Nous sommes constamment à la recherche de solutions de plus en plus performantes dans le domaine de l'éclairage. Les LED sont très populaires. Sa luminosité est vraiment satisfaisante, et les prix ne font plus peur. Il est utile de savoir comment les configurer pour répondre au mieux à vos attentes.
Les lampadaires, les phares de voiture, les rétroéclairages de panneaux LCD ou l'éclairage architectural ne sont que quelques-unes des applications des LED à haute luminosité. Le critère clé est sa longue durée de vie. Il ne fait aucun doute que l'augmentation de l'efficacité et de la luminosité des LED et la baisse de leurs prix se traduisent par un nombre croissant d'applications grand public et industrielles.
Contrôle de la luminosité et des couleurs
Pour un contrôle précis de la luminosité et de la couleur de l'éclairage LED, l'alimentation à courant constant est le plus souvent utilisée. Régule le courant fourni aux LED, indépendamment de facteurs externes tels que les différences de tension directe (Uf) des LED individuelles, les fluctuations de la tension d'alimentation, etc. Les LED sont alimentées avec le courant de la valeur sélectionnée, quelles que soient les conditions de fonctionnement.
Comment fonctionne l'alimentation DC ?
L'alimentation CC fournit une source d'alimentation polyvalente pour une gamme de produits d'éclairage utilisant des LED. Le circuit de rétroaction intégré surveille le flux de courant dans un diode ou série de diodes données et ajuste constamment le courant de sortie pour assurer le niveau de-
Options de configuration
Il existe deux manières principales de connecter plusieurs LED, en série ou en parallèle. Les deux architectures ont leurs avantages dans le cadre de l'efficacité, du réglage de la luminosité et de la résistance aux pannes. La troisième option est une solution hybride, appelée connexion mixte, qui combine une configuration série et parallèle.
Comment est la connexion série ?
Dans la connexion en série des diodes LED, la cathode de la première diode est connectée à l'anode de la seconde, etc. Ce schéma est illustré à la Fig. 1. Le principal avantage de la connexion série est le réglage de luminosité maximale, ce qui signifie que les différences de luminosité des LED individuelles sont invisibles. Le réglage de la luminosité résulte de la même valeur du courant traversant chaque diode et est indépendant l'un de l'autre. La sortie accepte des LED individuelles ou des lignes de modules LED connectées en parallèle ou en série, fournissant le courant souhaité à chaque ligne. En utilisant la même alimentation CC, pour les LED super lumineuses, vous pouvez régler la tension directe entre 3 et 3,5 V. La valeur de courant indiquée sera maintenue quelle que soit la tension directe de la diode. Les applications d'éclairage à LED utilisent généralement de nombreuses LED, de 1 W à 3 W, fonctionnant ensemble. Il existe trois possibilités de son approvisionnement, dont les principaux avantages et inconvénients ainsi que la description opérationnelle seront discutés dans les paragraphes suivants. Quel que soit le schéma utilisé, le plus souvent, lorsqu'il y a un défaut, il y a un court-circuit entre l'anode et la cathode. Il est également possible de "casser" lorsqu'un circuit ouvert est créé entre l'anode et la cathode. Cependant, vous pouvez faire face à ces problèmes.
Options de configuration
Il existe deux manières principales de connecter plusieurs LED, en série ou en parallèle. Les deux architectures ont leurs avantages dans le cadre de l'efficacité, du réglage de la luminosité et de la résistance aux pannes. La troisième option est une solution hybride, appelée connexion mixte, qui combine une configuration série et parallèle.
Comment est la connexion série ?
Dans la connexion en série des diodes LED, la cathode de la première diode est connectée à l'anode de la seconde, etc. Ce schéma est illustré à la Fig. 1. Le principal avantage de la connexion série est le réglage de luminosité maximale, ce qui signifie que les différences de luminosité des LED individuelles sont invisibles. Le réglage de la luminosité résulte de la même valeur du courant traversant chaque diode et est indépendant des fluctuations de la tension directe des diodes individuelles. La tension totale dans la chaîne est fonction du nombre de LED dans la ligne et de la tension directe typique (Uf) de chaque LED. Par exemple : si la ligne comprend 20 diodes LED avec une tension directe Uf = 3.5 V DC, alors la tension totale est de 70 V DC. Une seule alimentation CC alimente chacune des LED. Dans cette configuration, toutes les LED reçoivent un courant de même valeur.
Avantages de la connexion série
- configuration simple, couvrant un seul circuit ;
- il n'y a pas de discordance de courant - toutes les LED de la séquence reçoivent un courant de la même valeur ; • efficacité élevée du système – l'utilisation de résistances de limitation de courant n'est pas nécessaire ;
- fonctionnement normal des autres diodes dans une situation où l'une d'entre elles tombe en panne en raison d'un court-circuit et la tension dans la plage chute de l'Uf de la LED inopérante, ce qui réduit la consommation d'énergie. La luminosité totale de la lampe ne sera réduite que par cette LED.
Inconvénients de la connexion série
- il est possible d'avoir une tension de sortie très élevée qui compromet la sécurité dans le cas d'un grand nombre de LED ;
- la ligne entière cesse de briller si la LED tombe en panne en raison d'un circuit rompu. Dans ce cas, un simple circuit de dérivation peut être connecté en parallèle, contournant cette diode en cas de panne et minimisant les effets de l'interruption du circuit.
Comment calculer les paramètres nécessaires pour le driver LED ?
Pour calculer le nombre maximum de LED pouvant être connectées en série en toute sécurité avec l'alimentation CC, divisez la tension de sortie maximale de l'alimentation par la tension directe de chacune des LED. Par exemple : si la tension de sortie. maximum = 30 V DC et bougies de préchauffage = 3.0 V, le nombre maximum de LED 30/3 = 10. Un total de 10 LED peut être connecté en série à une telle alimentation DC. Pour régler le courant de sortie souhaité de l'alimentation, vous devez vous familiariser avec les spécifications techniques des LED utilisées, en vérifiant la valeur de courant recommandée. Sélectionnez ensuite l'alimentation LED avec la même valeur de courant optimale.
À quoi ressemble la connexion parallèle ?
Un exemple ici peut être une lampe à dix diodes LED dans laquelle deux lignes de cinq diodes peuvent être utilisées, connectées en parallèle. Une telle configuration est illustrée à la Fig. 2. La connexion en parallèle des diodes LED permet de réduire la tension maximale dans la séquence et d'augmenter la résistance aux pannes. La tension totale dans la ligne est inférieure à celle de la connexion en série d'un facteur égal au nombre de lignes parallèles. Les fluctuations des LED individuelles peuvent provoquer des déséquilibres importants dans les valeurs de courant sur chacune des lignes, de sorte que chacune des lignes utilise des résistances pour aider à équilibrer les valeurs de courant. La valeur de courant est divisée entre les lignes individuelles en fonction de la qualité de la sélection de la résistance de limitation de courant.
Avantages d'une connexion parallèle
- une seule alimentation est nécessaire pour la configuration ;
- tension de sortie totale relativement faible ;
- la capacité de répartir uniformément le courant entre les lignes de LED avec la bonne sélection de la valeur de la résistance.
Inconvénients de la connexion parallèle
- l'amélioration de la répartition de l'énergie se fait au détriment de sa plus grande consommation par les résistances et d'un moindre rendement du système ;
- exposición a un nivel de carga más alto de todos los diodos, en una situación en la que uno solo en la secuencia fallará debido a un cortocircuito – los diodos tendrán que soportar una corriente más alta, lo que probablemente resultará en una avería de los siguientes dans le système. Cependant, les diodes sur les lignes restantes seront nettement plus sombres, car la valeur totale du courant est limitée par l'efficacité actuelle de l'alimentation.
- la ligne entière cesse de briller si la diode tombe en panne en raison du circuit cassé, et le courant dans les chaînes restantes, en fonction de leur nombre, augmentera. Dans ce cas, vous pouvez connecter un simple circuit de dérivation en parallèle pour contourner la diode défaillante, minimisant ainsi les effets de l'interruption du circuit.
Comment calculer la tension maximale de l'alimentation de sortie LED ?
Pour déterminer le courant de sortie d'une alimentation d'éclairage à LED à courant constant, il faut multiplier la valeur optimale du courant des LED utilisées par le nombre de lignes. Par exemple : si la valeur de courant optimale pour les LED est de 350 mA et que nous avons deux lignes de LED, la valeur du courant d'alimentation des LED doit être de 350 x 2 = 700 mA. Dans une configuration parallèle, la tension directe totale Uf est multipliée par le nombre de LED sur chacune des lignes. Par exemple : si nous avons 2 lignes de 5 LED et que Uf est de 3.5 V, la tension directe totale sera de 5 x 3.5 = 17.5 V DC.
À quoi ressemble une connexion mixte ?
Dans cette configuration, les LED sont disposées selon un schéma matriciel ligne-colonne comme dans la Fig. 3. Une connexion mixte est une tentative d'éliminer certains des problèmes typiques d'une connexion en série en ajoutant plus de connexions entre les LED. Le schéma de cette connexion est similaire à celui utilisé dans la connexion de lignes parallèles, à la différence qu'il existe une connexion entre les lignes. La première LED de chaque séquence est connectée en parallèle avec les premières LED des lignes restantes. Chaque suivant – avec des diodes LED voisines.
Avantages d'une connexion mixte
- La configuration ne nécessite également qu'une seule alimentation, car la tension de sortie est relativement faible par rapport à la configuration parallèle ;
- en règle générale, il est plus résistant aux pannes ;
- Plus grande efficacité : Il n'est généralement pas nécessaire d'utiliser des résistances qui distribuent l'électricité.
Inconvénients d'une connexion mixte
- dans le cas de disproportions de courant, l'ajout de résistances facilitant la répartition du courant n'est pas aussi aisé que dans une configuration en parallèle ;
- la distribution inégale des courants provoque une distribution inégale de la lumière et de la chaleur ;
- toutes les LED de cette rangée s'arrêtent de s'allumer si une LED tombe en panne en raison d'un court-circuit, les rangées restantes brillent normalement, mais la luminosité de la lampe est moindre ;
- un risque plus élevé de défaillance des LED suivantes d'une rangée donnée, si l'une d'elles tombe en panne à cause d'un circuit rompu, qui résulte du fait que les autres LED de cette rangée sont dans cette situation exposées à un courant plus élevé. Les autres rangées de LED s'allument normalement. Dans ce cas, un simple circuit shunt peut être connecté en parallèle, ce qui vous permet de remplacer la diode défaillante, minimisant ainsi les effets de l'interruption du circuit des LED.
Alimentations LED à courant constant Aimtec
Dans chacune des manières ci-dessus de configurer l'éclairage LED, les alimentations à courant constant Aimtec DC fonctionnent très bien. Ils sont disponibles dans une version universelle pour une tension d'entrée AC ainsi que dans des modèles acceptant une tension d'entrée DC. Pour plus d'informations, visitez le site Internet de Transfer Multisort Elektronik (www.tme.eu), distributeur officiel d'Aimtec.
