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LEDの基本 その4
 


CRD

  

    LEDは、その特徴から照明にも多く使われ始めてきました。

    ただし、照明用途や電源電圧が不安定だと少々使い方を考える必要があります。

     

    実は、LEDというものの明るさは電流と密接な関係があります。

    となると、電池(照明用電源)の電圧がいろいろな理由でフラフラすると、流れる電流値も同じようにフラフラしてしまい、結果として明るさもフラフラ(チラチラ)変化してしまうことになります。

    見た目、照明がチラチラしたり、電池の電圧が下がってきて暗くなったりしたら困ってしまいますよね?

    ですから、そういうのを嫌う場合は、間接的に印加電圧の補正を行うか、直接的に電源電圧が変化しても電流が一定になるような定電流方式が取られます。

    要は、見た目の明るさが変化しなければいいわけですから、どちらの方法でもやりやすい方を使用すればいい話です。

     

    たとえば印加電圧を補正する方法というのは、PWMとマイコンなどを使うとシステムを比較的簡単・安く作ることができます。

    大電流を楽に扱いたい時は、非常に便利なやり方です。

    というのも、最近のマイコンには、PWM出力と電源電圧を読み取るA/Dコンバータをもったものが大変多くなってきており、それらの機能を使ってソフトウエアで電源電圧の変動を補正するようPWM制御するというのはシステムに追加する費用が極めて少ないコストパフォーマンスの非常に良い方法なのです。

    そして、この方法の利点は、PWMで明るさを自由に変更できるということもあります。

     

    もう一方の定電流方式は、定電流を実現するために定電流回路を組むか、定電流素子(CRD)を使います。

    定電流回路は、定電圧回路の裏返しのようなもので、誤差を多少許容できるのであれば、そのあたりで入手できる定電圧IC回路でも作れます。

    数Aなどの電流の場合は定電圧スイッチング電源を流用していることも多く、大電流を定電流化したい場合によく使われます。

    (この手のタイプは誤差も大きいことが多いので、使用用途で許容できるかどうかの検討が必要です)

    そして、同じく定電流を実現できるCRDという素子は、素子自体の特性として電流を一定値にする機能を持ったものです。

    ただし、1ケあたりの定電流の電流値が20mAから30mAとLED1ケ分を駆動するので精一杯と電流値が低いため現在のところ大電流用途には向きません。

    また、逆に輝度を変化させようとするとCRD以外の回路が必要になってきます。

     

    さて、このCRDという定電流素子は、昔はほとんど使われていませんでした。

    (少なくとも、筆者が所属していた車載電装の車室内製品業界の話ですが、LEDを今まで頻繁に使ってきた者として、利用した記憶がほとんどありません。でも業界が違えば事情も違うので参考ということで)

    しかし、照明用LED用の定電流素子として、抵抗の代わりに接続すれば、簡単に電流を一定に制限してくれることから、電源電圧が変動する用途で、最近かなり使われるようになってきたようです。

    これも、CRDが扱える電流値の範囲で、目が焼けるほどの明るいLEDができたということが大きな理由と思われます。

    他には、CRD自体の性能も昔の1mA前後から上がってきたということもあるのでしょう。

     

     

     

    CRDの特性はこのような感じです。

    ある範囲の電圧に対して電流がほぼ一定になっています。

    ということは、この電圧範囲でCRDを使う限り、流れる電流は変わらないということになります。

    まさに、この特徴を使うわけです。

     

    具体的には、定電流にしたいLEDと直列にして使います。

    そうすると自動的に電流はCRDの特性に従って一定値に落ち着きます。

    (あぁ、楽ちんというわけですね)

    しかし、CRDの使い方は簡単ですが、決して万能ではありません。

    CRDの能力を超えた電圧を掛けてしまうと、CRDだけでなくLEDも壊してしまいます。

    使う環境での最大電圧や制限する電流値に注意を払いましょう。

    ちなみに、CRDは、同じものなら並列接続可能です。

     

    ところで、1ケ2ケ程度のLEDを点灯させるのにCRDは大変便利な素子です。

    抵抗のように計算をする必要もないので、初心者の方には比較的便利なものでしょう。

    しかし、抵抗を使うほうがはるかに安くて簡単な場合も多いということは覚えておきましょう。

    つまり、抵抗とCRDを比べた時にどちらかが優れているということではないということですね。

    CRDは抵抗に比べるとコストが何十倍もしますのでコストに敏感な企業ほど敬遠しがちです。

     

    CRDが得意な状況を簡単にまとめると、「比較的電源電圧が高い」「電源電圧が不安定」「電流が小さい」「コストをあまり意識しない(単品ものなど)」というような場合です。

     

     

    CRDについては、定電流ダイオード(CRD) その1 で更に詳しく掲載していますのでご覧ください。

     

     

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