Conception d'un gradateur pour LED

[invitef1070eb5]

Bonjour,

J'ai actuellement un système de domotique à base de cartes "perso" (système DOMOCAN pour ceux qui connaissent).
J'ai dans mon installation des gradateurs à TRIAC (BT139), à retard de phase : un microcontroleur commute le TRIAC et maintient un courant sur la gachette x microsecondes après le passage par zero, ceci afin de faire varier la puissance dans la charge.

Ces gradateurs marchent très bien avec des halogènes.
J'ai remplacé certains points d'éclairage par des spots LED Dimmable. Resultat peu concluant : avec 6 spots sur un meme triac (6x 6W = 36W), les LED restent allumées lorsque le circuit est à zero...

J'ai compris qu'une solution était de rajouter une charge resistive sur le circuit et cela fonctionne : si j'ajoute un spot halogene (50W) sur le circuit, le TRIAC semble content et tout le monde s'éteint.

Cependant, plutot que de laisser des spots halogène ci et là, je me demande s'il ne serait pas possible de remplacer ces triacs par des triacs qui demanderaient une charge plus faible ?
Sur ce point, j'ignore quel paramètre du triac regarder pour orienter mon choix : pourquoi lorsque j'envoie 0V sur la gachette du triac, le triac continue-t-il de commuter ? J'aurais pensé que l'inverse aurait été plus probable (pas d'allumage sans courant minimal dans le triac... ) ?

Merci de votre aide !
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[invitee05a3fcc]

Une LED , ou plutôt une lampe à LED, ne se comporte pas comme une lampe à incandescence car il y a une électronique entre le 230V AC et les LEDs .
Deux cas classiques :
- un pont redresseur, un condensateur qui se charge à 325V et un driver de courant constant
- un condensateur "chuteur", un pont de diode, et les LEDs en séries

Attaquer ces trucs avec une commande par phase, c'est le GOTO vers l'échec.

Les lampes à LEDs dites "dimmable" ont un driver de LED qui a une entrée spéciale pour faire varier la luminosité. Cette entrée est pilotée par un signal analogique 0/10V et/ou un signal PWM

[invitef1070eb5]

Oui , j'ai eu vent de la conception de ces ampoules LED.
Ayant un diplome d'electronicien, je sais aussi qu'une LED fonctionne avec environ 1,8-2 V, et qu'il faut forcément adapter les 220V à la petite bête !

Cependant, si tu consultes les sites de OSRAM et SYLVANIA (pour ne citer que ces deux fabricants), dont j'ai testé les ampoules à LED 220V "dimmables", tu liras que leur ampoules 220V dimmables sont prévues pour des gradateurs à retard de phase (le type de gradateur dont je parle), et que certains gradateurs sont plus "adaptés" que d'autres :
Ils ont réalisé des tests, dont ils publient les resultats, sur des dizaines de variateurs, à chaque fois avec 1 ampoule seulement, et avec 4 ampoules.

En résumé :
certains gradateurs fonctionnent mal avec une seule ampoules, d'autres pas du tout.
ces mêmes gradateurs fonctionnent parfaitement avec 4 ampoules (en // bien sur !),
et d'autres gradateurs ne fonctionnent ni avec 1, ni avec 4 ampoules...

Il n'est point question selon ces fabricants de remplacer le variateur/gradateur (à base de TRIAC ou autre) par un gradateur spécial, et ils font au contraire leur possible pour rendre leurs ampoules compatibles avec les gradateurs du marché.

J'ai vu aussi que certains constructeurs s'évertuent à vendre des gradateurs "spécial led", peut etre justement avec des triacs adaptés !?

J'ai aperçu au fil de mes recherches les triacs BTA20 et BTA40 qui sont "snubberless, adaptés au charges inductives"...

Amicalement !

[invitee05a3fcc]

Les lampes LEDs dimmablent par variation de phase .... c'est une usine à gaz !
- On redresse avec un pont de diode le signal patatoïde qui sort du variateur
- On filtre avec un condensateur pour en faire du DC
- On récupère l'angle de phase du signal d'alimentation pour connaitre la luminosité qu'on doit avoir en final
- On transforme cet angle de phase en signal PWM
- Le driver, alimenté en tension DC variable, génère un courant constant dont la valeur est fonction du PWM pour faire briller la LED . Ouf ! j'en perd mon souffle ...

Perso, j'appelle ça de l'acharnement électronique ....... pour mal satisfaire le client. Alors que la solution du driver dimmable est tellement simple (enfin presque !) et donne une solution pérenne .

J'ai aperçu au fil de mes recherches les triacs BTA20 et BTA40 qui sont "snubberless, adaptés au charges inductives"...

C'est simplement une protection interne en dv/dt adapté à la commande des moteurs, des transfos ou des gros relais. Une lampe LED est essentiellement capacitive.
On rend n'importe quel triac snubberless ...... en rajoutant un circuit RC entre A1 et A2 ! Le triac snubberless économise deux composant, c'est tout.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitef1070eb5]

Bon,
Il semble que n'ai pas été assez clair dans ma question , donc je vais la reformuler :

Qu'est-ce qui explique que le triac , sans courant de gachette, laisse passer du courant ?
Que peut-on faire (changer de triac ?) afin qu'avec cette "charge particuliere", le triac ne laisse pas passer de jus au repos ?

Merci !

[invitef1070eb5]

Je continue à chercher, et je vois que certains TRIACs ont des courants de fuite plus faibles que d'autres :
Ceux que j'utilise actuellement (BT139) ont un courant de fuite typique de 500µA.
Le BTA08 possède un courant de fuite de 5µA, et il en existe une version "snubberless" (ce qui m'eviterai de modifier "lourdement" le circuit actuel).

Est ce que cette différence de courant de fuite peut jouer ?
Est-ce bien ce courant de fuite qui fait que mes spots LED restent allumés ?

[bobflux]

C'est le courant de fuite qui allume tes ampoules, en effet (incluant celui passant par les éventuelles capacités parasites).

Il faut très peu de courant pour allumer une LED de façon visible...

[invitef1070eb5]

Merci de ta réponse !
J'ai commandé des BT08 qui ont un courant de fuite plus faible, on verra si c'est suffisant.

[Murayama]

Bonjour!

Qu'est-ce qui explique que le triac , sans courant de gachette, laisse passer du courant ?

Je suis une vraie quiche en analogique et en tout ce qui dépasse 10 mW, mais je crois
me souvenir que c'est la définition même du triac (corriger svp si je m'ai gouré).
Ou alors je n'ai pas compris la question...
Pour un triac, il suffit d'une impulsion pour l'amorcer, et tant que le circuit fait
passer un certain courant, il continue à conduire. Un peu comme une chasse d'eau.
On appuie pour amorcer, et tant que l'eau n'a pas baissé suffisamment dans le réservoir,
le clapet du bas ne se ferme pas. Désolé pour l'image, mais j'en sors, justement.
Alors dans le cas d'un courant alternatif, c'est pratique parce qu'il suffit d'amorcer
quelque part dans la demi-période, et le triac conduit jusqu'à la fin de la demi-période.
Et plus on amorce tard dans la demi période, moins il conduit longtemps et plus le
courant moyen est faible.

Que peut-on faire (changer de triac ?) afin qu'avec cette "charge particuliere", le
triac ne laisse pas passer de jus au repos ?

Repenser le système complètement.

Pascal

[gienas]

Bonjour à tous

... Repenser le système complètement ...

C'est aussi mon avis.

Ton analyse du fonctionnement du triac est la bonne, et le comportement global, décrit par napo7 ne "colle pas", sauf à avoir des composants anormaux. Panne?

Un schéma réel, avec des liens vers les datasheets des composants mis en jeu permettrait de tenter de cogiter.

Un essai préalable intéressant, si le triac comporte une résistance parallèle entre gâchette et "cathode", de voir le comportement en déconnectant la commande aboutissant à cette gâchette, mais en laissant la résistance de "fuite". La charge doit rester éteinte.

Si ce n'est pas le cas, recommencer l'essai en coupant la connexion "d'anode" pour voir le comportement et essayer de conclure.

[invitef1070eb5]

Merci pour vos réponses !

Voila déjà le schema :


La commande est faite par un microcontroleur, synchronisée sur le passage à zero du secteur : Afin de réaliser la fonction "variation", on attends de 0 à x ms après le passage du zero, puis on rend passant l'opto en appliquant une tension jusqu'au passage à zero suivant du secteur (j'espere être assez clair ! )
Avec des charges purement resistives (lampe halogene), cela fonctionne très bien.

Avec des lampes "spots LED", qui bien entendu ne sont pas que de simples LED, ca ne fonctionne pas correctement : avec une consigne "zero", les spots LED restent allumés légèrement.

J'ai lu sur quelques forums que l'ajout d'une resistance en parallèle à la lampe peut résoudre le problème ?
Peut etre aussi que sur ce schema, supprimer la capa C1 pourrait résoudre le problème ?

Les BTA08 que j'ai commandé sont en version "snubberless" : si je ne dis pas de bétises, ils intègrent une resistance de "charge" pour contrer ce phénomène ?

[invitee05a3fcc]

Retire déjà C1 ......

[invitef1070eb5]

Que j'aime tes interventions DAUDET78 !
"Fais ci, Fais ça".. Ne pourais tu pas être un peu plus constructif et expliquer ce qu'apportera le retrait de ce condensateur ?

[bobflux]

C'est le condensateur par lequel passe le courant qui allume tes ampoules...

[invitee05a3fcc]

Que j'aime tes interventions DAUDET78 !

Quand j'explique ... tu n'en tiens pas compte. Alors, on se lasse !

"Fais ci, Fais ça".. Ne pourais tu pas être un peu plus constructif et expliquer ce qu'apportera le retrait de ce condensateur ?

Tu le retires
Ca marche ? tu essais de comprendre pourquoi
PS : on t'as soufflé la réponse en #14. Dommage !

[invitef1070eb5]

Ahh !!!? Parce que tu considère avoir expliqué !!?

Oui, tu as expliqué ton opinion : "les LED c'est de la m....", "c'est des usines à gaz", "faut prendre un variateur en 0/10V c'est plus simple"...

Je n'ai pas demandé quels étaient vos avis sur le système de variateur que je possède, j'ai cherché à comprendre pourquoi mon couple variateur-ampoule n'était pas très joyeux, et comment le rendre opérant...

Tu vois, de moi même j'ai cherché à comprendre aussi, j'ai émis des hypothèse dans le but de construire une discution, j'ai moi même demandé si ce condensateur C1 n'était pas la cause de mes soucis (ayant compris que ce C1 pouvait accumuler du courant et rallumer les ampoules...)

Ce que je ne comprends pas, par contre, c'est que ce C1 accumule une certaine dose d'énergie, lorsque le triac est passant. d'accord.
Par contre, une fois le triac bloqué, il doit avoir un courant de fuite assez faible, du moins, à mon sens, pas assez élevé pour recharger C1 et allumer en permanence 6 ampoules à led !?

Donc je peux comprendre que C1 ait accumulé de l'energie, qu'il la resititue "paisiblement" lorsque l'on coupe l'alimentaiton, et que les leds restent allumées quelques secondes au plus, mais que les LED restent allumées à un niveau fixe, sans s'estomper, dès l'extinction du circuit, je ne me l'explique pas, et c'est aussi ce que je voudrais comprendre, par la theorie et pas uniquement par la pratique ("Fais ce qu'on te dis !!!")...

"Tu retires, ca marche? Tu essaies de comprendre pourquoi..." : J'aimerais comprendre POURQUOI avant d'avoir à aller déssouder des composants sur des circuits actuellement utilisés et confinés au fond d'un tableau électrique !

[invitee05a3fcc]

Oui, tu as expliqué ton opinion : "les LED c'est de la m....", "c'est des usines à gaz",

J'ai expliqué longuement en #4 la technologie des lampes LEDs qui sont pilotables (peut être) par un variateur de phase. Et si il existe des "LEDs usines à gaz", c'est parce que les autres ne marchent pas .

Ayant un diplome d'electronicien,

Donc tu regardes le schéma interne d'une lampe à LEDs normale. explication en #2

Deux cas classiques :
- un pont redresseur, un condensateur qui se charge à 325V et un driver de courant constant
- un condensateur "chuteur", un pont de diode, et les LEDs en séries

Et tu vois tout de suite où est le loup

[invitefa96bd8f]

Ahh !!!? Parce que tu considère avoir expliqué !!?

Oui, tu as expliqué ton opinion : "les LED c'est de la m....", "c'est des usines à gaz", "faut prendre un variateur en 0/10V c'est plus simple"...

Je n'ai pas demandé quels étaient vos avis sur le système de variateur que je possède, j'ai cherché à comprendre pourquoi mon couple variateur-ampoule n'était pas très joyeux, et comment le rendre opérant...

Tu vois, de moi même j'ai cherché à comprendre aussi, j'ai émis des hypothèse dans le but de construire une discution, j'ai moi même demandé si ce condensateur C1 n'était pas la cause de mes soucis (ayant compris que ce C1 pouvait accumuler du courant et rallumer les ampoules...)

Ce que je ne comprends pas, par contre, c'est que ce C1 accumule une certaine dose d'énergie, lorsque le triac est passant. d'accord.
Par contre, une fois le triac bloqué, il doit avoir un courant de fuite assez faible, du moins, à mon sens, pas assez élevé pour recharger C1 et allumer en permanence 6 ampoules à led !?

Donc je peux comprendre que C1 ait accumulé de l'energie, qu'il la resititue "paisiblement" lorsque l'on coupe l'alimentaiton, et que les leds restent allumées quelques secondes au plus, mais que les LED restent allumées à un niveau fixe, sans s'estomper, dès l'extinction du circuit, je ne me l'explique pas, et c'est aussi ce que je voudrais comprendre, par la theorie et pas uniquement par la pratique ("Fais ce qu'on te dis !!!")...

"Tu retires, ca marche? Tu essaies de comprendre pourquoi..." : J'aimerais comprendre POURQUOI avant d'avoir à aller déssouder des composants sur des circuits actuellement utilisés et confinés au fond d'un tableau électrique !

Heu on est en alternatif ici, le condensateur C1 ne stock rien du tout, on prends juste son impédance 1/(cw), tu peux calculer le courant qu'il est susceptible de laisser passer.

[bobflux]

Au fait, tu nous as pas dit si tes ampoules sont "allumées" un tout petit peu, ou bien à fond. Ça changerait complètement le diagnostic.

C1 laissera passer quelques mA ce qui est largement suffisant pour allumer une ampoule à LED (mais pas à fond).

[invitef1070eb5]

Tout à fait, les ampoules sont légèrement allumées...
Par contre, qu'il y ait 2 ou 6 ampoules sur le circuit ne change pas beaucoup leur "taux d'allumage"

Une chose me vient à l'esprit : je viens de réagir, j'ai du apprendre ça en cours durant mon BAC, mais je l'avais oublié :
"Le condensateur parfait se comporte comme un interrupteur fermé en courant alternatif"... Effectivement, du coup, s'il laisse passer quelques mA, il est en parallèle au triac, donc mon circuit est bouclé !

Je vais retirer ledit condensateur, et je vous redirais ce qu'il en est !

PS : quelle est la fonction de ce condensateur dans le cas d'une charge purement resistive ? Que pourrait-être l'inconvénient de le retirer dans ce cas ?

[invitee05a3fcc]

quelle est la fonction de ce condensateur dans le cas d'une charge purement resistive ?

Resistive ou patatoïde, c'est Kif kif !
Atténuer les parasites rayonnées par les fils

Ps : réponse sans explications .... pour que tu les trouves !

[Murayama]

Bonsoir!

Ahh !!!? Parce que tu considère avoir expliqué !!?

Sur ce site, le nec plus ultra de la réponse, ce n'est pas d'expliquer, mais de répondre
par énigmes pour laisser le requérant bien patauger dans sa médiocrité. Je ne sais pas
si c'est un syndrome d'ancien prof ou d'adjudant en retraite, mais souvent c'est un peu
l'ambiance...
- Fais ça
- Change ça
- Mets ça à la place de ça
Mais surtout ne jamais expliquer, ce serait dommage. À la limite dispenser quelques
indices, le plus obscurs possible, en tant que clin d'oeil aux autres initiés, histoire
de marquer son territoire d'"expert" sans avoir à pisser dans les coins, tout en
regardant ensemble le "bleu" qui s'enterre dans ses spéculations hasardeuses de débutant.
Une explication compréhensible par un néophyte? Jamais. Plutôt crever.
On pourrait faire un florilège des contributions qui n'expliquent rien, qui ne sont que
négatives, bref, qui ne servent à rien. "Ton montage, c'est le jeu des 7 erreurs"
(montage qui était parfaitement valide, soit dit en passant). "Ça n'a aucune chance de
fonctionner" (sans argument bien sûr). "Je ne vois pas ce que vient faire Arduino là
dedans" (vachement utile pour le mec qui a Arduino sur sa table et pose une question
pour ce qu'il est en train d'essayer de développer).

Bon, ce que disant, je dois faire mon mea culpa, puisque je vous ai conseillé de
repenser le système complet, sans expliciter. Mais maintenant, on est Vendredi soir, ici,
j'ai un peu forcé sur les libations, et ma Belle regarde Yuzuru Hanyu qui patine. Bref,
je n'ai pas grand chose à faire....

Alors voilà. Utiliser un gradateur pour lampes à incandescence, ça ne peut pas aller,
du moins pas bien avec les LEDs. Voici pourquoi (c'est du "blind guess" total, parce
que je n'ai jamais essayé et que je ne compte pas le faire, et qu'en plus je n'ai aucune
idée de ce qu'il y a dans une lampe à LEDs 230V. (Bon, je me doute tout de même des
solutions possibles)).

Une LED, c'est comme vous l'avez dit dans les 2 V (je dirais même pas loin de 3 pour
les blanches) et une lampe à incandescence, c'est 230V. On ne joue pas dans la même
cour. Alors il est évidemment possible d'en mettre un certain nombre en série pour
avoir pas loin de 200 V, limiter le courant par une résistance calculée pour que le
courant ne dépassa pas la valeur fatale à 230 x racine(2), (ou du moins pas trop) et
ça devrait fonctionner. Mais c'est mauvais.

Par exemple. si vous mettez 66 leds de 3V en série, il vous faudra au moins 200 V
pour commencer à produire de la lumière. Ce qui veut dire que la sinusoïde du secteur
ne fera rien de 0 à 200 V, puis fera quelque chose entre 200 et 230 x racine(2). En plus,
ça ne fera évidemment rien pour la demi-période négative sauf si vous mettez aussi 66
autres leds dans l'autre sens, ou alors un pont de diodes.
Cela veut dire que le gradateur va être impossible à amorcer à moins de 200 V. Donc
le potentiomètre ne va pas fonctionner dans une bonne partie du domaine où il devrait
fonctionner avec une lampe ordinaire.

Maintenant, comme toujours, critiquer, c'est bien, mais il faut proposer une solution
même si ici c'est plutôt un sacrilège.
Par exemple partir d'une tension continue. En branchant un certain nombre de LEDs à
une tension continue, vous aurez une luminance constante. On peut utiliser des circuits
dédiés qui limitent le courant, mais on va faire simple même si le rendement est un peu
moins bon. Associations de LEDs en série, avec une résistance adaptée à chaque association.
On vend des circuits imprimés tout faits pour mettre un certain nombre de leds blanches
en série. (voir photo) Pour piloter tout ça, l'idéal, c'est le PWM (Pulse Width
Modulation), donc un signal rectangulaire à rapport cyclique variable. Donc un signal de
commande sur un FET quelconque devrait pouvoir le faire. Il existe des circuits pour faire
cela simplement. Un 555 + un potentiomètre + quelques composants autour, et c'est fait.
Ensuite, il faut utiliser ce signal de commande pour piloter le FET et c'est tout.

Voilà, c'est le principe d'une solution. Mais c'est dans un domaine où je n'ai pas
l'habitude de cuisiner, alors il y a certainement de bien meilleures solutions.
Il ne fait aucun doute que quelqu'un va vous proposer une solution de pro, bien expliquée,
avec schémas, exemples et calculs à l'appui.
J'espère tout de même vous avoir (un peu) aidé.

Pascal

Addendum: j'ai merdé pour la photo du circuit imprimé... Et il n'y a plus moyen de l'ajouter après coup.

[invitef1070eb5]

Merci Pascal pour ta participation,

Effectivement, comme je l'ai dit, l'idée n'est pas de concevoir un nouveau systeme (bien que je me sois un peu emballé sur le titre de la discution), mais plutot de comprendre pourquoi le gradateur à retard de phase que j'ai en ma possession ne fonctionne pas correctement avec mes "Led", alors que ces memes LED fonctionnent bien avec d'autres gradateurs du marché...

C'est donc un peu le jeu des septs erreurs

L'idée au final, c'est de partir du schema du gradateur que j'ai, et d'essayer de comprendre pourquoi les LED restent allumées quand on ne leur demande rien, et de faire évoluer ce schema (à minima! ) afin de le rendre compatible avec les ampoules LED que j'ai (qui je le rappelle, sont bien dites "dimmables" par le fabricant)

[invitee05a3fcc]

Comme je me sens visé et que notre ami Murayama ne donne aucunes justifications de ses calomnies, je vais devoir le faire

Une explication compréhensible par un néophyte? Jamais. Plutôt crever.

Voir par exemple:
http://forums.futura-sciences.com/el...mpli-op.html#3
http://forums.futura-sciences.com/el...ristor.html#17
http://forums.futura-sciences.com/el...eur-led.html#4
Evidemment, quand on ne prend pas la peine de lire ce que j'écris, ça lasse et je deviens un peu plus lapidaire

On pourrait faire un florilège des contributions qui n'expliquent rien, qui ne sont que
négatives, bref, qui ne servent à rien. "Ton montage, c'est le jeu des 7 erreurs"

C'est une de mes phrases favorites et je vois que tu as apprécié .... vu que tu la cites de mémoire

(montage qui était parfaitement valide, soit dit en passant)

Accusation gratuite et sans fondement

et qu'en plus je n'ai aucune idée de ce qu'il y a dans une lampe à LEDs 230V. (Bon, je me doute tout de même des
solutions possibles

Tu as les réponses ici : http://forums.futura-sciences.com/el...eur-led.html#2

Donc un signal de commande sur un FET quelconque devrait pouvoir le faire. Il existe des circuits pour faire
cela simplement. Un 555 + un potentiomètre + quelques composants autour, et c'est fait.

Ben voyons, vachement simple quand on dispose du 230V comme source d'énergie . Alors qu'il y a des C.I bien fait pour ça (suivant mes bonnes habitudes et pour te faire plaisir , je te laisse chercher !)

Il ne fait aucun doute que quelqu'un va vous proposer une solution de pro, bien expliquée,
avec schémas, exemples et calculs à l'appui.

Pas moi !
Il y a des drivers dans le commerce, bien conçus et répondants à la norme ISOmachin et CEM