車上でチップLED42個光らせたい！LM317の定電流回路でいけますか？

質問

Vf=3～3.4V If=20mA
のチップLEDを3個直列に繋げて14回路並列接続します。合計42個です。電源にLM317の定電流回路を使おうと思っています。
http://diy.tommy-bright.com/diy4.html
上記URLで調べた結果、電源12V、流したい電流20mA、LED電圧3V、個数3個、列数14列、LED以外の消費0Vで計算して4.7オームの抵抗が必要となりました。車の電圧なので12VにしてOKかな？と思いました。その他特に問題ないでしょうか？放熱板もそれほど大きなものは必要ないでしょうか？よろしくお願いします。

回答No.6

posh156 · ベストアンサー

Ｎｏ．３です。
＞14列毎に抵抗が必要になるのでしょうか？
いいえ、必要有りません。

抵抗は、ＬＥＤにかかる電圧をＬＥＤに必要な電圧＝Ｖｆに調整する為に入れています。　　レギュレーターで電圧を調整済みの場合、抵抗は必要有りません。

ＬＭ３１７以外にも、いろいろなレギュレーターが有りますので探して見るのも良いですョ。　低ドロップの１０Ｖ出力の３端子レギュレーターですと、それ１個で済ませらるかと。

画像を参考に。
ＬＭ３１７相当の低ドロップ（１.２Ｖ）可変レギュレーター：AZ1117H-ADJ　を使用し、１０Ｖの安定化電源でＶｆ＝２Ｖの赤色ＬＥＤ５個直列×２セット点灯させています。　配線の途中に安定化電源を組込みチューブで覆って（画像のクリップの間です）、その先はＬＥＤと配線のみです。

参考URL：

http://akizukidenshi.com/

お礼

画像までつけていただいてありがとうございました。早速秋月に注文いれました。なんとかがんばってみます！

回答No.5

migsis

ご指定のサイトを使って計算してみたのですが、レギュレーターなどの発熱に注意してください。２－３Ｗの発熱がありそうなので、レギュレーターに放熱器が必要になりそうです。

回答No.4

pochi2tama

20[mA]程度の回路で３端子レギュレータで定電流回路を組むメリットが感じられません。

他の回答者さんも書かれていますが、電流駆動で電力を供給する回路の場合、パラレル接続はだめです。素子のばらつきで回路毎の電流を同じにすることができません。（電圧供給なら逆にパラレル接続でないとダメということになります）

「317と抵抗」を１４セット使うかＣＲＤを１４本使うかを考えたら、自分ならスペース的にもコスト的にもＣＲＤを使うと思います。
ただ、ＣＲＤも動作電圧が４ボルト程度以上ないと規定の電流にならないので、高輝度ＬＥＤを３本直列に駆動すると、エンジン停止時などで若干輝度が低下するかもしれません。
たとえば
Vf=3.3[V]だと12-(3.3*3)=2.1[V]
Vf=3.5[V]になると12-(3.5*3)=1.5[V]
となり4[V]に満たなくなってしまいます。
この場合１回路にＬＥＤ２個になってしまいます。

＃必要動作電圧はＣＲＤによっても異なる。
＃20[mA]のＣＲＤがなければ10[mA]を２本「パラレル接続して」使う

お礼

ご回答ありがとうございます。今回設置スペースがかなり狭いので（回路毎に抵抗やCRDを入れるのも厳しいですｆ＾＾；）定電圧回路で攻めてみます。

回答No.3

posh156

電圧について、

ＬＭ３１７自体で３Ｖの作動電圧が必要です。　さらに、抵抗で１．２５Ｖ下がるので、ＬＭ３１７を使用した定電流部で４．２５Ｖ程必要です。　
ＬＥＤのＶｆ＝３～３．４Ｖなので、３個で９～１０．２Ｖ。
定電流部とＬＥＤをあわせて１３．２５Ｖ～１４．４５Ｖとなります。
元の電圧がこれ以上ならＯＫですが（ＬＭ３１７が自動調整するので）、これ以下ですと、電圧不足で点灯しなくなります。　
車の電圧は、エンジンが回っている時は発電機が回って１４ＶくらいになるのでＯＫですが、エンジンを切った状態＝バッテリーでは・・・つかないかなぁ。

１４列並べる事について、

うーん、あまり勧められません。
と言うのは、もし１列に不具合が生じると、その分の電流が他の列に回り、他の列の電流が過大になり連鎖的に全滅する心配があるからです。　製品のバラツキで電流が上手く１４等分されなかった場合も連鎖的に全滅の心配があります。
まぁ、１４列もあると、１列の不具合で他の列は１．５ｍＡ程度の上昇で、ご質問の回路（４．７Ω→１９ｍＡ/列）では　２０．５ｍＡになる程度なので、大丈夫かなぁ。　　

ご質問の回路でも大丈夫でしょうが、一瞬で全滅するリスクも有る回路です。

ワタシなら、ＬＭ３１７の抵抗を２本にして９．６Ｖの定電圧（ＬＥＤのＶｆの３個分）を作り、それに３個直列のＬＥＤ×１４並列をつなぎます。
（図の添付が出来ませんが・・・ＬＭ３１７の定電圧回は検索で簡単に見つかるかと）
バッテリー電圧でも作動し、上記のようなリスクも有りませんので。　３個直列のＬＥＤの列は自由に増減でもきます。　「１列３個のＬＥＤ」でも　「７０列２１０個のＬＥＤ」でも安定して点灯させられますョ。

お礼

ご回答ありがとうございます。確かに全滅する可能性大ですね。定電圧回路に変更しようと思います。ネットで色々、定電圧回路見てみたのですが、14列ならやはり14列毎に抵抗が必要になるのでしょうか？
今回設置場所のスペースが狭くて抵抗を14個いれにくいのです・・・

回答No.2

JT190

ダメ！　参照元の計算式（というか考え方そのもの）が間違っています。

LEDを並列（直並列）に繋ぐときは、「1直列回路毎に電流制限回路が必要」です。つまり「14回路並列であれば、LM317の定電流回路も14個必要」なのです。

もし仮に、参照元の通り14並列で14倍の電流を「まとめて」流すと、

・14並列の中で最もVf（の3直列の合計）が低いLEDへ「14倍全て」の電流が集中して流れLED破損
・そこが破損すると、次は2番目にVfが低いLEDに全電流が流れて破損
・そこも破損すると、次は3番目・・・

という具合に、「全てのLEDが破損してしまう」可能性もあります。

実際は（運よく）破損には至らないかも知れませんが、そうだとしても14並列のおのおのの明るさはバラつきますし、明るいLEDには規定以上の電流が流れていますから長期的には「やっぱり破損」します。
（一番明るいLED1回路が破損すれば、その分の電流が他に流れますから、残りのLEDも電流オーバーになって、順々に加速度的に壊れていくはずです）

なお放熱板は、1直列毎にLM317を1個ずつ使うのであれば、発熱は少ないので不要です。

お礼

ご回答ありがとうございます。おっしゃるとおりですね。素子のばらつきなど私の勉強不足でした。

回答No.1

ferretlove

発電する際は14Vくらいまで電圧が上がりますので、14Vで計算しなおしたほうがよろしいかと思われます。

お礼

ご回答ありがとうございます。参考にいたします。