抵抗器を使ってLEDの電流制限

抵抗器

電気を流れ難くするために使われる部品です。
抵抗の単位はΩ（オーム）。

値段は、ＬＥＤでよく使うタイプは1つ5円～20円ほどと、コストの安さが魅力です。
大量のLEDを使う場合には重宝しますｗ
流す電流が多くなると発熱が増えるのが難点ですが、一般のLED程度の電流、
（20mA程度）では気にならないレベルなので使いやすい。

●電流制限で必要な抵抗値を求める

抵抗器による電流制限は電圧によって左右されます。
LED順電圧が異なると抵抗値もそれぞれ異なったものが必要となってしまうのが欠点です。
また、バッテリー電圧が異なってもまた抵抗値が異なってしまいます。
自動車など電源電圧が12V～14.5Vなどのように変動する場合は最大の電圧のところ
で抵抗値を決めないと、電圧が高くなった時点で電流オーバーになる危険があります。
抵抗値の求め方

　Ｒ（抵抗）＝Ｅ（電圧）÷Ｉ（電流）で求まります
例えば、電源電圧14.5VでVf:3.4VのLED3個直列に20mAを流す場合は
（14.5V-10.2V）÷0.02A＝215Ω　となります。
※求まった抵抗値が規格に無い場合は近似値の抵抗を使います。215Ωであれば220Ω。
LEDで適切な抵抗器を求めるのに便利なWebサイトがありました。→こちら

 

●発熱に対する規格

抵抗器の規格

抵抗器には定格電力で規格があります。
負荷をかけると、電圧と流れている電流によって電力が 消費され抵抗が発熱します。

なので、その時の発熱量に見合う規格の抵抗を使います。

例①、電源14.5Vで、Vf：3.2VのLED3個直列に20mA流すとすると

（14.5V-9.6V）×0.02A＝0.098W　で、約0.1Wの発熱なので1/4W抵抗。

例②、電源14.5Vで、Vf：3VのFluxLED 3個直列に100mAを流すとすると

（14.5V-9V）×0.1A＝0.55W　で、約0.6Wの発熱なので1W抵抗。

という感じ。

 

 

 

●LEDを抵抗で電流制限する場合の注意点

・抵抗器の抵抗値誤差に注意
抵抗器には許容誤差があります。よく使うカーボン抵抗では±5％もあります。金属皮膜抵抗で誤差±１％です。
この誤差を加味してLEDへの電流が許容オーバーがないように、許容値ギリギリで使うのではなく、制限電流にはある程度の
マージンをもたせると安心です。

・LEDは熱くなると順電圧（Vf）が下がる
抵抗を使った場合、LEDの電圧が下がると流れ込む電流量が増えてしまいます。
熱暴走に陥りLEDの寿命を大きく縮める原因になったりします。
LEDは発熱が少ないですが電流が増えるほど発熱します。定格電流の付近ではかなり熱くなってたりします。

●実験してみました：
抵抗を使って白色LEDに17.9mA流してます。
そこにハンダ鏝を近づけ、LEDを温めてやると
数秒で0.7mA上昇しました。

抵抗器での電流制限では許容ギリギリで使う時は排熱しやすい所で使うか、電流が許容を超えないようにマージンをとってないと
LED発熱→順電圧低下→電流増大→LEDが更に発熱、というように熱暴走が起きて許容電流オーバーする恐れがあります。

 

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