電気系さっぱりの釣り好きです。教えていただきたい事はLEDに関してです

質問

電気系さっぱりの釣り好きです。教えていただきたい事はLEDに関してです。乾電池を４本使い、超光度LED青色を三個三組作成したいのですが、電圧、電流、抵抗、昇圧、直列、並列もイマイチ上手く回路が組めそうにありません。お詳しい方解りやすく回路にしていたけませんでしょうか。

回答No.3

mtaka2 · ベストアンサー

「三個三組作成したい」というのがちょっと意味がわからないのですが、
乾電池4本でLED9個を点灯させたいのでしたら「LEDと電流制限抵抗を直列にしたもの」を9個並列に繋ぐことで実現できます。
青色LEDの定格は、だいたい電圧(Vf)3.0V～3.5Vぐらい、電流(If)20mAぐらいです。以下、Vf=3.4Vとして計算します。

乾電池4本で駆動する場合、乾電池1本1.4Vとして全体の電源電圧が4×1.4=5.6Vになります。

電流制限抵抗は、電源電圧 5.6V-LEDの電圧3.4V = 2.2Vになります。ここに電流20mAを流しますから、オームの法則から抵抗=電圧÷電流で、
2.2V÷(0.02A)=約100Ωになります。(かなり大雑把な計算になっていますが、部品ごとに特性にばらつきがありますので、ここで細かい数字を出す意味はありません。)

LED例: http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-01321/
抵抗例: 100Ω http://akizukidenshi.com/catalog/g/gR-16101/

あとは、電池4本の電池ボックスとスイッチを、添付画像のように接続すれば、LEDを点灯させることができます。

なお、回答1のように抵抗なしで接続するというのは、やめた方が良いです。
電流制限抵抗がない場合は、
・LEDに過大な電流が流れますので、LEDの寿命を確実に縮めます。
・LEDの特性の違いによって、各LEDの明るさがバラバラになってしまいます。
・過大な電流が流れている分、電池寿命(点灯時間)は抵抗有りの場合より確実に短くなります。
など、デメリットしかありません。

お礼

何とか理解できてきました。やって見ます。

回答No.5

tpg0

ANo4です。Gad⇒GaN(窒化ガリウム)の入力間違いです。
余談ですが、日亜化学工業の中村氏が青色発光ダイオードを発明した事で有名です。

お礼

更にありがとうございます。

回答No.4

tpg0

http://www.nichia.co.jp/
日亜化学工業のGad系並列接続回路を参照ください。
確かに、定電圧電源に接続して使用する場合は抵抗器を直列に接続する事で電流をほぼ一定に出来ます。
電源電圧をEとして電流Iを流す適切な抵抗値はおよそ(EーVF)/Iになりますが、LEDの順方向降下電圧(VF)には個体差があり抵抗にかかる電圧が変わる為、実際に製造された製品に流れる電流は設計時に想定した値に比べて多少のバラツキが生じます。
電流制限抵抗も電力を消費する為に電力効率が良くないのです。
問題は、電源が電池だと言う事になります。電池の電圧は定電圧ではなく電池消耗により電圧は下がります。
消耗を始めた電池の電圧は徐々に下がりますからLEDに流れる電流も小さくなり暗くなるのです。
明るさを優先するか、LEDの寿命を優先するかは自由です。
ただ、一般的なLED懐中電灯はLEDが10数個～30個程が全て電流制限抵抗器なしの並列接続だと言う事です。そして電源は乾電池3本直列接続の4.5Vです。
その他、自動車のLEDランプも複数個のLEDを並列接続後に1本の電流制限抵抗器を使用してるだけです。

お礼

なかなか難しいですが、並列での配置がベストのようですね。ありがとうございます。

回答No.2

bardfish

こういう製品があります。
http://item.rakuten.co.jp/linc/pi-72led/#pi-72led

中を見ましたがＬＥＤが並んでいるだけ。それ以外の部品は電池ボックスと点灯スイッチくらいです。

因みにホームセンターで1,500円で買いました。
上手くバラして白色ＬＥＤを青色ＬＥＤに交換してみては？或いはこれに青いセロハンを貼るとか…

お礼

ありがとうございます。既製品をいじることは考えに入れていませんでしたがホームセンターに行って見ます。

回答No.1

tpg0

超光度LEDと言うのが不明ですが、LEDを乾電池で点灯されるなら、抵抗器は無駄な電力を消耗させるだけなので使用する事は避けたほうが懸命です。
乾電池4本と言うのは普通の単3電池のような1.5Vを4本直列にして6Vにする事を想定してるのでしょうか？
LEDは3Vでも点灯しますが、4.5Vから6Vで点灯させたほうが明るいです。
超光度LEDの電気的特性を見ないと理想的な電圧と電流は分かりませんが、6V乾電池に直接接続してもLEDが壊れる(切れる)事は過去の経験上ではありません。
従って、LEDを3個並列接続した物を3組作り、直接乾電池に全て並列接続してください。
結果的に乾電池には9個のLEDが並列接続される事になりますが問題ないです。
先ず、LED1個を3V⇒4.5V⇒6Vと段階的に電圧を上げて点灯させてください。
3Vでは暗く感じるはずですが4.5Vになると充分な明るさに感じるはずです。
その明るさで満足なら乾電池は3本で良いです。
次に6Vで点灯させてください。更に明るく点灯しますが、この辺の電圧が限界になります。
4.5Vの乾電池3本がLEDには安心ですが、乾電池4本の6Vの明るさが良ければ6Vで使用してください。
尚、乾電池は直列接続、LEDは全て並列接続ですから回路図の必要はないですね。

お礼

ありがとうございます。何となくイメージできてきました。部材も高くはないのでやって見ます。