Alimentation LED "légèrement" sous dimensionnée : problèmes à venir?

[invite2529b107]

Bonjour,
J'ai un projet sur lequel je suis en pleine réflexion : remplacer la lampe halogène de mon lampadaire de salon par des LEDs.

Dans l'optique de me simplifier la vie, j'ai opté (mais pas encore commandé) pour des barrettes de LED 12V dont voici les specs :

Current 150 mA 350 mA 500 mA
Voltage 11,4 V 12,2 V 12,8 V
light efficiency 118 lm/W 103 lm/W 93 lm/W
luminous flux 201 lm 439 lm 595 lm
LED SmartArray 757, 6x Nichia LED, 4W warmwhite 2700K

J'ai une alim de 12V 5A (12.3V au voltmètre).

Est ce que je peux aller jusqu'à 12 barrettes?

Dans le calcul du courant nécessaire, je dois prendre 12x500mA=6A ou, comme mon alim donne 12.3V 12x350mA=4.2A?

Et en gros question qui tue : mon alim est elle suffisante ou va t'elle chauffer, vieillir plus rapidement etc....


Je vous remercie
-----

[f6bes]

Bjr à toi et bienvenue sur FUTURA
Ton lien indique une puissance CONSOMMEE de 4 w par barrette de 6 leds.
Donc pour 12 barrettes de leds tu consommeras .. 12x4 watts=48 watts.

Ton alim est capable de fournir: 12x5A=60watts.
Tu compares les deux.

Bon WE

[invite6a6d92c7]

Bonjour,

Je ne vois pas de sous-dimensionnement non plus... Par contre, je serais curieux de savoir comment tu aboutis à ton calcul!

Dans le calcul du courant nécessaire, je dois prendre 12x500mA=6A ou, comme mon alim donne 12.3V 12x350mA=4.2A?

[invite2529b107]

Bjr à toi et bienvenue sur FUTURA
Ton lien indique une puissance CONSOMMEE de 4 w par barrette de 6 leds.
Donc pour 12 barrettes de leds tu consommeras .. 12x4 watts=48 watts.

Ton alim est capable de fournir: 12x5A=60watts.
Tu compares les deux.

Bon WE

Les 4W, c'est la puissance de chaleur dissipée.

Si je reprends leur tableau, est ce qu'on a pas plutôt comme puissance réellement consommée :
à 11,4V : 11,4V x 150mA = 1,71W
à 12,3V : 12,3V x 350mA = 4,30W
à 12,8V : 12,8V x 500mA = 6,4W

???

Bonjour,

Je ne vois pas de sous-dimensionnement non plus... Par contre, je serais curieux de savoir comment tu aboutis à ton calcul!

Voir plus haut : 4W = puissance dissipée, pas consommée, enfin je crois bien.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Antoane]

Bonjour,
La faible résistance dynamique de l'ensemble de LED () laisse penser qu'il s'agit d'un simple assemblage série de led.
Dans ce cas, il convient d'alimenter ces barrettes en courant et non en tension -- sous peine de vieillissement prématuré, voire destruction.
En effet, les spécifications :
Current 150 mA 350 mA 500 mA
Voltage 11,4 V 12,2 V 12,8 V
signifient que sous un courant de 150mA, la tension des led sera d'environ 11,4V. Mais cette tension varie d'une barrette de led à l'autre et avec la température faisant de cette valeur rien de plus qu'une estimation assez grossière. En mettant 12,3V (en supposant que cette tension soit précise et stable), tu auras peut-être 350mA dans certaines led et 375mA dans d'autres, et 400mA dans d'autre. Ces valeurs vont, de plus, croître alors que la température des led augmentera.

Il faut donc utiliser un générateur de courant pour alimenter tes led. Ca existe tout fait (un "led driver") mais ca peut aussi se bricoler (à condition d'avoir une alimentation de plus de 12V de disponible).

A moins qu'une datasheet plus complète et spécifiant le contraire soit disponible.

[f6bes]

Les 4W, c'est la puissance de chaleur dissipée.

Si je reprends leur tableau, est ce qu'on a pas plutôt comme puissance réellement consommée :
à 11,4V : 11,4V x 150mA = 1,71W••••••
à 12,3V : 12,3V x 350mA = 4,30W
à 12,8V : 12,8V x 500mA = 6,4W

???



Voir plus haut : 4W = puissance dissipée, pas consommée, enfin je crois bien.

Bjr à toi,
C'est bien la premiére fois que je vois que le constructei=ur donne la puissance dissipée et non pas la puissance CONSOMMEE. ( ce qui est nettement
plus intéressant à connaitre).
faisons simple : si on admet donc un rendement de 50% ( je suis certainement pessimiste ) cela veut dire que la consommation est du double, soit 8 watts.
12x fois 8=96 watts tirés sur l'alim qui plafonne à...60 watts. C'est donc ...rapé !

Bon WE

[f6bes]

Remoi,
Si on veut etre un peu plus préçis: tu dis mesurer 12.3v mais SANS dire si c'est à vide
OU sous quelle charge ?
Si on s'en tiens à 12.3v t'as une consommation de 4.3w par barette , donc 12 barettes=51.6 watts ( en théorie)
Donc ton alim passe puisque capable de ...60 watts.
Si tu vas au delà (500mA par barette) tu consommes..76.8 watts.... mais ton alim dans ce cas risque de se mettre à genou et la tension
se casser la figure .
Tu tires presque 30% de plus sur ton alim. Je doute qu'elle suive dans ce cas.

Bon WE

[invite2529b107]

Bonjour,
La faible résistance dynamique de l'ensemble de LED () laisse penser qu'il s'agit d'un simple assemblage série de led.
Dans ce cas, il convient d'alimenter ces barrettes en courant et non en tension -- sous peine de vieillissement prématuré, voire destruction.
En effet, les spécifications :
Current 150 mA 350 mA 500 mA
Voltage 11,4 V 12,2 V 12,8 V
signifient que sous un courant de 150mA, la tension des led sera d'environ 11,4V. Mais cette tension varie d'une barrette de led à l'autre et avec la température faisant de cette valeur rien de plus qu'une estimation assez grossière. En mettant 12,3V (en supposant que cette tension soit précise et stable), tu auras peut-être 350mA dans certaines led et 375mA dans d'autres, et 400mA dans d'autre. Ces valeurs vont, de plus, croître alors que la température des led augmentera.

Il faut donc utiliser un générateur de courant pour alimenter tes led. Ca existe tout fait (un "led driver") mais ca peut aussi se bricoler (à condition d'avoir une alimentation de plus de 12V de disponible).

A moins qu'une datasheet plus complète et spécifiant le contraire soit disponible.

Merci beaucoup pour toutes ces précisions.
Moi qui pensais naïvement qu'en prenant des LEDs 12V, je me supprimerai tout les problèmes ...c'est raté.

Enfin tout du moins ça sera aussi compliqué qu'avec des LEDs de 20V ou de 3V.

J'ai cherché des infos sur les LEDs individuelles qu'il y a sur la barrette, et apparemment non seulement elle peuvent être montée en série, mais en plus le montage varie en fonction de la t° des couleur choisie!
Enfin c'est ce que je crois comprendre de cet extrait du catalogue :



Du coup est ce que cette alim conviendrait? : Meanwell LPF Serie 12V

Pour bien expliquer mon montage (encore très virtuel ...) voici ou j'en suis en prenant en compte mon matériel de bricolage, les matériaux dispos, le prix, la dissipation thermique, le bruit ect...
Bref j'ai pondu ça :
- les barrettes sont en parallèle (c'est bon comme ça?)
- sur un disque en alu de 3mm d'épaisseur qui viendra se pauser dans la coupole de l'halogen vidé de son vieux cœur énergivore.
- le ventilo (12V) aspire l'air de l’intérieur pour l'expulser du centre de la coupole vers le haut.
- l'air "frai" est donc aspiré en grande majorité en périphérie de la coupole.
- la surface des 72 trous d'aération est = à la surface d'expulsion du ventilo. C'était pas une nécessité absolue, mais je pense que j'ai là un bon compromis entre la surface de refroidissement, la masse d'alu et la surface de passage d'air. Mais bon...tout ça est très empirique





Voilà y a peut être voyez vous des énormités qui m'auraient échappé, c'est très possible...

[jiherve]

Bonjour,
s'il n'y a pas de régulation/limitation de courant pour chaque barrette on ne peut pas les placer en //.
les lampes du commerce sont soit complétement série(defaut une LED HS ouverte et c'est le noir) soit série// mais il y a autant de régulation de courant que de branches.
http://www.ti.com/lit/sl/snvy001/snvy001.pdf
JR

[invite2529b107]

Mais je comprends plus là : si l'alim est de type courant constant chaque barrette recevra bien un ampérage constant non?

[jiherve]

Re,
non car ce qui sera constant c'est la somme des courants et non chaque courant, comme il n'y a aucune chance que chaque barrette présente le même Vd que ses copines alors celle au Vd le plus faible absorbera plus que celle au Vd le plus haut => pas la même lum!!
Il faut donc une alimentation à tension constante et une régulation/variation de courant par barrette.
JR

[invite2529b107]

ok je comprends mieux. Merci.
Mais comme je suis têtu : y a pas moyen de jouer sur les plages de courant/tension que ces barrettes semblent supporter, ça ne change rien?


150 mA 350 mA 500 mA
11,4 V 11,9 V 12,6 V

[jiherve]

Re
non, on ne peut couper à la régulation de courant.
Cependant un bricolage avec des résistances doit être possible.
JR

[invite2529b107]

oui mais le rendement va beaucoup chuter non?

Bon alors sinon, si je veux garder l'esprit de mon assemblage d'origine, il me faut 12 Source de courant constant comme ça :
http://www.lumitronix.fr/LED-accesso...-constant.html
+ une alime generale c'est ça?

Ou sinon je repart de zéro avec un autre design.

Ce que je voulais au départ c'était transformer un halogen qui suce 300W en quelque-chose de style 50W mais qui éclaire au moins autant.
Le tout avec les contraintes liées à la forme de la coupole.

[invite6a6d92c7]

Autre solution, plus élégante à mon sens qu'un géné de courant par branche : une alim générale en tension, UNE source de courant calibrée pour une seule branche de LEDs, et un miroir de courant (même à bipolaires)... Qui recopie ce courant autant de fois qu'il le faut!

Le rendement est sans doute moins bon qu'avec plein de sources de courant séparées (et encore!), mais c'est plus simple et donc plus fiable... ça peut se faire avec deux NPN et deux résistances pour la source de courant de référence, puis autant de PNP qu'il y a de branches. Une petite résistance supplémentaire de faible valeur sur chaque branche "recopiée" ne nuit pas non plus.

[invite2529b107]

C'est trop complexe pour moi, mais merci.

Non, il faut que je reste dans quelque-chose que je comprends.

Je pensais que ça serait super facile parcequ'en 12V, mais non.

Dommage, ça me faisait un lampadaire de plus de 6000 lm pour moins de 60W ...

Donc si je veux simplifier les choses 2 choix possibles de remplacement :
-miser tout sur une 2 ou 3 "grosses" LEDs
-tenter le coup avec des bandes LEDs toutes faites et essayer dans casser un max

[Antoane]

Bonjour,
Tu as, en gros, deux options :
- une alimentation en courant et toutes tes led en série. Inconvénient : ça impose de laisser se promener des tensions élevées dans le luminaire (12*12~144V).
- une alimentation en tension + un convertisseur par branche de led. Inconvéniant : ca fait beaucoup de sources de courant, c'est cher (et potentiellement pas très pratique).

Ou une solution mixte. Pour 12 barrettes, par exemple, tu câbles 4 branches de {3 barrettes en série}. Avec cette option, il te faut, au choix :
- une source de tension générale de ~36V et 4 sources de courant convertissant ce 36V en un courant constant. Les charges (led) et l'alimentation étant connues, il n'est pas nécessaire d'utiliser un convertisseur très complexe tout en conservant un bon rendement : avec ce circuit http://www.sonelec-musique.com/image...rant_001fa.gif (sans la partie PWM ; tiré de cet article : http://www.sonelec-musique.com/elect...e_courant.html), et dans les conditions précédemment énoncée, tu attends un rendement >90%.
- 4 sources de courant prenant du 230V et sortant le courant idoine sous (au moins) 36V.

Le rendement est sans doute moins bon qu'avec plein de sources de courant séparées (et encore!), mais c'est plus simple et donc plus fiable... ça peut se faire avec deux NPN et deux résistances pour la source de courant de référence, puis autant de PNP qu'il y a de branches. Une petite résistance supplémentaire de faible valeur sur chaque branche "recopiée" ne nuit pas non plus.

Et est même indispensable, on ne peut compter sur la résistance d'émetteur de PNP discrets pour bien équilibrer les courants.
Tant qu'on y est, on mettrait un "miroir de courant" présentant un gain et contrôlé par une source indépendante (pas le courant circulant dans une led), de manière à limiter la tension de déchet sur les sources de courant, qui serait autrement nécessairement supérieure à celle de la source de courant à 2 transistors (http://www.sonelec-musique.com/image...rant_001ba.gif), à savoir ~2V.

[jiherve]

Re
pour un bricolage unitaire la solution de résistances série dans chaque branche est facile, une alimentation d'environ 15V et des résistances(à ajuster) d'environ 8,2ohm/2W, pas très efficace mais cela reste concurrentiel par rapport aux 300W d'origine.
JR

[invite2529b107]

merci à vous 2.
Je garde pour l'instant de coté vos solutions au cas ou ma nouvelle idée ne marche pas pour une raison ou une autre.
Je poste d'ici 1h ou 2 un nouveau montage virtuel.

[invite2529b107]

Bon j'ai un peu dépassé les 2 heures ...

NEW DESIGN :





Donc changement complet : passage à un "simple" ruban LED 5630, plus simple que mon idée de départ.
- 32 x 10cm = 3,2m de bandeau logé sur la surface alu diamètre 320mm
- passage du ventilo 120x120x25 à un 100x100x12 28cfm (pas énorme) pour loger les 10cm de ruban.
- les différents segments de 10cm branché comme si le bandeau n'était pas coupé
- alim qu'il faudra que je loge sous la plaque alu, dans la coupole ou arrive le 220V :





- Interrupteur/variateur RF, idem, planqué dans la coupole :





Pour l'instant, avec le ruban que j'ai acheté sur ebay (1000lm/m, 1A/m), donc au final mon installe donnera 3200lm pour 38,4W (ça reste théorique...)

Si je vois que le principe tiens la route, je changerai le ruban ebay pour un bandeau haut de gamme 1560lm/m avec un CRI de 85 1,5A/m
et là...pour 58W...

4992lm
Ce qui devrait, lorsqu'on en a besoin,...éclairer vraiment bien

Toujours pareil, si vous voyez une erreur...

[Antoane]

Bonjour,
- les bandes de led sont-elles isolées de leur substrat ? très probablement, mais si non, il faudra prévoir une isolation additionnelle entre les bandes de led et la plaque d'alu.
- tirer 58W sur une alim 60W ne laisse pas bcp de marge.
- je pense qu'il est préférable d'aspirer de l'air par le centre pour ensuite l'envoyer sur les led. Même si du point de vue de la circulation d'air, c'est vraiment pas l'idéal. Le mieux serait d'aspirer par en-dessous, et de cracher l'air sur la plaque.
- ne faire que glisser l'air sur la plaque n'est pas idéal, pas sûr que ça suffise. ajouter des ailettes fixées à la plaque d'alu, longitudinalement au chemin de l'air, serait une bonne chose.
- l'air devrait être expulsé, autant que possible, en périphérie de la plaque d'alu.
- je ne sais pas comment fonctionne ce type de variateur, mais un récepteur RF caché dans une boite blindée... Ca sonne faux.
- plus un ventilateur est grand plus il est silencieux.
- comment fais-tu d'aussi jolis dessins ?

[invite2529b107]

- les bandes de led sont-elles isolées de leur substrat ? très probablement, mais si non, il faudra prévoir une isolation additionnelle entre les bandes de led et la plaque d'alu.
Il y a derrière du double face 3M qui doit suffire à l'isolation électrique et malheureusement aussi très probablement thermique... mais je ne l'ai pas encore reçu.

- tirer 58W sur une alim 60W ne laisse pas bcp de marge.
Je n'en suis pas encore là. Pour l'instant ça sera comme indiqué seulement 38W.

- je pense qu'il est préférable d'aspirer de l'air par le centre pour ensuite l'envoyer sur les led.
Même si du point de vue de la circulation d'air, c'est vraiment pas l'idéal.
Non. Le centre est l'endroit ou la température est la plus élevée. ça ne sert à rien de réinjecter de l'air chaud.
En revanche, expulser du centre de l'air chaud vers le haut va dans le sens de la convection naturelle déjà présente à cet endroit.

Le mieux serait d'aspirer par en-dessous, et de cracher l'air sur la plaque.
Le mieux serait qu'il n'y est pas de contraintes existantes à respecter en somme ...
Je prends le maximum d'air (plus gros trous) là ou sera toujours plus frais qu'au centre : en périphérie.
Et ce principe restera vrai jusqu'à ce que j'ai chauffé les 200m3 qui entourent le lampadaire...

- ne faire que glisser l'air sur la plaque n'est pas idéal, pas sûr que ça suffise. ajouter des ailettes fixées à la plaque d'alu, longitudinalement au chemin de l'air, serait une bonne chose.
Si ailettes il y a, elles ne peuvent être que dessous la plaque d'alu, mais dessous il y aura l'alim le dimmer et le ventilo : c'est déjà trop.
Dessus elles ne pourraient faire que quelques millimètres de haut avant que ça se voit et en plus elles prendraient la place des trous actuels.

l'air devrait être expulsé, autant que possible, en périphérie de la plaque d'alu.
Non.
ça serait vrai si la périphérie n'était pas le seul endroit ou l'air est plus frais qu’ailleurs.

je ne sais pas comment fonctionne ce type de variateur, mais un récepteur RF caché dans une boite blindée... Ca sonne faux.
Une plaque alu avec autant de trous qui plus est aux dimensions différentes me fait dire que cage de Faraday il n'y aura pas

plus un ventilateur est grand plus il est silencieux.
oui, j'ai expliqué pourquoi je l'ai réduit.

- comment fais-tu d'aussi jolis dessins ?
Le modeleur de 3D Studio Max, mais il y a sans doute beaucoup plus simple.

[Antoane]

Bonsoir,

Un trou de 3cm, c'est invisible à 800MHz (longueur d'onde de 38cm)

Je garde des doutes pour le côté thermique, mais n'étant pas spécialiste et dans la mesure où ne pas connaitre toutes tes contraintes n'aide pas à les prendre en compte, j'en reste là.

[invite2529b107]

Bonsoir,

Un trou de 3cm, c'est invisible à 800MHz (longueur d'onde de 38cm)

Je garde des doutes pour le côté thermique, mais n'étant pas spécialiste et dans la mesure où ne pas connaitre toutes tes contraintes n'aide pas à les prendre en compte, j'en reste là.

J'ai aussi des interrogation coté thermique mais beaucoup plus liés au transfert bande led/alu.
Si le double face n'est qu'un simple double face, c'est à dire sans propriétés particulières favorisant le transfert c'est mort.
Peut être pas pour la version 38W mais plus haut ça vaa etre dure.

Les contraintes elles sont simples : passer un lampadaire halogène existant à un led au moins aussi puissant en lm, avec le meilleur rendement possible, équipé d'un variateur, le tout sans transformation des partie visibles, sans utiliser d'autres outils qu'une perceuse, une meule, des limes.

[invite2529b107]

Bon je viens de réfléchir : je vais avoir de gros soucis avec la soudure...
Je pensais coller les bandeaux puis souder les fil de jonction, mais le fin double face va probablement fondre sous la soudure et faire contact avec la plaque alu
Quel bord...

Qu'est ce que je pourrais glisser de fin et de parfaitement isolant (électrique) et résistant entre les bandeaux (juste aux niveaux des soudures) et la plaque d'alu?

Du scotch suffirait?