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Les diodes électroluminescentes (LED ou DEL )

Les LED ( ou DEL en français ) font parties de la familles des diodes , avec la particularité d’être capable d’émettre de la lumière.

Voici a quoi elle peut ressembler:

Ici une led verte transparente dite ” haute luminosité ” mais la forme, la couleur, la taille , la puissance peuvent être très variable .

Ce composant fait parti de ce qu’il y a de plus simple a utiliser il suffit de faire traverser un courant dans le sens passant de la diode pour la voir briller . Cependant pas n’importe quel courant ! le constructeur s’est gentiment donné la peine de nous faire une documentation sur laquelle nous avons quelques informations importantes a récupérer afin que notre jolie diode reste en vie le plus longtemps possible lors de son utilisation .

Voici ce que l’on peut trouver sur une documentation de ce type de composant :

  • Le diametre de la LED ici 5 mm.
  • L’angle de vue 15° ici , il s’agit du cône du faisceau lumineux qui sortira de la LED ici la pointe de ce cône aura un angle de 15° ce qui est faible .Vous aurez une LED extrêmement directrice et probablement très lumineuse sur cet angle .
  • La couleur du boitier , transparent ici .
  • La couleur du faisceau lumineux , vert ici
  • Les trois suivantes en MCD ( candela ) sont des mesures de luminosité le minimum sur laquelle vous pouvez compter , le maximum et le typique ce que vous aurez habituellement .

La suite nous intéresse vivement enfin , surtout le courant typique ici 30mA c’est ce qu’il va falloir surveiller lorsque nous utiliserons notre diode .Les deux tension qui suivent sont les tension au borne de la diode  typique et maxi pour ce courant .Elles vont nous être très utile pour calculer la résistance d’alimentation .

Le montage :

Voici le montage typique , ici une alimentation de 12V et notre LED .

Que connaissons nous ? 

  • La tension typique de cette LED (3,5v) pour un courant de 30mA
  • la tension d’alimentation ici 12V

Reste a calculer la résistance :

Avec la tension aux bornes de la LED on peut facilement déduire la tension aux bornes de la résistance -> 12-3,5 = 8,5 V

On connait déjà le courant , c’est le même que celui de la LED 30 mA

Donc R = 8,5/0,03 = 283 ohm

on va prendre la valeur la plus prêt au dessus car on cherche a minimiser  le courant plutôt qu’a le fixer au dessus de la caractéristique du constructeur donc 330 ohm .

reste a connaitre la puissance de la résistance :

P=RI^2=330×0,03×0,03 = 0,297 watt

Il nous faut donc une résistance d’un demi watt .Nous aurions du ici recalculer le courant circulant dans la résistance sachant que nous avions prit une valeur légèrement au dessus mais nous savons qu’il sera plus faible que dans le calcul et qu’il surévaluera légèrement la puissance .C’est plutôt une bonne chose pour la durée de vie de notre montage .

Comme vous le voyez ici les diodes sont très simple a utiliser pour ce qui est de la LED de basse puissance comme celle – ci . Vous pouvez faire le même type de montage avec toutes les diodes de faible puissance,  qu’elles soient CMS (a monter en surface ) ou non . Pour ma part ce que je fais habituellement c’est que je ne cherche pas a pousser la diode jusqu’au courant nominal , je reste autour des 10 mA pour pour deux raisons , la première c’est que je peux utiliser une résistance moins grosse car elle chauffera moins et la deuxième c’est que la durée de mes composants sera augmentée tout en ayant une luminosité satisfaisante .

Les LED de puissances

Il existe aujourd’hui des LED de forte puissance accessible en prix  , 1 W , 10 W ,50W et plus … Elle sont principalement utilisées pour l’éclairage et sont beaucoup plus difficile a alimenter .

Voici a quoi elles ressemblent :

Dans le cas de ces LED on ne pourra pas se contenter d’une résistance pour les faire fonctionner . Regardons ce que ça donne si on essaye :

Pour la LED d’1W par exemple :

3v de tension de seuil et 350 mA de courant sont les caractéristiques constructeur .

Si on mettait une résistance en alimentant avec 12V on aurait donc 9v au borne de la résistance et 350 mA la traversant ce qui nous donne une résistance de 26 ohm jusque la pas de soucis . Maintenant voyons un peu la puissance ->26×0.350^2=3.185 Watt .

Ça représente une résistance de forte taille et surtout une résistance qui aura beaucoup de chaleur a dissiper .Elle consommera 3 fois plus que la LED que l’on cherche a alimenter et puis il y a un autre problème …

Lorsque la LED se mettra a chauffer , sa tension de seuil va diminuer , vous avez le même phénomène avec toutes les jonctions des semi-conducteurs . Le soucis c’est que notre calcul devient alors faux et si vous mettez un tension de seuil plus basse en gardant la même résistance vous vous rendrez compte que le courant augmente . Ce courant qui augmente va entraîner une augmentation de la puissance de la LED qui du coup va chauffer encore plus . C’est le début d’un cercle vicieux qui entraînera la destruction de la LED a moins que vous ne soyez capable de dissiper la chaleur de celle-ci pour stabiliser le système .

Vous comprenez donc avec ce petit exemple que vous ne pouvez pas alimenter une LED en vous basant sur la tension puisque celle-ci est amené a varié avec sa température et que du coup vous ne maîtrisez pas la puissance électrique que vous injectez dans votre LED .

Il existe une solution pour les LED de puissance c’est la ” Pompe de charge ” , il s’agit pour faire simple d’un composant électronique qui est chargé d’injecter  un courant constant dans une charge , ici notre LED .Ce composant est dit ” à découpage ” il découpe l’alimentation de la charge a une fréquence généralement fixe et fait varier le “Rapport cyclique ” pour ajuster le courant en fonction de ce qu’il mesure . Il y a toujours une self sur le circuit de sortie elle est chargée de lisser le courant de sortie comprenez qu’elle se charge au moment ou le courant circule et qu’elle redonne du courant au moment ou le courant disparaît , comme le ferait un condensateur sur la tension .

 

 

 

 

 

 

 

 

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