LEDの抵抗値計算の確認

質問

LEDの抵抗値計算の確認

LEDを6個並列で点灯させようと思っています。

条件は以下です。
・LEDは順電流20mA、順電圧3.6Vです。
・回路構成は
　電源12V>ブリッジダイオード>3端子レギュレーター5V>抵抗>LED並列6個

このときの抵抗値の計算は
　抵抗(Ω)=(5V-3.6V)÷(0.02A×6)≒12Ω
であっていますでしょうか？

またこのとき3端子レギュレーターの電流は500mAで足りますか？

回答お願いします。

回答No.3

KEN_2 · ベストアンサー

ANo.2 です。
状況は把握できました。
提示された条件から留意点を書き出します。
>ただ、列車の方向を変えるとき電源の±が入れ替わるので、ブリッジダイオードを入れています。
1）ブリッジDiは約2.2V電圧低下します。Di;1個で約1.1V程度の電圧降下します。

>(2)電源12Vは可変します。
2）最大12Vで、極性反転の0V～±12Vですね。
よって、0V～10Vの3端子REGの入力電圧となります。

>3端子REGを使って出来るだけ電圧を一定にしようという・・・
普通の3端子REGは約2V～3Vの入出力間電圧差を必要とします。
よって、5Vを出力するには、7V以上の電圧を必要とします。
（8V以下の電圧では順次減電圧出力となります。）

低損失CMOS三端子REGを使うと、0.4Vから0.6V程度に入出力間電圧差に押さえられます。
よって、3端子REGの入力電圧は5.4V（7V）から10V（12V-2.2V)で電流0.12Aを考えると、約0.6Wが最大発熱になります。
＊（10V-5V）x0.12A　⇒0.6W
簡単な放熱で可能ですので、鉄道模型のシヤーシにでも3端子REGを貼り付ける方法もあります。
放熱器か熱伝導テープの利用でも可能です。
LED用の抵抗は先の68Ωx6個を使用してください。

下記から選択してみてください。
レギュレーター５Ｖ
http://akizukidenshi.com/catalog/c/creg5v/

熱関連
http://akizukidenshi.com/catalog/c/cheat/

お礼

再度回答ありがとうございます。

>簡単な放熱で可能ですので…
了解しました。
鉄道模型はプラスチック製なので、小さな放熱器をつけようと思います。

お手数をおかけしまして本当にすみません。
回答ありがとうございました。

回答No.2

KEN_2

>このときの抵抗値の計算は
>　抵抗(Ω)=(5V-3.6V)÷(0.02A×6)≒12Ω　であっていますでしょうか？
計算は合ってます。

>またこのとき3端子レギュレーターの電流は500mAで足りますか？
足ります。

ANo.1様の回答にもある様に
>LEDを6個並列で点灯させようと思っています。
では、抵抗を各々のLEDに接続する必要があります。
70Ω抵抗値はE24系に無いので、68Ωか75Ωを使用する必要があります。

■ E24シリーズ抵抗値一覧
http://www.audio-q.com/e24.htm

ところで、
>・回路構成は
>　電源12V>ブリッジダイオード>3端子レギュレーター5V>抵抗>LED並列6個
この構成では、3端子REGと抵抗での電圧損失と抵抗での電力損失が約1.8Wとなり無視できません。
　電源12V>ブリッジダイオード>>抵抗x2個>LED並列2個x（直列3個）・・・・・が利用可能です。
12Vのブリッジ整流電圧は約17V（12Vx√2）となりますので、LED3個の約11Vで6Vを抵抗で電圧降下させればよいのです。
R=E/Iより、300Ωとなり270Ωか330Ωのx2でも使用可能です。
3端子REGで12V（17V-5V）x0.12Aで1.44Wと無視できない発熱になります。

下記のサイトは基本的な解説と実験が紹介されていますので参照してみてください。
◆ LED実験室
http://www.audio-q.com/kousaku.htm

お礼

すみません(汗
記入漏れがたくさんあったようですので補足します。

(1)鉄道模型の室内灯に使用します。

(2)よって電源12Vは直流です。
なので整流後も12Vです。
ただ、列車の方向を変えるとき電源の±が入れ替わるので、ブリッジダイオードを入れています。

(2)電源12Vは可変します。
列車のスピードを変えるともちろん電圧も変化します。
鉄道模型の最大電圧は12Vなので、電源12Vで計算しなければなりません。
しかし、電圧が落ちたときにLEDが暗くなってしまうと非現実的です。
なので、3端子レギュレーターを使って出来るだけ電圧を一定にしようという結果に至ったのです。

まとめると…
・3端子レギュレーターを使うという回路構成は変えられない。
・電源は最大12Vである。
ということです。

折角回答していただいたのに、大変申し訳ありません。

回答ありがとうございました。

回答No.1

86tarou

このときの抵抗値の計算は
抵抗(Ω)=(5V-3.6V)÷(0.02A×6)≒12Ω
であっていますでしょうか？＞
計算は合ってますが、ＬＥＤの順電圧のバラつきがあるため１／６ずつの電流が流れません。順電圧の低いＬＥＤに多く流れ、場合によっては破壊します。逆に順電圧の低いＬＥＤには電流が流れ難いので暗くなります。同じ順電圧のＬＥＤを選別使用出来るメーカーでもない限り並列接続では使えませんので、ＬＥＤ毎に抵抗を接続しましょう。ＬＥＤと直列に70Ωを接続したものを並列に六つ並べるということです。

またこのとき3端子レギュレーターの電流は500mAで足りますか？＞
どちらの接続にしても140mAの消費電流なので500mAよりは少ないですが、三端子レギュレータの消費電力（入出力間電位差×電流）によっては放熱器が必要になるかもしれません。まぁ、この辺りは入力電圧が何Ｖかによりますが…。

お礼

LEDにはばらつきがある…。
それは知りませんでした(汗
「LEDと直列に70Ωを接続したものを並列に六つ並べる」方法でやることにします。

3端子レギュレーターの消費電力は
(12V-5V)×0.14A=0.98W？
ということでしょうか？
約1Wになりましたが、放熱は大丈夫ですか？

もしよろしければ、再度回答お願いします。

回答ありがとうございました。