直流電源の電流設定

質問

おそらくとても初心者な質問だと思いますがよろしくお願いします。
20mA設定のLEDを1つの電源３つ同時に点灯させようと思いますが、
並列につないだとき電流値はいくつに設定すればいいのでしょうか？
LEDを1つつなげるときに教わった時は電流は20mAに設定してあれば電圧表示は
無視していいと教えられましたがそんなものなんでしょうか？
ちなみに無視していいと言われた電圧値は13Vに設定されてました。
電気のことは昔から苦手で全く無知なもので。

回答No.3

noname#230359

抵抗計算が面倒であれば、抵抗を使わずに定電流ダイオード（ＣＲＤ）を使う手もあります。
２０mAのものがなければ１０mAを２個並列に。
もちろん、電流に対する各素子の明るさのばらつきは合わせられませんが。

お礼

ご回答ありがとうございました。

回答No.2

noname#230359

とりあえず、下記のURLのサイトなどを参考にして基本的なことを押さえてください。

LEDの基本的な使い方
ttp://hwm6.gyao.ne.jp/oculus/atelier/LED/LED.html

さらに並列の場合ですが、回路図を載せられないので下記の資料を参考にします。

日亜のLED並列回路の注意事項
ttp://www.nichia.com/specification/jp/appli/parallel.pdf

1)
並列回路の場合、電圧は13Vも必要ないはずです(通常のLEDなら5Vで十分)。
その代わり、3つのLEDにそれぞれ20mA流れるので、電源の能力は20mA×3で60mAの電流が流せる事が必要になります。
通常の直流電源などであれば問題ないとは思いますが、電源の性能を確認しておいた方が良いでしょう。

2)
資料にもありますが、電流調整用の抵抗が各LEDごとに必要になります。
かつ、LEDのばらつきによりそれぞれ明るさが異なるので、均一な明るさが必要なら、トリマ抵抗などを使用して調整してやる必要があります。

3)
IF=20mAと設定しておられますが、LEDの品種でかなり変わってきます。
また、順方向電圧VFに応じて直列抵抗を吟味する必要があります。
使用するLEDのデータシートを良く確認することをおすすめします。

おっと、回答を書いている間に別の方の回答が。
内容がほぼかぶってしまいましたが、回答1の方の仰るように電源装置の種類、使い方にも注意が必要ですね。

あと、間違えて「関係者」としてしまいましたが、私も「素人」です。
訂正させていただきます。

お礼

ご回答ありがとうございます。
なかなか難しいですね。

回答No.1

noname#230359

状況が良くわかりませんので、少し教えてください。
> 20mA設定のLEDを
　　LEDには電流を制限する働きはありません。流せば流すほど明るくなり、
　　ついには、焼き切れます。
>1つの電源３つ同時に点灯
　　この場合の「電源」とは電流制限付きの電源装置ということですね?
> 並列につないだとき電流値はいくつに設定すればいいのでしょうか？
　　この並列とは、LEDを3つ並列に、という意味ですね。
> LEDを1つつなげるときに教わった時は電流は20mAに設定してあれば電圧表示は
> 無視していいと教えられましたがそんなものなんでしょうか？
> ちなみに無視していいと言われた電圧値は13Vに設定されてました。
　　教えた人ももう少し説明してくれると良かったですね。

　　LEDを点灯するために考えなければならないことは、たった1つだけで
　　「そのLEDに対して、何mA流すか」ということです。
　　前述の通りLEDは何mAでも流れますので、
　　LED以外のところで、電流を一定にする工夫をしなければなりません。
　　今回の実験では、電源装置が20mA一定にしてくれていたわけです。

　　一方電圧についてですが、電源装置の定電流動作は、
　　つながる負荷抵抗が変わっても一定の電流になるように、出力電圧を自動で制御しています。
　　例えば、その電源装置に100オームの抵抗をつないだとすると、
　　電流を20mAにするために、20mA×100オーム=2Vの電圧を電源は出力しています。
　　抵抗が500オームならどうでしょう。20mA×500オーム=10Vの電圧を出力しなければ
　　20mA一定になりません。
　　このように電源装置は、一定の電流にするために、電圧を上げたり下げたりしてくれているんです。
　　その上限の電圧を設定するのが、電圧調整つまみです。
　　そうすると、LEDに20mA流れた時のLEDの両端の電圧がわかれば、
　　電源装置の電圧調整つまみを何Vにすれば良いかがわかります。　　
　　　抵抗器の場合は、抵抗値が一定なので、流す電流が多くなればなるほど電圧も大きくなります。
　　ところがLEDは半導体なので、電流をだんだん増やしていっても、途中で電圧が飽和してしまいます。
　　(途中でLEDの抵抗値?が小さくなっていくイメージ)
　　飽和した以降は、それ以上電流を流しても電圧はだいたい同じで変化が少ないんです。
　　このときの電圧を一般にVf(ブイエフ)といってLEDの色によって、だいたい決まっています。
　　赤なら2Vくらい、青なら3.7Vくらい　など。
　　ですから、さきほどの電源装置の電圧設定は、この電圧より大きければOKになります。
　　LED1個を点けるのに13Vは必要ないかもしれませんね。

　　3つのLEDを並列につないで、定電流動作の電源装置につなげば、1個あたり20mAですから
　　計算では3つで60mAにすればよいことになります。
　　ところがこのLEDのVf、LEDの色によって「だいたい同じ」なんですが、型式によって、違っています。
　　それを3つ並列にすると、Vfのアンバランスにより、1つは明るくて1つは暗い、などの不具合が
　　起こりやすいです。特に赤色と青色を並列にすると、赤色のVf以上には電圧が上がらないので、
　　青は点きません。

　　では、どのようにするかというと、セオリー通り「抵抗+LED」という回路にします。
　　この場合は、電源装置は定電流動作ではなく、定電圧動作とします。
　　例えば12V一定の電圧に「抵抗+赤色LED」「抵抗+青色LED」「抵抗+白色LED」など3つを
　　並列につなぎます。

補足

ご回答ありがとうございます。
補足いたします。漠然にLEDと書いてしまいましたが詳細はFPCに複数実装された白色のLEDです。ｺﾝﾃﾞﾝｻも乗ってます。
これを回答に書いて頂いている電源装置に3つつなげてしばらく点灯さておきたいたいわけです。