Contrôle de dalle LED 40W - Chute de tension à l'allumage

[mckennett]

Bonjour,

Je dois contrôler en tout ou rien des dalles LED de 40W, alimentées chacune par leur alim à tension constante 40V-1A.

Je suis parti sur une commande via un transistor IRLZ44N, contrôlé par arduino, entre l'alim et la dalle LED.
Ajouté une résistance de rappel de 10k entre Gate et Source ainsi qu'une résistance de 150 Ohm en série entre la sortie numérique (5V) et le Gate, cela fonctionne.

Mais le problème est qu'à l'allumage, la dalle LED demande beaucoup de courant, et la tension chute (d'environ 10V) pendant quelques millisecondes, ce qui provoque un clignotement bref mais désagréable.

J'ai essayé l'allumage progressif via PWM mais c'est très subtil à régler, et il y a toujours un clignotement.
Essayé également d'ajouter des condensateurs (1uF entre G et S) et un plus gros en sortie, côté dalle (47 uF en parallèle)
Toujours ce clignotement très bref, mais pas acceptable pour mon utilisation (qui est de commuter 2 fois par seconde en fréquence max, pour une installation artistique qui doit durer plusieurs mois)

Y a t il d'autres alternatives pour limiter ce courant d'appel ?
Malheureusement je n'ai pas le budget pour remplacer les transistors par des SSR.
Je ne vois pas trop comment faire autrement qu'avec des transistors IRLZ44N, à cause de la tension de 40V.

Merci pour toutes vos suggestions !

Bonne soirée !
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[antek]

Probablement le courant de démarrage d'un convertisseur. Et comme son rendement n'est pas de 100% il faut forcément plus que le 1 A nécessaire à la dalle.
Avec un lien vers la dalle led on pourra proposer mieux, mais sinon une alim 40 V capable de fournir davantage de courant.

[jiherve]

bonsoir
référence ou datasheet de la dalle LED, idem pour l'alimentation car vu qu'elle est tout juste suffisante il me semble normal qu'elle s’écroule à la mise en service.
JR

[mckennett]

Bonsoir,

Et merci pour vos réponses.

Je ne trouve pas la référence exacte du driver Led, je joins ici la photo

Ce qui est écrit dessus :
Output : 27-40V - 1000 mA
Max Output Voltage: 50V
Power Factor >= 0.90

Effectivement c'est juste juste.
Je mesure 37,5V en fonctionnement normal.

Voici la dalle LED
https://www.slidconcept.com/sl_product/panneau-led-7/
Pas grand chose sur la fiche tech, si ce n'est qu'il est précisé 40W.

Donc à priori rien à faire, sinon utiliser une alim 2A ?
Malheureusement je ne peux pas changer, ils ont déjà équipés toutes les dalles avec ces alims...
Mais en tout cas c'est bon de le savoir, merci encore !

[A voir en vidéo sur Futura]

[antek]

L'alim est un générateur de courant. Apparemment l'installation est conforme, le comportement de la dalle est donc normal et n'est pas prévue dans ces conditions pour fonctionner en "clignotant".

[antek]

Après réflexion . . .
Peut-être que, en utilisant un pmos côté +40 V, et en le précédent d'un gros condensateur, . . .

Mais comme il s'agit d'une installation électrique je ne sais pas si cela serait conforme.

[mckennett]

Donc utiliser par exemple un PMOS IRLZ34P avec un condensateur genre un 2200uF 50-60V ?
Ca pourrait marcher, je n'ai pas ça sous la main pour tester, je vais commander et voir si ça aide.
Merci pour la piste !

[antek]

Le IRLZ34P est moyen mais convient. Il faudra un montage avec un NMOS en plus.
Pour le condensateur ne pas hésiter à prendre un 100 V et faible ESR.

[DAT44]

Bonjour,

Y a t il d'autres alternatives pour limiter ce courant d'appel ?
Malheureusement je n'ai pas le budget pour remplacer les transistors par des SSR.
Je ne vois pas trop comment faire autrement qu'avec des transistors IRLZ44N, à cause de la tension de 40V.

Merci pour toutes vos suggestions !

Bonne soirée !

le scintillement est probablement du au condensateur de sortie du convertisseur, il crée un choc électrique a chaque allumage, ce qui a la longue peut être destructeur pour les DELs ...

Il faut donc ajouter un transistor et deux résistances au pied de l'IRLZ44 pour limité le courant , ou commuté l'allumage sur le primaire (coté secteur) .

https://www.e44.com/composants/compo...-BC337-40.html
https://www.e44.com/composants/compo...s-RFPC150.html
https://www.e44.com/composants/compo...s-RFPC1.2.html

[bobflux]

Le comportement du driver est normal.

C'est un driver à courant constant.

Quand on déconnecte la dalle LED, le courant tombe à zéro, donc il va augmenter sa tension de sortie pour essayer de ramener le courant à la valeur de consigne. Bien sûr c'est impossible puisque ton MOSFET est bloqué. Il finit donc par taper dans la protection anti surtension qui limite la tension de sortie.

Ensuite, quand le MOSFET s'active, la LED se trouve face à une tension trop élevée sur les condensateurs de sortie du driver. Il y a donc un pic de courant qui va accélérer le vieillissement des LED, puis un temps de latence où le driver doit sortir de son mode de protection et où il peut faire n'importe quoi suivant les modèles (clignoter une fois ou plus, ou autre), puis il repasse en fonctionnement normal.

Mais le problème est qu'à l'allumage, la dalle LED demande beaucoup de courant, et la tension chute (d'environ 10V) pendant quelques millisecondes, ce qui provoque un clignotement bref mais désagréable.

La dalle LED n'a pas d'appel de courant au démarrage si la tension est la bonne : ce qui se passe est qu'elle se mange une surtension.

J'ai essayé l'allumage progressif via PWM mais c'est très subtil à régler, et il y a toujours un clignotement.

Toute tentative (PWM ou autre) de moduler une LED à la sortie d'un driver à courant constant est vouée à l'échec puisque le driver fera le contraire de ce que fait ton MOSFET puisque son job est de garder le courant... constant.

Essayé également d'ajouter des condensateurs (1uF entre G et S) et un plus gros en sortie, côté dalle (47 uF en parallèle)

Idem, marchera pas.

Tes solutions sont :

1) Utiliser des drivers LED courant constant dimmables (par exemple 0-10V) et les commander comme il se doit

2) Utiliser une alim à tension constante, faire la régulation de courant avec ton MOSFET (voir schéma de DAT44 ci dessus) ou autrement, et commuter ça.

Note qu'une alim courant constant peut dans certaines circonstances convenir comme alim à tension constante (ce sera alors sa tension max de sortie) si le circuit de protection le permet et qu'on tire un courant inférieur à la consigne, donc tu pourras peut-être garder tes alims

3) Hacker tes drivers de LED pour ajouter une commande on/off via optocoupleur (risque d'électrocution bien entendu)

4) Commuter les drivers côté secteur avec des triacs ou SSR mais il y aura un temps de latence à cause du driver

[antek]

Ah oui, le stress des led à 1 Hz.
On pourrait alors, en amont du pmos #6 remplacer le gros condensateur par un shunt commandé avec limitation de la tension à 40 V (la doc de l'alim indique normal 40V maximum 50 V). Ka se complique.

Tu peux mesurer la tension de sortie à vide des driver ?

Changer tous les driver (y'en a combien ? ) pour des dimmables, à condition d'être certain d'absence de scintillement à 1 Hz.

Et je confirme, bobflux hack les smps comme il faut

[bobflux]

Oui placer un gros condensateur en sortie du driver courant constant est une mauvaise idée puisque quand le MOSFET coupe les LED, le driver va continuer de sortir son courant et charger le condensateur jusqu'à atteindre sa tension maximum. Quand le MOSFET est activé de nouveau ça fait un destructeur de LED.

Lorsque les LEDs sont débranchées, ces drivers courant constant ont deux comportements possibles :

1) La tension monte jusqu'au maximum autorisé, mais il la régule. On peut donc l'utiliser comme alim à tension constante à condition de ne pas prendre plus de courant que les 1A spécifiés. Dans ce cas un montage "source de courant commandée" comme suggéré par DAT44 fonctionnera parfaitement. Attention à l'échauffement du MOSFET.

2) La tension monte jusqu'au maximum autorisé, et il se met en sécurité et se coupe. Là, c'est mort.

Bon ceci dit une alim tension constante 36V 10A, ce n'est pas cher. Faudrait voir la tension des LED sous 1A , la tension minimum pour que la source de courant commandée à MOSFET fonctionne, la somme des deux donne la tension d'alim nécessaire.

[mckennett]

Bonjour,

Et merci pour vos réponses !
Je comprend un peu mieux le problème, qui n'est pas simple...
Pour répondre à antek, la tension à vide des drivers est de 48,5V.
L'installation prévoit 51 dalles+drivers LED déjà existant (!), du coup remplacer toutes les alims par des dimmables n'est pas vraiment une option.
Pour répondre à bobflux, c'est plutôt le scénario 1), quand le MOSFET se coupe la tension monte (jusquà 48V) mais le driver ne se coupe pas.
Je pourrai donc essayer le montage de DAT44, (à répliquer 51 fois tout de même).

Mais entre temps j'ai pu revoir les exigences du projet à la baisse, et baisser la vitesse des allumages/extinction à au plus rapide une fois toutes les 5 secondes, et pas tout le temps.
Et j'ai aussi accès à des gradateurs 220 (triac) en DMX, au vu de tout ça il me semble beaucoup plus simple d'utiliser cet équipement piloté en tout ou rien, directement sur le primaire du driver comme le suggère bobflux. Il y a effectivement un temps de latence mais très faible, pas gênant.

Ce que j'ignore c'est quelle usure prévoir pour un allumage si fréquent, qu'est-ce que je risque, je ne trouve pas l'info du nombre maximum de cycles allumage/extinction prévu pour le driver.
Ils ont de quoi remplacer des drivers si ils viennent à cramer.

Qu'en pensez-vous ?

Merci encore pour toutes vos réponses éclairantes.

[antek]

Mes réponses ne tenaient pas compte de la durée de vie du matériel . . .
Avec 48,5 V à vide effectivement ça stresse.

Si tu as du DMX avec interrupteur 230 V et si le clignotement est visuellement satisfaisant, c'est bon.
Le stress sera déplacé des led vers le convertisseur. Dis-leurs d'avoir un peu de convertisseurs d'avance,
show must go on

Y'a plus qu'à choisir :
- si c'est toi qui paye le remplacement du matériel, choisi le moins cher
- si c'est toi qui change les composants choisi le convertisseur (plus facile à remplacer que la dalle)

[bobflux]

Ce que j'ignore c'est quelle usure prévoir pour un allumage si fréquent, qu'est-ce que je risque, je ne trouve pas l'info du nombre maximum de cycles allumage/extinction prévu pour le driver.

Dans le driver il y a un redresseur suivi par un condensateur de lissage, et une résistance pour limiter le courant d'appel à la mise sous tension lorsque ce condensateur doit se charger.

Le risque avec les mises sous tension toutes les 5s serait que cette résistance surchauffe.


Tu peux faire l'essai sur un driver, sorti de son boîtier, et regarder avec une caméra thermique ou un thermomètre infrarouge à quelle température monte la résistance. Ne pas utiliser le doigt comme thermomètre car la résistance est reliée au secteur, surtout ne pas toucher la carte, elle est dangereuse même hors tension si l'interrupteur ne coupe qu'un seul fil.


Grosso modo vu que c'est des triacs, ça doit commuter au passage par zéro, donc on doit avoir une montée en tension graduelle suivant la pente du sinus secteur, donc un courant d'appel à la mise sous tension bien inférieur à un interrupteur qui se ferme au sommet de l'onde secteur par exemple.

Je pense donc que tu n'auras aucun problème.