Transformation d'1 alimentation PC ATX pour LED 3W dimmable

[JeanMarie]

Pour en revenir aux essais de fonctionnement, je viens de laisser la LED allumée à la puissance maximale pendant plus d'une heure. Tout est stable. Les résistances R3 et R4 sont tièdes. Le radiateur de la LED aussi.

[Christian]

Re Jean-Marie,

Je serais bien incapable de vérifier tes formules … mais tout ce que je peux te dire c'est qu'une LED à des propriétés assez particulière de montée en puissance !
Et là ton montage rejoint le même problème que nous avons eu avec d'autres schémas.
Voir graphique: http://www.lenaturaliste.net/forum/down ... hp?id=3414
Tiré du lien: http://www.lenaturaliste.net/forum/view ... =60&t=1186

Perso, je favorise l'approche logiciel pour gérer cette courbe, ou l'utilisation d'un composant dédié.
Pour une LED 3W ça ne semble pas obligatoirement indispensable, mais au-delà ...
Evidemment si on ne fait que du contraste de phase ou du CI, mes propos sembleront ridicules, mais je tiens à mes yeux, et aux vôtres !

[JeanMarie]

Hello Christian,

Je viens de relire les liens que tu indiques et que j'avais déjà lu il y a quelques mois. Lorsque tu dis que la progression lumineuse est exponentielle, tu as à l'esprit la courbe de l'intensité de courant et donc d'éclairement en fonction du voltage appliqué.

Le fichier joint Graph-Luxeon-3W_b[1].jpg n’est plus disponible.

Cette courbe est effectivement exponentielle mais elle ne représente pas ce qui se passe dans le montage que je propose. Dans mon montage, la LED est tantôt débranchée (le transistor est bloqué), tantôt soumise à un voltage et un courant qui ne varie pas (le transistor est complètement passant). Ce qui varie c'est le temps pendant lequel le transistor est passant au sein de chaque période.

Graph-Luxeon-3W_b[1].jpg (25.05 Kio) Vu 12174 fois

Comme le Temps ON varie de manière linéaire avec le potentiomètre, l'éclairement me paraît aussi linéaire. Il est cependant possible que le Luxdrive fonctionne de manière différente.

Bien amicalement.

[Gérard Weiss]

Bonjour à tous, Jean-Marie, Christian,


Jean-Marie, ton schéma de variateur pour LED de puissance est intéressant car il peut fonctionner maintenant avec une faible tension d'alimentation, soit ici 5V, un faible échauffement et un bon rendement de l'ordre de 3,5V / 5V = 70%. L'utilisation d'une alimentation d'ordinateur est économique et permet de réaliser une unité pour alimenter plusieurs sources lumineuses et pouvant même supporter des flexibles, avec des LED au bout, pour de l'éclairage épiscopisque.

La suppression du LM317 n'est cependant pas sans conséquence, car le courant traversant la LED varie maintenant fortement avec :
- les variations de la tension d'alimentation ;
- les variations des résistances en série avec la LED, en particulier hélas l'insertion temporaire d'un ampèremètre ;
- les variations des caractéristiques de la LED.

Ceci provient de la courbe tension-courant de la LED (voir celle fournie par Christian) qui s'apparente à une mauvaise diode Zener.

L'insertion temporaire d'un ampèremètre dans le circuit ne donne pas une bonne mesure car elle provoque une réduction du courant. Avec tous ces facteurs, on peut donc très bien griller la LED en cherchant à l'alimenter à son courant proche de la limite de 1A, et ceci indépendamment du bon dimensionnement du radiateur de la LED !


Pour résoudre ce problème, on pourrait introduire dans le circuit une résistance R5 = 1ohm 3W ou R6 = 0,1ohm servant à mesurer le courant très simplement en mesurant la tension aux bornes de R5 ou de R6 avec un voltmètre.

081025_Jean-Marie.jpg (18.47 Kio) Vu 12113 fois

La résistance interne du voltmètre est très élevée par rapport à celle de R5 ou R6 et sa connexion au circuit n'en perturbe donc pas le fonctionnement. R6 peut être réalisée très simplement en soudant ensemble 10 résistances de 1ohm 1/4W.

Précaution : avec ce montage, on peut ajuster R4 pour atteindre pile-poil l'intensité maximale de 1A. Il est donc judicieux de prévoir sur le circuit imprimé la possibilité d'associer plusieurs résistances en parallèle pour constituer R4 par tâtonnements.


Bonne continuation,
Gérard

[JeanMarie]

Oui, Gérard, ce sont d'excellentes idées.

J'ai cherché un peu sur Internet. En ce qui concerne ta solution N°1, je n'ai pas trouvé en France ou en Belgique de résistance de 1 Ω 3 ou 5 W d'une tolérance plus faible que 5 %. Les résistances dont je dispose actuellement sont même à 10 % de tolérance, ce qui est assez mal adapté au projet.

Par contre, ton idée de souder 10 résistances de 1 Ω en parallèle pour faire une résistance de 0,1 Ω est très inspirée. J'ai trouvé des résistances de 1 Ω 1/2 W, tolérance 1 %. En les mettant en // on obtient une résistance de 0,1 Ω 5 W 1% et c'est vraiment pas cher.

Résistances 0,5 W de précision.jpg (51.64 Kio) Vu 12073 fois

Donc je pense que ta solution N°2 est probablement la meilleure. Je vais voir mardi à Luxembourg si je peux m'en procurer, sinon j'en commanderai chez GoTronic. Au cas ou je passe commande par Internet, je me commanderai aussi 2 mètres de fil résistif chez GoTronic.

Fil résistif.jpg (35.99 Kio) Vu 12073 fois

Cela peut servir à ajuster la résistance R3. Il suffit de choisir R3 d'une valeur légèrement supérieure à ce qui est nécessaire et de l'ajuster en la shuntant avec du fil résistif de la bonne longueur. Qu'en penses-tu ?

[JeanMarie]

La suppression du LM317 n'est cependant pas sans conséquence, car le courant traversant la LED varie maintenant fortement avec :
- les variations de la tension d'alimentation ;
- les variations des résistances en série avec la LED, en particulier hélas l'insertion temporaire d'un ampèremètre ;
- les variations des caractéristiques de la LED.

Pour ce qui est des variations de la tension d'alimentation, j'ose espérer que, cette alimentation étant destinée à alimenter une carte-mère, le voltage est assez bien régulé.
Pour les autres causes de variation du courant (résistances peu précises, insertion d'un ampèremètre, variations des caractéristiques des LED), le fait d'inclure une résistance de précision de 0,1 Ω permet justement de faire une mesure précise de la chute de potentiel et donc du courant passant, ce qui permet d'ajuster avec précision le shunt de R3.
Gérard, je crois qu'on tient le bon bout

[Christian]

Re Jean-Marie,
Je sais bien que pour l'instant ce n'est peut-être pas la priorité, mais je voulais quand même te répondre à ce sujet:

Cette courbe est effectivement exponentielle mais elle ne représente pas ce qui se passe dans le montage que je propose. Dans mon montage, la LED est tantôt débranchée (le transistor est bloqué), tantôt soumise à un voltage et un courant qui ne varie pas (le transistor est complètement passant). Ce qui varie c'est le temps pendant lequel le transistor est passant au sein de chaque période.

Cela ne change rien.
Que tu alimentes la LED en tension, en courant et/ou en PWM tu retombes sur une courbe exponentielle de montée en puissance de la LED (j’utilise chez moi les deux systèmes, alim en courant et/ou en PWM)
Même si ta sortie PWM (+ pot) est linéaire, le comportement de la LED ne l’est pas.
Si tu as un luxmètre chez toi tu peux le vérifier: On a une montée extrêmement rapide de la courbe, puis seulement après une pente linéaire. Même à l’œil et sans instruments c’est très visible.
C’est cette montée rapide que j’appel « critique » sur mon graphique et qui pose des problèmes avec des LED de très fortes puissances. Si on veut les utiliser à faible luminosité, en fond clair par exemple et avec un obj. 4 ou 10x, on a très peu de marge.
Nb : sur mon graph précédent, on voit une alimentation en tension; pour une alim en courant il suffit de le lire dans l’autre sens.
Pour ma part j’ai contourné ce problème par l’utilisation d’un pot. de précision 10 tours, ça fonctionne très bien, soit sur le Luxdrive, soit sur mon montage Pic + PWM.
(mais sur mon montage PicBasic c’est plus sympa car je peux calibrer logiciellement des suites de valeur fixes si besoin)

Au passage, le PWM est très utile si ont veut utiliser des valeurs de courant supérieures aux normes prescrites; en effet, vu le hachage de l’alimentation, la LED chauffera moins et il sera possible de pousser la LED dans ses derniers retranchements (par exemple 1000mA, voir légèrement plus, pour une Luxeon 5W / 700mA). Mais comme déjà dit, cela ne suffira pas à linéariser ce fameux départ de courbe !

Pour infos, une courbe Flux lumineux VS Courrant, pour une Luxeon 5W
ps: le tracé en rouge est estimatif (de mémoire), il peut être encore plus raide dans la réalité !
(les doc ne donnent jamais une courbe complète...)

luxeon_ma_vs_flux.jpg (36.76 Kio) Vu 12373 fois

[Christian]

suite...
Pour la résistance de mesure, on peut voir peut-être, comme disait Alain, vers les Shunt de précision ?
Par exemple Conrad http://www.conrad.fr/shunt_de_precision ... 993_221754
0,01 ohm / 1% / 20A => 4.10 euros

autrement ici:
Résistance de précision, 3/10 W - 0,1 ohm ou 1 ohm, 1%
art. 721701 ou 721707
env. 8CHF => 5.4 euros
https://www.distrelec.ch/ishopWebFront/ ... dorPhrase=
Mais les frais de port pour la France risquent d'êtres trop élevés ! (pour la Suisse c'est ok, mais il y a un supplément pour les très petites commandes !!!)

[Gérard Weiss]

Bonjour à tous, Christian, Jean-Marie


Au sujet de la résistance de mesure, je crois qu'il faut ramener les choses à leurs justes proportions. Une incertitude de 5%, voire de 10%, sur la mesure de l'intensité traversant da LED de puissance n'a rien de catastrophique. Personnellement, j'attacherais beaucoup plus d'importance au dimensionnement du radiateur pour pouvoir atteindre la puissance nominale de la LED avec un refroidissement correcte, sans oublier la pâte thermique bien sûr !


Qu'en est-il de la tolérance des résistances ? Ce sont des articles bon marché et il n'est pas question de les contrôler une par une. La tolérance : 1%, 5%, 10% etc. est par conséquent définie statistiquement avec une certaine probabilité pour que la valeur effective soit en dehors de la fourchette. Je ne sais pas quelle est la norme dans ce domaine, mais en général on affiche une tolérance avec une probabilité de 5% d'être en dehors, et donc une probabilité de 95% d'être en dedans. Avec une loi de Gauss, la tolérance est alors égale à plus ou moins 2 écarts types :

081027_Tolérance statistique.jpg (45.79 Kio) Vu 11967 fois

On peut le vérifier soi-même avec un ohmmètre assez précis. En mesurant un lot de résistances de même valeur nominale, on constatera normalement que beaucoup de résistances ont une valeur très proche de la valeur nominales alors que quelques-unes seulement s'en écartent plus. Cela ne signifie nullement que vous avez eu la chance de tomber sur une série de qualité supérieure ! C'est simplement comme ça.

Dans un autre domaine, les contrôleurs numériques pourtant précis, par exemple à 0,5% en continu, peuvent être vendus avec un certificat d'étalonnage pour ceux qui ont besoin de certitudes, mais c'est alors plus cher !


Une conséquence de cette définition statistique de la tolérance est que si je soude par exemple en parallèle 10 résistances à 5%, j'obtiendrais une résistance à 5% / racine(10) = 1,5% environ. Evidemment, il arrive que Mr. Pas de Chance s'invite à la fête sans y avoir été convié. Cela se produirait ici dans 5% des cas... Désolé !

Bon, j'espère ne pas vous avoir sapé le moral.

[Christian]

Bonjour Gérard, tous,

Merci pour cette relativisation des mesures ! (non non, le moral n'est pas sapé ! )
Pour ma part je n'ai pas en stock de résistances 1 Ω et encore moins de 0.1 Ω, même à 5%.
Il faudra donc que j'en commande un de ces 4 pour continuer les mesures sur mon projet. (mesures à l'oscillo entre autres)
J'hésite quand même à commander tout de suite une seule résistance. Quitte à commander, autant peut-être en prendre une seule et précise ? La différence de prix n'est pas catastrophique et le montage en serait plus compact.

Autrement, est-ce qu'il est préférable de placer cette res. de mesure au plus proche de la LED ou au plus proche de la sortie de l'alim ??
J'imagine que c'est plutôt vers la LED que c'est intéressant, surtout si les câbles d'alim sont relativement longs ...
Merci de ton aide !