ＬＥＤに繋ぐ抵抗値について

質問

LEDの抵抗値の求め方ですが、
ド素人の私の解釈があっているかどうか不安なので
お教えください。

下記のようなＬＥＤがあったとします。
光度min14400mcd～max22000mcd（抵抗値の計算には関係ないですね）
順方向電圧　min3.0v～fyp3.6～max4.2v
順方向電流　100mA

このLEDを４個直列で１２V電源に繋ぎ、
ＬＥＤ１個に４Ｖ、１００ｍＡ流すとします。

この場合の計算方法は

LED電圧は・・・３個×４V＝１２V
LEDに１００mA流したいので
抵抗値は
（１２V－１２V）÷０．１Ａ＝０Ω
となりますよね？
ということは抵抗なしで１２Ｖ直結が可能
ということでしょうか？

また、上記のＬＥＤを１個または並列に複数繋ぐ場合は

（１２Ｖ－４Ｖ）÷０．１Ａ＝８０Ω
なのでＬＥＤ１個につき８０Ωの抵抗を取り付ければよい
ということでしょうか？

回答No.2

tadys · ベストアンサー

まずはLED1個の場合を説明します。
抵抗を100Ωとします。
順方向電圧　min3.0v～fyp3.6～max4.2vから
min3.0vの場合に流れる電流は I=(12V-3.0V)/100Ω=90mA
max4.2vの場合に流れる電流は I=(12V-4.2V)/100Ω=78mA
これならば電流は定格以内でLEDのVfや12Vが変化しても明るさの変化は許容できるでしょう。

LED2個直列の場合は、抵抗を60Ωとすると
min3.0vの場合に流れる電流は I=(12V-3.0V*2)/60Ω=100mA
max4.2vの場合に流れる電流は I=(12V-4.2V*2)/60Ω=60mA
この場合、電源の電圧が12Vを超えると定格をオーバーしてしまいます。
また、Vf=3.0VとVf=4.2Vでは明るさが倍近く変わってしまいます。
明るさを変えたくない場合は抵抗の代わりに定電流回路を使用使用したり、明るさにあわせて抵抗値を調整する必要があります。

LED3個直列の場合は、抵抗を30Ωとすると
min3.0vの場合に流れる電流は I=(12V-3.0V*3)/30Ω=100mA
max4.2vの場合に流れる電流は I=(12V-4.2V*3)/30Ω=-20mA
Vf=4.2Vではマイナスになってしまいました。これはVf=4.2VのLED3個直列では12Vで動作させることは出来ないことを意味します。

＞（１２Ｖ－４Ｖ）÷０．１Ａ＝８０Ω
＞なのでＬＥＤ１個につき８０Ωの抵抗を取り付ければよい
＞ということでしょうか？
この場合、LEDのVfが3Vになると(12V-3.0V)/80Ω=112.5mAとなるので定格オーバーです。

なお、LEDに100mAを流すと消費電力が0.4Wにもなるので放熱をしないと故障するかもしれません。

それから、自動車に接続する場合には通常でもバッテリーの電圧は14Vぐらいにはなりますからこの場合でも定格を超えないようにする必要があります。
さらに、異常状態（バッテリー端子の接触不良など）では電圧がさらに高くなることもあるので注意が必要です。

お礼

非常に解りやすい説明ありがとうございました。

回答No.3

tetsumyi

LEDにはバラツキガあって3.6Vで100mA流れる物もありますし4.0Vで100mA流れる物もあります。
LEDは電圧が0.2V増すだけで電流は倍になったりします。
したがって、４個直列にして100mA流れる保証はありませんから実際に抵抗を入れないで使うことは危険です。
定電圧電源であれば1度、電流を測定して規定値であれば大丈夫です。
しかし、一般的に電源電圧も自動車であれば１２Vから１４V程度まで変動しますしACアダプタや電池でも電圧は安定していませんから電流は相当変動して明るさが変わります。

それで、普通は最大電圧の時に順方向電流に収まるように設計します。
また、明るさの変化を嫌う場合は抵抗に掛かる電圧を大きくなるようにするか定電流ダイオードや定電流回路を使います。

お礼

ありがとうございます。
もう少し勉強しないといけませんね（反省）。

回答No.1

sanori

＞＞＞
このLEDを４個直列で１２V電源に繋ぎ、
ＬＥＤ１個に４Ｖ、１００ｍＡ流すとします。

３個直列で　の間違いなのでは？

＞＞＞
この場合の計算方法は
LED電圧は・・・３個×４V＝１２V
LEDに１００mA流したいので
抵抗値は
（１２V－１２V）÷０．１Ａ＝０Ω
となりますよね？
ということは抵抗なしで１２Ｖ直結が可能
ということでしょうか？

はい。一応。
ただし、１個当たり４Ｖだからといって、流れる電流が１００ｍＡとは限りませんので、ＬＥＤの仕様（特性）を十分確認してください。

＞＞＞
また、上記のＬＥＤを１個または並列に複数繋ぐ場合は
（１２Ｖ－４Ｖ）÷０．１Ａ＝８０Ω
なのでＬＥＤ１個につき８０Ωの抵抗を取り付ければよい
ということでしょうか？

これも、ＬＥＤを単なる抵抗体として考えれば正しいことです。
しかし、（上記と同様）

お礼

ありがとうございます。
おっしゃるとおり間違えてました。
一応考え方（理解の仕方）としては正しかったのですね。