ＬＥＤの抵抗

質問

ネットオークションで５００円ちょっとのＬＥＤウェッジ球を買いました。このＬＥＤの説明には「使用はバルブの差し替えだけでＯＫ」と書かれていたのですが、安いＬＥＤには抵抗が入っていないと聞いたことがあります。この説明によれば、抵抗はすでに入っている、もしくはなくても大丈夫ということなのでしょうか？

回答No.4

susuwatari · ベストアンサー

No.1です。

一部の説明に危ない所がありますので、ご連絡申し上げます。
まず。LED（単体）ですが、間違えても直接電圧をかけないでください。
あくまでの、規格内の電流を流してください。

LEDは一般的には電子部品の中で、半導体PN接合であるダイオードのグループに入ります。
ダイオードおよびLEDの電圧－電流特性は、指数関数の曲線となり、ｅ（イー）のｘ（エックス）乗の関係にあります。
この関係は、ある一定電圧までは電流が流れにくいけど、その電圧を過ぎると突然暴走したかの様に電流が流れます。簡単に破損させることができます。
参考に、過去に行った小生の実験ですと、定電流電源（定電圧電源では無いです）を使用して、順電流最大定格50mAのLEDに対して、徐々に電流を上げ150mA流したところで息絶えました。
一般的な小電力用ダイオードですと、その電圧は0.6V（ショットキーの場合は更に低い）にあり、赤色LEDですと1.5V～2.0Vぐらいになります。これが順方向降下電圧です。
赤色光から青色光に行くにしたがって、順方向降下電圧は大きくなっていく特徴があります。
この順方向降下電圧を過ぎますと、電圧が0.1V変動しただけでも、数10mA以上の電流が変化してしまいます。ましてや1Vも変動すれば数100mA以上の電流変動が発生します。直接電圧では非常に扱いにくい部品なのです。
結果、LEDを扱うときは、一般的には電流で扱います。
LEDに電圧をかけると言うことは間違えてもしないで下さい。
LEDに何mAの電流を流して光らせると表現してください。
（アナログ回路で指数曲線回路を作りたいなら別ですが。。。半導体の温度特性まで考えたら大変でした）

あと抵抗ですが。。。
これは、大学、大学院を卒業した人にも誤解をしている方がいますが、抵抗は、あくまでも電圧と電流を関連付ける素子でしかないのです。（電力の消費はできますが）
逆に電圧が落ちる言うのは結果論です。
これを理解出来て無い人には、トランジスタ回路、ＯＰアンプ回路等のアナログ回路設計が出来ない人も多いのが現実です。
まずは、抵抗を使って電圧を電流に変えてください。

LEDの使用方法で、電源電圧が十分に大きい場合にはLEDを複数個直列につないで、１個の抵抗で電流を制御して光らせます。
簡単な計算として次のようになります。
Ｒ＝（ＶＰ－Ｎ×ＶＬ）÷Ｉ
　　電圧源の電圧：ＶＰ[Ｖ]
　　LED順方向降下電圧（電流Ｉの時）：ＶＬ[Ｖ]
　　LEDの直列接続個数：Ｎ[個]
　　抵抗値：Ｒ[Ω]
　　LEDに流れる電流：Ｉ[Ａ]　
この式から、LEDの直列の個数が多いと、同じ電力で多くのLEDを光らせられますが、電圧変動による電流変動の影響が大きくなります。
また、同じ電源電圧で、LEDの直列個数が少ない場合はその逆になります。
簡単な計算といったのは、実はLEDに流れる電流が変化すると、順方向降下電圧も微妙に変化するからです。
もし、正確に求める必要がある場合には、LEDメーカのデーターシートには、その電圧－電流特性が載ってますし、温度変化による特性もあります。
そのグラフを用いての算出になります。
あと、LEDを直列につないだ場合の順方向降下電圧の和（Ｎ×ＶＬ）が電源の電圧（ＶＰ）は超えないでくださいね。

あと注意するのは、LEDは非常に逆電圧に弱い素子です。一般的には５Ｖぐらいでしょう。（過大な逆電圧の可能性があるのなら並列逆向きにバイパスダイオードを入れてください）
また、電子部品は使用内容にもよりますが、電圧および電流では７０％ぐらいのディレーティングを、電力で５０％ぐらいのディレーティングで使用することをお勧めします。

本題からそれていますが、この手のものは使用方法を誤ると、火災の発生や、故障等により人命に影響があったら大変なことです。
１つの企業なんかは簡単につぶれます。
LED信号機のなどを設計している方々は、本当に大変なんでしょうね。
消えちゃった、ゴメンじゃすまないですしね。

お礼

補足説明ありがとうございます。
「直接乾電池に繋ぐとヤバイ」と以前聞いたのでそれだけは避けてきましたがほんとに危ないんですね。この話を聞いているとＬＥＤって結構取り扱いが難しいものなんだなぁと改めて思いました。。。

回答No.3

jun119

「安いＬＥＤには抵抗が入っていないと」
　　ではなくて安いものには抵抗しか入ってないのです。
ＬＥＤはほとんど抵抗が入っていて最適な状態で点灯できるように作られています。
過電流、逆流の場合は玉切れがないと言われているＬＥＤでも切れます。
高いＬＥＤにはダイオードが使われていて電流は逆流できない構造なので玉切れの心配はもっと少ないです。
ウインカーの場合や一部の電球を取り付けた場合は流れる電流が少ないために車側が玉切れと判断して点灯しないものもあります。
そのような場合は抵抗をプラスとマイナスの間に挟みこむと正常に働きます。
このキャンセラーのための抵抗と勘違いされているのではないでしょうか？

お礼

完全に逆だったんですね！！勘違いしていました。
キャンセラー機能というのも初めて知りました！
ＬＥＤって結構複雑なんですね。。。ありがとうございました。

回答No.2

hid_hid_hid

普通、一般的な白いLED（単体）は3.6Vくらいの電圧をかけると、20mAの電流が流れて点灯します。
それより多少低い電圧でも、少しだけ暗くなるけどOK。

問題は、それ以上の電圧がかかる（一般的なバイクで13.8V付近）場合に、電流が流れすぎてLEDが壊れることです。

LEDウェッジ球として販売されているものは、ほとんど抵抗が入っていると思いますが・・・
「使用はバルブの差し替えだけでＯＫ」ならば抵抗は入っていると思われます。
ダイオードも入っているはずですが・・・取り付けて、もし点灯しない場合はウエッジ球の左右（極性）を挿しかえてみましょう。

ちなみに・・・抵抗は、”電圧を電流に変えるもの”ではなく、”電圧を下げるもの”です。
抵抗が直列に入った分だけ電圧が落ちるので、LEDにかかる電圧を下げることができ、結果的に電流が少なくなります。
念のため。

お礼

試しにルームライトのバルブをＬＥＤに付け替えたらちゃんと光りました。ということはとりあえずは大丈夫そうですね☆
抵抗ってほんとに言葉のまんまなんですね笑抵抗は入っていそうで安心しました＾＾ありがとうございました。

回答No.1

susuwatari

「使用はバルブに差し替えるだけでＯＫ」なら必ず抵抗が入ってますよ。
バイクなどの電源は、脈流、ノイズ、電圧変動などがありますが、とりあえず定電圧電源とみれます。
それに対してＬＥＤは電流によって光ります（順方向効果電圧が発生しますが。。。）。
電圧を電流に変えるおまじないが抵抗で、ＬＥＤを電圧で光らせるときには必ず抵抗を使用して電流に変えます。そうしないと無限大の電流が流れることになってしまい、すなわちショート、結果破損へとつながります。
Ｉ＝Ｖ÷Ｒ
懐かしい式ですね。

お礼

そうだったんですね！！高校では物理は習わなかったのでその式すらわからないです笑
ＬＥＤの仕組みから理解が間違っていたようです。ご教授ありがとうございました。