LED blanche 20W très haute luminosité

Les LED modernes de très forte puissance ne sont rien d'autre qu'un assemblage ultra compact série parallèle de plusieurs LED élémentaires. Cet article présente deux LED blanches (blanc chaud et blanc froid) de 20W et 1600 lumens : caractéristiques électriques et utilisation.

Voici donc la mise en pratique d'une LED blanche 20W.

LED blanche 20W : haut luminosité

Branchement de la LED blanche 20W

Cette LED blanche 20W se connecte à ses deux extrémités. La large patte qui possède un trou correspond au + (anode) de la LED. Il faut impérativement monter la LED sur un radiateur avec de la pâte thermique si on l'utilise plus de 2 secondes à pleine puissance !

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Montage de la LED blanche 20 Watts sur radiateur

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Très haute luminosité de la LED blanche 20 Watts

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LED blanche 20W haute luminosité

Luminosité et courant de la LED blanche 20W

Les données du constructeur sont:

  • Tension : 13,5 - 15 V
  • Courant : 1500 mA
  • Puissance : 20 W
  • Flux lumineux : 1600 lm (équivalent à une ampoule à incandescence de 125 W).
  • Couleur : blanc froid (température de couleur 7000 - 8000 K environ) ou blanc chaud (température de couleur 3000 - 3500 K environ)

Plus le courant qui circule dans la LED est élevé, plus elle brille !

Pour la photo, on peut alimenter la LED avec 5 mA environ :

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LED blanche (blanc froid) 20 W haute luminosité (à 5 mA)

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LED blanche (blanc chaud) 20 W haute luminosité (à 5 mA)

Sur les 2 LED blanches, on voit 16 carrés lumineux. En fait, chaque carré est une "petite" LED blanche. Le schéma ci dessous représente les connexions :

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Schéma interne de la LED blanche haute luminosité 20 W

Chaque LED élémentaire a donc une tension de fonctionnement de 3,6 V environ et un courant de 375 mA (1500 mA / 4). Ces valeurs sont fréquentes pour des LED blanches 1 W.

Caractéristiques des LED blanches 20 W haute luminosité

Ici, 2 LED blanches sont testées (blanc froid et blanc chaud).

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LED blanche (blanc froid)

La caractéristique courant-tension de la LED blanche est la suivante :

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Caractéristiques de la LED blanche

Les caractéristiques sont très proches. L'alimentation utilisée n'a pas permis d'aller jusqu'à 1500 mA. A 9,2 V, la luminosité de la LED commence juste à être visible à l’œil nu.

Luminosité et intensité lumineuse de la LED

Une luminosité totale de 1600 lumens est émise par cette LED mais dans une ouverture de 160° d'angle. En revanche, une ampoule traditionnelle (basse consommation, halogène, à incandescence) émet dans toutes les directions. L'intensité lumineuse (en candelas) est 2 à 3 fois plus importante pour la LED 20 W que pour une ampoule qui émettrait aussi 1600 lumens.

En face de la LED, on reçoit l'intensité lumineuse d'une source de 4000 lumens environ qui émettraient dans toutes les directions (ampoule à incandescence de 250 W...)

Explication : si l'angle d'ouverture de la LED était de 180° exactement, la lumière de la LED serait émise dans un demi espace. L'intensité lumineuse serait alors doublée par rapport à une source (ampoule) qui émettrait autant de lumens mais dans toutes les directions.

Pour la définition d'"intensité lumineuse" et "candela", voir cet article :

Conversion lumen, candela et stéradian

Prix du montage à LED haute luminosité

Pour réaliser une installation d'éclairage à base de LED haute luminosité 20 W, il faut :

- LED 20 W : 5 euros ou moins

- Alimentation spécifique (LED driver) : 10 euros (ou alimentation 24 V, chargeur de PC portable et résistance série).

Dispersion des tensions de seuil

Les 16 carrés de la LED blanche (blanc froid) n'ont pas tous exactement la même tension de seuil. On peut le voir expérimentalement en plaçant la LED à son seuil (9,2 V environ). Seuls 3 carrés brillent sur les 16 !

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LED blanche 20 W fonctionnant sous sa tension de seuil

Explication du phénomène : il semble surprenant que ce ne soit pas toute la branche de 4 carrés en série qui brille "avant" les autres. En fait, le 4ème carré de la branche (celui qui ne brille pas) est très légèrement dégradé et laisse passer un courant de fuite avant de commencer à briller. C'est comme si une résistance parasite existait en parallèle avec ce carré. Le courant de fuite traverse les 3 autres carrés et les fait briller légèrement.

A ce niveau de courant, la luminosité est très faible. Dès qu'on augmente le courant (1 mA et plus), cette différence disparaît et les 16 carrés brillent. La LED retrouve son harmonie.

Image de comparaison : LED et rivière

Cette dispersion peut évoquer à certains l'image d'un fleuve presque tari. Pour un très faible débit d'eau, la plupart des zones du lit du fleuve seront sèches et seule une partie du lit laissera passer l'eau. Le flux de l'eau n'est alors pas homogène.

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Courant non homogène (lorsque sa valeur est très faible)

Application de la LED haute luminosité, haute puissance

- éclairage moderne

- jeux de lumière (stroboscope, flash, etc)

Conclusion sur les LED très haute luminosité

Les nouvelles générations de LED permettent un réel éclairage à base de LED de haute puissance. Ces LED ont une efficacité lumineuse excellente, un peu meilleure que les lampes basse consommation. Le montage des LED haute puissance doit se faire sur un radiateur pour évacuer la chaleur. Une alimentation de 1500 mA doit alimenter une LED 20 W qu'on trouve par ailleurs en ton chaud ou froid.

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Exemple de LED 100 W (35 V et 3 A) : toujours plus de puissance...

Lalikan34
vendredi 27 janvier 2012 18:43

Bonsoir, Je suis vivement interesse de connaitre la reference et les coordonnées du fournisseur de ce led Merci de votre aide

Hmargera
dimanche 19 février 2012 13:29

Bonjour, Merci pour cet article. Pouvez-vous nous donner les références del LED 20W et les dimensions du radiateur ? Cordialement, HM

Nina67
dimanche 19 février 2012 19:03

Bonjour, la LED vient d'un vendeur Ebay en Asie de l'est. Il n'y a aucune référence particulière. La LED est "20W White High Power LED Energy Saving Lamp Light". Pour le radiateur, il mesure environ 10x5x5cm. Si vous utilisez la LED moins de 2 secondes, aucun radiateur n'est nécessaire. A bientot.

Hmargera
lundi 20 février 2012 08:47

Bonjour et merci pour ces informations supplémentaires. Je pense avoir trouvé le vendeur (1topstore). Pouvez-vous me dire quelle type et valeur de résistance vous avez utilisé pour un fonctionnement continu ? Cordialement, HM

Fildefer
lundi 3 septembre 2012 20:46

Il suffit de lire l'article... Il n'y a PAS de résistance puisque c'est un montage série parallèle. Une résistance branchée sur une LED 20 watts... ça fait chaud ! Mais bon

Nina67
lundi 3 septembre 2012 20:55

Bonsoir, Il n'y a pas de résistance dans le boitier de la LED 20W, mais si on souhaite l'utiliser sur une source de tension (exemple 18V ou 24V), il faut une résistance de puissance qu'on insère en série. Ce n'est pas super, mais c'est très économique, comparé à un circuit spécifique, du genre driver de LED (=générateur de courant constant). Sur 24V, une résistance de 20Watts / 8.2 Ohms convient, mais ça chauffe, en effet...

Hmargera
vendredi 28 septembre 2012 14:47

J'ai mis une résistance de 1 ohm/10W dans laquelle il passe 1A. Le système est composé de 4 LED alimentées en 16V par une alimentation de PC portable IBM avec une régulation en courant LM317/1 ohm par LED.Cela chauffe évidemment et fait baisser le rendement de l'ensemble, mais la facilité de réalisation est tellement plus simple, et le coût probablement plus faible.

Nina67
vendredi 28 septembre 2012 17:29

Bonsoir hmargera, merci pour ce commentaire. Vous avez tout à fait raison et votre avantage, c'est que l'alimentation que vous utilisez a une tension pas trop supérieure à la tension de la LED (13.5-14V). A voir si le LM317 n'est pas en saturation vu que la tension à ses bornes serait de 16-13.2-1=1.8V. Ca me semble un peu limite pour garantir le 1A de courant (fonctionnement correct de la source de courant, qu'on devrait appeler limiteur de courant plutôt que source !). Cordialement

Nina67
vendredi 28 septembre 2012 17:31

Concernant le courant qui circule dans la LED, le LM317 a une tension de référence de 1.25V, donc aux bornes de la résistance de 1 Ohm, cela correspond à 1.25A. Or, vous dites qu'il ne circule que 1A ? N'est-on pas en saturation du LM317 ?

triac Triac
vendredi 18 octobre 2013 15:01

Avec quoi vous fixer la led de puissance sur le dissipateur ? Vous avez utiliser une colle ?

Alassafo
samedi 25 janvier 2014 08:06

Bonjour mes chers , je voudrais avoir l'adresse du fournisseur de ces LED

nina67 Nina67
lundi 27 janvier 2014 08:46

bonjour, on peut trouver ce type de led sur des sites d'enchères sur internet ! Cordialement