LED 制限抵抗について

質問

カテ違いなら指摘をお願いします。

ネット情報を参考にWiiのセンサーバーを自作しようとしています。

赤外LEDとしてKingbright社　L-53F3BT を見つけました。
順電圧:1.2V、順電流:50mA

電源を　USB２．０からの供給で５Vとして　　L-53F3BT 　を４個　直列に接続すると
制限抵抗=（５V-（1.2V×４））/０．０５A＝４Ω
の計算であっているのでしょうか？

上の計算が合っているなら、カーボン抵抗 1/4W 5% 4.7Ω が売られているので、これを採用しようとしています。あるいは１０Ω程度を使用するのがよいのでしょうか？

電気工作は経験がなくネット情報だけでここまでたどり着きました。
経験者様よりご指導をお願いします

回答No.1

hs001120 · ベストアンサー

たぶん、その計算でもすぐに壊れることは無いはずですが

計算時に配慮から漏れている事があります
・順電圧は温度に大きく影響を受ける
・USBの電圧にも誤差はあるし、LEDにもバラツキはある。

例えば
http://pdf1.alldatasheet.jp/datasheet-pdf/view/92890/ETC/L53F3BT.html
のp3の温度に対する順電圧の変化説明を見て
もし、暖かくなって順電圧が1.2V→1.0Vと変動したらと考えて計算してみてください。
4オームだと、(5V-(1.0V*4))/4Ω=0.25A
10オームでも、(5V-(1.0V*4))/10Ω=0.1A
と破綻するのです。
では、1.0Vで計算すれば良いのかというと、そうではなく問題点は
5Vと(1.2V*4)=4.8Vは差が小さく、余裕が無いために
どちらかがほんの少しズレただけで計算が変わってくる事にあります。

3個の直列に抑えた場合、影響はずっと小さくなります。
制限抵抗=(5V-(1.2V×3))/0.05A=28Ω
順電圧1.0Vの条件で計算しても
制限抵抗=(5V-(1.0V×3))/0.05A=40Ω
程度です。

参考)
http://pocketnews.cocolog-nifty.com/pkns/2006/12/wii_0ae8.html

また、2個でも十分だったという事例報告がありますから
http://d.hatena.ne.jp/wapa/20070110/p1
2個の場合
制限抵抗=(5V-(1.2V×2))/0.05A=52Ω
順電圧1.0Vの条件で計算しても
制限抵抗=(5V-(1.0V×2))/0.05A=60Ω
程度です。
また、この時の抵抗での消費電力は0.15W程度ですから1/4Wで十分です。

お礼

早速ご回答いただきありがとうございます。

>もし、暖かくなって順電圧が1.2V→1.0Vと変動したらと考えて計算してみてください。

>問題点は5Vと(1.2V*4)=4.8Vは差が小さく、余裕が無いために
>どちらかがほんの少しズレただけで計算が変わってくる事にあります

貴重なご指摘ありがとうございます。

質問投稿直後に２×２の並列でもいいのか？などと思っていましたが、順電圧がブレるとは想定していませんでした。

当初質問はLEDを直列としたのですが、なんとなく並列につなぐ気になってきました。

で、並列接続について
A案：電源５V--制限抵抗６０Ω--並列分岐（LED２個）×２--合流--電源
B案：電源５V--並列分岐（制限抵抗６０Ω--LED２個）×２--合流--電源

A案　B案　は同等と考えているのですがLEDの回路として考慮すべきことがあればご教示いただきたく思います。

重ねての質問になってしまい恐縮ですが、ご教示いただきたくお願いいたします

回答No.2

hs001120

>A案：電源５V--制限抵抗６０Ω--並列分岐（LED２個）×２--合流--電源
>B案：電源５V--並列分岐（制限抵抗６０Ω--LED２個）×２--合流--電源
>
>A案　B案　は同等と考えているのですがLEDの回路として考慮すべきことがあればご教示いただきたく思います。

いいえ、A案とB案は同等ではありません。

2点見落としがあります。

まず、制限抵抗６０Ωは
>順電圧1.0Vの条件で計算しても
>制限抵抗=(5V-(1.0V×2))/0.05A=60Ω
での0.05A想定だと思いますが、
B案はLED2個直列の2群に対しそれぞれ0.05Aを供給ですが
A案は0.05AをLED2個直列の2群で分け合うです。

次に、A案は
>LEDにもバラツキはある。
が考慮されていません。
LEDの順電圧-電流には個体差がありますからA案でLEDにバラツキがあると
電流は流れやすい方へ集中する事になります。
同一ロットで特性の良く揃ったLEDを入手できる場合は実用上の支障はなかったりしますが
そうでない場合A案は問題がありますのでセオリーとしてはB案が無難です。

お礼

重ねてのご回答ありがとうございます。

>B案はLED2個直列の2群に対しそれぞれ0.05Aを供給ですが
>A案は0.05AをLED2個直列の2群で分け合うです。

A案　B案はまるっきり別物ですね（＾＾；

>セオリーとしてはB案が無難です。

識者のご意見がうかがえて大変参考になりました。
とりあえず今回の回路は見えてきましたので加工にチャレンジしてみます。