LED fonctionnant sur secteur

Essayez Notre Instrument Pour Éliminer Les Problèmes





Introduction à la LED

Une LED ou La diode électroluminescente est une simple diode à jonction PN , en matériau avec une plus grande barrière énergétique. Lorsque l'alimentation est fournie à la jonction LED, les électrons passent de la bande de valence à la bande de conduction. Lorsque l'électron perd de l'énergie et revient à son état d'origine, un photon est émis. Cette lumière émise est dans la bande de fréquences de la gamme de fréquences visible de la lumière.

LED

LED



Cette diode simple émet de la lumière lorsque sa jonction p-n est polarisée par une tension aussi basse que 1 volt. La plupart des LED fonctionnent entre 1,5 et 2 volts, mais les types à haute luminosité, en particulier les LED blanches, bleues et roses, nécessitent 3 volts pour donner une luminosité maximale. Le courant traversant la LED doit être limité à 20-30 milliampères sinon l'appareil sera brûlé. Les LED blanches et bleues peuvent tolérer jusqu'à 40 milliampères de courant.


Diode électroluminescente - LED

Diode électroluminescente - LED



La LED a une puce semi-conductrice composée de composé de gallium qui a la propriété d'émission de photons sous l'influence du courant. La puce est connectée à deux bornes pour fournir la tension d'alimentation. L'ensemble est encapsulé dans un boîtier époxy avec les bornes en saillie. Le fil long de la LED est positif tandis que le fil court est négatif. À l'origine, le semi-conducteur utilisé dans la LED était le phosphate d'arséniure de gallium (GaAsP) tandis que l'aérésnure de gallium aluminium (GaAlAs) est utilisé aujourd'hui dans les LED à haute luminosité. Les LED bleues et blanches utilisent du nitrure d'indium et de gallium (InGaN) tandis que les LED multicolores utilisent différentes combinaisons de matériaux pour produire différentes couleurs. La LED blanche contient une puce bleue avec un phosphore inorganique blanc. Lorsque la lumière bleue frappe le luminophore, une lumière blanche sera émise.

Les LED émettent de la lumière en fonction de l'électroluminescence. Le matériau semi-conducteur dans la LED a à la fois des régions de type P et de type N. La région p porte une charge positive appelée trous tandis que la région N libère des électrons. Le matériau émetteur de photons est pris en sandwich entre les couches P et N. Lorsqu'une différence de potentiel est appliquée entre les couches P et N, les électrons de la couche N se déplacent vers le matériau actif et se combinent avec des trous. Cela libère de l'énergie sous forme de lumière du matériau actif. En fonction du type de matériau actif, différentes couleurs seront produites.

8 types de LED et le matériau utilisé

1. Arséniure d'aluminium et de gallium - LED infrarouge

2. Arséniure d'aluminium et de gallium, phosphure d'arséniure de gallium, phosphure de gallium - LED rouge


3. Phosphure d'aluminium et de gallium, nitrure de gallium - LED verte

4. Phosphure d'aluminium et de gallium, phosphure d'arséniure de gallium, phosphure de gallium - LED jaune

5. Phosphure d'aluminium et de gallium et d'indium - LED orange

6. Nitrure d'indium et gallium, carbure de silicium, saphir, séléniure de zinc - LED bleue

7. Nitrure d'indium et de gallium à base de nitrure de gallium - LED blanche

8. Nitrure d'indium et de gallium, nitrure de gallium d'aluminium - DEL ultraviolette

8 paramètres LED

1. Flux lumineux - C'est la quantité d'énergie de la LED et est mesurée en Lumen (lm) ou Milli lumen (mlm)

2. Intensité lumineuse - C'est le flux lumineux couvrant une zone et se mesure en termes de candela (cd). La luminosité de la LED dépend de l'intensité lumineuse.

3. Efficacité lumineuse - Il indique la lumière par rapport à la tension appliquée. Son unité est le lumen par watt (lm w).

4. Tension directe (Vf) - C'est la chute de tension aux bornes de la LED. Il va de 1,8 volts en LED rouge à 2,2 volts en LED verte et jaune. Dans les LED bleues et blanches, il est de 3,2 volts.

5. Courant direct (If) - C'est le courant maximum autorisé à travers la LED. Il varie de 10 mA à 20 mA dans les LED ordinaires et de 20 mA à 40 mA dans les LED blanches et bleues. Les LED de 1 watt très lumineuses nécessitent un courant de 100 à 350 milliampères.

6. Angle de vue - Il est également appelé angle hors axe. C'est la chute d'intensité lumineuse à la valeur de demi-axe. Il en résulte une luminosité totale en pleine condition. Les LED de type à haute luminosité ont un angle de vision étroit de sorte que la lumière sera focalisée dans un faisceau.

7. Niveau d'énergie - Le niveau d'énergie dans la sortie de lumière dépend de la tension appliquée et de la charge dans les électrons du semi-conducteur. Le niveau d'énergie est E = qV où q est la charge dans les électrons et V est la tension appliquée. q est typiquement de -1,6 × 1019 Joule.

8. Puissance de la LED - C'est la tension directe multipliée par le courant direct. Si un courant excessif traverse la LED, sa durée de vie sera réduite. Ainsi, une résistance série, généralement de 470 ohms à 1K, est utilisée pour limiter le courant à travers la LED.

La résistance LED peut être sélectionnée à l'aide de la formule Vs - Vf / If. Où Vs est la tension d'entrée, Vf est la tension directe de la LED et If est le courant direct de la LED.

Besoin d'alimentation CA pour piloter la LED

Pour les applications impliquant une faible puissance comme dans les téléphones portables, il est possible d'utiliser une alimentation en courant continu pour une LED. Cependant, pour les applications à grande échelle comme les feux de signalisation utilisant des LED, il est en fait peu pratique d'utiliser DC. En effet, à mesure que la distance augmente, la transmission de puissance CC contribue à plus de pertes et il est également assez peu coûteux d'utiliser des appareils pour la conversion CC-CC. En conséquence, il est plus approprié d'utiliser une alimentation en courant alternatif pour des applications haut de gamme comme l'éclat d'un grand nombre de LED.

Condensateur comme limiteur de tension alternative

LED Cir

Le condensateur a la propriété de s'opposer au changement de tension appliquée en tirant ou en fournissant du courant du circuit, lorsqu'ils se chargent ou se déchargent. Le courant à travers le condensateur est donné comme

I = CdV / dt

Où C est la capacité, dV / dt indique un changement de tension. I est la charge entre les plaques par unité de temps ou par le courant.

Le courant traversant un condensateur est une réaction contre le changement de tension. Par conséquent, pour une tension instantanée élevée, le courant est nul. En d'autres termes, la tension est en retard sur le courant de 90 degrés. Cette propriété du condensateur le rend utilisable comme réducteur de tension pour une alimentation en courant alternatif. Cependant, cela dépend de la valeur de la capacité et de la fréquence. Plus la fréquence et la capacité sont élevées, moindre est la réactance.

Application impliquant l'utilisation de l'alimentation secteur pour piloter la LED

Circuit LED

Les diodes électroluminescentes ou LED peuvent être directement actionnées via l'alimentation secteur en utilisant simplement la combinaison d'un condensateur et d'une résistance. L'alimentation principale CA de 220 V est convertie en CA basse tension à l'aide d'un transformateur. Le condensateur est utilisé comme limiteur de tension alors que la résistance est le limiteur de courant. Les diodes à PIV élevé (1000V) sont utilisées pour protéger les LED de la haute tension.

Normalement, la chute de tension à travers une LED blanche est d'environ 1,5V. Les LED sont connectées en deux combinaisons série-parallèle. Si 12 LED sont utilisées dans chaque combinaison, la chute de tension à travers la combinaison de LED est d'environ 30 V. La résistance agit comme un limiteur de courant et fournit une chute de tension d'environ 30V. Ainsi, avec la combinaison d'un condensateur et de la résistance, il est possible de piloter une série de LED. La valeur de la résistance dépend du nombre de LED utilisées. Puisque la valeur nominale de la LED est de 15 mA, le courant traversant chaque LED sera de 15 mA et le courant total à travers les deux ensembles de combinaisons de LED sera de 30 mA, provoquant une chute de tension de 30 V à travers la résistance de 1 k.

J'espère que vous avez une idée sur le concept de LED alimenté sur secteur si d'autres questions sur ce sujet ou sur le concept des projets électriques et électroniques, laissez la section commentaires ci-dessous.