電子工作の知恵袋

 
 

 

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LEDの基本 その7  
並列接続

     

    ダイオードの代表といえば、LEDや整流ダイオード等を思い浮かべる事かと思います。

    でも、このLEDや整流ダイオードを並列にして使って「あれ?」ということありませんか?

     

    「同じ明るさになると思ったのにLEDを並列接続すると明るさがバラバラになってしまった・・・。」

    「電流容量を増やそうと思ったのに、ダイオードを2ヶ並列にしても倍にはならなかった・・・。」

     

    LEDの並列接続で起こる問題を説明します。

     


     

     

    LEDを並列にしたけれど・・・

     

    (LED Vf=3.4V/20mA)

     

    上記は電子工作の大好きなAさんが作ったLEDの点灯回路です。

     

    Aさん曰く。

    「最初は、LED1だけで光らせていたのですが、もうひとつLEDを増やしたくなりました。

    同じタイプのLEDがあったので、LED2をLED1と並列に配線し、抵抗RをLEDが2ヶになったので、2ケ分の電流になるよう計算して変更しました。」

     

    さて、Aさんの考え方は単純明快ですが、この場合LED1とLED2は同じ明るさで光るでしょうか?

     

    なんとなく同じ明るさになりそうですが、実は、ほとんどの場合LED1とLED2は同じ明るさでは光りません。

    最悪の場合、明るく光る方のLEDが熱くなり燃える可能性もあります。

     

    では、なぜでしょう。

     

    一見して同じLEDなので、電流も1/2に分流されて等しく光りそうですが、この場合電流は均等には分流されません。

    現実のLEDでは、必ずといっていいほど、電流の割合に偏りが発生します。

     

    これは、LEDの電圧−電流特性のばらつきに原因があるためです。

    個々のLEDを見てみると製造時のばらつきや、配置されている場所・温度などの微妙な違いにより個々の電圧−電流特性がわずかですが異なってきます。

     

     

    このグラフはLED1とLED2の特性をわかりやすく描きだしたものです。

    グラフを見ると、LED1はLED2より若干速く立ち上がっています。

    今回の回路はLEDを並列に接続していますのでLED1とLED2は必ず同じ電圧になります。

    例えばVfという電圧がLED1とLED2の両方に印加されていると考えてみましょう。

     

    グラフの点線をたどってLED1とLED2の電流をみると・・・・

     

    同じ電流にはなりません。

     

    I2がI1より随分と小さい値となっています。

    I1とI2を比べると、I1はI2の数倍以上の電流です。

     

    LEDの明るさは電流の大小に相関していますので、LED1とLED2の明るさは全く異なるものになってしまうことがわかります。

     

    今回は、説明のために2つのLEDの特性を大きく離して書きましたが、実際のLEDでもこれほど大きくはないにしろ特性の違いがあります。

    違いの原因は、既に書いたように製造のばらつきや、LEDの個々の位置の違いによる温度の違いなど様々です。

    そして、これらの要因は、基本的に使用する側で制御することが困難なものがほとんどです。

     

    つまり、LED同士を並列接続して使用することは、完ぺきに特性が揃っていない限り必ず輝度のばらつきが発生する

     

    では、どうすればいいのでしょうか?

    実は簡単です。

    原則通りLED 1ヶに 抵抗やCRDを1ヶ入れるようにしましょう。

     

     

     


     

    知恵の小袋

     

    基本的なLEDの選定方法のひとつとして、ランク分けというものがあります。

    LEDの明るさをメーカが選別して明るさ別に分類することを言います。

    (ランクの付け方・呼び方は、製造メーカーによって異なります)

    理由としては、本項でも述べましたが、どうしてもLEDには製造時のバラツキなどで同じ電流を流しても違う明るさになるものが出てきます。

    しかし、いくつものLEDを並べて使用するときなど、個々の明るさが多少でも異なっていると、見栄えが大変悪くなってしまい非常に不都合です。

    そこで、LEDを使用する側は同じランクのLEDを並べて使うようにして、明るさの差が出ないようにしているわけです。

    尚、このランク分けされた品は電子工作レベルでは、量の関係もあって、お目にかかることはめったにありません。

    あくまで企業レベルということですね。

     

     

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