Les ampoules à LED sont très répandues et consomment très peu d'électricité ! Mais comment les LED sont-elles connectées ? Ci dessous, on voit le schéma typique d'une ampoule à LED. Il est facile de réaliser soi même ce circuit.
Condensateur de 330nF monté en "capacité chutrice" dans une ampoule à LED
Le secteur traverse tout d'abord le condensateur de 330nF (type X2). Ce condensateur fonctionne en résistance qui limite le courant. On l'appelle parfois "capacité chutrice" ou "capa chutrice". En effet, c'est lui qui encaisse la chute de tension entre le secteur et le pont redresseur. L'impédance d'un condensateur vaut :
Z = 1 / (2.Pi.C.f)
Z : impédance en Ohms
C : capacité en F
f : fréquence en Hz
Pour 50Hz et 330nF, l'impédance vaut environ 9650 Ohms. Sous une tension de 230V alternatifs, ce condensateur laisse passer un courant de 230/9650 = 23.8mA. Si la tension aux bornes du pont n'est pas négligeable, la tension aux bornes du condensateur sera réduite d'autant et le courant le traversant aussi.
La résistance de 470kOhm en parallèle avec la capa de 330nF sert à la décharger lorsqu'on a débranché l'ampoule à LED.
Redressement
Le redressement est confié à 4 diodes 1N4007. C'est classique et d'autres diodes équivalentes font bien l'affaire.
Lissage
Le condensateur de 100uF est chimique et polarisé. Sa tension de service est fonction du nombre de LED insérées en série. Si on met 20 LED bleues, vertes ou blanches en série, la tension s'établit autour de 62V (3.1V par LED). Avec des LED jaunes, oranges ou rouges, la tension s'établit autour de 38V (1.9V par LED). Cela dépend de la tension directe Vf aux bornes de chaque LED (pour un courant de 20mA)
On peut placer autant de LED qu'on veut en série, avec un maximum d'environ 50. Au delà, il faut recalculer la capacité chutrice pour augmenter le courant dans les LED jusqu'à 20mA.
En pratique
Une ampoule à LED de 1W possède souvent 18 ou 20 LED de 5mm transparentes ("waterclear") et consomme environ 1W.
Attention, avec les 20mA alternatifs appelés sur la prise, la consommation est de 230 x 0.020 = 4.6VA. Seul les 1W (puissance active) consommés sont facturés...
LED d'une ampoule à LED : transparentes et diamètre 5mm
Remarques sur le montage "capacité chutrice"
- Si l'ensemble des LED a un faux contact, la tension aux bornes du condensateur chimique va grimper dangereusement et tendre vers 320V (secteur redressé). Si on reconnecte alors les LED, elles seront alimentées par une tension excessive qui les fera toutes claquer d'un coup !
- En fonctionnement normal, aucune résistance de limitation n'est nécessaire en série avec les LED puisque la limitation est faite grâce à la capa chutrice (qui ne chauffe pas, contrairement à une résistance)
- Lors du branchement à la prise, le pic de courant (la capa chutrice est initialement vide) est absorbé par le condensateur de 100uF. Les LED ne craignent donc rien. Même avec un condensateur de 10uF, le pic est absorbé.
- Aucune isolation électrique entre les LED et le secteur
- Mais pas de transfo, aucun échauffement, montage très simple... Donc ampoule à LED pas chère et légère !
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