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Schéma d'un circuit électrique :
Circuit électrique
Circuit conçu sur le même principe mais avec une analogie thermique :
  • La tension remplacée par la température
  • Le courant remplacé par la puissance thermique Φ (aussi appelé Pθ, puissance thermique dissipée)
  • La résistance électrique remplacée par la résistance thermique
Ceci aboutit au circuit suivant :
Circuit thermique
La loi d'Ohm reste valable lorsqu'on réalise les substitutions énoncés plus haut. On a la relation :
Loi d'Ohm thermique
La puissance thermique Φ (ou Pθ), exprimée en Watt, peut être simplifiée et exprimée en fonction du courant et de la tension de la LED. En effet, du fait que le rendement énergétique (puissance entrante / puissance sortante) soit typiquement faible, de l'ordre de 20%, on peut réaliser l'approximation suivante : Pelec=Pθ+Pl≈Pd. Ce qui aboutit à Pelec≈Pd=Φ=Vf x If.
Avec Pl : puissance lumineuse.
La température de jonction ne doit pas dépasser une certaine valeur. Il en résulte que la valeur de la résistance thermique est, pour une puissance dissipée fixe, un facteur limitant pour les LEDs de puissance.
En effet la puissance dissipée ne pourra pas excéder la valeur :
Calcul de la puissance dissipée maximale
Si l'on intègre dès la phase de conception l'évolution des performances des LEDs, on se rend compte qu'un luminaire pourra, à puissance thermique dissipée constante, voir son flux lumineux progresser. De même, le rendement énergétique tendant à progresser (30% en 2009 se rencontre fréquement), la simplication Pelec≈Pd=Φ=Vf x If se justifie de moins en moins. Utilisée, elle permets de prendre une marge de sécurité.

 

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