Alimentation LED 3.4V 500mA

[invitedd65ff07]

Bonjour,
Je cherche à alimenter une diode qui nécessite une tension de 3.4V et un courant de 500mA, j'ai donc le circuit ci-joint.
Le circuit délivre bien ce que je voulais cependant le régulateur de tension LM317 et la patte souder à l'anode chauffe beaucoup. Pour le LM317, j'ai coller un dissipateur thermique (récupéré d'une carte mère) avec un pad thermique mais pour la patte soudé à l'anode je ne comprend pas pourquoi elle chauffe au point de brûler du plastique.

Comment corriger le problème de chauffe de la patte de l'anode ?
Au vu de mon besoin, est ce que mon circuit est adapté ?
Comme le circuit devra tourner pendant plusieurs heure, comment s'assurer que les composants ne brûleront pas ?
Et y a un circuit plus adapté à la régulation de tension/courant ?

Merci de votre aide
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[penthode]

hello ,

c'est normal : tu pars d'une tension trop élevée

[Patrick_91]

Bonjour,

C'est simple il suffit d'alimenter la Led correctement.
Il faut concevoir un générateur de courant 500 mA (qui peut etre variable de 0 à 500 mA ) et capable de sortir 4 ou 4,5 V .
Là tu as fait une alimentation en tension qui risque faire crever la Led ? dépenser 700 mW en chaleur dans la resistance de 2,8 Ohms qui avec un générateur de courant sera complètement inutile.
Il doit y avoir des générateurs de courant constant basés sur le LM317 ce ne sont pas les schémas qui manquent.
Donc : générateur à courant constant 500 mA , et aussi un système de refroidissement de la Led (radiateur) faute de quoi il faudra diminuer le courant . La résistance dans le circuit de led et alimenté en tension faut le faire dans les leds utilisées a 10 mA mais là tu vas avoir de la misère si du persistes.
A plus

[invitedd65ff07]

Le hic, c'est que je n'ai que du 12V, 5V ou 3.3V comme source et comme il est recommandé d'avoir 1.5V d'écart minimum entre Vin et Vout, ça me ferait mettre une résistance de 0.4 ohm pour limiter le courant. Avec une si petite valeur, difficile de rester précis
edit: @Patrick_91 merci des conseil, juste, quelque chose qui m'échappe, si j'ai un courant fixe à 500mA, comment je m'assure que la tension ne va pas griller la LED ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Patrick_91]

Hello,

Exemple d'alim a courant constant 500 mA que tu peux directement alimenter en 12 V , tu pourrai meme alimenter deux Leds en série aan partant de 12 V , ou bien plus en augmentant la tesion de départ ....
A plus

[Antoane]

Bonjour raymanvtwo et bienvenue sur Futura.

Il y a deux méthodes principales pour alimenter une led demandant 500 mA (sous environ 3.4 V) à partir d'une source de tension 12 V :
- utiliser un circuit à découpage : relativement complexe à réaliser pour un débutant mais qui peut s'acheter "tout fait" pour quelques euros mais quasiment sans pertes (e.g. celui proposé par Patrick_91 en #5) ;
- utiliser un circuit linéaire (comme le tient), qui fera que le courant consommé sur la source 12 V sera le même (ou à peu près) que celui alimentant la led. La différence de tension 12-3.4=8.6 V étant perdue dans des composants divers. Ce type de circuit est relativement simple, mais engendre des pertes : ici, 80 % de l'énergie est perdue, dissipée sous forme de chaleur.

Dans les deux cas, il ne faut pas négliger le refroidissement de la led... 65 °C est généralement considéré comme une température max à éviter de dépasser en fonctionnement continu. En gros, accroitre la température de jonction de la led de 10 °C en diminue la durée de vie par 2.

Dans le cas d'un circuit linéaire :
tu as choisi de convertir le 12 V en une tension plus basse de ~5 V avec un LM317 pour ensuite contrôler le courant via une résistance de 2.8 Ohm. L'idée n'est pas mauvaise sur le principe mais pose problème : lorsque la led chauffe, la tension à ses bornes Vf diminue, ce qui fait que le courant (qui vaut (5-Vf)/R) augmente. Le courant est donc al stabilisé, et il peut même y avoir emballement thermique : l'augmentation de couarnt engendre un accroissement de la température, qui engendre une augmentation du courant, etc. jusqu'à destruction du composant.

Pour limiter cet effet, une solution est de directement câbler le LM317 de manière à ce qu'il fournisse un courant constant de 500 mA (Fig 26). Dans ce cas, le LM317 doit être bien refroidis puisqu'il dissipe une puissance :
Pd = If*(Vin-Vf) = 0.5*(12-3.4) = 4.3 W (If le courant dans la led et Vf la tension à ses bornes, Vin la tension d'alimentation du montage).
Étant donnée la résistance thermique du 317 (R_th,j-a=65 K/W, cf haut de page 2), l'échauffement du composant serait alors de R_th,j-a*Pd ~ 280 °C, ce qui est trop... Il faut donc un radiateur de résistance thermique maximale :
(T_j,max-T_a)/Pd - R_th,j-c = (150 - 40)/4.3-5~20 K/W (avec (T_j,max la température de jonction max admissible, T_a la température ambiante, et R_th,j-c la résistance thermique du boitier, entre jonction et radiateur).

La résistance doit aussi être capable de dissiper une puissance égale à : R*If² = Vref * If ~1.25*0.5 ~ 0.7 W

Le hic, c'est que je n'ai que du 12V, 5V ou 3.3V comme source et comme il est recommandé d'avoir 1.5V d'écart minimum entre Vin et Vout, ça me ferait mettre une résistance de 0.4 ohm pour limiter le courant. Avec une si petite valeur, difficile de rester précis

Peux-tu justifier cela ?
Dans le cas d'une led de puissance, 1.5 V est a priori très insuffisant du fait de l'incertitude initiale sur Vf ainsi que sur ses variations en température.

[penthode]

Le hic, c'est que je n'ai que du 12V, 5V ou 3.3V comme source et comme il est recommandé d'avoir 1.5V d'écart minimum entre Vin et Vout, ça me ferait mettre une résistance de 0.4 ohm pour limiter le courant. Avec une si petite valeur, difficile de rester précis
edit: @Patrick_91 merci des conseil, juste, quelque chose qui m'échappe, si j'ai un courant fixe à 500mA, comment je m'assure que la tension ne va pas griller la LED ?

parce que la physique est ainsi....

tu alimente ta laide avec un courant de 500 mA , et elle choisira sa tension

dans la vie courante , c'est le contraire

ça s'appelle la loi d'OHM

[invitedd65ff07]

@Antoane Merci pour ces explication. Je me suis mal exprimé, Sur le schéma du LM317 dont je me suis inspiré, il recommandait d'avoir un peu plus de 1V entre le pin Vin et la tension désiré. Comme source de courant continu, j'utilise une vieille alim de PC fixe et il y a à ma connaissance que 3 tensions délivrées 3.3V sur les câbles oranges, 5V sur les câbles rouges et 12V sur les câbles jaune. L'option d'un circuit à découplage semble intéressant, je vais voir ce qu'il y a de ce côté, celui proposé par patrick correspond à mes besoin.

@penthode: ok, c'est pas une application de la loi d'Ohm que je connaissais, je note ça dans un coin de ma tête

[Antoane]

Sur le schéma du LM317 dont je me suis inspiré, il recommandait d'avoir un peu plus de 1V entre le pin Vin et la tension désiré.

Effectivement, j'avais pas compris.
Il faut même plus que cela : des valeurs typiques sont données Fig. 10 (https://www.onsemi.com/pub/Collateral/LM317-D.PDF) :

Pour un courant de sortie de 500 mA @ 25°C, il faut prévoir 1.8 V (+ 100 mV, + de la marge).
Pour être sûr d'avoir de bon résultats, il faut prévoir au moins 3 V : les "ELECTRICAL CHARACTERISTICS" (page 2) sont données pour Vin-Vout > 3 V.

[Patrick_91]

Hello,

@Antoane Merci pour ces explication. Je me suis mal exprimé, Sur le schéma du LM317 dont je me suis inspiré, il recommandait d'avoir un peu plus de 1V entre le pin Vin et la tension désiré. Comme source de courant continu, j'utilise une vieille alim de PC fixe et il y a à ma connaissance que 3 tensions délivrées 3.3V sur les câbles oranges, 5V sur les câbles rouges et 12V sur les câbles jaune. L'option d'un circuit à découplage semble intéressant, je vais voir ce qu'il y a de ce côté, celui proposé par patrick correspond à mes besoin.

@ raymanvtwo, oublies ton schéma a base de LM317 c'est un générateur de tension !! si tu ne veux pas faire tout crever, il te faut concevoir un générateur de courant.
Au contraire de ce que tu dis c'est ton générateur de tension qui risque faire tout crever ....
Si tu veux construire toi même , tres bien , mais fais un générateur de courant ajustable par exemple , si tu restes sur ta source de tension 12 V , ton régulateur chauffera c'est sur
il te suffira de diminuer le courant dans la Led pour faire des essais. D'ou mon conseil , de faire un truc a courant ajustable .. (si tu consommes moins cela chauffera moins .. ).

A plus

[invitedd65ff07]

Re bonjour,
j'ai vu qu'il était possible de faire un régulateur de courant avec un LM317 (ça me semble curieux car c'est un régulateur de tension). Est-ce qu'au vu de mes besoins cette utilisation est judicieuse ? Aussi, quelle serait la puissance dissipé par le LM317 dans ce cas ?

[Antoane]

Bonjour,

Tout est dans le message 7 :

une solution est de directement câbler le LM317 de manière à ce qu'il fournisse un courant constant de 500 mA (Fig 26). Dans ce cas, le LM317 doit être bien refroidis puisqu'il dissipe une puissance :
Pd = If*(Vin-Vf) = 0.5*(12-3.4) = 4.3 W (If le courant dans la led et Vf la tension à ses bornes, Vin la tension d'alimentation du montage).
Étant donnée la résistance thermique du 317 (R_th,j-a=65 K/W, cf haut de page 2), l'échauffement du composant serait alors de R_th,j-a*Pd ~ 280 °C, ce qui est trop... Il faut donc un radiateur de résistance thermique maximale :
(T_j,max-T_a)/Pd - R_th,j-c = (150 - 40)/4.3-5~20 K/W (avec (T_j,max la température de jonction max admissible, T_a la température ambiante, et R_th,j-c la résistance thermique du boitier, entre jonction et radiateur).

La résistance doit aussi être capable de dissiper une puissance égale à : R*If² = Vref * If ~1.25*0.5 ~ 0.7 W

j'ai vu qu'il était possible de faire un régulateur de courant avec un LM317 (ça me semble curieux car c'est un régulateur de tension).

Le principe (très classique) est de réguler la tension aux bornes d'une résistance, ce qui revient à réguler le courant circulant dans cette résistance. En mettant la LED en série avec ce montage, on régule le courant circulant dans la led.

[f6exb]

Relis le #6 de Antoane.

Edit : Grillé par Antoane.