Montage de LED en série et résistance
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 :
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 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 :
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 ?
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%) :
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%.
Augmentations du courant de +1,8% et +2,5% pour 3 et 4 LED en série
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 9 LED rouges sur du 12V
Montage de LED en pratique
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.
mardi 2 août 2011 19:52
Bonjour , Je viens de découvrir ce forum et particulièrement le sujet que vous avez traité nina67 ! Je souhaiterai obtenir un peu d'aide sur le choix et le calcul de résistance pour une auto ... c'est possible ? - allez c'est partit alors ! Ma 1ere question est : Je veux installer des led dans les optiques d'un audi tt . Pour ce faire , j'ai acheté 30 leds Hight Power 1W 8mm Straw Hat White LED Lamp Light 240,000mcd . ainsi que j'ai essayé de calculer des résistance qui irai avec les led pour de l'automobile , et j'en ai conclu suivant mes calcul qu'il fallait acheter des résistances 15ohm 1Watt resistance métal 5% 15 ohm . --- Je tiens à préciser que je n'y connais absolument rien en électricité , alors j'ai cherché sur wikipédia la formule de calcul , mais ne connaissant pas le raisonnement , je n'ai fait que appliquer "bêtement" la formule sans savoir si elle est juste ou fausse ! D'ou la raison de ma prise de renseignements ;) Si il y a un dessin ou schéma à communiquer , SVP essayer de me le faire de question "enfantine" afin que je comprenne bien ! Merci de votre patience à cxe sujet --- Voici ma méthode de calcul : Après mûre réflexion , j'ai décidé de faire un branchement de 4x3 leds (les paquet de 3 led sont branchés en série Je dois installer 12 leds par phares . Les leds font 3.4v et 300ma chacune . Ma voiture est sur 12v mais lorsqu'elle est à 2500tr/min elle est en fait plutôt à 14.4v . A savoir aussi , elle est multiplexé , donc elle fait un contrôle d'ampoule systématiquement avant chaque démarrage . Donc pour le montage en série : Calcul de la résistance pour les 3 leds R=U/I (14.4 - (3.4x3))/0.34 = (14.4 - 10.2)/0.34 = 4.2/0.34 = 12.35 Ohms Calcul de la puissance admissible de la résistance des 3 led R=UxI 4.2x0.34 = 1.428w Est-ce que j'ai bon dans mes calcul ? ai-je fait le bon choix lors de mes achats ? Est-ce que mes led vont éclairer suffisament pour tenir leur fonction de feux de jour (est-ce que se sera bien visible en plein jour)? Est-ce que se sera pas trop éblouissant pour la nuit ? - 2eme question : Mon alimentation est de 21w pour la fonction DRL (feux de jour) et de 6w pour les veilleuses . Je voudrai que les "leds" soit allumé avec les feux de jour MAIS elles vont s'éteindre lorsque je vais allumer mes veilleuses ... J'ai pensé à un relais 5 pôles bipolaire « 2 contacts » afin de permuter les feux de jour en feux de position mais est-ce possible de les faire fonctionner ces meme led dans ce cas à plus faible intensité que en feux de jour ? En sachant que la voiture est multiplexé donc contrôle des ampoules par l’ordinateur . Un schéma très simple et distinguant bien les éléments est préfèrable pour moi (désolé d'être aussi inculte sur ce sujet...) Je me disai aussi qu'il va falloir des résistances pour baisser l'alimentation électrique arrivant du véhicule afin de faire fonctionner tout ça . DRL = 21w , veilleuse = 6w Une led consomme 300ma suivant ses caractéristiques . Calcul : 12 led x300mA = 3600mA Puissance dissipée 43.2w( P= UxI => 12x3.6=43.2W) Alors déjà 43.2w déjà me parait ENORME a dissipé !!! Je dois me tromper quelque part sur mes calcul car je n'ai que 21w venant de mon DRL (alors je parle meme pas de mes 6w des veilleuse ...) donc suivant mes calcul ça ne marcherai pas ? j'ai acheté le matos pour rien ? Ou est-ce que parceque j'ai mis en "série" cela fait baisser l'intensité ? Bref je suis perdu ... Ah oui j'allais oublier ! J'ai parlé des feux avant , mais pour les feux arrières , j'ai acheté des ampoules à leds toute "prête" . Je sais que la plupart des alimentations de mes ampoules clignotant ou stop est de 21w (P21w ou H21w) Avec "google" mon ami , j'ai pu difficilement obtenir une info capitale pour le calcul : la consomation d'une SMD 5050 ! Car nulle part c'est précisé sur toutes les ampoules que j'ai acheté la puissance absorbé ... Je sais qu'une led dite "classique" consomme en moyenne 0.050mA . Suivant les info que j'ai trouvé , je suis parti sur une base de 0.025mA par led SMD . Sur l'ampoule pris en exemple , elle en comporte 13 SMD de 5050 Calcul : 13 x0.025 = 0.300mA L'alimentation est de 21w Calcul : 21/12 = 1750mA = 1.75A Je passe maintenant au calcul de ma résistance : 1750 - 300 = 1550mA 12/1.55 = 7.74 = 8ohms 12x1.55 = 18.6w = 20w (ou 25w car c'est plus facile à trouver mais est ce que c'est dangereux ?) Donc pour que une ampoule de 13 SMD 5050 fonctionne sur du 21w , il me faut une résistance de 8ohms et 20W mini d'absortion , c'est ça ? Monter la résistance en série ? en parrallèle ? Est-ce que mes calcul sont juste ? Est-ce d'après vous les ampoules que j'ai choisit seront au moins aussi puissante que celle d'origine en hallogène ? Merci par avance de la patience qu'on va donner à mon égard afin de m'expliquer au plus clair les formules de calcul ... Très cordialement . Jis