Comment atténuer les effets négatifs de l'utilisation de DEL parallèles avec une résistance commune?

Nous connaissons tous l'erreur de recrue d'utiliser des DEL en parallèle et de ne pas leur donner des résistances en série séparées. Ils le font souvent pour des motivations mal fondées telles que "Je veux économiser de l'argent sur les résistances" , "Je ne veux pas souder autant" et "Ils ont tous la même couleur de toute façon alors pourquoi s'embêter?" .

La bonne réponse dans une telle situation est de persuader le PO d'utiliser des résistances séparées. Les forums et les sites d'assurance qualité (y compris celui-ci) regorgent d'exemples de ce type.

Cependant, considérons le cas où il est totalement impossible d'éviter d'utiliser une seule résistance pour des DEL parallèles séparées. Je sais que c'est mauvais. Je sais que c'est mal. Mais dans un cas où cela ne peut être évité, quelles méthodes existe-t-il pour au moins essayer d’atténuer légèrement les problèmes que ce circuit peut causer?

Considérez un boîtier avec 2 à 5 LED de la même couleur provenant du même lot de production. Les LED ne doivent pas nécessairement briller avec leur luminosité maximale, de sorte que le courant peut être inférieur au courant maximum autorisé (bien que 1 / x pour le cas de l'appareil avec x LED serait probablement trop faible). Les LED sont dans une boîte proverbiale, en parallèle, et la boîte ne peut pas être changée. Avec les deux fils suspendus, je peux faire ce que je veux. Néanmoins, je préférerais des solutions simples avec peu d’éléments passifs. (bien entendu, des solutions complexes pilotées par un microcontrôleur seront également appréciées, surtout si aucune solution plus simple ne peut être trouvée)

Clarification : Par "atténuer", j'entends réduire autant que possible les différences de luminosité et, bien entendu, éviter de les endommager.

Avez-R si grand que le courant ne serait pas trop élevé, même dans le cas où un seul conduit conduit réellement. Cela évite les effets de fumée, mais ne résout pas la possible distribution non uniforme du courant.

Les voyants peuvent sembler éclairer de manière acceptable, mais ne vous attendez pas à ce que cela reste vrai lorsque les pièces vieillissent ou que la température change. S'il existe déjà une différence de luminosité substantielle, vous pouvez essayer de peindre légèrement la plus brillante pour la rendre moins lumineuse.

Mon conseil: procurez-vous un ouvre-boîte et réparez le circuit.

Vous acceptez le fait que toutes vos LED n’auront pas la même luminosité et que certaines d’entre elles pourraient ne pas s’allumer du tout. Il n’existe d’autre moyen que d’utiliser des pinces coupantes le long de la ligne verte et de remplacer la pièce qui ne peut pas être remplacée par un circuit correctement construit.

"Je veux économiser de l'argent sur les résistances"

Pensez-vous vraiment que vous pouvez trouver une alternative qui vous permette de remplacer une résistance au coût de 0,05 $ ou € chaque?

"Je ne veux pas souder autant"

Pensez-vous vraiment que vous pouvez trouver une alternative qui n'implique pas de soudure?

"Ils ont tous la même couleur, alors pourquoi s'embêter?"

Nous nous inquiétons parce que nous devons le faire, une limitation de courant inappropriée entraînera la destruction de vos LED, la couleur ne change rien.

Mais pour essayer de répondre à la question néanmoins, vous pouvez

• Sélectionnez votre LED et regroupez ceux qui ont le Vf le plus proche.
• Assurez-vous qu'ils sont refroidis de manière uniforme afin d'éviter toute dérive thermique d'un système déjà instable;
• Placez le circuit imprimé de manière à créer une petite résistance dans les pistes (en utilisant des pistes longues et minces similaires pour chaque voyant).

Et dernière option (et cela le pousse vraiment) serait de coupler magnétiquement vos LED et de les piloter avec un signal CA.

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Une meilleure solution serait d’avoir les LED en série, elles auraient alors le même courant. Bien entendu, la tension source doit être plus élevée pour que tous s’allument. Si l'un d'eux ne s'ouvre pas, ils s'éteignent tous. En cas de défaillance d'un court-circuit, le courant pour le reste augmente jusqu'à ce qu'ils échouent également.

Exemple, source 12V, Vf = 2,7V, 15mA: (12V - 2,7V - 2,7V - 2,7V) / 015A = 120 résistances pour la régulation du courant.

Une DEL tombe en court-circuit, puis (12 V - 2,7 V - 2,7 V) / 120 ohm = 32,5 mA, au-dessus de la valeur nominale normale de 20 mA en continu d'une DEL typique.

En parallèle, si un court-circuit est défaillant, le courant monte en puissance et éventuellement enlève la résistance tandis que les autres DEL ne s'allument tout simplement pas. Si l'un d'eux échoue, les autres voient quoi? Leur Vf est toujours identique, aussi pourrait-on affirmer que le tirage actuel à la source chute en réalité.

J'ai créé une boîte de minuterie avec MAX7219 pilotant des affichages à 7 segments, chaque segment d'un chiffre étant composé de 3 DEL individuelles en parallèle. C'étaient des LED très brillantes, évaluées pour des milliers de mcd à 20mA, quelque chose comme ceci http://www.dipmicro.com/store/LED5W , j'ai donc utilisé le MAX7219 à un niveau de courant raisonnable (je pense que la résistance limite de courant sélectionnée uniquement 15 mA autorisés) et les trois DEL ont consommé un courant similaire, de sorte qu'elles partageaient ce courant et restaient très lumineuses (contrairement aux anciennes DEL d'indication nécessitant 20 mA et ne produisant que des dizaines de mcd). Après 10 ans d’utilisation plusieurs jours par semaine pendant plusieurs heures, tous les voyants s’allumaient toujours, sans défaillance.

Donc, la réponse à "Puis-je utiliser xx LED en parallèle?" pourrait être "ça dépend", et pas un "non, jamais". Si les voyants ont fonctionné en mode pulsé (comme avec un MAX7219 qui multiplexe des chiffres à une vitesse de 800 Hz), les voyants ne sont pas allumés en permanence et ne développent donc pas la chaleur générée par un courant élevé qui tue généralement les voyants.

Si elle devait être utilisée de manière continue, la conception intelligente comporterait une résistance par LED ou garantirait que le courant maximum autorisé par la résistance de limitation de courant ne permettait pas à une seule LED de se placer en situation de surintensité.

Il n'y a pas de solution "magique". Mais vous n'en aurez peut-être pas besoin.

La plupart des affiches ici vous diront que les LED en parallèle ne fonctionneront jamais.

Mais chaque Halloween et Noël, où je vis, les magasins regorgent de chaînes de "guirlandes" à piles. Chacune consiste en un petit boîtier de batterie, une résistance et toute une chaîne de DEL câblées en parallèle. Parfois, pour les DEL bleues ou blanches, le fabricant ne se soucie même pas de la résistance et s’appuie sur la résistance interne de deux piles AA.

Malgré la conception brute, ils fonctionnent réellement. Les résistances sont toutes les mêmes et sont susceptibles d'être à peu près à la même température. Les courbes tension-courant seront très similaires pour chaque LED. De ce fait, le courant tend naturellement à s'équilibrer entre eux.

La seule chose que vous pouvez voir est que si vous utilisez les LED à très faible intensité, certaines peuvent être de toute évidence plus faibles que d’autres. Augmentez le courant et ils seront tous raisonnablement brillants.

Montez les voyants sur un ensemble de dispositifs Peltier thermoélectriques à commande individuelle, de sorte que vous puissiez polariser indépendamment chaque fil chaud ou froid. Positionnez une caméra calibrée à la vue des DEL de manière à pouvoir estimer la quantité de lumière émise par chacune. Enroulez une boucle de commande à rétroaction autour de celle-ci, en ajustant le chauffage / refroidissement pour obtenir une répartition uniforme de la lumière.

(posez une question idiote, obtenez une réponse idiote)