LEDでルームライトの製作を考えているのですが、順電流30mA、順電圧

質問

LEDでルームライトの製作を考えているのですが、順電流30mA、順電圧3.2～3.6Vの白色LEDを10個使おうと考えています。

この場合、回路はどのように作ればいいのでしょうか？

よろしくお願いします。

回答No.3

manjyu-uso800 · ベストアンサー

その規格だと，超高輝度白色LEDですね。

そのものズバリを書いてもいいのですが，LED点灯回路の基礎を知っておくと，後々応用ができるので，うざいかもしれませんが書きます。

まず，「順電流」は，LEDへ連続して流せる電流の定格値です。
基本は，順電流以上の電流は，LEDへ流してはいけません。
瞬間的に流せる電流の上限はもっと大きいですが，これは「LEDが壊れてしまうかどうか」と言うレベルなので，基本は順電流を超えないようにします。

次に，「順電圧」ですが，これはLEDに電圧をかけると順電圧分だけ電圧が下がると言うことです。
言い換えれば，LEDを点灯させるために最低必要な電圧ともいえます。

では，回路の方を考えてみます。
ここで質問している事から，自動車の室内灯と言うことと思いますので，電源は12Vになります。

LEDは，順電圧の合計が12V以下までなら直列に繋ぐことができます。
順電圧が3.6Vだとすると
3.6(V)×3(個)=10.8(V)
で，3個までなら直列に接続することができます。

しかし，3個のLEDを直接電源へ接続すると，順電流以上の電流が流れてしまい，ほぼ間違いなく点灯させた瞬間に壊れてしまうでしょう。
そこで，3個のLEDに電流制限のために，抵抗をさらに直列に接続します。

抵抗値の求め方ですが，まず12Vの電源に順電流3.6VのLED3個を直列に繋いでいるのだから
12[V]-(3.6[V]×3[個])=1.2[V]
となり，1.2Vの電圧で30mA流すには抵抗値がいくらになるかはオームの法則で計算できます。
抵抗[R]=電圧[V]/電流[A]　なので
[R]=1.2/0.03=40[オーム]
順電流30mA流すには40オームの抵抗となりましたが，実際には40オームの抵抗は無いので，少し余裕をみて47オームの抵抗を直列に接続すれば，目的の電流を流すことができるようになります。

　 + ----抵抗[47オーム]------LED----LED----LED---- -
これを一つのグループとし，LEDの数を増やしたいならこのグループをさらに並列に接続してやればよいわけです。

　　　　|----抵抗[47オーム]------LED----LED----LED----|
　+ ----|----抵抗[47オーム]------LED----LED----LED----|--- -
　　　　|----抵抗[47オーム]------LED----LED----LED----|
こんな感じにです。

しかし，自動車の電源は14V程度まで電圧が変動します。
14Vのまで電圧が上昇すると，47オームの抵抗では順電圧をこえてしまいます。
ではいくつの抵抗を接続すればいいかは，質問者さんが計算して算出してみてください。

また，これとは違う方法として，抵抗の代わりに低電流ダイオード(CRD)を使う方法もあります。
CRDは，定格電圧以内であれば一定の電流を流す半導体で，抵抗の代わりに接続します。
順電流30mAであれば，30mAのCRDか，15mAのCRDを並列に接続しての代用も可能です。
しかし，CRDは動作させるために約5V程度の電圧が必要なため，CRDを使用した回路にする場合，LEDは2個までの直列接続にした方がいいでしょう。

+ ----CRD[30mA]-----LED----LED---- -
または
　+ --|--CRD[15mA]--|---LED----LED---- -
　　　|--CRD[15mA]--|
これを一つのグループにし，さらに並列で増やしていきます。

抵抗を使用した場合，抵抗自体が非常に安価（1個1円くらい）にすることができますが，電源状態によっては電圧変動によりLEDの明るさが変動することもあります。
CRDを使用した場合，常に一定の電流を流すので，電圧が変動してもLEDの明るさは一定になりますが，抵抗に比べ高価（1個50円から100円くらい）となってしまいます。

どちらがいいかはコストや手間，その他を勘案し質問者さんが選んでください。
（個人的にはCRDの使用をお勧めします）

回答No.4

manjyu-uso800

すいません，誤字がありました

>しかし，自動車の電源は14V程度まで電圧が変動します。
>14Vのまで電圧が上昇すると，47オームの抵抗では順電圧をこえてしまいます。
47オームの抵抗では順電流を超えてしまいます。

>低電流ダイオード
定電流ダイオード

です。
また，回路図がフォントの関係でずれてしまいましたので，その辺はうまく合わせて見てください。

回答No.2

motototto

すいません、操作ミスりましたorz・・・

↓図です。

お礼

回答ありがとうございます。

図もわかりやすく参考になりました。

電源電圧なのですが、車内のルームライトの電源から取る方法を考えているので、約12Vです。

抵抗や定電流ダイオードなどは使わなくてもいいのでしょうか？

回答No.1

motototto

電源は何ですか？そこにもよりますね。
まあ、電源が３．２～３．６と仮定して考えます。とすると並列回路にするのが良いと思われます。図のような感じです（参考用なのでLEDは３つです）

これでいいでしょうか？

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