青色LEDの発光開始電圧はバラツキがあるのか?LEDメーカに相談しても解決できる?
- 青色発光ダイオードを直列接続で光らせたい場合、発光開始電圧のバラツキによって光らないものがあることが困難です。
- 発光開始電圧のバラツキを押さえる方法は限られており、大量に購入して選別するのが一般的です。
- 0.数[mA]の領域では発光波長が不安定なため、人間には感じられない光を発している可能性があります。
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青色LEDの発光開始電圧
青色発光ダイオードを直列接続で(数個)光らせたいです。 (そのような物を数百台は製作したい) ポイントは、 1.薄暗く点灯させたいので、If=0.数[mA]程度なのです。 2.これでは、発光開始電圧(注1)のバラツキによって、光る物、 光らないものがあるようです。(Vfで2.7V近辺)(困っている事) 3.色々調べてみると、(同一電流の場合)Vfの低いもの程、光って いないようです。 【質問】 この発光開始電圧は、どうしてもバラツキは押さえられないもので しょうか?(LEDメーカに依頼しても) 大量に購入して、発光開始電圧の揃ったものを選別するしかない のでしょうか? 0.数[mA]の領域では、発光波長が不安定なのでしょうか? (実は、人間に感じない光(波長)を発している?) 注1.発光開始電圧とは? 私がこの場で勝手に付けた表現です。 その意味は、薄暗い部屋でIfを徐々に上げて行き、"人間の目で青色" に光始めた時の順方向電圧の事を意味します。 従いまして、人間に感じない(難い)波長に光っている場合は、 "発光していない"との判断になります。
- lopi001
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電流され流れれば、電流にほぼ比例した明るさで必ず光ります。明るさにはバラツキがありますが。 メーカーに頼めば選別してもらうこともできますが少なくとも数リール単位で購入しないと無理です。 直列接続だと全部光るか、全部光らないかのどちらかになると思います。 低電流では発光波長が長い方にシフトはしますが、青色LEDの場合は目に見えない波長成分(赤外線)がふえると言うことはないと思います。 また青色LEDは効率が高いので、普通のものなら0.数mAも流せば十分明るく光ると思いますが。 直列接続の場合、駆動電圧を高めにして、電流制限抵抗を大きくするのが安定した明るさを実現するための定石です。 バラツキもありますが温度でもVfは変化しますし、電源電圧も変動しますからね。 ちょっとした電子回路が必要になりますが、定格近くの電流を流して、パルス駆動で見た目の明るさを調整するという方法もあります。
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- electron11
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LEDのVfは定格電流で仕様化されてます 例えば5φなら20mA FLUXタイプなら30mAです この時のVfは 例えば3,2~3,4Vとかです 従いまして低電流ではどうなるか解りませんので 光度を揃える事は出来ないのです 保証されません 当方 省エネにLED電灯使ってますが 消灯時コンデンサーが放電し電圧が下がるにつれ光度が弱くなっていくのを見ました 数秒後 見えない物 見える物色々です LED40個+抵抗1個 直列です その場合は#1さんの言われるようにON/OFF制御するしかありません DUTY制御です しかし定格電流でも光度のバラツキはありますから厳密に揃えるには選別するしかないでしょう 仕様をご覧下さい 更に半値角(広がり角度)にもバラツキはあります これも仕様をご覧下さい しかし 定格電流での光度&低電流での光度 を揃える事は大変なコスト高になりそうで現実的では無いと思いますが ON/OFF制御回路 追加の方が安上がりかも知れません 尚 青(白)LEDのVf は他のより高いのですが温度係数は低く 0~40度で2%程度ですので場合によっては無視出来そうです 仕様書の参考グラフ(保証ではありません)をご覧下さい
お礼
大変良い情報をありがとうございます。 >消灯時コンデンサーが放電し電圧が下がるにつれ光度が... これは、私が苦労している現象その物だと思います。 微少電流領域でのVfバラツキ、「回答番号:No.2」さんで ご教授頂いた、「供給電圧を高めで...」の考え方、 よく検討致します。 本当にありがとうございます。
- sawa001
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>↑これは、なぜその方が良いのでしょうか? 例えばVfが3VのLED1個と1kΩの制限抵抗の場合を考えてみましょう。 駆動電圧が4Vの場合、流れる電流は (4-3)/1000=1mAです。 ここでVfが3.5Vに変化すると (4-3.5)/1000=0.5mAと半分になっていまいます。 駆動電圧を5Vにして制限抵抗を2kΩにすると、 Vfが3Vのときは同じく1mAが流れますが、Vfが3.5Vに変化したとしても (5-3.5)/2000=0.75mAと変化を少なくする事ができます。 >↑これは、温度が上がるとVfはどうなるのでしょうか? 普通、温度が上がるとVfは低くなります。 >↑もしかするとこれは、パルス幅の長短で光量を変化させる その通りです。
お礼
ありがとうございます。 「駆動電圧は高く~」…よく理解できました。 パルス駆動は、部品が多くなってしまいそうなので 何とか、直流駆動で我慢してみたいと思います。 [温度--Vfの関係]をもう少し調べてみます。
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補足
早速のご回答ありがとうございます。 誠に申し訳ございません、理解不足の為質問がございます。 >直列接続の場合、駆動電圧を高めにして、電流制限抵抗 >を大きくするのが安定した明るさを実現するための定石です。 ↑これは、なぜその方が良いのでしょうか? 逆の表現は、「駆動電圧は低め、制限抵抗は小さめ」だと思い ます。 何か、各LEDのVfバラツキに秘密があるのでしょうか? >温度でもVfは変化しますし、電源電圧も変動しますからね。 ↑これは、温度が上がるとVfはどうなるのでしょうか? >パルス駆動で見た目の明るさを調整するという方法 ↑もしかするとこれは、パルス幅の長短で光量を変化させる というような考え方でしょうか?