Comment choisir une LED dans un produit d’éclairage ?
Il existe environ 4000 LEDs différentes. Nous en avons recensé et mesuré 1200 en interne chez Pi Lighting. Le rythme d’apparition de nouvelles références est à l’échelle de la semaine ! Comment alors choisir une LED dans un produit d’éclairage ?
Comment choisir une LED parmi cette variété ?
La figure ci-dessous, tirée de notre base de donnée, montre la variété des composants. Le courant d’opération « typique » varie de 10 mA jusqu’à presque 4 A. Plus de 650 composants mesurés sont sous les 1 A.
On voit aisément que le choix est vaste pour un produit d’éclairage. On peut alors se poser deux questions :
- Peut-on réellement se tromper ? En d’autres termes, est-ce important de choisir très précisément ?
- En cas d’erreur et de choix non optimal, quel est son impact ?
Nous verrons ici que l’impact a une petite différence de performance sur les systèmes d’éclairage.
Prenons un exemple, choisir deux LEDs « virtuelles », l’une étant très légèrement plus brillante que l’autre dans la figure ci-dessous.
A fort courant, le flux est environ 5 % au-dessus pour la LED 1 que pour la LED 2. Le voltage est de 3% en-dessous pour la LED 2. C’est un cas typique de mise à jour de la prescription LED ; le fabriquant ayant amélioré son process. Par exemple, la performance d’un luminaire encastré, qui a été simplifié, avec un flux lumineux de 2000 lm et une efficacité lumineuse supérieure à 77 lm/W.
On peut alors construire une courbe par LED :
- Combien de LEDs pour obtenir ma prescription ?
- Quelle efficacité lumineuse cet ensemble de LEDs atteint-il ?
Le courant est une variable. Donc, regardons tous les courants pour la LED 1 et la LED 2 dans la figure suivante.
- A 77 lm/W, on peut réaliser la même performance avec la LED 1, avec 20 % de LED en moins. Autrement dit, un coût de 20 % supérieur de la LED 1 n’a aucun impact. 5 % de différence donne 20% sur le choix. Également, 22% de moins de voltage – moins de LEDs et plus performantes – soit ici on passe de 117 V à 92 V. Le choix du driver ou la taille du produit peuvent en être impactés, amenant encore plus de gain sur le coût.
- La sensibilité à la performance en lm/W est très importante. Il est donc critique de savoir exactement quelle efficacité système est nécessaire, et de dériver la performance LED attendue. Noter qu’à faible efficacité – à gauche sur la courbe – cette sensibilité diminue, le coût composant devenant la seule variable.
Comment choisir une LED ?
- Pour un produit d’éclairage, il faut donc connaitre précisément la performance du système. Prendre des « marges » sur l’efficacité, par exemple demander 80 lm/W en visant 75, peut conduire à des surcoûts prohibitifs.
- Le « coût composant » doit être intégré dans un coût système : dans l’exemple ci-dessus, une différence de prix entre deux composants, jusqu’à 20%, serait sans impact sur le coût système, du fait des différences de performances.
- L’évolution des LEDs « historique », que l’on verra dans un prochain billet, est d’environ 5% de gain d’efficacité par an. Avec l’effet de levier montré ici, en termes de coût des LED, ceci implique que le coût d’une prescription donnée peut diminuer d’au moins 20% par an, en cas de redesign.
- La connaissance des performances, à jour, des produits et des composants, la mesure et la capacité de modélisation précise des systèmes permettent de fortement réduire les coûts.
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