Etude électronique
Choix des LEDs
La LED utilisée sur le prototype ayant donné des résultats corrects, j'ai donc choisi de rester sur ce modèle.
Luxeon III : LXHL-LW3C-T
Alimentations des LEDs
Comme expliqué dans cet article, il est préférable d'alimenter les LEDs de puissance par une régulation de courant à découpage. Cette technique permet d'avoir un bon rendement électrique et un éclairage constant au fur et à mmesure de la décharge de l'accumulateur.
Afin de simplifier la réalisation de l'électronique, j'ai choisi d'utiliser une carte "toute faîte". Il est possible de trouver se type de produit sur des sites internet spécialisés dans la ventes de LED. (tel que Dotlight.de)
Par exemple : Carte électronique Konlux 700mA (environ 15€)
Pour faire moins cher, j'ai trouvé sur le site internet du fabricant de composants électronique Sipex une carte de démonstration permettant l'alimentation de LEDs de puissance. J'ai utilisé mon adresse professionelle pour faire la demande (je travaille dans un bureau d'étude électronique).
J'ai donc reçu cette carte : Sipex SP6137LED
Utilisation
La carte s'alimente entre VIN et GND. Les LEDs sont câblées en série entre VOUT et VFB. Le courant est règlé par un cavalier mettant (ou non) les résistances R3 ou R5 en parallèle avec R1.
Le composant SP6137 régule afin d'avoir sur son entrée VFB la tension de référence de son entrée SS définie par le pont de résistances R2 et R4. Ces résistances ont été calculées afin d'avoir une régulation autour de 200mV sur VFB. La tension présente sur VFB est le produit du courant alimentant les LEDs et traversant R1 et/ou R3 ou R5.
Avec R1 seule : I = 0.2 / 0.56 = 357mA (pour les LEDs 1W)
Avec R1 // R5 : I = 0.2 / (0.56/2) = 714 mA (pour les LEDs 3W ou 5W)
Avec R1 // R3 : I = 0.2 / 0.207 = 963 mA (pour les LEDs 3W)
Remarque : La diode Zener BZT52C51 étant à 6
Schéma de câblage
Alimentation du système
La tension Vf de la LED varie avec le courant qui l'alimente :
- A 700mA le Vf d'une LED est de 3.7V
- A 1000mA le Vf d'une LED est de 3.9V
Remarque : sur la LED utilisée sur le proto Vf = 3.45V à 850mA (mesuré)
Mon accu 7.2V est composé de 6 éléments 1.2V.
A pleine charge, la tension d'un éléments NICD atteind 1.4V soit 8.4V pour l'accu.
En fin de décharge, la tension passe sous les 1V.
La chute de tension provoquée par la carte doit approcher les 1V (à vérifier par mesure). Donc :
- à 700mA : 2 x Vf + 1V = 8.2V
- à 1A : 2 x Vf + 1V = 8.8V
Un accu 7.2V n'est pas suffisant pour alimenter les 2 LEDs en séries. En ajoutant 2 éléments 1.2V, on obtient 9.6V nominal (11.2V maxi.)
Autonomie
Avec cet accu 9.6V 2.0Ah et en alimentant les diodes à 1A, par calcul on obtient :(Hypothèses : rendement de la carte Sipex de 85
- Durée de fonctionnement sur 1 LED : 3h45min.
- Durée de fonctionnement sur 2 LEDs : 2h.
- Durée de fonctionnement mixte : 1h avec 1 LED + 1h30 avec 2 LEDs.
Puissance dissipée
Les LEDs Luxeon III sont conçues afin d'être utilisées sur une plage de courant de 700mA à 1A. A 1A chaque LED va dissiper (Vf x I) 3.9W soit un total de 7.8W. Le montage mécanique des LEDs et le boîtier devront permettent la dissipation de la chaleur dégagée afin de garder les températures de jonction sous les 135°C max.
Interrupteurs et capuchon d'étanchéité
La lampe sera équipée de 2 interrupteurs. Le premier (On/Off) et le second pour le choix 1 LED / 2LEDs. Les interrupteurs seront équipés de capuchon de protection (eau et poussières).
