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解決済みの質問

LED回路。1つだけ光量が足りない原因

ご覧頂きありがとうございます。
添付したLED回路を作りました。しかし、赤色1つだけ光量が足りません。できるのなら均一の光量にしたいです。

使用しているLEDはチップLEDで、下記の通りです。
白色:OSW5DLS1C1A(VF=3.6V 2000mcd 3528)
赤色:UR1104B(VF=2.2V 140mcd 3528)
CRDはE-135を使用し、15mAで電流を通しています。

電圧の不足が原因なのでしょうか?その場合、電池を直列で増やせばよろしいのでしょうか?

ご教授お願いします。

投稿日時 - 2018-05-28 10:40:09

QNo.9502753

困ってます

質問者が選んだベストアンサー

回路にいくつか問題があります。

・LEDに順方向に電圧をかけると、電圧が低いうちは電流が流れません。次第に電圧を上げていって、VFに近づくと急に電流が流れだし、更に電圧を上げると急激に電流が増えます。抵抗のように電圧と電流が正比例するわけではありません。僅かな電圧の変化で電流が大きく変化しますので、LED を使うときは電流を制限する素子(抵抗、定電流ダイオード、LEDドライバなど)を使う必要があります。

・LEDのVFというのは、その個体の標準的な動作状態における順方向電圧です。
赤は、VF=2.2V、白は、VF=3.1V(貴ご質問では3.6V となっていますが、データシートを見ますと、TYPが3.1V、MAX が3.6V) となっていますので赤と白をパラにつなぐと、両端の電圧は赤のVF(2.2V) に支配され、白には必要なVF(3.1V)がかかりません。よって、ご質問の回路で白が普通に点灯することはありません。他の回答者のご指摘通り、赤と白を結んでいる線を切り離してください。

・CRD E-135 はおよそ5V~10Vの間で定電流特性を示します。電圧が低い時は僅かな電流しか流れません。秋月の資料をごらんください。
http://akizukidenshi.com/download/E-153.pdf
ご質問の回路では15mA の定電流を得ることができません。
期待した動作(15mAの定電流)をさせるには、CRDに5V, LED に3.6V 合計8.6Vまたは8.6Vを超える電圧の電源(電池)が必要です。

・電池で、8.6V以上となると、6本直列になります。少々大げさになります。
電池を4本(6V)にして、定電流ダイオードの代わりに抵抗を使うのが良いと思います。
赤の場合、VF=2.2Vですから、電池電圧6V との差が3.8V、電流はLED 2個分15mA として、抵抗値は、3.8V/15mA=253Ω(220Ωまたは270Ωが使えます。)
白の場合は、VF=3.1Vですから、電池電圧6V との差が2.9V、電流はLED2個分15mA として、抵抗値は、2.9V/15mA=193Ω(180Ωまたは220Ωが使えます。)となります。
抵抗を使った場合は、定電流ダイオードの場合と違って、使っているうちに電池の電圧が下がり、それとともに暗くなります。

電池を3本(4.5V)でも動作します。そのときは、赤の場合150Ω、白の場合91Ωになります。
電池の電圧は使っているうちにどんどん低下しますので、電池3本の場合は明るさを保つ時間が短くなります。

LEDの輝度は、白は20mA流した時2000mcd、赤は20mA流した時140mcd と大きな違いがありますので、赤と白に同じ15mA の電流を流すと、白がすごく明るく感じられると思います。同じ明るさに感じられるようにするには白の直列抵抗の値を10倍くらいにすると良いと思います。

LEDドライバを使えば、電池1本で点灯させることができます。
LEDドライバの一例:
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-06428/

なお、赤1個が他に比べて暗いのは個差だと思います。とくに電圧が低い領域では個差が大きくあらわれます。

投稿日時 - 2018-05-28 14:14:45

お礼

ご回答ありがとうございます
徐々に、何故ダメなのか分かってきました。
一つ一つ細かくお教え頂き、たすかりました。

投稿日時 - 2018-06-04 02:17:17

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回答(6)

ANo.5

赤色LEDを1個だけ買ったんですか?
そもそもそういう買い方ってできますか。
普通100本ぐらいたばねたやつがビニールに入っていて200円とかそういう買い方をしませんか。それだったら怪しいとおもったら部品を交換してみるという実験は可能ですね。

それと、豆電球でもあるまいしこの回路はなんですか。FETがあることも含めすでにして電圧の均等性は保証されないでしょう。

投稿日時 - 2018-05-28 13:22:08

お礼

ご回答ありがとうございます。
いいえ。LEDはパーツセンターで10個まとめ買いをしました。
模型の電飾に使用予定です。
電気回路に関して初心者でして、とりあえず作ってみた回路です。

投稿日時 - 2018-05-28 17:22:33

ANo.4

製造時期などの違いによりLEDの特性に多少のバラツキがあります。
次のような作業を行うと良いでしょう。
1)赤色LEDと白色LEDの間の渡り線を外す。
2個の赤色LEDを並列接続した線と2個の白色LEDを並列接続した線
との間に渡り線により並列接続させていますが、この赤色LEDと白色LED
の間に渡っている線を外します。
これで変わらない場合は、次のように変更します。

2)CRDとLEDを個別に直列接続
4個のCRDと4個のLEDを個別に直列接続します。
この直列接続した「CRD+LED」に電源に加えます。
これで変わらない場合は、次のように変更します。

3)赤色LEDを交換
赤色LEDを複数購入し、交換してバラツキの少ない赤色LEDを使用
します。

投稿日時 - 2018-05-28 11:47:49

お礼

ご回答ありがとうございます。
模型の電飾に使おうと思っています。
電気関係には弱いので具体的な解決法で大変助かります。

模型の参考図書には「3コ以上のLEDを光らせるには、3LED+1CRDという単位で並列に繋げば良い」と書いてあったため上記回路を作ってみました。

お教え頂いた方法を一度、チャレンジしてみます。

投稿日時 - 2018-05-28 17:13:56

ANo.3

そりゃこの回路じゃそうなるでしょう。

LEDって、一つ一つがカタログ通りの定格にはなりません。
Vfなども、個体差で差が出ます。

そう言うものを並列でつないだら、Vfが若干でも高ければ、電流値は大きく下がりますので暗くなります。

だから、Ifを同じにする様に、直列でつなぐか、並列にする場合でも、ここのLEDへ制限抵抗をつけて、Ifの変化を少なくするわけなんですけどね。

この回路じゃ、LED固有のVfがちょっと変われば、それぞれのLEDで、Ifが大きく変わってしまうのがわかると思いますが。。。


それぞれの電流値を図ればわかると思いますよ。
(ただ、この様な並列につないでいる場合、電流計の内部抵抗での、電流値が変わってしまう可能性も大きいですが。。。4つそれぞれに同じ電流計を同時に入れてみないと、役に立たないと思いますが。)

投稿日時 - 2018-05-28 11:44:40

お礼

ご回答ありがとうございます。

すみません。電気関係は初心者でして、ダメな回路図だったようですね。

投稿日時 - 2018-05-28 17:10:58

ANo.2

CRD は、電圧が高くLEDを直列で光らせる場合に使用します、
LEDは、VF にばらつきがありLED並列点灯時は各LEDに電流制限抵抗を挿入しないと VF の低いLEDに電流が多く流れます
また白色LEDは、VFが高く 5V 程度の電源が必要です

LED抵抗計算式
http://akizukidenshi.com/download/led-r-calc.pdf

CRD使い方
http://www.ele-lab.com/crd_kihon1.html

投稿日時 - 2018-05-28 11:42:58

お礼

ご回答ありがとうございます。

模型の電飾に使おうと思っています。CRDは直列で光らせるのみなんですね。参考図書には「3コ以上のLEDを光らせるには、3LED+1CRDという単位で並列に繋げば良い」と書いてあったためこの回路をトライしてみました。このLEDとCRDを、1LED+CRD、3LED+CRDという直列単位を作ってそれぞれを並列に繋ぐという形でもダメでしょうか?

投稿日時 - 2018-05-28 17:09:30

ANo.1

配線自体は直列式なのでテスターで、各LEDに接続されている線のボルト、アンペア、抵抗値(Ω)を確認してみては如何でしょうか?
どの線も同じボルト、アンペア、抵抗値(Ω)なら、LEDの不具合かと思います。

投稿日時 - 2018-05-28 10:47:11

お礼

ご回答ありがとうございます。
テスターを買ってきて、計測してみます。

投稿日時 - 2018-05-28 16:59:27

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