L.E.D. tension?

[joeffreydelaune]

bonjour, j'ai une question a propos de led. voila j'ai branché 10 led sur une batterie 3,6volt 2000mAh, si je veux en mettre 4 fois plus, donc 40 led et garder la même puissance d'éclairage, faut il que je multiplie la tension par 4 ou pas? (j'ai peur de les cramer en passant sur du 12v)
comment fonctionne une led? en passant de 10 led a 40 led, elles vont eclairer 4 fois moins (volt) ou consommer 4 fois plus (Ampère)?
est ce vrai de penser comme ça, si j'augmente la tension, les led éclaire plus fort et si j'augmente l'ampérage elles éclairent plus longtemps?
merci pour vos réponses bonne journée djo
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[DAUDET78]

Commence par comprendre le fonctionnement d'une LED
Par exemple : http://www.sonelec-musique.com/elect..._alim_led.html

[Dr_H2O2]

Salut.

Considérons une LED blanche de 20mA sous 3.4V, puisque tu ne précises rien sur celle que tu utilises.
Si tu les mets en série, la tension sera x*U où x le nombre de LED en série et U la tension nominale. Donc pour 4 LED en série => 4*3.4=13.6V
Le courant lui est y*I où y est le nombre dérivations (parallèle) et I le courant nominale. Donc pour 4LED en série et 10 dérivations => 10*20=200mA

Prenons alors ton exemple avec 4 batteries 3.6V 2000mAh. On aura en tout batterie de 14.4V et 2000mAh.
Dans la configuration 10 LED en dérivation et 4 en série (4*10=40 au total) on a:
4*3.4=13.6V et 10*20=200mAh

On doit placer une résistance en série devant chaque dérivation, car le courant consommé peut fluctuer et créer des écarts de consommation.
Donc on doit passer de 14.4V à 13.6V sous avec une consommation de 20mA. Donc (14.4-13.6)/0.02=40
Il faut donc une résistance de 40 Ohm toutes les 4LED.

La puissance dissipée sera de 0.02^2*40=0.016W. Donc une résistance 1/4W suffit amplement.

Ensuite dès que la puissance commence à devenir élevée, on préfère utiliser un générateur de courant plutôt que des résistances, mais le montage se complique. Pour 200mA sous 13.6V, on peut encore se permettre de passer sur des résistances.

[Dr_H2O2]

Je rajoute aussi que l'on peut prévoir l'autonomie.

La batterie est une 2000mAh et notre montage consomme 200mA. L'autonomie sera de 10h car 2000/200=10.
Ce n'est pas tout à fait exact car plusieurs facteurs rentrent en jeu mais ça permet de donner un aperçu.

[A voir en vidéo sur Futura]

[PA5CAL]

Bonjour

Donc on doit passer de 14.4V à 13.6V sous avec une consommation de 20mA. Donc (14.4-13.6)/0.02=40
Il faut donc une résistance de 40 Ohm toutes les 4LED.

NON !!!

Une led s'alimente avec une source de courant, et non pas avec une source de tension. La tension nominale de la led n'est qu'une valeur indicative, imprécise, fournie par le constructeur pour un courant donné.

Par exemple, le modèle de led 3,4V dont tu parles est peut-être spécifié pour 3,1...3,8V @ 20mA. Cela signifie que la tension mesurée aux bornes d'une branche de 4 leds en série parcourue par un courant de 20mA sera comprise entre 12,4V et 15,2V, sans qu'il soit pour autant possible de le préciser exactement à l'avance.

Si l'on connectait ces 4 leds en série avec une résistance aussi faible que 40Ω à une batterie produisant 14.4V, on obtiendrait un courant fixe de valeur aléatoire, éventuellement bien trop faible (les leds n'éclaireraient pas assez), ou beaucoup trop fort (le courant pourrait atteindre une valeur proche de (14,4V–12,4V)/40Ω=50mA et les leds grilleraient plus ou moins rapidement).


Le principe de contrôle du courant dans une led à l'aide d'une résistance de limitation suppose de laisser aux bornes de cette dernière une tension suffisamment élevée pour transformer la tension d'alimentation en une source de courant acceptable. Avec les tolérances généralement pratiquées sur les composants, on admet qu'il faut prévoir de laisser environ la moitié de la tension d'alimentation aux bornes de la résistance.

Dans le cas d'une alimentation de 14,4V et de leds de 3,4V, il faudrait a priori se limiter à seulement deux leds en série par branche. Il serait possible de passer à trois leds à condition de trier les leds et de pouvoir limiter les variations de tension de l'alimentation. Mais mettre quatre leds reste totalement exclu si l'on s'en tient à la solution de la résistance de limitation.

[Dr_H2O2]

Je suis en parti d'accord avec toi, cependant :
La variation de tension d'une LED n'est pas aussi grande. Grosso modo, si la température ne varie pas trop, la tension aux bornes sera de même !
Pour une LED de 3.4V, la variation sera 3.3-3.5V, 3.2V si celle-ci chauffe beaucoup, et encore, si le courant nominal est respecté, il n'y a pas de raison.

Donc (14.4-13.2)/40= 30mA. Valeur "tolérable" pour de petites LED, et c'est un cas rare.

Autre chose, pour une configuration 3S13P dont tu parles, donc 13*20=260mA. C'est tout de même 30% de consommation en plus, l'autonomie en prends un coup. Et c'est encore pire avec 2S20P

La solution ultime c'est d'alimenter le montage en courant, mais c'est moins simple. Ca compensera en prime les variations de tension de la batterie

[PA5CAL]

Je ne parlais pas de la variation de tension due à la modification de la température, mais des tolérances du constructeurs, c'est-à-dire de la dispersion des caractéristiques entre les composants d'un même modèle (la variation de la tension d'alimentation est d'ailleurs certainement plus préoccupante que celle de la température, notamment en fonctionnement sur batterie).

Quand on ne prend pas les dispositions nécessaires pour faire face à ces dispersions, on s'expose à des pannes aléatoires anormalement fréquentes. Une led de 20mA alimentée en 30mA ne va probablement pas griller à l'allumage, mais au lieu de durer dix ans, elle ne durera peut-être que six mois.

La limitation de courant par résistance est une solution "low-cost", et il ne faut pas se plaindre si son emploi correct mène à une surconsommation.

On a toujours le choix entre payer un circuit plus complexe mais plus efficace (type source de courant à transistor), ou bien faire simple et perdre de l'énergie ou faire exploser les risques de panne. Les gadgets « made in China » ont choisi cette dernière option, et ce n'est pas la plus heureuse pour les consommateurs.

[Zenertransil]

Bonjour,

Qui te dit que la température ne va pas varier? Elle dépend énormément de la puissance dissipée par la jonction! Le coefficient de température étant négatif cela conduit très rapidement à l'emballement thermique puisque la tension de seuil diminue avec la température, que le courant augmente avec la tension de seuil et que la température augmente avec le courant! Le seuil moyen de stabiliser ce montage est, comme l'a expliqué PA5CAL, de minimiser l'impact de ces variations de tension de seuil direct sur les variations de courant. Il n'y a pas 36 solutions: il faut maximiser la tension sur la résistance, au prix d'une perte de rendement.

Le régulateur de courant est la meilleure option lorsque le rendement est problématique, puisqu'on peut concilier stabilité du courant et faible tension accordée au ballast. La complexité est somme toute relative puisque ça se fait avec deux transistor et deux résistances... S'il y a plusieurs branches, on peut utiliser des miroirs de courant à deux transistors, ce qui fait deux transistors pour le régulateur et un par branche. C'est une option à étudier! Plus simple mais plus cher, LM317 et une seule résistance. Il faut là aussi ajouter des miroirs si nécessité de recopie; on n'obtient pas un courant stable au nA près mais c'est très satisfaisant!

[Dr_H2O2]

J'ai souvent alimenté des LED avec des tensions fixes (petites ou de puissances) et elles n'ont jamais bronché ! Le courant reste constant (à la valeur nominale). Je comprends que cela puisse choquer les puristes (et ils ont sans doute bien raison).

Passons, je pense que la question de départ a été résolue

[DAUDET78]

J'ai souvent alimenté des LED avec des tensions fixes (petites ou de puissances) et elles n'ont jamais bronché !

Des âneries comme ça ..... tu peux te les garder pour toi !

[PA5CAL]

J'ai souvent alimenté des LED avec des tensions fixes (petites ou de puissances) et elles n'ont jamais bronché ! Le courant reste constant (à la valeur nominale). Je comprends que cela puisse choquer les puristes (et ils ont sans doute bien raison).

Par « puristes », tu dois certainement désigner des personnes qui utilisent un tournevis à la place d'un marteau pour enfoncer une vis, qui ne cuisent pas les meringues en les jetant dans le feu, et qui arrêtent leur voiture au feu quand il est rouge ?!

La tension directe des leds est donnée avec une plage de tolérance variant de plus de 30% en vrac à 3% pour les grades les plus élevés (leds triées par le constructeur). On rencontre le plus souvent des plages de tolérance de l'ordre de 20%. Or, quand on fixe la tension d'alimentation, une telle plage d'incertitude se traduit par des courants pouvant varier dans un rapport d'environ 1 à 4 d'un composant à l'autre. Dès lors, il paraît difficilement imaginable que tu aies pu obtenir la bonne valeur nominale seulement d'après les spécifications. Ou bien les composants étaient étroitement triés ou tu as eu énormément de chance.

De plus, les leds ne sont pas les seules à prendre en compte. Une alimentation sur une batterie de 3 éléments Ni-MH donnant théoriquement 3,6V fournit en réalité entre 3V et 4V selon l'état de charge. Et la plage de tension est équivalente pour une batterie Li-ion de 3,6V.

Passons, je pense que la question de départ a été résolue

Je pense que joeffreydelaune se retrouve plutôt avec un nouveau problème sur les bras.

J'ai de gros doutes quant au fait que son montage de 10 leds sur une batterie de 3,6V soit correct, particulièrement s'il s'agit de leds blanches, et il court certainement un gros risque de tout « cramer » s'il tente de l'extrapoler à 12V.

Pour pouvoir proposer une solution complète, il faudrait connaître les caractéristiques des leds utilisées (plage de tension et courant nominal).


Sinon, concernant la luminosité, elle est (en première approximation) proportionnelle au courant qui traverse la led. La tension apparaissant aux bornes de la led n'est quant-à-elle qu'une conséquence de ce courant, et l'on ne doit pas tenter de l'imposer (à l'aide d'une source de tension) sous peine de perdre le contrôle sur le courant consommé, la luminosité produite, la puissance dissipée... et finalement la durée de vie de la led. On doit juste fournir une tension suffisamment élevé au circuit de limitation de courant (i.e. résistance de limitation ou source de courant à transistor) pour que le courant nécessaire puisse être produit.

[joeffreydelaune]

merci pour vos réponses.
donc je vais essayer d'être plus précis et de vous joindre quelques photos.

j'ai acheter une guirlande blanche de noël pas cher qui se composé de 20 leds branchés sur 3 piles rechargeable 1V2 2000mAh.
mon but est de transformer cette guirlande pour l'éclairage de mon vélo.
j'ai donc coupé la guirlande en deux pour avoir deux lumières, en branchant la batterie (formé avec les 3 piles) sur les 10 leds d'une des lumières, j'avais un spot acceptable pour y voir la nuit.
ensuite j'ai voulu mettre deux lumières devant et deux derrière, j'ai donc racheter une petite guirlande rouge et fabriqué 4 petits spots, deux blancs et deux rouges.

voila, pourquoi je vous pose cette question, pour avoir le même éclairage que mon petit spot de 10 leds, que dois je faire avec ma batterie? augmenté la tension par 4 ou juste rajouter de l'ampérage pour ne pas avoir a recharger les
piles à chaque sorties.

mais j'ai peut être faire une connerie en séparant la guirlande en deux. sur la guirlande, les leds sont branchés en dérivation et sur mon vélo, les spots sont aussi branchés en dérivation.

voila je vous met quelques photos des guirlandes.