Utilisation de LED dans un circuit redresseur en pont

Comment câbler 4 LED pour qu'elles servent de leur propre pont redresseur? J'ai un espace limité (l'intérieur d'un appareil d'éclairage arrière de vélo), donc je voudrais utiliser les LED elles-mêmes pour rectifier le courant alternatif provenant d'un générateur de roue de vélo.

De plus, pour limiter le courant afin de ne pas dépasser le courant direct vers chaque LED, comment calculer la valeur de la ou des résistances?

Les LED ont généralement des limites de tension de claquage inverse beaucoup plus faibles ( Vrrm = 5 à 15 Volts ) que même les diodes au silicium les plus petites et les moins chères ( 1n4001 = 50 Volts, 1n4007 = 1000 Volts, 1n4148 = 100 Volts).

( Wikipedia )

La tension directe Vf, en revanche, varie de 1,7 Volt pour certaines LED rouges à 3,5 Volts ou plus pour certaines bleues et blanches. Comparez cela à un Vf typique de 0,7 Volt pour une diode de redressement au silicium standard.

Dans une configuration de redresseur à pont complet, la tension chute de 2 x Vf pendant la partie de conduction directe du cycle.

Ainsi, si vous deviez construire un pont redresseur avec LED, la tension de sortie chuterait de 3,4 à 7 Volts ou plus, par rapport à l'entrée. La conduction commencerait beaucoup plus tard dans la partie positive du cycle (une fois que la tension dépasse la LED Vf), par rapport à une diode au silicium. Cela prendrait également fin plus tôt. De plus, pendant la partie inverse du cycle, selon la LED spécifique utilisée, la "diode" est susceptible d'entrer en conduction bien dans la plage de tension d'entrée.

En d'autres termes, le pont fournira une tension pendant une partie beaucoup plus petite du cycle alternatif qu'avec des diodes au silicium, et fournira même une tension inférieure.

Comme votre objectif semble être d'allumer les LED plutôt que de simplement rectifier la tension, la sortie du pont peut ne pas avoir d'importance, mais il est utile de le savoir.

Une alternative suggérée si vous souhaitez utiliser les LED de cette manière particulière, est de brancher les LED comme vous le souhaitez, mais d'ajouter une petite et peu coûteuse 1n4001 ou similaire, en série la résistance de limite de courant et chaque LED. Les diodes ne sont pas beaucoup plus grandes que les résistances discrètes que vous utiliserez probablement.

Pourquoi cela fonctionne :
Les diodes au silicium bloqueront mieux la tension inverse qu'une LED, c'est-à-dire à une tension beaucoup plus élevée.

Cependant, la recommandation reste d'utiliser uniquement un circuit intégré de pont à 4 fils intégré (unité unique de 35 cents, 800 volts / 1 ampère ) et d'utiliser les LED comme dans toute configuration de circuit CC. L'espace requis n'augmentera pas de manière significative.

Concernant le calcul de la résistance de limitation de courant :

Obtenez la tension de crête du signal AC de la dynamo de vélo, en utilisant un multimètre avec soit le mode de tension AC crête si disponible, soit la tension AC RMS (plus courante dans les multimètres de base) et en multipliant par 1,4142 pour estimer la tension de crête. Tout cela en pédalant aussi vite que possible avec le vélo sur son support.

Ajoutez un facteur de sécurité en doublant cette tension de crête si vous êtes préoccupé par les LED soufflées en raison de la haute tension lors de la vitesse de descente, par exemple. Les LED pardonnent quelque peu les pointes de courant mineures si elles sont de courte durée - Ce n'est pas la surintensité qui tue généralement une LED, c'est l'incapacité de se débarrasser de la chaleur générée.

Maintenant, si Vmax est votre tension de crête ajustée pour la sécurité, soustrayez votre LED Vf de celle-ci (2 x Vf si vous allez avec le pont, 2 x (Vf + 0,7) si vous ajoutez les diodes au silicium), pour obtenir la tension Vres chaque résistance doit chuter.

R = Vres / I,

Alors branchez le courant I recommandé pour votre LED de choix, et vous avez vos numéros.

Les LED sont généralement disponibles en 5 mA (CMS et certaines de 3 mm), 20 mA, 25 mA ou dans la région des ampères (par exemple les LED Osram "Golden Dragon" ). Reportez-vous aux fiches techniques appropriées.

Comme vous le soupçonnez, vous pouvez ignorer complètement le pont redresseur et demander aux LED de rectifier le courant pour vous:

Lorsque le courant circule dans un sens, une seule chaîne de LED s'allume. Quand il coule dans l'autre sens, seule l'autre chaîne s'allumera. Tant qu'une chaîne est toujours allumée, la tension inverse sur l'autre chaîne sera maintenue suffisamment basse pour ne pas endommager les LED éteintes. Puisqu'une seule chaîne est allumée à la fois, une seule résistance est nécessaire.

Vous pouvez ajouter plus de LED, jusqu'à la tension de votre générateur, dans chaque chaîne, assurez-vous simplement qu'il y a le même nombre de LED dans chaque chaîne (pour éviter le problème de panne de tension inverse). Donc, si vous utilisez des LED rouges 1,7 V et un générateur 12V, vous pouvez avoir 7 LED dans chaque chaîne - ou juste une LED de chaque côté si vous n'avez besoin que d'un total de deux LED.

Le calcul de la résistance est ennuyeux dans ce cas en raison de la tension variable du générateur. S'il n'y a pas d'autres charges sur le générateur (comme un phare), vous pourriez voir des tensions assez élevées.

Cependant, les LED sont assez robustes, et vous n'avez donc pas besoin d'être précis pour obtenir un bon résultat.

Si vous utilisez le circuit ci-dessus avec deux LED rouges dans chaque chaîne et que votre générateur est conçu pour une sortie 12V, vous verrez environ 8,6 V à travers la résistance (12-1,7-1,7) dans des conditions idéales. Si les résistances sont conçues pour 20mA, alors vous voudrez une résistance qui consomme 20mA lorsque 8.6V est en travers. Que dans le droit de brancher ohms, V = IR, 8.6 = 0.20 * R, donne R = 430donc vous voulez quelque chose autour de 430 ohms pour la résistance. 470 ohms est une valeur courante et convient à ce circuit.

Lorsque le générateur n'a pas d'autre charge, il peut générer des tensions plus élevées. Il y a de fortes chances que vous iriez bien, mais si vous remarquez que votre feu arrière ne fonctionne pas, vous devez mesurer la tension du générateur avec une résistance de 470 ohms à travers, et branchez cette tension pendant 12 V ci-dessus pour déterminer une meilleure valeur de résistance.