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LEDの異常 その2 点灯しない

     

    その2では、困った問題で最も多い「点灯しない」のよくある原因のいくつかを解説します。




    以下はLEDを光らせるための基本回路で、原則としてLEDを光らせるためには必ずこの回路構成となります。例外はありません。DIYなどで自分で配線する場合はよく覚えておきましょう。

    <LEDの基本回路>
    LEDの基本回路


    スイッチや制御モジュールなどはこの回路のどこかに割り込む形で組み込まれます。
    また、制限抵抗の代わりに定電流ダイオード(CRD)を使うこともあります。
    LEDを並列にしたい場合などは、この回路(抵抗・LEDの部分)を何本も並列にすることで実現します。
    さて、次からは正しくない配線の例をいくつか挙げていきましょう。

     

     

    LEDが点灯しない

    点灯しないという現象の原因は非常にシンプルです。
    LEDに電流が流れていないことを示しています。
    LEDは決まった方向に電流を流せば、何が起きるかは別として必ず光る素子です。
    その必ず光るはずの素子が光らないということは、何らかの原因で電流が流れなくなっているわけです。
    もちろん、焼け付いて壊れた場合も電流は流れませんので同様です。




     (考えられる原因1) 正しくない配線


      正しくない配線<LEDの極性が逆(LED1)>
      正しくない配線 LEDの極性が逆
      LEDはダイオードの一種ですので、逆に配線されると電流は流れなくなります。
      電流が流れないので当然光りません。
      また、LED1に電源電圧がそのまま印加され、LED1の耐えられる電圧を超えてしまうため、LED1は壊れる可能性があります。


      正しくない配線<電源の極性が逆>
      正しくない配線 電源の極性が逆
      よくある失敗ですが、電源自体の極性を間違えています
      当然光りませんが、LED1やLED2の耐えられる電圧を超えてしまうため、LED1やLED2が壊れてしまう可能性があります。


      正しくない配線<定電流ダイオード(CRD)の極性が逆>
      正しくない配線 定電流ダイオードの極性が逆
      CRDの極性が逆になっているため、定電流とならずにCRDやLEDに過電流が流れて壊れてしまう可能性があります。



      正しくない配線<LEDが並列接続されている>
      正しくない配線 LEDが並列接続されている
      LEDを並列に接続したことにより、LED1と2またはLED3と4のどちらか一方が点灯しない可能性があります。
      理由は電子工作の知恵袋 LEDの基本をご覧ください。



      正しくない配線<断線している・接触不良・半田付け不良>
      正しくない配線 断線・接触不良・半田付け不良
      自分で配線する場合によくある原因です。半田付けなどをする場合は慣れていないと接触不良を起こすこともよくあります。また、カシメや電線同士をテープだけで接続した場合などでもよく起こります。


      そのほかにも正しくない配線はいろいろなパターンが考えられますが、LEDの基本回路を参考に、基本回路に対してなにが違うのかを見つけ出してください。





     (考えられる原因2) 制限抵抗値が大きすぎる

      配線は正しいとなった場合は、回路要素のいずれかに設定がおかしいところがあります。
      よくあるのは、制限抵抗の値が大きすぎて、LEDが光るだけの電流を流していない場合があります。
      これは、定電流ダイオードを使った場合も同じです。



     (考えられる原因3) LEDの直列数が多すぎる

      LEDは順方向電圧(Vf)といって、光るために一定の電圧が必要になります。
      つまりLEDの基本回路のように直列にN個接続されたLEDがあるとすると、光るためには必ず以下の式を満足しなければなりません。

       (LED順方向電圧×N) < 電源電圧
       
      例えば、電源12V、順方向電圧Vfが4Vの青色LEDを3個直列にした回路は

       4V×3ケ > 12V  ・・・・NG

      式を満足できないため、光るだけの電流を流すことはできません。
      厳密にいうと電源電圧と同じ電圧なので、LEDの特性のばらつきによっては光ったり光らなかったりします。
      この場合は、Nを2ケにすれば

       4V×2ケ < 12V

      となり、式を満足することが可能となります。 

       


     (考えられる原因4) 電源電圧が低い

      電源電圧が低いと、原因3と同じく光らないという現象が発生します。

      例えば、電源12V、順方向電圧Vfが4Vの青色LEDを2個直列にした回路は

       4V×2ケ < 12V

      で、光りますが、この12Vが7Vになると

       4V×2ケ > 7V

      式を満足できなくなります。
      式が満足できない場合は、LEDに電流が流れないため光りません。

       


    (考えられる原因5) LEDや制限抵抗が焼き付いて断線している

      この現象は、電源オンした時に一瞬だけLEDが光って消える、しばらくLEDが光っていたがLEDが熱くなって、そのうち消えたなどの特徴があります。
      原因は明らかに過電流です。
      制限抵抗がないような極端な場合は、光って見える間もなくLEDが焼き付いて消えてしまうこともあります。
      原因は制限抵抗の値が小さすぎるなどが原因ですので、適正な制限抵抗値を計算して使いましょう。







    本章では「点灯しない」について、よくある原因のいくつかを説明しました。
    光らない原因は、冒頭でも述べましたがLEDに電流が流れていないというシンプルな原因となります。
    自分の作品が光らない場合は、基本回路に沿って作られているかどうかなどをよく見直しましょう。


     

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