Une diode est un composant qui a la particularité de ne laisser passer le courant que dans un sens et pour la diode LED fort heureusement en éclairant!
La principale caractéristique à prendre en compte est que dans le sens "passant", la diode n'est pas un simple court-circuit, mais répond à des contraintes particulières en tension et en intensité que l'on peut découvrir sous la forme de sa courbe de fonctionnement:
Il s'agit ici d'une diode LED type 3528 dont on retrouve l'évolution de l'intensité (current) en fonction de la tension (voltage).
Alors qu'une résistance pure serait modélisée par une droite :
U (tension)= R (résistance) x I (intensité)
on retrouve une courbe très particulière qui conditionne l'architecture des rubans LEDs.
Même passante, la diode LED crée ici une chute de tension située entre 3.0 et 4.0 Volts mais pour laquelle l'intensité peut évoluer dans des proportions très importantes et même destructrice pour la LED (phénomène d'emballement).
Le fabricant d'une LED indique donc dans sa fiche technique une plage de fonctionnement, dans le cas de notre figure :
- Intensité max : 20 mA
- Tension nominale : 3.0 à 3.4 Volts
Pour un ruban, on impose donc une alimentation à tension constante soit 12 Volts par exemple.
Choisissons un point de fonctionnement à 3.40 Volts (donc 10 mA sur la courbe) pour obtenir le maximum de luminosité de la diode dans sa plage de fonctionnement et plaçons trois diodes en série.
Ces trois diodes en série créeront une chute de tension de 3 x 3.40 volts soit : 10.2 volts et les 1.80 volts restant seront bien constants puisque imposés par l'alimentation à tension constante de 12 volts.
On insère alors une simple résistance qui répond à la loi U=R x I.
La résistance étant fixe et la tension (1.80 volts) aussi, l'intensité sera alors fixe et la résistance sert donc bien à imposer l'intensité qui traverse l'ensemble.
Je voulais 10 mA, je choisis donc une résistance de 180 Ohms et le tour est joué!
Tous les rubans sont basés sur ce même principe :
Une alimentation à tension constante répartie entre des diodes LED en série avec une résistance qui fixe l'intensité.
Vous savez maintenant lire un ruban équipé de diodes simples type "3528".
Les LED sont faciles à identifier et le carré noir est la résistance qui sert à fixer l'intensité de travail de la section considérée.
Dans l'exemple réel ci-après, on retrouve trois diodes LED 3528 en série avec une résistance normalisée de 151 Ohms.
Ce qui éclaire aussi l'existence des tronçons sécables qui correspondent à un groupe de composants en série pour 12 volts.
Au voltmètre, on constatera facilement que l'ensemble trouve un point d'équilibre avec une tension de 2.0 volts aux bornes de la résistance soit un courant de 13 mA et des tensions au bornes des diodes de l'ordre de 3.33 Volts.
Dans un prochain billet, nous regarderons comment utiliser les diodes LED triples de type "5050"...
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