Tension d'alimentation LED. Comment connaître la tension

2024 Auteur: Trinity Chesterton | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-16 08:17

Le calcul de la tension d'alimentation d'une LED est une étape nécessaire pour tout projet d'éclairage électrique, et heureusement c'est facile à faire. De telles mesures sont nécessaires pour calculer la puissance des LED, car vous devez connaître son courant et sa tension. La puissance d'une LED se calcule en multipliant le courant par la tension. Dans ce cas, vous devez être extrêmement prudent lorsque vous travaillez avec des circuits électriques, même lorsque vous mesurez de petites quantités. Dans l'article, nous examinerons en détail la question de savoir comment connaître la tension afin d'assurer le bon fonctionnement des éléments LED.

Fonctionnement LED

Les LED existent en différentes couleurs, il y en a deux et trois couleurs, clignotantes et changeantes de couleur. Pour que l'utilisateur puisse programmer la séquence de fonctionnement de la lampe, différentes solutions sont utilisées qui dépendent directement de la tension d'alimentation de la LED. Pour éclairer la LED, une tension minimale (seuil) est requise, tandis que la luminosité sera proportionnelle au courant. Tension surLa LED augmente légèrement avec le courant car il y a une résistance interne. Lorsque le courant est trop élevé, la diode chauffe et brûle. Par conséquent, le courant est limité à une valeur sûre.

La résistance est placée en série car la grille de diodes a besoin d'une tension beaucoup plus élevée. Si U est inversé, aucun courant ne circule, mais pour un U élevé (par exemple 20V), une étincelle interne (panne) se produit qui détruit la diode.

Comme pour toutes les diodes, le courant traverse l'anode et sort par la cathode. Sur les diodes rondes, la cathode a un fil plus court et le corps a une plaque latérale cathodique.

Dépendance de la tension sur le type de lampe

Avec la prolifération des LED à haute luminosité conçues pour fournir des lampes de remplacement pour l'éclairage commercial et intérieur, il y a une prolifération égale, sinon plus, de solutions d'alimentation. Avec des centaines de modèles provenant de dizaines de fabricants, il devient difficile de comprendre toutes les permutations des tensions d'entrée/sortie des LED et des valeurs de courant/puissance de sortie, sans parler des dimensions mécaniques et de nombreuses autres fonctionnalités pour la gradation, la télécommande et la protection des circuits.

Il existe de nombreuses LED différentes sur le marché. Leur différence est déterminée par de nombreux facteurs dans la production de LED. La composition des semi-conducteurs est un facteur, mais la technologie de fabrication et l'encapsulation jouent également un rôle majeur dans la détermination des performances des LED. Les premières LED étaient rondescomme modèles C (diamètre 5 mm) et F (diamètre 3 mm). Ensuite, des diodes rectangulaires et des blocs combinant plusieurs LED (réseaux) ont été mis en œuvre.

La forme hémisphérique est un peu comme une loupe qui détermine la forme du faisceau lumineux. La couleur de l'élément émetteur améliore la diffusion et le contraste. Les désignations et formes de LED les plus courantes:

A: rouge diamètre 3 mm dans le support pour CI.
B: diamètre rouge de 5 mm utilisé sur le panneau avant.
C: violet 5mm.
D: bicolore jaune et vert.
E: rectangulaire.
F: jaune 3mm.
G: blanc haute luminosité 5mm.
H: rouge 3mm.
K- anode: cathode, indiquée par une surface plane dans la bride.
F: fil de connexion d'anode 4/100 mm.
C: bonnet réfléchissant.
L: Une forme incurvée qui agit comme une loupe.

Spécification de l'appareil

Un résumé des différents paramètres LED et de la tension d'alimentation se trouve dans les spécifications du vendeur. Lors du choix des LED pour des applications spécifiques, il est important de comprendre leur différence. Il existe de nombreuses spécifications de LED différentes, chacune influençant le choix d'un type particulier. Les spécifications des LED sont basées sur la couleur, U et le courant. Les LED ont tendance à fournir une seule couleur.

La couleur émise par une LED est définie en fonction de sa longueur d'onde maximale (lpk), qui est la longueur d'onde qui produit le maximum de lumière. En règle générale, les variations de processus donnent des changements de longueur d'onde de pointe allant jusqu'à ± 10 nm. Lors du choix des couleurs dans la spécification LED, il convient de rappeler que l'œil humain est le plus sensible aux teintes ou aux variations de couleur autour de la région jaune/orange du spectre - de 560 à 600 nm. Cela peut affecter le choix de la couleur ou la position des LED, qui est directement liée aux paramètres électriques.

Courant et tension LED

En fonctionnement, les LED ont une chute U donnée, qui dépend du matériau utilisé. La tension d'alimentation des LED dans la lampe dépend également du niveau de courant. Les LED sont des dispositifs contrôlés par le courant et le niveau de lumière est fonction du courant, l'augmenter augmente le rendement lumineux. Il est nécessaire de s'assurer que le fonctionnement de l'appareil est tel que le courant maximal ne dépasse pas la limite autorisée, ce qui peut entraîner une dissipation thermique excessive à l'intérieur de la puce elle-même, réduisant le flux lumineux et raccourcissant la durée de vie. La plupart des LED nécessitent une résistance de limitation de courant externe.

Certaines LED peuvent inclure une résistance en série, donc quelle tension pour alimenter les LED est nécessaire. Les LED ne permettent pas un grand U inverse. Il ne doit jamais dépasser sa valeur maximale indiquée, qui est généralement assez petite. S'il y a une possibilité d'un U inversé sur la LED, il est préférable d'intégrer une protection dans le circuit pour éviter tout dommage. Ceux-ci peuvent généralement être de simples circuits à diodes qui fourniront une protection adéquate pour n'importe quelle LED. Vous n'avez pas besoin d'être un pro pour l'obtenir.

Alimentation pour LED

Les LED d'éclairage sont alimentées en courant et leur flux lumineux est proportionnel au courant qui les traverse. Le courant est lié à la tension d'alimentation des LED dans la lampe. Plusieurs diodes connectées en série sont parcourues par un courant égal. S'ils sont connectés en parallèle, chaque LED reçoit le même U, mais un courant différent les traverse en raison de l'effet de dispersion sur la caractéristique courant-tension. En conséquence, chaque diode émet une sortie lumineuse différente.

Par conséquent, lors de la sélection des éléments, vous devez connaître la tension des LED. Chacun nécessite environ 3 volts à ses bornes pour fonctionner. Par exemple, une série à 5 diodes nécessite environ 15 volts aux bornes. Afin de fournir un courant régulé avec suffisamment de U, le LEC utilise un module électronique appelé driver.

Il y a deux solutions:

Driver externe installé à l'extérieur du luminaire, avec alimentation à très basse tension de sécurité.
Interne, intégré à la lampe de poche, c'est-à-dire sous-unité avec un module électronique qui régule le courant.

Ce driver peut être alimenté en 230V (Classe I ou Classe II) ou Safety Extra Low U (Classe III), tel que 24V..

Avantages de la sélection de tension LED

Le calcul correct de la tension d'alimentation des LED dans la lampe présente 5 avantages clés:

Safe ultra-low U, peut-être indépendamment denombre de LED. Les LED doivent être installées en série pour garantir le même niveau de courant dans chacune d'elles à partir de la même source. Par conséquent, plus il y a de LED, plus la tension aux bornes des LED est élevée. S'il s'agit d'un périphérique de pilote externe, la tension de sécurité hypersensible doit être beaucoup plus élevée.
L'intégration du driver à l'intérieur des lanternes permet une installation complète du système avec très basse tension de sécurité (SELV), quel que soit le nombre de sources lumineuses.
Installation plus fiable dans la norme de câblage pour les lampes LED connectées en parallèle. Les drivers apportent une protection supplémentaire, notamment contre l'échauffement, ce qui garantit une durée de vie plus longue tout en respectant la tension d'alimentation des LED pour différents types et courants. Mise en service plus sûre.
L'intégration de l'alimentation LED dans le pilote évite les erreurs de manipulation sur le terrain et améliore leur capacité à résister au branchement à chaud. Si l'utilisateur ne connecte la lumière LED qu'à un pilote externe déjà allumé, cela peut provoquer une surtension des LED lorsqu'elles sont connectées et donc les détruire.
Entretien facile. Tous les problèmes techniques sont plus facilement visibles dans les lampes à LED avec une source de tension.

Puissance et dissipation thermique

Lorsque la chute de U aux bornes d'une résistance est importante, il faut choisir la bonne résistance capable de dissiper la puissance requise. Consommation20 mA peut sembler faible, mais la puissance calculée suggère le contraire. Ainsi, par exemple, pour une chute de tension de 30 V, la résistance doit dissiper 1400 ohms. Calcul de la puissance dissipée P=(Ures x Ures) / R, où:

P - la valeur de la puissance dissipée par la résistance, qui limite le courant dans la LED, W;
U - tension aux bornes de la résistance (en volts);
R - valeur de résistance, Ohm.

P=(28 x 28) / 1400=0,56 W.

Une alimentation LED 1W ne résisterait pas à la surchauffe pendant une longue période, et 2W tomberait également en panne trop rapidement. Dans ce cas, deux résistances de 2 700 Ω/0,5 W (ou deux résistances de 690 Ω/0,5 W en série) doivent être connectées en parallèle pour répartir uniformément la dissipation de chaleur.

Contrôle de la chaleur

Trouver la puissance optimale pour votre système vous aidera à en savoir plus sur le contrôle de la chaleur requis pour un fonctionnement fiable des LED, car les LED génèrent de la chaleur qui peut être très dommageable pour l'appareil. Trop de chaleur fera que les LED produiront moins de lumière et raccourciront également la durée de vie. Pour une LED de 1 watt, il est recommandé de rechercher un dissipateur thermique de 3 pouces carrés pour chaque watt de LED.

Actuellement, l'industrie des LED se développe à un rythme assez rapide et il est important de connaître la différence entre les LED. Il s'agit d'une question générale car les produits peuvent aller de très bon marché à chers. Vous devez être prudent lorsque vous achetez des LED bon marché, car elles peuvent fonctionner.excellent, mais, en règle générale, ne fonctionne pas longtemps et brûle rapidement en raison de paramètres médiocres. Dans la fabrication des LED, le fabricant indique dans les passeports les caractéristiques avec des valeurs moyennes. Pour cette raison, les acheteurs ne connaissent pas toujours les caractéristiques exactes des LED en termes de flux lumineux, de couleur et de tension directe.

Détermination de la tension directe

Avant de connaître la tension d'alimentation des LED, réglez les paramètres appropriés du multimètre: courant et U. Avant de tester, réglez la résistance sur la valeur la plus élevée pour éviter l'épuisement des LED. Cela peut être fait simplement: serrez les cordons du multimètre, ajustez la résistance jusqu'à ce que le courant atteigne 20 mA et fixez la tension et le courant. Pour mesurer la tension directe des LED, vous aurez besoin de:

DEL à tester.
Source U LED avec des paramètres supérieurs à la LED à tension constante.
Multimètre.
Pinces crocodiles pour maintenir la LED sur les fils de test afin de déterminer la tension d'alimentation des LED dans les luminaires.
Fils.
Résistance variable de 500 ou 1000 ohms.

Le courant primaire de la LED bleue était de 3,356 V à 19,5 mA. Si une tension de 3,6V est utilisée, la valeur de la résistance à utiliser est calculée par la formule R=(3,6V-3,356V) / 0,0195A)=12,5 ohms. Pour mesurer les LED haute puissance, suivez la même procédure et réglez le courant en maintenant rapidement la valeur sur le multimètre.

Mesure de la tension d'alimentation des LED smd high> L'alimentation en courant continu de 350 mA peut être un peu délicate car lorsqu'ils chauffent rapidement, U chute considérablement. Cela signifie que le courant sera plus élevé pour un U donné. Si l'utilisateur n'a pas le temps, il devra refroidir la LED à température ambiante avant de mesurer à nouveau. Vous pouvez utiliser 500 ohms ou 1k ohms. Pour obtenir un réglage grossier et fin, ou pour connecter une résistance variable de plage supérieure et inférieure en série.

Définition alternative de la tension

La première étape pour calculer la consommation électrique des LED consiste à déterminer la tension de la LED. S'il n'y a pas de multimètre à portée de main, vous pouvez étudier les données du fabricant et trouver le passeport U du bloc LED. Alternativement, vous pouvez estimer U en fonction de la couleur des LED, par exemple, la tension d'alimentation d'une LED blanche est de 3,5 V.

Une fois la tension de la LED mesurée, le courant est déterminé. Elle peut être mesurée directement avec un multimètre. Les données du fabricant donnent une estimation approximative du courant. Après cela, vous pouvez très rapidement et facilement calculer la consommation électrique des LED. Pour calculer la consommation électrique d'une LED, il suffit de multiplier le U de la LED (en volts) par le courant de la LED (en ampères).

Le résultat, mesuré en watts, est la puissance utilisée par les LED. Par exemple, si une LED a un U de 3,6 et un courant de 20 milliampères, elle utilisera 72 milliwatts d'énergie. Selon la taille et l'échelle du projet, les relevés de tension et de courant peuvent être mesurés en unités plus petites ou plus grandes que le courant de base ou les watts. Des conversions d'unités peuvent être nécessaires. Lorsque vous effectuez ces calculs, rappelez-vous que 1 000 milliwatts équivaut à un watt et que 1 000 milliampères équivaut à un ampère.

Test LED avec multimètre

Pour tester la LED et savoir si elle fonctionne et quelle couleur choisir - un multimètre est utilisé. Il doit avoir une fonction de test de diode, qui est indiquée par le symbole de diode. Ensuite, pour le test, fixez les cordons de mesure du multimètre sur les pattes de la LED:

Connectez le cordon noir sur la cathode (-) et le cordon rouge sur l'anode (+), si l'utilisateur fait une erreur, la LED ne s'allume pas.
Ils fournissent un petit courant aux capteurs et si vous pouvez voir que la LED brille légèrement, alors cela fonctionne.
Lors de la vérification du multimètre, vous devez tenir compte de la couleur de la LED. Par exemple, test de LED jaune (ambre) - la tension de seuil de la LED est de 1 636 mV ou 1,636 V. Si la LED blanche ou la LED bleue est testée, la tension de seuil est supérieure à 2,5 V ou 3 V.

Pour tester une diode, l'indicateur sur l'afficheur doit être compris entre 400 et 800 mV dans un sens et ne pas s'afficher dans le sens opposé. Les LED normales ont un seuil U tel que décrit dans le tableau ci-dessous, mais pour une même couleur peuvent avoir des différences significatives. Le courant maximum est de 50 mA, mais il est recommandé de ne pas dépasser 20 mA. À 1-2 mA, les diodes brillent déjà bien. Voyant de seuil U

Type LED	V jusqu'à 2 mA	V jusqu'à 20 mA
Infrarouge	1, 05	1.2
Tension d'alimentation LED rouge	1, 8	2, 0
Jaune	1, 9	2, 1
Vert	1, 8	2, 4
Blanc	2, 7	3, 2
Bleu	2, 8	3, 5

Lorsque la batterie est complètement chargée, le courant n'est que de 0,7 mA à 3,8 V. Ces dernières années, les LED ont fait des progrès significatifs. Il existe des centaines de modèles, avec un diamètre de 3 mm et 5 mm. Il existe des diodes plus puissantes d'un diamètre de 10 mm ou dans des cas particuliers, ainsi que des diodes à monter sur une carte de circuit imprimé jusqu'à 1 mm de long.

Démarrage des LED à partir de l'alimentation secteur

Les LED sont généralement considérées comme des appareils à courant continu, fonctionnant sur quelques volts de courant continu. Dans les applications à faible consommation d'énergie avec peu de LED, c'est une approche parfaitement acceptable, comme les téléphones portables alimentés par une batterie CC, mais d'autres applications telles qu'un système d'éclairage à bande linéaire s'étendant sur 100 m autour d'un bâtiment ne peuvent pas fonctionner avec cet arrangement.

Le variateur CC souffre de pertes de distance, nécessitant un variateur U plus élevé dès le départ, etrégulateurs supplémentaires qui perdent de la puissance. Le courant alternatif facilite l'utilisation de transformateurs pour abaisser U à 240 V CA ou 120 V CA à partir des kilovolts utilisés dans les lignes électriques, ce qui est beaucoup plus problématique pour le CC. Le démarrage de tout type de LED avec une tension secteur (par exemple 120V AC) nécessite une électronique entre l'alimentation et les appareils eux-mêmes pour fournir un U constant (par exemple 12V DC). La possibilité de piloter plusieurs LED est importante.

Lynk Labs a développé une technologie qui vous permet d'alimenter la LED à partir d'une tension alternative. La nouvelle approche consiste à développer des LED AC pouvant fonctionner directement à partir d'une source d'alimentation AC. De nombreux luminaires LED autonomes ont simplement un transformateur entre la prise murale et le luminaire pour fournir le U constant requis.

Un certain nombre d'entreprises ont développé des ampoules LED qui se vissent directement dans des douilles standard, mais elles contiennent également invariablement des circuits miniatures qui convertissent le courant alternatif en courant continu avant d'être alimentés vers les LED.

Une LED rouge ou orange standard a un seuil U de 1,6 à 2,1 V, pour les LED jaunes ou vertes la tension est de 2,0 à 2,4 V, et pour les bleues, roses ou blanches, cette tension est d'environ 3,0 à 3,6 V. Le tableau ci-dessous répertorie certaines tensions typiques. Les valeurs entre parenthèses correspondent aux valeurs normalisées les plus prochesvaleurs dans la série E24.

Les spécifications de tension d'alimentation pour les LED sont indiquées dans le tableau ci-dessous.