高輝度LEDの適正電圧について

質問

電気屋で販売されているLED仕様のランプには単三電池３本使用のものが多くあります。しかしLEDは電圧が6V以上ないと明るく光ってくれません。4.5Vでも明るく光るこれらにはどのような工夫があるのでしょうか？。通常の単三２本仕様の懐中電灯を改造する形で何とか自作したいのです。詳しい方、教えてください。

回答No.3

tnt · ベストアンサー

一般のＬＥＤの両端電圧は２Ｖです。
ですから、普通のＬＥＤを使う限りは
簡単に４．５Ｖで光らせることができます。
電流は10mAとすると、直列に２５０Ωの抵抗を挿入すればＯＫです。

しかし、高輝度ＬＥＤの場合、内部でＬＥＤが直並列に組み合わされています。
このため、御質問のように６Ｖの端子間電圧を持つＬＥＤが存在します。
６Ｖだと、六角形にＬＥＤ素子が配置できて（３つを直列にしたものを
２つ並列）
レンズとの相性が良いのです。

もともと、ＬＥＤは定電流で点灯させますから、
電池動作は苦手です。
２Ｖの端子間電圧のＬＥＤを３Ｖで点灯させようとすると、
電流制限抵抗は１００Ωとなりますが、
電池がちょっと消耗して２．５Ｖになると
もう、光量は半減してしまいます。
白熱電球なら光量３割減で済むところなのですが。

このため、６ＶのＬＥＤを駆動するのには最低９Ｖが
必要とされていましたが、
参考ＵＲＬにあるように、
ＤＣ－ＤＣコンバータが作られるようになりました。

こうすると、６Ｖを発生させる回路の抵抗（信号源抵抗）が
そのまま電流制限抵抗となるので、
出力端子の電圧が６Ｖの時に２０ｍＡ（一例）と、
規格を決めてしまえば、それで無駄なくＬＥＤを
点灯させることができるのです。

電流制限抵抗が無くなった分だけロスが減りますから
ＤＣ－ＤＣコンバータのロスが少しぐらい有っても
全体としては効率が良い回路となります。
また、ＤＣ－ＤＣコンバータをスイッチング方式で電圧安定化しておけば、
電池が消耗しても安定した動作と高い効率を維持することができます。

参考ＵＲＬは、６Ｖの例ではないのですが、
コンバータの写真もあるので引用しました。
http://www.metro-co.com/light/example.html
は、６Ｖの高輝度ＬＥＤが活躍している例です。

参考URL：

http://www.maruka-denki.co.jp/el/led.html

お礼

たいへん参考になりました。
ありがとうございました。