problème clignotement des leds

[macalou]

Bonjour - J' ai fabriqué pour un client un luminaire contenant huit leds 10 mm en mini projecteurs qui après quelques semaines se mettent à
clignoter les unes après les autres . J' ai tout refait mon montage une première fois, changé leds et résistances, et de nouveau après quelques
semaines de fonctionnement normal, elles se remettent à clignoter.

Ces leds ont un fonctionnement en tension entre 9,3 et 10,5 v et sous 20mA et une durée de vie de 80000 heures.
J' ai monté sur chacune une résistance en série de 100 ohms , et elles sont alimentées par une alimentation prévue pour les leds qui fournie 12 v
avec 2 A .
Il est a noter que dans cette pièce mon client a dû déjà changer 4 ampoules classiques qui ont claqué bien avant leur péremption prévue .

Je ne comprends pas d' où peut venir le problème sachant que j' ai réalisé d' autres systèmes semblables qui fonctionnent très bien encore.

Quelqu' un aurait une petite idée ?
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[remy01]

Bonjour,
100 Ohms, c'est peut-être un peu faible ? Je ferais un essai avec 120 Ohms ...pour voir !

[iso14000]

un schéma peut être?

[PA5CAL]

Bonjour

J'espère que ta mauvaise expérience, très concrète, servira de leçon à tous les amateurs qui viennent régulièrement ici avec des montages à leds présentant ce défaut, et aussi à ceux qui parfois en proposent sans vergogne.


Une led s'alimente avec un courant et non pas avec une tension, d'une part parce que la tension qui apparaît aux bornes d'une led traversée par le courant nécessaire est très incertaine et varie notablement d'un composant à l'autre pour un même modèle, et d'autre part parce qu'une faible augmentation de la tension entraîne une très forte augmentation du courant et de l'échauffement de la led, pouvant provoquer une réduction de sa durée de vie.

Néanmoins, à l'aide d'une simple résistance on peut transformer une source de tension en une source de courant médiocre mais suffisamment acceptable pour alimenter une led, à condition de laisser aux bornes de cette résistance une part suffisante de la tension disponible.

En se basant sur l'ordre de grandeur des tolérances sur les caractéristiques des composants généralement pratiqué (≈10%), on admet que cette part doit représenter environ la moitié de la tension d'alimentation, l'autre moitié représentant la tension aux bornes de la led.


En d'autres termes, avec une limitation de courant par résistance série, ton module de leds d'environ 10V aurait dû être alimenté à partir d'une tension plus proche de 20V que de 12V !!! Par exemple, on aurait pu choisir une alimentation de 19V et une résistance de 470Ω.


Si tu veux conserver ton alimentation de 12V, alors il faudrait opter pour une limitation de courant plus efficace, comme par exemple une source de courant à transistor, dont on a souvent donné le schéma sur le forum.



Mais si tu veux rester sur la solution des résistances de limitation, alors il faudra augmenter notablement la valeur des résistances, soit en augmentant la tension d'alimentation, soit en gardant la même tension et en réduisant la luminosité des leds pour limiter les risques de les endommager.

[A voir en vidéo sur Futura]

[PA5CAL]

Ça, c'était pour les aberrations du montage électrique.

Mais cela n'exclut pas de vérifier par ailleurs le montage mécanique (contraintes statiques, vibrations) et l'environnement chimique (humidité, pollution) du circuit, qui peuvent également provoquer des pannes.

[nornand]

il aurait fallut rechercher la panne sur le modèle défaillant , le scintillement des leds peut traduire une faiblesse de l'alimentation.

[macalou]

Merci, je vais essayer .

[macalou]

Merci beaucoup .
Voici une réponse concrête que je comprends bien .

Je connaissais le fonctionnement en courant des leds,
mais ignorais qu' il fallait garder la moitié de la tension d' alimentation aux bornes de celles ci.
Les leds qui éclairent un peu demandent effectivement une tension un peu plus élevée.

L' intérêt ici pour moi est d' avoir une source lumineuse éclairante, et je comprends que pour garder un système en 12 v je devrais
perdre de la lumière si j' augmente la résistance .

Ton schéma m' intéresse donc fortement si je ne trouve pas d' alim courante plus élevée .
Peux tu m' indiquer le type de transistor à utiliser et le mode de calcul des résistances dans ce cas là .
Je ne suis pas électronicien, et même si l' électricité m' est assez familière,
je suis plutôt un artiste .

Merci encore pour tes explications éclairantes .

[macalou]

Une autre question,

qu' appelles tu " contraintes statiques " ?

[PA5CAL]

Le courant dans les leds étant très faible (20mA), n'importe quel petit transistor NPN peut convenir.

Toutefois, tous les transistors connectés directement aux leds doivent être identiques (on trouve par exemple des lots de BC547C en boîtier plastique pour environ 0,20€/pièce).

Il est important de pouvoir estimer la tension V_BE transistor du transistor NPN situé à gauche, car c'est cette tension qui fixe le courant dans les leds au travers des résistances (de valeur R) ici reliées au pôle négatif de l'alimentation. Le courant traversant les leds est égal, en première approximation, à :

I_F = V_BE/R

V_BE est de l'ordre de 0,7V (valeur correspondant à R=35Ω pour I_F=20mA), mais son niveau exact peut varier d'un transistor à l'autre. Avec des résistances R=39,2Ω±1%, on a la garantie de ne pas dépasser I_F=20mA, mais une valeur légèrement plus faible (et quoi qu'il en soit supérieure à 30Ω) conviendra peut-être mieux au transistor choisi. Pour info, les valeurs normalisées des résistances à ±1% dans la plage visée ici sont : 30,9Ω 31,6Ω 32,4Ω 33,2Ω 34,0Ω 34,8Ω 35,7Ω 36,5Ω 37,4Ω 38,3Ω 39,2Ω.

La résistance en haut à gauche sur le schéma sert à polariser les transistors. Pour une tension d'alimentation V_CC, N branches de leds et des transistors présentant avec un gain en courant minimum h_FEmin, on peut choisir sa valeur :

R' < h_FEmin⋅(V_CC−1,4)/(N⋅I_F)

Par exemple, avec I_F=20mA, N=8, h_FEmin=50 et V_CC=12V, on peut par exemple prendre R'=2,7kΩ (cette valeur conviendra certainement à ton cas de figure).

Pour la puissance des résistances, des modèles 1/4 W ou 1/8 W peuvent convenir.

[PA5CAL]

qu' appelles tu " contraintes statiques " ?

Il s'agit des forces exercées sur le circuit et sur les composants, autres que les vibrations et les chocs, qui peuvent provenir par exemple de l'absence de jeu mécanique entre ces éléments et le boîtier, ou du fait que leur fixation les empêche de se dilater/rétracter librement quand la température varie.

[PA5CAL]

En me relisant, je m'aperçois qu'il serait utile de lever le doute sur un détail de mon commentaire.

V_BE est de l'ordre de 0,7V (valeur correspondant à R=35Ω pour I_F=20mA), ...

La valeur de R influence très peu celle de V_BE. L'indication donnée ici précise juste que V_BE est généralement proche de 0,7V, et que si le transistor choisi présentait un V_BE exactement égal à 0,7V, alors c'est une valeur de résistance R=35Ω qui donnerait le courant souhaité I_F=20mA dans les leds.

[terriblement]

@PA5CAL,

Dans ton calcul pour déterminer R', tu prends en compte Ib de chaque branche (avec le HFe de 50), par contre, dans la mesure ou le transistor de gauche est saturé (Vbe = 0,7V), il y a du courant qui au lieu d'aller dans la base des branches, ira directement dans le collecteur du transitor de gauche, non ?

[terriblement]

Ou bien on polarise juste le transistor de gauche, pour que, en cas de variation de la tension d'alim, on a une augmentation du courant dans les LED, et donc dans R, et dans ce cas ca sature le transistor de gauche, pour limiter le courant qui irait dans les bases ?

[PA5CAL]

Le transistor de gauche n'est jamais saturé, puisque sa tension V_CE reste de l'ordre de 1,4V (somme des V_BE des deux transistors en cascade). Son rôle est de drainer vers le – de l'alimentation la partie du courant issu de R' qui n'est pas nécessaire aux autres transistors.

Lorsque la tension d'alimentation augmente, son V_BE s'élève légèrement afin de drainer plus de courant et ainsi réduire le courant I_B des autres transistors, lesquels voient alors leur V_CE augmenter jusqu'à compenser l'augmentation de la tension d'alimentation. Et inversement lorsque la tension d'alimentation diminue.


Ce que tu indiques au post #14 est donc assez proche du fonctionnement effectif, à ceci près que le transistor de gauche ne sature pas, et se contente seulement d'être un peu plus conducteur.

[terriblement]

Compris.
Merci.

[macalou]

Tout cela me semble assez clair,
je n' ai plus qu' à mettre en pratique .
Merci encore .

[PA5CAL]

Je me dois quand même de préciser qu'avec le schéma donné, c'est le bon fonctionnement de la première branche de leds située à gauche qui permet le contrôle du courant dans les autres branches. Si cette première branche était coupée accidentellement (faux-contact, led hs, ...) alors toutes les autres branches seraient suralimentées et grilleraient.

Il ne serait donc pas inutile d'« autopsier » le luminaire en panne pour voir si l'existence d'un des problèmes que j'ai évoqués au post #5 ne serait pas à craindre.

Sinon, on peut toujours jouer la sécurité en limitant à une seule branche de leds le contrôle réalisé par le circuit transistor+résistance R' situé à gauche, et en reproduisant huit fois ce schéma. L'indépendance des branches de leds garantirait alors que la défaillance de l'une n'entraînera pas celle des l'autres.