LED（発光ダイオード）

先日のいたかめさんの記事のコメントでLEDの話がでたので、新たに「半導体」という書庫を作ってみた。
http://blogs.yahoo.co.jp/itakame3/59226858.html　
今後、私たち整備士ももっと半導体についての知識を身に着ける必要があると思う。
そして、この書庫を通じて皆さんに「半導体」について様々なご意見を頂き、勉強して行きたいと思う。

第一回目の今回は、LEDとその接続方法について書いていきたいと思う。

LEDとはLight Emitting Diode（ライト・エミッティング・ダイオード）発光する半導体のことで、ＰＮ接合のダイオードに順方向の電圧を加え電流を流すと発光する素子である。
このLEDの利点は、従来のフィラメント式の電球に比べ、応答速度が速い・電力消費が少ない・軽量・衝撃に強い・長寿命・安価・低電圧で発光（２〜３Ｖ）などが挙げられる。

また、LEDの一般的な消費電力は約0.05wほどで、普通のフィラメント式に比べ、いかに消費電力が少ないかが分ると思う。ただ、単体では発光光度が低いためブレーキ灯などでは複数を必要とするが、構造が単純で安価（赤色5〜10円程度／個）なので最近では自動車にも多く用いられるようになってきている。

通常、自動車に用いる場合には、LEDの定格電圧（一般的に２〜３Vぐらい）を考慮し、自動車用１２Vで作動するように回路を考えなければならない。つまり、自動車用回路の電源（１２V）より定格電圧の低いLEDでは電圧を消費しきれないので、LEDの許容範囲をオーバーしてしまう。そのためLEDでは消費しきれない電圧を、「抵抗を使って消費させる」という作業が必要となる。
※実際、自動車では、エンジン回転中は発電作用により電圧が変動し、それをレギュレーターにより調整しているので、その最大調整電圧を電源電圧と考える必要がある。

そのLED調整抵抗値の計算方法はいたって簡単。オームの法則に従い計算すればOK。

計算式は、オームの法則「Ｒ(抵抗) ＝Ｅ(電圧)÷Ｉ(電流)」より、

（電源電圧−LEDの定格電圧×LED接続個数）÷　LED定格電流（A）

となる。

例えば、最大調整電圧（電源電圧）　１４．５Ｖ　３Ｖ２０ｍＡ　のLEDを定格で１つ接続する場合に必要な調整抵抗Ｒの値は以下の通りである。

※電源電圧の許す範囲で複数接続する場合は、定格電圧をその個数倍にすればよいのだが、LEDを電源電圧ギリギリで接続することにより調整抵抗Ｒの値が小さくなると、電流の変動が大きくなり電源電圧の僅かな変化時などに、光度が極端に減少したり、電流が多く流れすぎてLEDを破損する事あるようなので注意が必要である。

この記事を書きながら思ったのだが、そのうち「バルブ交換」なんていう作業は、無くなるのかもしれない。

素晴らしい。。「半導体」の書庫を作ったのですね。
私もまだまだ勉強しなければならない分野です。
突き詰めるとメチャクチャ難しい分野でもあると思います。
一緒に勉強させていただきます。

さっそく質問です。

「レギュレーターにより調整している」ということですが、たとえば８Vとか９Vの一定電圧を作っているということでしょうか？

１２V用LEDがあると思うのですが、はやり光度が変化するので使わないのでしょうか？

いたかめさん、おはようございます。
「レギュレーターにより調整している」とは、回転数や負荷に応じて充電電圧を制御しているということです。伝わり難い説明ですみませんm(__)m

＞１２V用LEDがあると思うのですが、はやり光度が変化するので使わないのでしょうか？

これまたすみません。ブレーキ関係は通常は１２V用を使っていると思います。通常一般的なダイオードの定格が２〜３.５V０.０５Wほどのようなので、話がややこしくなるので書きませんでしたm(__)m

つづく

実は私のところにあるウイッシュのLEDブレーキ灯のジャンクパーツがあるのですが、その調整抵抗が裏についている基盤の中にあり、その抵抗値から察するに１２Ｖ用だと思うのです。１９個のLEDが３個と１６個の分けて並列接続されています。その抵抗値を測定するとテールランプ点灯時の回路が約４４０Ω、ストップ点灯時の回路が約１５Ωなのです。
高出力のダイオードについては、調整抵抗が小さくてもダイオード自体の許容範囲が大きいので大丈夫なのではないかと思います。ただ、調べた話ですと、電圧が変化した時の安全マージンを考えて最大定格電流の約８０％ぐらいの電流が流れるように抵抗を調整する必要があるそうです。

試しに、このLED単体をバッテリーに直接つないで確認したのですが、パッと一瞬点灯してすぐに切れました。
多分これは電圧と言うよりも、電流が多く流れたせいだと思います。
LEDの場合、電圧を消費させると言うよりも、決まった電流を流すことがひつようなのかもしれません