交流電源でLEDライトを点灯させるには

質問

• 交流電源でLEDライトを点灯させる方法について考えてみましょう。
• 直流用のLEDライトを交流電源で使用する場合、逆電圧がかかって壊れる可能性があるため、対策が必要です。
• 素人感覚で整流ダイオードを使う方法も考えられますが、電流の流れが直流交流で変わらないため、他のアプローチも検討する必要があります。AC-DCコンバーターは使えますが、価格やサイズが大きいため、他の手ごろな方法を探しましょう。

回答No.6

sailor

確かに小型の２輪車などではフライホイールマグネットからの交流をそのままライトやスモール等に使用している車種がありますねぇ。LEDについては逆方向の電圧がかかる（逆方向耐圧超えて）と破損しますので交流のままでは使用できません。それから、文面からだけではLEDの扱いをどの程度までおわかりなのか判りかねますので、質問をさせていただきますが、LEDは通常の電球のように一定の電圧をかければそれでOKではないということをご存知ですか？自動車用の12V用とか指定されているものは、LEDと12Vの電圧をかけたときにLED自体に流れる電流を制限するための回路（一番単純なのは抵抗器一つかCRDという定電流ダイオード）がついているのですが、こんかいおつかいのLEDそのようなものなのか、それとも単体部品としてのLEDなのかで扱いがかなり異なってきます。事の序でですので、単体のLEDについてかんたんに説明しておきます。LEDというのは名前の通りでダイオードの一種ですので、電球のような抵抗性の負荷とは電流の流れ方が大きくことなります。LEDの特性表を見るとVFとかIFとかVrとかの値が記入されていると思いますが、VFと言うのは順方向電圧で、この電圧以上の電圧がかかると電流が流れ始めるという電圧で、この電圧以下では電圧をかけてもLEDは点きません。IFというのはLEDに流せる電流の大きさです。Vrは許容できる最大の逆方向電圧です。電球と違うのはVFを超えるまでは電流が流れず、VFを超えた途端に電源が供給できる範囲で一気に電流が流れ出してしまうのです。なので何らかの方法で電流の大きさを制限しないと過電流でLEDは壊れます。そのため、単に直流か交流かだけだはなく、使用する電圧に合わせて電流を制限する必要があるのです。まぁ、一番簡単なのは抵抗を入れる方法ですが、電源電圧からVFの値を引いた値から計算します。抵抗＝電圧／電流ですから、この計算はかんたんにできるでしょう。例えばVFが3.0Vで電源電圧が12Vで0.1Aの電流を流したい（流せる電流はLEDの定格を超えてはならないのは当然ですが、パワーLEDなどでは放熱の状況でもことなります）なら必要な抵抗の値は12Vー3Vで9Vを0.1Aで割った値で９０Ωとなります。この抵抗を入れないとLEDは壊れます。それからこの抵抗にはLEDに流れるのと同じだけの電流が流れますので、ふつうのVRなどは使えません。必ず十分な電力容量を持ったものが必要です先程の計算で出した値であれば、抵抗では9Vの電圧降下があり0.1Aの電流が流れるので0.9Wの電力が消費されることになるので、少なくても2W程度の電力容量の抵抗が必要です。まぁ、もともと自動車用として作られたLED電球のようなものではこのような処理は不要ですがので、単純に整流用のダイオードを入れて適当なケミコンで平滑化するだけで良いでしょう。それからケミコンの容量が小さくても許容電圧が電源電圧よりも高い（通常１．５～2倍程度の余裕を見る）ものであれば破裂の心配はありません。容量は小さくても問題はないのですが、ある程度の容量がないとエンジン回転が低いときにちらつきが目立つかもしれません。

お礼

どうやら交流と思っていた電源でしたが、「球をLEDに変えるだけ」の事例がいくつか見つかり、また電源も交流・直流・半波整流・全波整流・はたまた既に直流化された（改造された）車体～などネット上に投稿された情報だけでは判断が難しく困惑しています。　今のところ「交流」という判断で調べを進めています。

LEDの知識は電装系DIYをする人、人並みでしょうか。LEDライトを裏から覗くとLEDチップの他に四角い小さい部品が見えます。恐らく抵抗かなと思っています。（カーボン抵抗くらいしか見慣れないもので…）
LEDライトの筐体の大きさやそこから出ている線からして、「これがLEDライトだから直流電源に繋いで使ってね～」という物のように思えます。汎用品です。

コンデンサーの情報もありがとうございます。手元には静電容量の大きいものはあまりないので、場合によっては複数つなげないといけないか等と考えていたところです。ハッキリと点滅してしまうのはマズイとして、高速点滅によってLEDの寿命が極端に減るのであれば考えようですが、その辺は実際に組んでいて判断しようと思います。