Comment calculer la résistance talon d'une LED [2]

7 janvier 2020, 15:19
Comment calculer la résistance talon d'une LED [2]
Comment calculer la résistance talon d'une LED [2]
Dans la première partie de cet article vous avez appris comment calculer une résistance de limitation de courant afin de monter vos LED en toute sécurité sans les endommager. Ce deuxième volet aborde d'autres finesses intéressantes grâce auxquelles vous comprendrez encore mieux comment bien utiliser les LED.

Puissance de la LED

Le premier volet s'est terminé sur le calcul de la puissance dissipée par la résistance de limitation de courant de la LED. Mais nous n'avions rien dit de la LED elle-même qui doit également supporter la chaleur qu'elle produit :

Pled [W] = Iled [A] × Vforward [V]

où Vforward est la tension aux bornes de la LED dans le sens conducteur.

Avec notre exemple de la première partie, cela signifie que la puissance dissipée par la LED est de :

0,015 × 2 = 0,03 W = 30 mW

Ce n'est pas grand chose et ne pose aucun problème à la plupart des LED, sauf les très petites.

  
Calcul de la limitation de courant dans une LED
Calcul de la limitation de courant dans une LED (cf. la légende ci-dessous).

Légende :
Vsupply : tension d'alimentation générale du circuit
Fforward : la tension aux bornes de la LED dans le sens conducteur
Iled : le courant qui circule à travers la LED
Rled : la résistance de limitation du courant à travers la LED
VRled : la tension aux bornes de la résistance de limitation

Si en revanche l'intensité du courant est de 500 mA comme c'est le cas pour une LED blanche de puissance, ce sont 0,5 × 3,2 = 1,6 W qu'il faudra dissiper. Sans refroidissement adéquat, la LED risque de chauffer jusqu'à ce que mort s'en suive. Le calcul des radiateurs pour dissiper la chaleur est une autre histoire que je traiterai pas ici. Si vous avez une LED qui chauffe, vous pouvez la coller sur un simple bout de métal ; tant que vous pouvez y poser le doigt sans que ça vous brûle, il ne devrait y avoir aucun problème.

Et les LED dites haute tension ?

Les LED dites haute tension alimentées sous 12 ou 24 V, ou celles qui se branchent directement sur le secteur, sont en fait montées en chaîne ou dans un réseau de chaînes de LED, comprenant parfois un mécanisme de limitation du courant ou une alimentation. La plupart de ces ensembles de plusieurs LED, notamment celles qui remplacent le filament des lampes à incandescence, sont utilisées sous la tension nominale, sans résistance de limitation de courant externe. Les calculs donnés ci-dessus ne s'appliquent pas à ces assemblages de LED.

Pour une chaîne de LED sans résistance série ni alimentation intégrée, on appliquera les calculs ci-dessus. Il suffit d'additionner les tensions directes de toutes les LED et d'utiliser le total comme Vforward dans l'équation.

Ne lisez surtout pas ceci...

À la lecture de ce qui précède, on serait tenté de brancher une LED sur le secteur en utilisant les calculs donnés. Ne le faites pas, c'est très dangereux !

Si vous décidez de le faire quand même (Ne le faites pas !), sachez encore (avant de mourir) qu'il y a pour les résistances une tension maximale au-delà de laquelle elles ne résistent plus. Il faut s'en préoccuper quand on travaille avec des ension suspérieures à 100 V.

Une résistance doit pouvoir supporter une tension maximale de 1,4 × 230 VCA, c'est-à-dire 322 VCA. Ceci est dû au fait que la tension du secteur est donnée comme valeur efficace mais que sa valeur de crête est en fait 1,4 fois plus élevée. Le remplacement de la résistance unique par trois (ou quatre) résistances de valeur identique connectées en série, chacune avec un tiers (ou un quart) de la valeur de a résistance d'origine, permettrait de gérer la haute tension en toute sécurité, mais stooooop ! Ne faites pas ça non plus !
  
 
Trois résistances en série
Trois résistances en série se partagent la tension totale trop élevée.

Si la tension du secteur est de 230 VCA et que le courant à travers la LED doit être de 15 mA, il vous faut une résistance totale de 15 200 Ω, soit trois résistances de 5 067 Ω (ou quatre de 3 800 Ω).

Ne perdez pas de vue la puissance que chacune de ces résistances doit dissiper. Ici :

0,0152 × 5067 = 1,14 W

Ce qui signifie que la LED sous 230 VAC consommerait 3,5 W pour donner un peu de lumière. De toute évidence, c'est du gaspillage. Je vous ai dit de ne pas le faire !

... mais lisez toujours le manuel !

Comme toujours en électronique, il est préférable de comprendre ce qu'on fait. Il est donc primordial de connaître les spécifications techniques des composants. Par conséquent, désormais vous lirez attentivement la fiche technique de chaque composant que vous avez l'intention d'utiliser. Dites-vous toujours qu'il se pourrait que vos résistances ne supportent que 50 V ou que la tension directe de votre LED soit 1,6 V à 20 mA ou qu'elle casse sa pipe si vous lui demandez de dissiper plus de 10 mW. Ce sont des choses à savoir avant de commettre des erreurs et de torturer ces pauvres composants.


Première partie
 
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