Il est facile et avantageux de monter des LED en série plutôt qu’en parallèle. Cela permet de réduire le courant consommé sur l’alimentation. Mais combien peut-on monter de LED en série ? Comment calculer la résistance ?

Voici donc comment calculer la résistance série pour un ensemble de LED elles-mêmes montées en série :

montage de led en serie et resistance 0

Résistance série avec la LED à déterminer

Calcul de la résistance série pour une LED

Le calcul détaillé pour une seule LED est présente ci dessous, avec un exemple :

Calcul de la résistance série avec une LED

Exemple : montage de 3 LED en série

Sur une alimentation de 12V, on souhaite faire briller 3 LED rouges de 20mA (tension de seuil égale à 1,8V). Deux solutions sont possibles :

montage de led en serie et resistance 1

Montage en série ou en parallèle de 3 LED

En mettant en série les 3 LED, on divise par 3 la consommation sur l’alimentation (20mA au lieu de 60mA) !

Dans ce cas, il faut privilégier le montage en série (celui de droite). Pour calculer la résistance (dans le montage en série), on utilise la relation :

montage de led en serie et resistance 2

La tension ULED vaut ici 3 x 1,8V = 5,4V (les tensions s’additionnent). Il s’établira 5,4V aux bornes de l’ensemble des 3 LED rouges. Pour déterminer la résistance série à placer, on calcule avec 12V d’alimentation, 5,4V aux bornes des LED et un courant de 0,02A (20mA) :

R = (12 – 5,4) / 0,02 = 330 Ohms

La valeur 330 Ohms est standard, on choisira donc R = 330 Ohms. Si la tension d’alimentation 12V peut fluctuer de +/-10% par exemple (jusqu’à 13,2V), il faut faire le calcul dans le pire cas (13,2V) :

R = (13,2 – 5,4) / 0,02 = 390 Ohms

A défaut, on choisira une valeur supérieure (390 ou 470 Ohms).

Combien de LED en série ?

La mise en série de LED est très avantageuse pour réduire la consommation, mais combien peut-on monter de LED en série ?

Il n’y a pas de réponse unique et définitive. Cela dépend de la stabilité de la tension d’alimentation et de la variation de courant qu’on accepte. C’est un compromis.

Pour mettre en évidence le problème, prenons un exemple numérique.

On souhaite alimenter plusieurs LED (20mA, 1,8V) à partir d’une tension 12V qui peut fluctuer. Si la tension augmente de 1%, de quel pourcentage augmente de courant ?

montage de led en serie et resistance 3

Calcul de la résistance série :

R = (12 – 1,8) / 0.02 = 510 Ohms

Calcul du courant : la tension vaut 12V +1%, c’est-à-dire 12,12V. Le courant se calcule avec la loi d’Ohm :

I = (12,12-1,8) / 510 = 20,23mA

Soit une augmentation de +1,2%.

On effectue les calculs pour les montages de 2 à 6 LED en série (toujours avec une tension de 12V qui augmente de 1%) :

montage de led en serie et resistance 4

Augmentation du courant de +1,4% pour 2 LED en série

R = (12 – 3,6) / 0,02 = 420 Ohms

Calcul du courant : la tension vaut 12V +1%, c’est-à-dire 12,12V. Le courant se calcule avec la loi d’Ohm :

I = (12,12 – 3,6) / 420 = 20,29mA

Soit une augmentation de +1.4%.

montage de led en serie et resistance 5

Augmentations du courant de +1,8% et +2,5% pour 3 et 4 LED en série

montage de led en serie et resistance 6

Augmentations du courant de +4% et +10% pour 5 et 6 LED en série

Un bon compromis est de se limiter à 4 ou éventuellement 5 LED en série. La tension aux bornes de la résistance peut être de 1/4 à 1/2 de la tension totale du montage.

Remarques sur le montage série des LED

Les calculs supposent un pire cas qui est que la variation absolue de tension (+0,12V) se retrouve entièrement aux bornes de la résistance. En réalité, l’augmentation du courant dans les LED va augmenter un peu la tension à leurs bornes.

Pour de petites variations, la variation relative du courant est proportionnelle à la variation relative de la tension d’alimentation. Le rapport de ces variations est alors constant et fait penser à l’élasticité en économie.

Pour alimenter 9 LED en 12V, le plus simple est de faire 3 montages série de 3 LED chacun, les 3 montages étant en parallèle au lieu de faire un ensemble de 4 et un ensemble de 5.

montage de led en serie et resistance 7

Montage de 9 LED rouges sur du 12V

Montage de LED en pratique

montage de led en serie et resistance 8

montage de led en serie et resistance 9

Ensembles de LED bleues (3,8V à 20mA) en série et résistance 180 Ohms alimentés en 18V

Conclusion sur le montage en série des LED

– réduction considérable du courant consommé

– nombre de LED à mettre en série : compromis entre consommation et variation acceptables de courant. La tension aux bornes de la résistance peut être de 1/4 à 1/2 de la tension totale du montage.