Calculateur de résistance pour LED

Calculateur

Aide au prédimensionnement. Results follow the published formulas cited below and are intended for estimating, study and early design. Final design must be verified by a licensed Professional Engineer against the code in force for your project.

Points clés

• ✓S'aligne sur la série E12 : la réponse est donc un composant que vous pouvez acheter
• ✓Indique le courant que la résistance montée délivre réellement, pas celui visé
• ✓Donne la puissance dissipée dans la résistance pour bien choisir le composant
• ✓Accepte les LED en série et alerte quand la marge de tension devient trop faible
• ✓Le graphique de sensibilité montre comment la variation d'alimentation déplace le courant
• ✓Liens partageables et export CSV pour vos notes de conception

Qu'est-ce qu'une résistance pour LED ?

Une LED est une diode : son courant croît donc exponentiellement avec la tension appliquée au-delà du seuil direct. Branchée directement sur une alimentation, elle n'est limitée que par sa faible résistance interne et par ce que la source peut délivrer, ce qui la détruit généralement. Une résistance série règle le problème en absorbant l'écart entre la tension d'alimentation et la tension directe de la LED ; le courant suit alors la loi d'Ohm dans cette résistance plutôt que la courbe exponentielle de la diode.

Pourquoi la valeur de résistance est si grossière

Les résistances du commerce se déclinent en séries normalisées. La série E12 compte douze valeurs par décade, espacées d'environ 20 % : 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68 et 82. La série E24 double cette densité. Une valeur calculée de 495 Ω n'a pas de membre dans la E12 : la plus proche est 470 Ω, et le courant ressort à 21,1 mA au lieu des 20 mA demandés. Pour une LED témoin, cela n'a aucune importance ; pour égaliser la luminosité sur toute une rangée, si.

Où passe la puissance

La résistance dissipe la tension qu'elle absorbe multipliée par le courant, et cette énergie devient de la chaleur sans aucun rendement utile. Une LED de 2,1 V sur une alimentation de 12 V laisse 9,9 V aux bornes de la résistance : 82,5 % de la puissance est donc perdue. Cinq LED en série absorbent 10,5 V à elles toutes et ne laissent que 1,5 V à la résistance, soit 12,5 % de perte. Les chaînes en série sont bien plus efficaces, et c'est pourquoi toute lampe à LED en utilise.

Formule

Résistance série pour n LED, à partir de la tension d'alimentation, de la tension directe et du courant souhaité

Comment utiliser ce calculateur

1. Prenez la tension directe à votre courant de serviceLa tension directe augmente avec le courant : la valeur de la fiche technique à 20 mA ne vaut donc ni à 5 mA ni à 100 mA. Elle varie aussi avec la couleur — environ 2,0 V pour le rouge, 3,2 V pour le bleu et le blanc — parce que l'énergie du photon fixe la bande interdite.
2. Vérifiez le courant continu maximal de la LED20 mA est la valeur traditionnelle pour un témoin, mais les LED modernes à haut rendement éclairent souvent plus que nécessaire dès 5 mA, et certaines acceptent bien davantage que 20 mA. Travailler sous le maximum allonge la durée de vie et réduit l'échauffement.
3. Câblez plusieurs LED en série, pas en parallèleDes LED en série partagent le même courant par définition. Des LED en parallèle sur une seule résistance, non : de petits écarts de tension directe font qu'une seule prend l'essentiel du courant, et c'est elle qui lâche en premier. Donnez à chaque branche parallèle sa propre résistance.
4. Lisez le courant réel, pas celui demandéLa valeur E12 correspond rarement à la résistance calculée, si bien que le courant se décale. Un écart de 10 % est invisible sur un témoin isolé et évident sur une rangée, là où l'égalité de luminosité compte.
5. Gardez assez de marge de tension sur la résistanceSi la résistance n'absorbe qu'une faible part de l'alimentation, la dispersion normale de tension directe entre LED — couramment ±0,2 V — fait fortement varier le courant. Le calculateur alerte en dessous d'environ 15 % de marge ; à ce stade, la bonne réponse est un driver à courant constant.

Exemples résolus

Sensibilité à la tension d'alimentation

Comment la résistance nécessaire et le courant obtenu réagissent à l'alimentation. Notez les paliers de la série de résistance : chacun est un saut vers la valeur E12 suivante, et le courant réel saute avec lui. Le repère indique votre tension d'alimentation actuelle.

Comment interpréter le résultat

Le courant réel est celui que subit la LED. La puissance dans la résistance détermine quel composant physique monter, et la marge de tension détermine la stabilité de l'ensemble.

Erreurs courantes à éviter

Applications pratiques

• ▸Dimensionner les résistances série des LED témoins
• ▸Concevoir des chaînes de LED pour panneaux et rétroéclairages
• ▸Vérifier si une résistance déjà en place donne un courant sûr
• ▸Comparer des montages en série du point de vue du rendement
• ▸Choisir la puissance nominale des résistances
• ▸Décider quand un driver à courant constant s'impose

Cas d'usage par secteur

Conception électronique

Les témoins de face avant utilisent des résistances chutrices parce que la simplicité l'emporte sur la puissance gaspillée à 20 mA. Le choix de la valeur E12 se fait généralement une fois puis se réutilise, et l'égalité de luminosité s'obtient en employant la même valeur partout plutôt qu'en réglant finement le courant.

Produits d'éclairage

Les lampes à LED du commerce mettent de nombreux composants en série pour que le driver travaille à tension élevée et courant faible, ce qui minimise la part de puissance perdue hors des LED. La régulation à courant constant remplace entièrement la résistance, car à ces niveaux la chute résistive est intenable.

Automobile et réseaux 12 V

L'alimentation d'un véhicule varie beaucoup — nominalement 12 V, mais 14,4 V alternateur en charge et moins sous forte consommation — si bien qu'une résistance chutrice donne un courant qui oscille avec l'alternateur. On recourt aux chaînes en série et à la régulation de courant dès que la constance de la luminosité compte.

Conseils pratiques

• 💡Les LED en série partagent le courant ; les LED en parallèle, non.
• 💡La couleur fixe la tension directe : rouge vers 2,0 V, bleu et blanc vers 3,2 V.
• 💡La résistance transforme en chaleur tout ce qu'elle absorbe, sans aucun rendement utile.
• 💡Une LED sous 12 V gaspille 82,5 % de la puissance ; cinq en série, seulement 12,5 %.
• 💡Gardez 15 à 20 % de l'alimentation sur la résistance, sinon le courant devient instable.
• 💡Dimensionnez la résistance à environ deux fois la dissipation calculée, pour l'air calme.

Avantages et limites

Une alimentation, différents nombres de LED

Une alimentation de 12 V avec des LED de 2,1 V et une cible de 20 mA. À mesure que l'on ajoute des LED, la résistance absorbe moins, dissipe moins et gaspille moins — mais le montage devient progressivement plus sensible à la variation de tension directe.

Calculateurs associés

Questions fréquentes

Glossaire

Tension directe

La tension aux bornes d'une LED conductrice, fixée par la bande interdite du semi-conducteur et donc par sa couleur.

Courant direct

Le courant traversant la LED, qui détermine sa luminosité.

Résistance série

Une résistance en série avec une LED, qui fixe le courant en absorbant la tension excédentaire.

Série E12

Les valeurs normalisées de résistance à 10 %, douze par décade.

Série E24

Les valeurs normalisées de résistance à 5 %, vingt-quatre par décade.

Driver à courant constant

Circuit maintenant le courant de la LED stable quelles que soient la tension directe et les variations d'alimentation.

Emballement thermique

Le cycle où l'échauffement abaisse la tension directe, ce qui augmente le courant, donc l'échauffement.

Température de jonction

La température de la puce de la LED, qui gouverne à la fois sa luminosité et sa durée de vie.

Marge de tension

La tension disponible aux bornes de la résistance, qui détermine la stabilité du courant.

Gradation par MLI

Réglage de la luminosité en allumant et éteignant la LED rapidement plutôt qu'en faisant varier le courant.

Références scientifiques et normatives

1. IEC 60063 — Preferred number series for resistors and capacitors — International Electrotechnical Commission
2. Schubert, E. F., Light-Emitting Diodes, 2nd Edition — Cambridge University Press
3. Horowitz, P. and Hill, W., The Art of Electronics, 3rd Edition — Chapter 1: Foundations — Cambridge University Press
4. IEC 62717 — LED modules for general lighting: Performance requirements — International Electrotechnical Commission
5. Cree and Lumileds LED application notes — Forward voltage and thermal derating — Cree LED and Lumileds

Conclusion

Dimensionner la résistance d'une LED tient en une soustraction et une division, et tout ce qui mérite d'être su se trouve de part et d'autre. Avant : la tension directe dépend de la couleur, si bien qu'une valeur générique de 2 V se trompe de plus d'un volt sur toute LED bleue ou blanche. Après : la série E12 progresse d'environ 20 %, donc le composant monté correspond rarement au calcul et le courant se décale avec lui — 470 Ω au lieu de 495 Ω donnent 21,06 mA plutôt que 20. Le point de fond est le rendement. Une résistance transforme en chaleur tout ce qu'elle absorbe : une LED seule sous 12 V ne délivre donc que 17,5 % de la puissance à la lumière. Cinq en série portent ce chiffre à 87,5 %, mais ne laissent que 1,5 V de marge, et à ce niveau une dispersion normale de tension directe fait varier le courant d'un facteur trois. C'est la frontière où un driver à courant constant cesse d'être un luxe pour devenir la bonne réponse.