Led et alimentation, quels modèles choisir ?

[Gérard Weiss]

Pour résoudre le problème des bandes sur les photos dues au hachage du courant par le dimmer, il faudrait voir s'il n'est pas possible de mettre un condensateur dit "réservoir" entre le (+) et le (-) à la sortie de l'alimentation. L'ondulation résiduelle qui en découle est donnée approximativement par la formule :

U = I x T / C avec :

U = ondulation résiduelle en Volts
I = courant d'alimentation de la LED en Ampères
T = période en secondes = 1 / F avec F = fréquence de hachage
C = valeur du condensateur en Farads

Par exemple : Avec une fréquence de hachage de 10KH pour un courant alimentant la LED de 1A, un condensateur de 100µF donnera une ondulation résiduelle approximativement égale à 1A x 10^-4S / 10^-4F = 1V.

Résultat : S'il faut 15V pour alimenter cette LED, cas de la Ostar dont je parlais récemment dans un autre post, le rapport "ondulation résiduelle" / "tension d'alimentation" est de 7%, soit moins de 1/10 d'IL (indice de lumination) sur la photo ! Les bandes devraient avoir disparu.

Nota : les alimentations à découpage ne donnant pas un courant haché en sortie ont déjà un tel condensateur intégré, voire un dispositif de filtrage plus élaboré...

[michelflashman]

Bonjour a tous,

Avec ce système d'éclairage, j'ai fait une vidéo et relié mon NIKON D800E directement sur un écran via le port HDMI, c'est parfait !!

Aucune détérioration !! mon image est même beaucoup plus clair et net qu’auparavant , je pense du a la puissance de ce type d'éclairage.

Dans mon cas , il n'y a vraiment aucun problème de banding ou autres .

Il est dommage que je ne possède pas un oscilloscope, peut-être que l'alimentation est régulé, a titre indicatif , c'est du 36 Volts

Voilà mon expérience


Amicalement

Michel

[Gilles BILLARD]

Hello Gérard;
Info au passage: l'essaim récupéré chez toi l'an passé se porte bien et a été divisé en 3 ce printemps...

Pour le sujet en cours, certes un condo lissera l'éclairage, mais qu'en sera-t-il du rendement de la led a une tension moyenne bien inférieure ?
De plus, Il faut prendre en considération que beaucoup de leds sont, en fait, des montages série de plusieurs puces et donc, ne fonctionnent qu'a partir d'une certaine tension; Du coup, la plage de réglage est bien plus étroite et limitée aux grands rapports cycliques (disons, >50%) sous peine de voir s'éteindre compètement la led au lieu d'avoir une lumière moyenne atténuée.
++

EDIT (pour Michel) Je suis bien content pour toi; c'est vrai qu'un oscillo serait le bienvenu pour nous dire comment sont alimentées les leds.

[Gérard Weiss]

Salut Gilles, et tous,

Pour le sujet en cours, certes un condo lissera l'éclairage, mais qu'en sera-t-il du rendement de la led a une tension moyenne bien inférieure ?
De plus, Il faut prendre en considération que beaucoup de leds sont, en fait, des montages série de plusieurs puces et donc, ne fonctionnent qu'a partir d'une certaine tension; Du coup, la plage de réglage est bien plus étroite et limitée aux grands rapports cycliques (disons, >50%) sous peine de voir s'éteindre compètement la led au lieu d'avoir une lumière moyenne atténuée.

Oui, mais ton raisonnement s'applique aux circuits dits "linéaires" alors que l'alimentation à découpage fournit un courant "redressé", et la présence d'une ou de plusieurs diodes de redressement change beaucoup de choses. Bien que sa réalisation soit délicate, une alimentation à découpage est très simple dans son principe et peut être schématisée ainsi :

140529_Alimentation à découpage.jpg (91.32 Kio) Vu 7204 fois

Un oscillateur est alimenté directement ou indirectement par le secteur et il produit un signal rectangulaire attaquant le primaire d'un transformateur. Une diode D sur le secondaire de ce transfo. permet de sortir un courant redressé i₁ pour alimenter la charge de l'alimentation, par exemple une LED. Ce courant redressé mais pulsé i₁ est lissé par le condensateur C pour donner le courant i₂ quasiment continu avec une ondulation résiduelle qui peut être, selon le cas, très faible voire négligeable.

Selon la régulation, on peut avoir en sortie :

- Une tension continue fixe ou réglable, le courant étant fonction de la charge ;
- un courant continu également fixe ou réglable, la tension cette fois étant fonction de la charge ;
- une tension et un courant continu tous deux réglables. C'est la cas des alimentations de laboratoire.

A noter que dans le cas où la charge est constituée par des LEDs, l'alimentation se fait de préférence en courant pour une meilleure stabilité et le condensateur C peut être supprimé ou réduit à une valeur très faible. C'est moins cher et moins encombrant. L'oeuil ne fera pas la différence si la fréquence de pulsation est supérieure à la fréquence de la perception rétinienne.

L'alimentation fonctionne de la façon suivante. Au démarrage, la tension U au bornes de C est nulle. Le condensateur C se charge progressivement sous l'effet du courant redressé mais pulsé i₁. La tension U aux bornes de C augmente et un courant i₂ traversant le LED apparait. La tension U continue d'augmenter puis se stabilise à une valeur telle que i₂ = moyenne(i₁).

Ceci peut être illustré par une analogie hydraulique. On verse des seaux d'eau (i₁) dans un bassin ou un réservoir et cette eau s'écoule par un tuyau en bas. Au début, le bassin est vide et il n'y a pas d'eau (i₂) sortant du tuyau. Au fur et à mesure que l'on verse des seaux d'eau, le niveau H monte et le débit (i₂) à la sortie du tuyau augmente jusqu'à une hauteur H suffisante pour avoir i₂ = moyenne(i₁) car il y a autant d'eau qui rentre dans le bassin qu'il y en a qui en sort.
(D'accord, c'est idiot de se fatiguer comme ça à verser des seaux d'eau dans un bassin ! Moi je vais faire ma sieste... )

[Gilles BILLARD]

Gérard, si tu as parfaitement raison dans ton explication d'une alim a découpage, il n'en va pas de même pour un régulateur PWM pour led.
Là, il est question d'alimenter (a courant constant) puis de ne pas alimenter du tout la led (ou la série de leds).
C'est tout l'intérêt du PWM, le régime des transistors de sortie est du tout ou rien (comme dans une alim a découpage) mais il n'y a surtout pas de filtrage; ca permet d'avoir un rapport cyclique qui peut descendre a 1% tout en gardant une "impression" de lumière faible, ce qui serait totalement impossible avec une alim normale, fut-elle a découpage.
++

[Gérard Weiss]

Mais Gilles, le courant modulé en PWM est toujours un courant pulsé, et le fonctionnement du condensateur de lissage montré dans mon post précédent reste le même. Mieux : un courant lissé produira plus de lumière qu'un courant pulsé de même valeur moyenne. En effet, le courant lissé a une valeur plus faible que le courant instantané pendant les pulsations, ce qui lui permet d'illuminer la LED dans une plage de meilleur rendement...

Mais ces alimentations PWM pour LED posent en fait deux questions.


1. La présence du condensateur de lissage C perturbe-t-elle le fonctionnement interne de l'alimentation ?

J'ai fouillé sur Internet pour savoir comment fonctionnent ces alimentations PWM. Le principe est assez simple.

140530_Alimentation PWM pour LED.jpg (69.75 Kio) Vu 7128 fois

Un générateur de courant constant et un interrupteur électronique, par exemple un mosfet, sont montés en série pour alimenter la LED. Lorsque l'interrupteur est fermé, le courant constant du générateur peut aller vers la LED. Lorsque l'interrupteur est ouvert au contraire, ce courant constant est bloqué. L'interrupteur est actionné par un générateur de signaux PWM. Ce générateur peut être un oscillateur interne à l'alimentation ou un processeur externe comme un Arduino.

On voit tout de suite que des montage de bricoleurs très basiques, comme par exemple un générateur de courant réalisé avec un circuit intégré du type "régulateur de tension" (c'est juste une utilisation particulière de ce CI) ne réagiront pas à ce condensateur. Par contre, des montages plus élaborés pour, par exemple, améliorer le rendement risquent d'être perturbés par ce condensateur non prévu par le concepteur. C'est donc du cas par cas.


2. L'échauffement résultant de la présence du condensateur C sera-t-il supporté par l'alimentation ?

Cet échauffement provient du fait que la LED travaille avec une tension lissée U inférieure à la tension de crête qui serait produite si elle était directement alimentée par le courant PWM. La différence se reporte donc sur l'alimentation qui chauffe plus alors.

Il y a aussi un échauffement supplémentaire au démarrage , car pendant le temps que le condensateur C se charge, toute la chute de tension est absorbée par l'alimentation ! Ce temps de démarrage peut être de l'ordre de quelques millisecondes.

Là encore, c'est du cas par cas car tout dépend du dimensionnement des composants utilisés pour l'alimentation et de la qualité de son refroidissement...


Solution possible

Réduire la valeur du condensateur C et rajouter derrière un ou plusieurs filtres LC.

140530_Filtrage amélioré du courant.jpg (28.52 Kio) Vu 7126 fois

Plus la valeur de C1 sera faible et moins le fonctionnement de l'alimentation sera perturbé. On peut mettre plusieurs filtres LC en série, la moyenne du courant PWM i1 arrivera toujours à la LED car c'est sa composante continue et elle ne peut pas traverser les condensateurs C1, C2, etc. Ces filtres LC peuvent être récupérés sur une alimentation d'ordinateur hors service, les valeurs pouvant à priori convenir. Attention toutefois aux tensions maximales indiquées sur les condensateurs...


Remarque : je persiste à penser qu'une LED Ostar de 15W montée sur un bon radiateur et alimentée avec une alim. de laboratoire est la solution la plus pratique et la plus sûre ! Revoir à ce sujet les nombreuses discussions qui ont déjà eu lieu sur ce forum.

[michelflashman]

Des nouvelles

Je vous avais informé sur ma commande en chine d'un refroidisseur spécial 50 eu 100 w LED venant de Chine

http://cgi.ebay.fr/ws/eBayISAPI.dll?Vie ... 1439.l2649

Je viens de le recevoir, les LED 100W s'adapte parfaitement dedans , j l"ai mis a l'arrière du BH2, cela fonctionne a merveille , que de lumière !!! avec le 150X neodplan, a fond, j'ai trop de lumière !! je ferme le diaph, si je couvre la moité de la surface de la sortie lumière avec un carton noir, je fais parfaitement un éclairage oblique avec le 150X !! .
pour le moment , je le pose simplement derrière, la hauteur correspond presque a l'axe d'entrée de l'éclairage du BH2, pour peaufiner, il faudrait que le microscope remonte un peu de quelques millimètres.
Le ventilo est alimenté en 12V.

Si vous avez des questions ou suggestions !! n’hésitez pas.

Amicalement

Michel

_DSC4122.JPG (109.42 Kio) Vu 7009 fois

_DSC4123.JPG (103.15 Kio) Vu 7006 fois

[Taniera]

Super le refroidisseur, pourrais tu nous donner le lien pour acheter la led qui va bien !
Daniel

[michelflashman]

Voici le lien pour la LED , tu trouvera plus haut, page 19, le lien sur l'alimentation avec un potentiomètre si tu en a besoin, car il faut du 36V

http://www.ebay.fr/itm/1-5-10Pcs10W-20W ... 5664cdc30c

Il serait intéressant d'essayer un peu moins puissant, 30W ou 50W pour vérifier si il y a vraiment une grosse différence de puissance d'éclairage .

Amicalement

Michel

[Taniera]

Ok, merci, je vais essayer de me procurer ces matériels, ce fil de discussion est très intéressant mais très très technique pour un novice en électronique comme moi. J'ai du mal à m'y retrouver !