La culture sous led ou l'avenir des ampoules économiques

[sigma 0]

Oops, j'ai oublié de préciser que la fréquence de commutation du driver est de 200 kHz.

 

A plus.

[reivilo 0]

Je compte utiliser des LED de 5 Watts qui fonctionneront à 3,5 Watts, car il ne faut jamais utiliser un composant électronique à la limite de ses caractéristiques si on souhaite obtenir une bonne MTBF.

 

De ce fait, il est nécessaire de pouvoir sélectionner des valeurs de courant inférieures au "DC forward current" spécifié dans le datasheet. Si par exemple le "DC forward current" est spécifié à 1,5 Ampère, il faut pouvoir sélectionner 1,3 Ampères par exemple, et ainsi de suite ...

 

en principe, même en utilisation nominale, le MTBF est garanti si les autres paramètres sont OK, notamment le refroidissement. on peut même dépasser le courant nominal, pour peu que le refroidissement soit au top, car c'est la chaleur qui fait baisser la durée de vie d'un composant. d'ailleur pour faire les tests de MTBF, on fait fonctionner le composant à 10 fois supérieur à sa capacité, pour accélérer le processus.

 

pour la sélection de courant, c'est justement ce que je te proposait : le contacteur rotatif sélectionne un courant de base, et le potentiomètre permet de varier autour de se courant, permettant de mettre en place des marge de sécurité.

 

pourrait-tu donner un schéma structurel, même incomplet ou pas au point, histoire de voir les choix effectué ?

 

tu dit qu'il repose sur une structure simple, ce qui m'étonne au vue des résultat annoncé. si on reprend le vieux principe "plus c'est simple, mieux c'est" ça se vaut, mais ce n'est pas ce que j'ai pus observer dans les montage à découpage.

à vrai dire je n'ai jamais vue une dissipation thermique aussi faible pour une telle puissance de sortie. je suis vraiment impressionné par les 600mW du MOSFET, c'est vraiment très faible, mais l'usage d'une tension élevée, et donc d'un courant modeste, y est pour beaucoup.

 

PS : désolé, j'ai l'habitude de tutoyer sur un forum

[miaouf_kirsh 9]

Salut

 

Joli projet. j'adhère a fond

 

perso j'utilise une tension analogique pour choisir le courant de mes leds ( PWM filtré). Ca me permet de commander l'intensité lumineuse via mon PC placard.

 

apres question de sécurité j'évite de mettre trop de led en séries. par exemple en cas de pepin si une led crame ca fait boulle de neige et toute les leds de la series cramment ( ce qui m'est arrivé).

deuxiemme point, ca fait des tension elevé, comme les leds sont monté en home made ya des risques donc j'évite de dépasser le 50V.

ainsi je préfère faire plusieurs séries plutôt que une grosse série ( au détriment du rendement)

[reivilo 0]

apres question de sécurité j'évite de mettre trop de led en séries. par exemple en cas de pepin si une led crame ca fait boulle de neige et toute les leds de la series cramment ( ce qui m'est arrivé).

 

dans le cas d'une commande en courant, ce problème est écarté puisque qu'en cas de claquage d'une DEL, le courant reste le même.

[miaouf_kirsh 9]

oui je sais, j'ai une régulation en courant mais ma série a claqué quand même, je comprend pas trop ce qui s'est passé.

 

après c'est vrai que c'est aussi une question de système. par exemple moi qui est un système de wattercooling, avec les refroidisseurs en alu (conducteur) et apparent, j'hésite un peut a câbler mes led en 200V, même si il y a pas trop de risque on sais jamais ce qui peut se passer, une led qui grille et qui fait courcircuit avec le thermal pad etc ...

 

mais comme je le dit, si c'est bien fait pas de problème, c'est juste que j'essaie d'être prudent avec les tension mortelles.

[sigma 0]

 

en principe' date=' même en utilisation nominale, le MTBF est garanti si les autres paramètres sont OK, notamment le refroidissement. on peut même dépasser le courant nominal, pour peu que le refroidissement soit au top, car c'est la chaleur qui fait baisser la durée de vie d'un composant. d'ailleur pour faire les tests de MTBF, on fait fonctionner le composant à 10 fois supérieur à sa capacité, pour accélérer le processus. [/quote']

 

Je suis entièrement d'accord à condition que le système de refroidissement garantisse les limites de température de jonction. D'ailleurs, les nouvelles générations de LED poussent encore plus loin ces limites comme le montre cet extrait d'un datasheet de Ledengin:

 

"Based on long-term WHTOL testing, LedEngin projects that the LZ Series will deliver, on average, 90% Lumen Maintenance at 100,000 hours of operation at a forward current of 1000 mA. This projection is based on constant current operation with junction temperature maintained at or below 110°C."

 

En tout cas sachez que quand la température du boitier est à 50° C, il ne reste plus que 80% du nombre de lumen typique!

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c'est vraiment très faible, mais l'usage d'une tension élevée, et donc d'un courant modeste, y est pour beaucoup.

 

PS : désolé, j'ai l'habitude de tutoyer sur un forum

 

Ouiiiiiiiii ... Les pertes sont directement proportionnelles à I², rappelons nous!

 

Pas de problème pour le tutoiement, et si je dis "vous", c'est en me faisant l'illusion d'être lu par plus d'une personne!

 

Le secret est aussi dans le choix du Mosfet de puissance, croyez moi, et pour ça je suis un as! Le driver sera équipé d'un MOS de 0,2 Ohm que j'ai décidé de faire commuter à "zéro courant".

En effet, les pertes par commutation dans un MOSfet ont lieu à deux instant précis: Au passage de l'état OFF à l'état ON, et inversement. Or, avec la commutation à "zéro courant", on évite les pertes qui ont lieu lors du passage de l'état OFF à l'état ON.

 

Pour un courant de 1,3 Ampères, on peut déjà prévoir quelles seront les pertes statiques dans le MOS selon la relation suivante:

 

1,3² x 0,2 = ~0,34 Watt

[sigma 0]

dans le cas d'une commande en courant, ce problème est écarté puisque qu'en cas de claquage d'une DEL, le courant reste le même.

 

Hmmm, cela dépend du temps de réponse du driver. En effet, à l'instant où un LED se met en court-circuit, le driver peut mettre plusieurs dizaines de millisecondes à rétablir le courant de consigne, voire plusieurs centaines selon le principe de fonctionnement. Durant ce laps de temps, les autres LED voient leur courant augmenter de (en %):

 

(1 / (N-1)) x 100

 

N étant le nombre total de LED, mort ou vif.

 

En supposant bien sûr que les LED ont le même drop out (pour simplifier), et que la courbe de caractéristique courant/tension soit linéaire, ce qui est presque vrai (Voir datasheet Ledengin).

 

On s'aperçoit alors que plus le nombre de LED qui compose la série est grand, moins l'augmentation de courant est grand, et inversement. La boucle d'asservissement en courant de mon driver est prévue pour réagir en 600 µs environ.

[sigma 0]

pourrait-tu donner un schéma structurel, même incomplet ou pas au point, histoire de voir les choix effectué ?

 

Bah ... A part le schema de principe que je suis en train de terminer ... Un synoptique n'apporterait pas d'eau à ton moulin, car il ne s'agit que d'une topologie buck.

 

En tout cas, tu avais raison; après avoir fait les calculs des pertes durant le passage de l'état ON à l'état OFF du MOSfet, on abouti à 1 Watt de pertes totales. Il faut savoir que la quantité d'énergie dissipée durant cette phase est la plus dure à calculer, et Le résultat auquel je suis arrivé est le pire des cas.

 

D'autre part, la fréquence de fonctionnement du driver n'est pas de 200 kHz comme je l'avais annoncé, mais 100 kHz, et la dissipation du driver de MOS n'est pas de 40 mW mais 500 mW, en fait, il s'agissait de 40 mA et non pas 40 mW!

 

Si je reprends les chiffres corrigés pour recalculer le rendement, on obtient:

 

- 1 W dissipé dans le Mosfet de puissance, incluant les pertes statiques et les pertes par commutation.

 

- 170 mW dissipés dans la résistance shunt de mesure de courant.

 

- 250 mW dissipés dans la résistance de pied du Mosfet.

 

- 500 mW dissipés dans le pont de diodes de redressement secteur.

 

- 500 mW dissipés par le driver de MOS et le contrôleur.

 

Cela nous donne: 1 W + 170 mW + 250 mW + 500 mW + 500 W = ~2,4 Watts.

 

Toujours en supposant une charge de 64 LED à 3 Volts de drop out, cela nous donne: 64 x 3 = 192 Volts

Ce qui nous amène à une puissance de sortie de: 192 Volts x 1,3 Ampère = 250 Watts

 

Le rendement est donc de: 250 / (250 + 2,4) x 100 = 99 %

 

Pour 150 Watts de sortie avec le même courant:

 

150 / (150 + 2,4) x 100 = 98,4 %

 

A la bonne heure, cela ne change pas grand chose!

[miaouf_kirsh 9]

150 / (150 + 2,4) x 100 = 98,4 %

 

A la bonne heure, cela ne change pas grand chose!

 

comme tu dis, a 1 ou 2 % près ca change pas grand chose.

 

comme tu le rappelle bien sur un post plus haut, la T°C des led agit fortement sur le flux. c'est clair qu'une alim avec un mega rendement c'est super , mais ca sert a rien de se battre sur quelques mW de perte si on a deja pas un système de refroidissement au top.

 

par exemple :

 

1) 100W de leds, alim 80% de rendement, 25°C ==> 1*(Flux nominal)/125W = 0.008

 

2) 100W de led , alim 98% , 50°C ==> 0.8*(Flux nominal)/102W = 0.0078

 

donc en terme de rendement la solution 1) est mieux

 

bon apres j'abuse , de toute manière c'est toujours meiux d'avoir un bon rendement en début de chaine (alim ) car c'est ca qui impacte le plus sur le rendement final

[szackass 1]

bonsoir a tous

 

Woah ça c'est super comme projet =)

Moi qui me galère avec mes LM317t pour alimenter mes leds a 300mA...Le pire c'est les faux contacts dus a mon montage sur ventirads de microprocesseur...bref, dur de s'improviser constructeur de spot led haute luminosité =)

 

J'espère que le projet de THC intèressera le plus de monde possible, car je me dis que cette alim qui a l'air parfaite ne doit pas être donnée en petite série, a moins que THC ai besoin de testeurs de prototypes =)

Sinon qu'envisage tu aux niveaux du nombre de sorties du boitier?Car comme il est puissant, se serait bien de pouvoir y connecter plusieurs branches de petites series de leds pour en limiter la perte =)

 

Cannamicalement

[sigma 0]

J'espère que le projet de THC intèressera le plus de monde possible, car je me dis que cette alim qui a l'air parfaite ne doit pas être donnée en petite série, a moins que THC ai besoin de testeurs de prototypes =)

Sinon qu'envisage tu aux niveaux du nombre de sorties du boitier?Car comme il est puissant, se serait bien de pouvoir y connecter plusieurs branches de petites series de leds pour en limiter la perte

 

Justement, ce driver de LED est conçu pour obtenir un faible coût de fabrication. Le driver devrait sortir à 50 Euros en fin de chaine pour 100 pièces et moins de 40 Euros par mille. Si un nombre suffisant de personnes sont intéressées et que l'on décide de faire une CAO pour partir en production, alors nous prêterons les drivers de la pré-série à quelques chefs du forum afin qu'ils les testent et qu'ils donnent leur avis.

 

Quand au nombre de sorties, le driver est hélas pour l'instant, limité à une seule sortie. Même les LM317 ne se dédoublent pas par magie, si tu veux deux sorties, tu dois bien en mettre deux?

[szackass 1]

Oui il faut plusieurs boitiers =) un par valeur de courant désirée...

[szackass 1]

Petite edition de mon spot composé de deux leds CREE MC-E, finalement alimentée par 300mA, pour augmenter la durée de vie =)

Avec mes modestes appareils de mesures j'ai la STAR PCB a 15°C, il fait frais la ou je fais les tests, et au plus proche de la led, sur ce qui me parait etre le plus proche de la jonction j'ai entre 25 et 27°C, ce que je trouve raisonnable

=)

 

Voici mon Spot MC-E

 

Avec la led fixée sur ventirad avec pâte thermique =)

 

Un petit comparatif de 4 néons cool white de 18w a 1,80m, vers deux leds CREE MC-E a 30 cm...

 

je suis assez content du résultat, aprés toutes les galères pour fixer les leds :

 

Maintenant reste a voir en fonctionnement dans l'armoire a bouture, température, comportement des plantes, la suite aux prochains épisodes, heyheyhey, smoke weed everyday :-D

 

cannamicalement, Szackass

[miaouf_kirsh 9]

salut

 

petite astuce pour fixer les leds

 

la pâte thermique adhésive :

 

Artic silver adésive

 

en plus elle est non conductrice

 

pour moi c'est parfait

[sigma 0]

En tout cas on avance bien, et voici les courbes représentant la tension sur le drain du MOSfet et le courant de sortie.

 

 

 

 

Comme les pertes par commutation dans le MOS ne me plaisaient pas, j'ai décidé d'utiliser le mode quasi-résonant tout en conservant la commutation à zéro. Cette magnifique configuration tend à éliminer complètement les pertes par commutation, constatez les temps de montée légèrement inclinés. De ce fait, les pertes totales dans le MOS n'excéderont pas 400mW!

[miaouf_kirsh 9]

salut

 

c'est une simulation ou un test sur montage ?

 

en tout cas c'est bien sympa, le courant est ultra stable.

 

si tu a un schéma je suis preneur, je me suis toujours cassé les dents sur les régulateur buck.

[sigma 0]

Une simulation.

[reivilo 0]

idem, toujours en attente d'un schéma ou même d'un début de schéma.

 

c'est claire que le courant est stable, sur une simu ya pas trop à être étonné :-D

 

szackass sympa ton spot, avec les rad que tu utilise t'est tranquille, tu peut même monter à 700mA sans perdre d'énergie puisque les LM317 vont moins chauffer.

 

pour ma part j'ai fini mon mini-spot :

 

 

j'ai modifié la source de courant pour avoir une plage de réglage de 350mA à 1.1A. actuellement elle tourne à 1A, le rad chauffe mais sans plus. le ventilo est cablée sur la tension d'entrée, en principe de 12v, même si ça peut aller jusqu'a 36v. une petite résistance baisse la vitesse de rotation du ventilo.

 

sur une des pattes de la DEL, le cavalier me permet de mesurer le courant. j'aurais dû prévoir deux fils pour faire la mesure sur la résistance de shunt, ça aurait été plus simple...

[szackass 1]

bonsoir

 

reivilo : je testerai en conditions réelles, voir la réaction des plantes, si c'est trop faible je passerai a 600mA =)