditions ça passera vous croyez?

    Pour limiter (un poil) la consommation, j'ai voulu augmenter la résistance de base du PNP d'un facteur 10. Je peux faire ça ou pas? Le risque j'imagine c'est que je ne puisse pas sortir un courant de base suffisant pour mon Ic=100 (ou 300) mA, c'est bien ça?

    Merci à tous!

  25. #20
    Tropique

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    Citation Envoyé par Hoedus Voir le message
    J'ai regardé ton montage Tropique.
    De ce que j'en comprends, la résistance+ le PNP de gauche forment une limitation de courant. Donc l'idée en fait c'est de laisser la DEL prendre tout le courant qu'elle peut, jusqu'à atteindre cette limitation de courant (qui vaut 0.7/R). Est-ce qu'on peut appeler ça une source de courant?
    C'est une façon de voir les choses... Ce qui est bien certain, c'est que c'est une source de courant.

    Sinon j'ai regardé un peu des datasheet de LEDs blanches, et il semblerait que pour I=100mA, on soit plutot à Vf=4V.
    Je sais que vous me conseillez d'augmenter Vdd, mais à 5V dans ces conditions ça passera vous croyez?
    Si tu prends un MOS ayant une Rdson de 20 milliohm ou moins, comme c'est courant maintenant, tu y perdras moins de 100mV, plus les 0.6V dont la CCS a besoin pour réguler, cela laisse 300mV de Vce au transistor pour réguler.
    C'est peu, mais avec ce superbeta, ça passe: avec un forcé de 250, il a un Vce de 75mV à 300mA; il sera donc confortablement en linéaire.
    Pour limiter (un poil) la consommation, j'ai voulu augmenter la résistance de base du PNP d'un facteur 10. Je peux faire ça ou pas? Le risque j'imagine c'est que je ne puisse pas sortir un courant de base suffisant pour mon Ic=100 (ou 300) mA, c'est bien ça?
    Pourquoi as-tu besoin de limiter cette conso? C'est quoi comme sortie?
    Si on se base sur un gain forcé de 250 et qu'on met le double pour permettre à l'autre transistor de réguler convenablement, il faut un courant de 300mA/125 = 2.4mA, donc une résistance de ~1.6K.
    Tu pourrais encore l'augmenter un peu, jusqu'à +50%, mais au-dela, ça deviendrait critique.
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

  26. #21
    Hoedus

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    Ok Tropique, j'ai tout compris!
    Merci pour ton aide.

    La limitation de la conso, c'était juste parce que je voulais limiter le courant "perdu" lorsque le mosfet était off et le BJT était on, mais c'est vrai que le courant est dérisoire devant celui consommé par les diodes , donc j'oublie...

    Pour l'instant je vais commander mes diodes et faire quelques essais sur ce montage.
    Bonne journée!

    PS: pas de complexe, je suis comme toi. Juste un peu moins bien.

  27. #22
    Hoedus

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    Je vais commander mes diodes et en cramer 2 ou 3 pour voir leur Ifpulse maximum.

    Par contre concernant les transistors que tu me proposes, le ztx968 j'ai un mal fou à le trouver?? La seule boite que je trouve c'est digikey, et il y en a pour 30€ de fdp...

    J'essaierai bien de trouver un remplaçant sur le site de farnell, mais je trouve le système de classement ultra mal foutu, ce qui fait que j'y m'y perds un peu (pour dire I>3A par exemple, obligé de cocher manuellement TOUTES les cases >3A, c'est n'importe quoi!?)

    Enfin, le Si9410DY est en CMS, tu aurais un équivalent en boitier traversant? Désolé de te demander de m'assister comme cela, mais j'ai peur de mal faire et de prendre un truc qui ne convient pas...

  28. #23
    Tropique

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    Citation Envoyé par Hoedus Voir le message
    Je vais commander mes diodes et en cramer 2 ou 3 pour voir leur Ifpulse maximum.
    Il ne faut pas faire comme ça: tu les testeras pendant une semaine à ce régime, tu te fatigueras, et tu concluras que c'est bon, mais si tu fais ton horloge comme ça, tu risques de devoir changer une douzaine de LEDs tous les trois mois.
    Il faut trouver une spec.
    Pour les transitors, il ne faut pas partir du N° de type que j'ai donné en exemple, il faut partir du catalogue de ton fournisseur habituel, et voir ce qu'il a et qui convient bien.
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

  29. #24
    Hoedus

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    Moi Daudet ça m'intéresse de le voir ce fameux BetaDaudet!
    A titre d'exemple, sur celui-ci:
    http://www.nxp.com/documents/data_sheet/BC556_557.pdf
    il est où le BetaDaudet? En quoi est-il différent du hfe donné par le constructeur?
    Je te pose la question car j'ai l'impression que d'après toi, le hfe donné par le constructeur est de la pub et ne s'applique pas dans la "vraie vie", et j'aimerai bien comprendre cette finesse.
    Merci et bon aprèm

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  31. #25
    DAUDET78

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    Citation Envoyé par Hoedus Voir le message
    il est où le BetaDaudet? En quoi est-il différent du hfe donné par le constructeur?
    Voila le bêta Daudet ... que par modestie j'appelle Gain en saturation

    En l'occurrence, il est de 20 pour ce transistor alors que le Hfe garanti est de min 125 et max 475 pour le BC556
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    J'aime pas le Grec

  32. #26
    Hoedus

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    En effet, c'est assez édifiant. Du coup je viens de jeter un oeil au ZTX968, PNP à fort gain, et le BetaDaudet descend à 100 (quand même!!) au lieu de 300 à Ic=0.5A, puis s'effondre carrément.

    Hmmm, je regarderai le gain autrement maintenant. Me coucherai moins bête ce soir!

  33. #27
    Tropique

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    Citation Envoyé par Hoedus Voir le message
    Hmmm, je regarderai le gain autrement maintenant. Me coucherai moins bête ce soir!
    Attention, les choses sont peut être moins simples et plus subtiles que ce tu ne crois.

    Il y a plusieurs notions très différentes qu'il ne faut pas confondre: il y a le gain linéaire, , Hfe, etc qui, est ce qu'on sous-entend par défaut lorsqu'on parle de gain. Je crois que ce n'est pas la peine de revenir dessus, c'est la base et c'est bien compris.

    Ensuite, il y a le sat et le forcé.
    Le sat est le rapport de Ic/Ib pour lequel Ic cesse de varier en fonction de Ib, pour des conditions définies, de Vce notamment.
    Par exemple, on impose une tension Vce de 250mV, et on augmente Ib jusqu'à ce que Ic plafonne. Ce qui n'est pas nécéssairement facile à définir, le gain dynamique ne tombe pas subitement à 0, il y a un infléchissement progressif, un maximum, et ensuite si on augmente encore plus Ib une diminution de Ic.
    Enfin, il y a le forcé, qui est différent: ce n'est pas quelque chose que l'on mesure, ce sont des conditions que l'on impose pour mesurer autre chose, typiquement les tensions Vbesat, Vcesat, temps de stockage, etc.
    On choisit un gain forcé suffisamment faible pour être considérablement sous le sat dans toutes les conditions imaginables pour tout exemplaire de transistor.
    On peut accessoirement en déduire que le transistor sera saturé dans ces conditions, mais ce n'est pas le but premier.
    Le forcé a en général une valeur ronde, p.ex. 5, 10, 20, etc.

    Dans ton cas, c'est bien du gain linéaire que tu as besoin pour dimensionner ton circuit: le ZTX est employé en source de courant, même s'il travaille avec un Vce ridiculement bas.
    Mais dans le cas de ce transistor, cela reste exceptionnellement possible, puisque la saturation se produit plus bas, sous les 100mV pour le Ic considéré.
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

  34. #28
    Hoedus

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    Hm hm, pas encore très clair tout ça. Je n'avais jamais songé à ce "beta forcé", et j'avoue que lorsque tu en parlais, je croyais qu'il s'agissait du beta sat.
    Faut que je réfléchisse un peu à ça pour bien l'assimiler.
    C'est vraiment bien ce forum, je trouve qu'on y apprend beaucoup.

  35. #29
    Hoedus

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    Salut à tous,

    Au vu de nos précédentes discussions, j'ai sélectionné un autre transistor fort gain qui à mon avis pourrait fonctionner pour mon application:
    http://www.diodes.com/datasheets/ds31618.pdf

    Pourriez vous me dire ce que vous en pensez, pour remplacer le ZTX968?
    C'est en CMS, mais c'est tout ce que j'ai trouvé! Je mettrai mes lunettes pour la soudure et tout ira bien

    Bonne journée!

  36. #30
    Tropique

    Re : Plein de questions sur les LEDs

    C'est le même genre de transistor, avec des caractéristiques quelque peu relaxées.
    Il n'y a théoriquement pas de garanties "dures" que cela fonctionnera dans tous les cas, mais au vu des caractéristiques, cela fonctionnera en pratique: le Hfe min est de 270 à Vce=2V, et comme le gain varie très peu entre 2V et 0.3V, et qu'il y a une marge confortable, cela passera sans problème.
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

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