LED drivers : comprendre et choisir le bon driver pour vos LED

Les drivers LED peuvent être une partie confuse de la technologie LED. Il existe tellement de types et de variations différents qu’il peut sembler un peu écrasant parfois. C’est pourquoi j’ai voulu écrire un article rapide expliquant les différentes variétés, ce qui les rend différentes et les choses à prendre en compte lors du choix du ou des drivers LED pour votre application d’éclairage.

Qu’est-ce qu’un driver LED, pourriez-vous demander ? Un driver LED est un dispositif électrique qui régule la puissance d’une LED ou d’une chaîne de LED. C’est une pièce cruciale d’un circuit LED et son absence entraînera une défaillance du système.

L’utilisation d’un driver est très importante pour éviter d’endommager vos LED, car la tension directe (V_f) d’une LED haute puissance change avec la température. La tension directe est la quantité de volts dont la diode électroluminescente a besoin pour conduire l’électricité et s’allumer. À mesure que la température augmente, la tension directe de la LED diminue, ce qui entraîne une augmentation du courant. La LED continuera à chauffer et à consommer plus de courant jusqu’à ce qu’elle se brûle, on appelle cela également une fuite thermique. Le driver LED est une alimentation autonome qui a des sorties adaptées aux caractéristiques électriques de la ou des LED. Cela permet d’éviter la fuite thermique car le driver LED à courant constant compense les variations de la tension directe tout en fournissant un courant constant à la LED.

Points à prendre en compte avant de choisir un driver LED

• Quel type de LED est utilisé et combien ?
  • Découvrez la tension directe, le courant de conduite recommandé, etc.
• Ai-je besoin d’un driver LED à courant constant ou d’un driver LED à tension constante ?
  • Nous expliquons la différence entre le courant constant et la tension constante ici.
• Quel type d’alimentation sera utilisé ? (DC, AC, batteries, etc.)
  • Alimentation à partir du courant alternatif ? Découvrez comment un driver AC peut vous être bénéfique !
• Quelles sont les contraintes d’espace ?
  • Travaillez-vous dans un espace restreint ? Pas beaucoup de tension à utiliser ?
• Quels sont les principaux objectifs de l’application ?
  • Taille, coût, efficacité, performance, etc.
• Des fonctionnalités spéciales sont-elles nécessaires ?
  • Gradation, pulsation, contrôle par microprocesseur, etc.

Tout d’abord, vous devriez savoir…

Il existe deux types principaux de drivers, ceux qui utilisent une alimentation en courant continu basse tension (généralement 5-36VDC) et ceux qui utilisent une alimentation en courant alternatif haute tension (généralement 90-277VAC). Les drivers LED qui utilisent une alimentation en courant alternatif haute tension sont appelés drivers hors ligne ou drivers LED AC. Dans la plupart des applications, l’utilisation d’un driver LED à entrée en courant continu basse tension est recommandée. Même si votre entrée est en courant alternatif haute tension, l’utilisation d’une alimentation à découpage supplémentaire permettra d’utiliser un driver à entrée en courant continu. Les drivers à courant continu basse tension sont recommandés car ils sont extrêmement efficaces et fiables. Pour les applications plus petites, il y a plus d’options de gradation et de sortie disponibles par rapport aux drivers en courant alternatif haute tension, vous avez donc plus de possibilités dans votre application. Cependant, si vous avez un grand projet d’éclairage général pour l’éclairage résidentiel ou commercial, vous devriez voir comment les drivers en courant alternatif peuvent être plus adaptés à ce type de travail.

Deuxième chose à savoir

Deuxièmement, vous devez connaître le courant de conduite que vous souhaitez appliquer à la LED. Des courants de conduite plus élevés donneront plus de lumière à la LED et nécessiteront également plus de puissance pour allumer la lumière. Il est important de connaître les spécifications de votre LED afin de connaître les courants de conduite recommandés et les exigences en matière de dissipateur thermique afin de ne pas brûler la LED avec un courant trop élevé ou une chaleur excessive. Enfin, il est bon de savoir ce que vous recherchez dans votre application d’éclairage. Par exemple, si vous souhaitez une gradation, vous devez choisir un driver avec des capacités de gradation.

Un peu plus sur la gradation

La gradation des LED varie en fonction du type d’alimentation que vous utilisez ; je vais donc passer en revue les options de gradation en courant continu et en courant alternatif afin de mieux comprendre comment graduer toutes les applications, qu’elles soient en courant continu ou en courant alternatif.

Gradation en courant continu

Les drivers alimentés en courant continu basse tension peuvent être facilement gradés de plusieurs manières différentes. La solution de gradation la plus simple consiste à utiliser un potentiomètre. Cela permet une plage complète de gradation de 0 à 100 %.

Potentiomètre de 20K Ohm

Cela est généralement recommandé lorsque vous n’avez qu’un seul driver dans votre circuit, mais si plusieurs drivers sont gradés à partir d’un seul potentiomètre, la valeur du potentiomètre peut être trouvée en utilisant la formule – KΩ/N – où K est la valeur de votre potentiomètre et N est le nombre de drivers que vous utilisez. Nous avons des BuckPucks câblés qui sont livrés avec un potentiomètre de 5K à bouton rotatif pour la gradation, mais nous avons également ce potentiomètre de 20K qui peut facilement être utilisé avec nos drivers BuckBlock et FlexBlock. Il suffit de connecter le fil de terre de gradation à la broche centrale et le fil de gradation à l’un des côtés (choisir un côté détermine simplement la direction dans laquelle vous tournez le bouton pour le faire varier).

Votre deuxième option pour la gradation est d’utiliser un gradateur mural 0-10V, comme notre commande de gradation basse tension A019. C’est la meilleure façon de graduer si vous avez plusieurs unités, car le gradateur 0-10V peut fonctionner avec plusieurs drivers à la fois. Il suffit de connecter les fils de gradation directement à l’entrée du driver et le tour est joué.

Gradation en courant alternatif

Pour les drivers alimentés en courant alternatif haute tension, il existe également plusieurs options de gradation en fonction de votre driver. De nombreux drivers en courant alternatif fonctionnent avec une gradation 0-10V, comme nous l’avons expliqué ci-dessus. Nous proposons également des drivers LED Mean Well et Phihong qui offrent une gradation TRIAC, ce qui leur permet de fonctionner avec de nombreux gradateurs à bord d’attaque et à bord de fuite. Cela est utile car cela permet aux LED de fonctionner avec des systèmes de gradation résidentiels très populaires tels que Lutron et Leviton.

Combien de LEDs pouvez-vous faire fonctionner avec un driver ?

Le nombre maximum de LEDs que vous pouvez faire fonctionner avec un seul driver est déterminé en divisant la tension de sortie maximale du driver par la tension directe de votre ou de vos LED. Lors de l’utilisation de drivers LuxDrive, vous déterminez la tension de sortie maximale en soustrayant 2 volts de votre tension d’entrée. Cela est nécessaire car les drivers ont besoin d’une marge de 2 volts pour alimenter les circuits internes. Par exemple, en utilisant le driver BuckPuck 1000mA câblé avec une entrée de 24 volts, vous auriez une tension de sortie maximale de 22 volts.

De quoi ai-je besoin en termes d’alimentation ?

Cela nous amène à trouver la tension d’entrée dont nous avons besoin pour nos LEDs. La tension d’entrée, après tout, correspond à notre tension de sortie maximale pour notre driver une fois que nous avons pris en compte la tension de surcharge du circuit du driver. Assurez-vous de connaître les tensions d’entrée minimales et maximales de vos drivers LED. Pour un exemple, nous utiliserons le BuckPuck 1000mA câblé, qui peut accepter des tensions d’entrée de 7 à 32VDC. Pour trouver la tension d’entrée nécessaire pour une application, vous pouvez utiliser cette formule simple.

V_o + (V_f x LED_n) = V_in

Où :

V_o = Tension de surcharge pour les drivers – 2 si vous utilisez un driver LuxDrive en courant continu ou 4 si vous utilisez un driver LuxDrive en courant alternatif

V_f = Tension directe des LEDs que vous souhaitez alimenter

LED_n = Le nombre de LEDs que vous souhaitez alimenter

V_in = Tension d’entrée du driver

Par exemple, si vous devez alimenter 6 LEDs Cree XPG2 à partir d’une source d’alimentation en courant continu et que vous utilisez le BuckPuck câblé ci-dessus, alors V_in devrait être d’au moins 20VDC en fonction du calcul suivant.

2 + (3,0 x 6) = 20

Cela détermine la tension d’entrée minimale que vous devez fournir. Il n’y a aucun problème à utiliser une tension plus élevée jusqu’à la tension d’entrée maximale du driver, donc comme nous n’avons pas d’alimentation 20VDC, vous devrez probablement opter pour une alimentation 24VDC afin de faire fonctionner ces LEDs.

Maintenant, cela nous aide à nous assurer que la tension fonctionne, mais pour trouver la bonne alimentation, nous devons également trouver la puissance totale du circuit LED. Le calcul de la puissance des LEDs est le suivant :

V_f x Courant de conduite (en ampères)

En utilisant les 6 LEDs XPG2 ci-dessus, nous pouvons trouver notre puissance.

3,0 V x 1A = 3 Watts par LED

Puissance totale pour le circuit = 6 x 3 = 18 watts

Lors du calcul de la puissance appropriée de l’alimentation pour votre projet, il est important de prévoir une « marge » de 20 % à votre calcul de puissance. Cette marge de 20 % permet d’éviter que l’alimentation ne soit surchargée. Une surcharge de l’alimentation peut provoquer des scintillements des LEDs ou une défaillance prématurée de l’alimentation. Il suffit de calculer la marge en multipliant la puissance totale par 1,2. Donc, pour notre exemple ci-dessus, nous voudrions au moins 21,6 watts (18 x 1,2 = 21,6). La taille d’alimentation la plus proche courante sera de 25 watts, il serait donc dans votre intérêt d’obtenir une alimentation de 25 watts avec une sortie de 24 volts.

Que faire si je n’ai pas assez de tension ? Utilisation d’un driver LED Boost (FlexBlock)

Les drivers LED FlexBlock sont des drivers boost, ce qui signifie qu’ils peuvent fournir une tension supérieure à celle qui leur est fournie. Cela vous permet d’alimenter plus de LEDs en série avec un seul driver LED. Cela est extrêmement utile dans les applications où votre tension d’entrée est limitée et où vous avez besoin de fournir plus de puissance aux LEDs. Comme pour le driver BuckPuck, le nombre maximum de LEDs que vous pouvez alimenter avec un seul driver en série est déterminé en divisant la tension de sortie maximale du driver par la tension directe de vos LEDs. Le FlexBlock peut être connecté selon deux configurations différentes et varie en fonction de la tension d’entrée. En mode Buck-Boost (standard), le FlexBlock peut gérer des charges LED supérieures, inférieures ou égales à la tension de l’alimentation. Vous trouvez la tension de sortie maximale du driver dans ce mode avec cette formule :

48VDC – V_in

Donc, en utilisant une alimentation 12VDC et les LEDs XPG2 ci-dessus, combien pourrions-nous faire fonctionner avec le FlexBlock 700mA ? Votre tension de sortie maximale est de 36VDC (48-12) et la tension directe du XPG2 fonctionnant à 700mA est de 2,9, donc en divisant 36VDC par cela, nous voyons que ce driver pourrait alimenter 12 LEDs. En mode Boost-Only, le FlexBlock peut fournir jusqu’à 48VDC à partir d’aussi peu que 10VDC. Donc, si vous étiez en mode Boost-Only, vous pourriez alimenter jusqu’à 16 LEDs (48/2,9). Ici, nous expliquons en détail comment utiliser un driver boost FlexBlock pour alimenter vos LEDs.

Vérification de la puissance pour les drivers d’entrée en courant alternatif haute puissance

Maintenant, avec les drivers d’entrée en courant alternatif, ils produisent une certaine quantité de watts pour fonctionner, vous devez donc trouver la puissance de vos LEDs. Vous pouvez le faire en utilisant cette formule :

[Vf x Courant (en ampères)] x LEDn = Puissance

Donc, si nous essayons d’alimenter les mêmes 6 LEDs Cree XPG2 à 700mA, votre puissance serait…

[2,9 x .7] x 6 = 12,18

Cela signifie que vous devez trouver un driver AC qui peut fonctionner jusqu’à 13 watts, comme notre driver LED Phihong 15 watts.

REMARQUE : Il est important de prendre en compte la tension de sortie minimale des drivers hors ligne lors de la conception de votre application. Par exemple, le driver ci-dessus a une tension de sortie minimale de 15 volts. Étant donné que la tension de sortie minimale est supérieure à celle de notre seule LED XPG2 (2,9V), vous devriez connecter au moins 6 de ces LEDs en série pour les faire fonctionner avec ce driver particulier.

Outils pour comprendre et trouver le bon driver LED

Maintenant, vous devriez avoir une assez bonne idée de ce qu’est un driver LED et de ce que vous devez rechercher pour sélectionner un driver avec une alimentation suffisante pour votre application. Je sais qu’il y aura encore des questions et pour cela, vous pouvez nous contacter ici au (802) 728-6031 ou à [email protected].

Nous avons également cet outil de sélection de driver qui aide à calculer quel driver serait le mieux en entrant les spécifications de votre circuit.

Si votre application nécessite une taille et une sortie personnalisées, veuillez contacter LEDdynamics. Leur division LUXdrive concevra et fabriquera rapidement des drivers LED personnalisés ici même aux États-Unis.

Merci de nous avoir suivi et j’espère que cet article aidera tous ceux qui se demandent ce que sont les drivers LED.