Lampe LED à culot E40 : structure, caractéristiques, domaine d'application

Les LED remplacent méthodiquement non seulement les ampoules à incandescence domestiques, mais aussi les équipements d'éclairage industriels. Le désir d'économiser pousse les entrepreneurs et les autorités municipales à rechercher des dispositifs moins énergivores.

Une excellente option pour l'éclairage de grandes surfaces est la lampe LED E40, dont la conception est compatible avec de nombreux luminaires existants.

Dans cet article, nous vous présenterons la structure des lampes LED, leurs variétés et leurs domaines d'application.

Structure de la lampe LED

Grâce au grand diamètre de son culot, l'ampoule LED E40 contient sans problème de nombreux composants électroniques à l'intérieur. Et son volume de boîtier accru permet de répartir uniformément la chaleur, évitant ainsi la surchauffe du produit.

Grâce à ses caractéristiques de conception, la lampe LED E40 bénéficie également de nombreux autres avantages.

Éléments de construction généraux

Les lampes LED E40 peuvent avoir un aspect assez différent. Seul le type de culot à vis, d'un diamètre de 40 mm, leur est commun. Malgré les différences extérieures, la conception de ces ampoules présente des traits communs.

Les radiateurs ouverts homogènes, qui transfèrent directement l'énergie thermique de la carte de circuit imprimé chauffée à l'air ambiant, sont préférables.

Leurs principales parties constitutives sont les suivantes :

1. Diffuseur. Il s'agit d'une enveloppe volumétrique en plastique mat placée autour des LED. Elle assure une répartition la plus uniforme possible de la lumière sur toute la circonférence de la lampe.
2. Cristaux LED, qui sont les émetteurs de lumière directs. Ils sont situés sur la carte de circuit imprimé et peuvent être de trois types : SMD, COB, Filament.
3. Carte de circuit imprimé. Elle se présente sous la forme d'une plaque métallique thermoconductrice qui facilite le transfert de chaleur des cristaux LED en fonctionnement vers le radiateur.
4. Radiateur en aluminium ou en métal-plastique. Il est généralement situé entre le culot et l'ampoule, a une forme nervurée destinée à augmenter la surface de dissipation thermique de l'ampoule.
5. Driver. Il s'agit d'une puce électronique qui fournit une tension réduite et un courant constant aux cristaux LED. Un driver de qualité ne doit pas provoquer de scintillement de la lampe lors de son fonctionnement.
6. Insert diélectrique en plastique ou en céramique qui sépare le culot sous tension des autres éléments structurels de l'ampoule LED.
7. Culot métallique à vis E40, d'un diamètre de 40 mm. Il sert à fixer la lampe dans le luminaire et assure le transfert du courant de la douille vers le driver.

Si le culot d'une lampe LED de type E40 est toujours identique, la forme extérieure de l'ampoule et du radiateur peut varier considérablement.

Un puissant cristal électroluminescent génère beaucoup de chaleur résiduelle. Pour maintenir une température de fonctionnement acceptable à l'intérieur du boîtier de ces lampes, un radiateur avec une grande surface est nécessaire.

Par conséquent, les dimensions et la forme des dispositifs à LED sont largement déterminées par leur puissance et d'autres caractéristiques techniques.

Particularités du culot Edison

La lettre E dans le marquage du culot à vis doit son origine à l'inventeur des ampoules Thomas Edison, qui a breveté cette solution technique il y a plus de 100 ans.

Sa conception n'a pas changé depuis un siècle grâce à un certain nombre d'avantages :

• simplicité et robustesse du montage ;
• grande surface de contact avec la surface intérieure de la douille ;
• facilité de fabrication ;
• possibilité d'installer des pièces supplémentaires à l'intérieur du culot.

Les formats de culots à vis les plus courants sont le E14, le E27 et le E40. Le nombre à deux chiffres dans le marquage indique leur diamètre extérieur.

Si la taille du culot à vis de l'ampoule est inférieure au diamètre intérieur de la douille, vous pouvez acheter un adaptateur bon marché. Il permettra d'adapter les appareils entre eux.

Le culot E40 était autrefois utilisé dans les lampes à arc au mercure et les ampoules à incandescence. Sa grande taille était due à la nécessité d'augmenter la surface de contact avec la douille, ainsi qu'à la volonté de réduire l'échauffement du culot en verre dans un espace restreint.

Les lampes LED E40 sont fabriquées uniquement pour assurer la compatibilité avec les anciens luminaires. Il n'y a actuellement aucune raison objective d'utiliser de si gros culots.

Schémas électriques de principe

Le coût et la fiabilité des lampes LED E40 dépendent en grande partie de la quantité et de la qualité des composants du driver. Et à sa base se trouve une puce qui peut être fabriquée dans différentes variantes fonctionnelles.

Dans sa version la plus simple, le driver se compose d'un petit condensateur et d'un redresseur de tension. Le limiteur de courant de charge est une résistance SMD située sur la carte LED. Ce circuit élémentaire ne contient même pas de transformateur, ce qui oblige à utiliser un nombre strictement défini de LED.

Une personne ayant des connaissances de base en électronique peut réparer une lampe LED avec le circuit le plus simple. Et pour ressouder une LED grillée, un multimètre et un fer à souder suffisent.

Dans cette version bon marché, la lumière de la lampe sera pulsée, ce qui peut nuire à la santé générale des personnes présentes.

Les drivers de lampes LED les plus complexes incluent les éléments structurels suivants :

• un redresseur de tension en pont avec un ballast capacitif limitant le courant d'entrée ;
• plusieurs condensateurs à capacité accrue, situés à différents niveaux du circuit ;
• un système de rétroaction permettant de régler les paramètres de tension et de courant ;
• un circuit de gradation permettant un réglage progressif de la luminosité de la lampe.

Un driver de qualité élimine complètement la pulsation de la lampe LED et stabilise la tension fournie aux LED.

Le grand volume interne de l'ampoule LED au format E40 permet d'y loger sans problème tous les éléments nécessaires du circuit intégré.

Cela augmente la durée de vie globale du produit et améliore son rendement. Les circuits complexes présentent également des inconvénients :

• grande taille ;
• complexité de la réparation ;
• coût élevé.

Outre les deux circuits électriques examinés, il existe de nombreuses variantes intermédiaires de la structure interne du driver. Les consommateurs recherchent des ampoules de différentes conceptions. Par exemple, pour l'éclairage nocturne de sites industriels déserts, une lampe avec le driver le plus simple suffira.

Variétés de lampes LED E40

Les équipements d'éclairage industriels sont structurellement beaucoup plus variés que les équipements domestiques. Par conséquent, les caractéristiques des lampes requises pour ceux-ci sont également différentes. La directivité de la lumière, la possibilité de fonctionnement en continu et la protection du boîtier sont d'une grande importance.

Les fabricants suivent la demande et proposent aux consommateurs les modifications suivantes des lampes LED :

• antipoussière et étanches ;
• avec une tension de fonctionnement de 110 ou 220 V ;
• avec un angle d'éclairage de 120 à 360 degrés ;
• d'une puissance de 10 à 500 W ;
• en matériaux plastiques, aluminium, résistants à la chaleur ;
• avec une ampoule mate, transparente, avec des LED nues ;
• avec capteurs de luminosité, de mouvement ;
• dimmmables ;
• résistantes aux vibrations, antidéflagrantes.

Chez les fabricants peu connus de lampes LED, les options supplémentaires peuvent être davantage un argument marketing qu'un réel avantage. Par conséquent, lors de l'achat, il faut privilégier les produits d'éclairage de marques réputées.

Caractéristiques des lampes LED industrielles

Les luminaires à culot E40 ne sont utilisés que dans les secteurs industriel et public. Aucun produit domestique de ce type n'est fabriqué.

Les luminaires industriels sont soumis à des exigences accrues de fiabilité et de résistance aux facteurs externes. Par conséquent, les lampes LED E40 qui y sont utilisées présentent également un certain nombre de caractéristiques :

1. La valeur du facteur de puissance est de 0,9 à 0,95, et celle des ampoules domestiques de 0,7 à 0,9.
2. Les LED ont souvent des lentilles individuelles qui modifient la direction du flux lumineux.
3. Plage de températures de fonctionnement élargie. Le driver des ampoules E40 est conçu pour une chaleur allant jusqu'à 110-120 °C et un refroidissement jusqu'à -50 °C.
4. Durée de vie prolongée – jusqu'à 10 ans d'éclairage continu.
5. Le boîtier est souvent doté d'une protection antivandalisme pour éviter d'endommager mécaniquement les LED.
6. La disposition des LED sur la carte permet de les remplacer lors des réparations.
7. La plupart des lampes E40 sont protégées contre le vent, la pluie et la poussière.
8. Un radiateur renforcé permet d'évacuer activement la chaleur lors d'un fonctionnement 24 heures sur 24.
9. Indice de rendu des couleurs amélioré.
10. Contrairement aux lampes à vapeur de mercure, les LED ne nécessitent pas l'installation de dispositifs d'amorçage supplémentaires.

Les avantages décrits ci-dessus augmentent considérablement le coût des lampes LED à culot E40. Mais grâce à une fiabilité accrue et à une durée de vie prolongée, ces produits réduisent les coûts d'exploitation des entreprises. Une fois que vous avez installé ces ampoules LED dans les luminaires, vous pouvez ne plus vous en soucier pendant plusieurs années.

Les ampoules LED, contrairement aux ampoules au mercure, sont écologiques, consomment moins d'électricité et sont plus durables pour un flux lumineux similaire.

Les équipements d'éclairage avec culot E40 sont remplacés assez lentement par des modèles modernes. La raison est l'absence de nouvelles normes alternatives pour connecter les ampoules LED amovibles. Un autre frein au renouvellement des équipements est l'indifférence des consommateurs industriels au design et à l'obsolescence morale des appareils.

Domaines d'application des lampes E40

La niche des appareils à flux lumineux directionnel dans le secteur industriel est occupée depuis longtemps par les projecteurs LED. Les ampoules à culot E40 sont réservées à la niche de l'éclairage diffus des grands espaces et locaux.

La lumière froide est mieux perçue par les yeux des conducteurs la nuit, c'est pourquoi l'éclairage des routes est principalement réalisé avec des ampoules E40 à haute température de couleur.

Les principaux lieux d'utilisation sont :

1. Les espaces extérieurs des sites industriels, entrepôts, bases de transport, établissements publics.
2. Les poteaux d'éclairage routier.
3. Les cours des maisons privées, des datchas.
4. Les centres commerciaux et de loisirs.
5. Les ateliers de production avec de hauts plafonds.
6. Les stades.
7. Les hangars.
8. Les aires de jeux pour enfants.

En hiver, les lampes LED sont avantageuses car, lorsque la neige tombe sur elles, il ne se crée pas de différence de température entre les différentes parties du boîtier. Ainsi, les caractéristiques de résistance de leurs ampoules ne sont pas compromises.

Le culot E40 est une relique du passé, il est donc peu probable qu'il soit utilisé dans de nouveaux domaines à l'avenir.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Dans les vidéos, les ampoules LED E40 sont montrées en fonctionnement, et leur structure interne est également examinée.

Comparaison des lampes LED avec différents culots :

Aperçu et structure interne de l'ampoule LED E40 :

Test de la puissante ampoule LED E40 de type « maïs » :

Le culot d'origine E40 dans les ampoules LED est de moins en moins utilisé. La raison en est le souhait des fabricants de satisfaire le plus grand nombre de consommateurs. Souvent, ils équipent simplement les produits au format E27 d'un adaptateur pour un diamètre plus grand. Cependant, cela n'empêche pas les lampes LED avec un diamètre de culot de quarante millimètres d'éclairer efficacement de vastes locaux et de faire économiser de l'argent aux entreprises municipales et commerciales.

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