LED回路図 トランジスタ制御 正しいほのはどちら?

自作でテスト中のLED明るさ調整回路です。現在まで②では旨く制御できています。

理屈的には、①と②は同じ回路だと思うですが、①でやると、LEDが点灯する状態で、トランジスターの加熱が激しくて旨く制御できない事がありました。 理論的に異なる回路だと言う人がいたらその理由を教えてください。

また電源をACアダプター(5Vで3A以上流せるもの)で使う際、ものによっては、数日から数ヶ月で壊れてしまう事が過去何度かありました。その理由も分かる人いたら教えてください。

質問者からの補足コメント

• 

  ACアダプターの故障原因ですが、制御中のトランジスターによる発振だとすると、VRに両端にコンデンサーをハンダして置けば解消できるでしょうか?

    補足日時：2017/07/17 09:14

• ①は大きなヒートシンクでトランジスタを冷していれば、制御できることはありました。

    補足日時：2017/07/17 09:31

• 訂正
  ACアダプター (5Vで1A以上流せるもの)です。

    補足日時：2017/07/17 11:10

• 図変ですかね?
  今、電源3.5Vで、②でテストした結果です。VR50kΩです。捻ると明るく、しぼると暗く、普通に使えてます。黒のリードがマイナスです。

  
    補足日時：2017/07/17 13:42

• ↑ 写真の回路図です。

  
    補足日時：2017/07/17 14:09

• 先ほどの回路図で①でもやってみました。電圧は3.5V付近、LEDは3wに変更してます。
  
  LEDのリード線と、電源のリード線をトランジスターの足に直接繋ぎ、VRを少し開くと、めいっぱい明るくなっている様子ですが、調光はできない様子なので、MOSFETで電源をONする場合と同じように、電流のしきい値を超えたところで、コレクタ－エミッタに大電流が流れ込んだ感じです。
  
  定電流/定電圧モジュールの電流計では、5V ACアダプターの最大電流1.5Aを表示しています。正しい値かかどうかはもっか不明です。トランジスタの発熱は差ほど無い様子です。
  
  なので、以前のハンダが外れるほどの熱は、気づかずに電源を逆に繋いでいた可能性ありとの予想です。

    補足日時：2017/07/17 16:17

• ①の回路図の場合で、過負荷の件ですが・・
  負荷は3wLEDで、電源は、3.5V・850mAだとすると、過もなく不可もなくという状態のはずなのですが、しばらくすると電源が故障する。
  
  5V・1.5Aの電源に交換してみると、1.5A全て流れている様子。これが過負荷という事なのだとすると、それが故障の原因なのかも

    補足日時：2017/07/17 16:43

• お騒がせしています。コレクタとエミッタが逆の件、了解です。
  トランジスタとVRの図の記号が間違ってました。
  訂正します。

  
    補足日時：2017/07/17 17:01

• NO.11の回答を戴きまして、図①をベースにして(A)と(B)を訂正してみました。あってるかどうかjまだ分かりませんが・・一応up
  
  ※実は先日の図①の通電テストで、3wのLEDが切れかけている様子ありで、はやり最初の①図の接続では、表示のどおり1.5Aの電流が流れていたようです。ご注意くださいませm_ _;m

  
    補足日時：2017/07/18 10:23

• 訂正回路図は間違いということで、・・再訂正 パターン(C)です。
  LEDが無くなったので(汗;)、チェックに時間要しますmm。

  
    補足日時：2017/07/18 21:18

No.17 ベストアンサー 回答者： yucco_chan 回答日時： 2017/07/19 20:12

お付き合いを続けましたが、No8さんの判断が正しかったようですね。

この回答へのお礼

ご迷惑おかけしています。何か変だと思ってたのですが(汗;)、LEDと電池の向きが反対みたいですね。②のほうは、C1815と3.7v20mAのLEDで、115Ωの抵抗と10kΩのVRで確認できました。①の方がチェックできたら回路図を更新しようと思ってたのですが、既に補足の回数が終ってるようなので、こちらを借りて、回答の皆様へお礼しておきます。いろいろと有難う御座いました。トランジスタを使う場合の流れ方とか、この2つの回路の考え方とか、ブログのほうにまとめてみようと検討中です。

お礼日時：2017/07/23 02:00

No.16 回答者： yucco_chan 回答日時： 2017/07/19 13:04

実用化を目指すなら、何も考えずにNo15さんの回路を組んでください。

破壊を恐れず実験（回路の勉強）したいなら、（C）の実験をしてください。
電源を繋いだ瞬簡にLEDが破壊します。

この回答へのお礼

実用化は目指してません。
プロじゃないですから、何処までいっても自宅でのお試し程度です。
(C)はまだ当分先になりそうですが、あのバッテリーの位置って、抵抗無し状態で、負荷に関わらず、大きな突入電流ありますし、電源側の最大電流流してしまう。まぁそれもトランジスターの能力って思います。

お礼日時：2017/07/19 13:57

No.15 回答者： isoworld 回答日時： 2017/07/19 08:26

話が通じないので、回路例を掲げておきます。

この回答へのお礼

この回路図はまだ試した事ありませんでした。
エミッタフォロワーは時々聞きますけど、こちらはコレクタフォロワーですね。
チェック予定しておきます。
トランジスターは、いろんな使い方ありますけど、壊れる事とその理由が分からないときはキツイものです(汗;)。回答有難う御座います。

お礼日時：2017/07/19 11:59

No.14 回答者： xpopo 回答日時： 2017/07/18 22:24

回答NO.13です。

添付した回路図の説明が一部逆になってしまいましたので下記に訂正いたします。

左側の回路図が　回答NO.12の方の提案されてる回路です。
右側の回路図が　（B)の回路図です。

この回答へのお礼

了解です。
有難う御座いました。

お礼日時：2017/07/19 11:54

No.13 回答者： xpopo 回答日時： 2017/07/18 22:08

回路図（A)と（B)はよく見ると全く同じ回路です。

それから、回路（B)でも回答NO.12の方の提案されてる回路でもほとんど同じような動作になります。

　それをシミュレーションした結果を載せておきます。回路図、左側が（B)の回路で右側が回答NO.12の方の提案されてる回路です。
シミュレーションではVR1kΩを摺動子がトランジスタのコレクタに一番近い位置から逆方向の位置まで回した時のLED　D1　と　D2の電流I(D1)（黄色）とI(D2)（青）を計算してあります。
結果を見ればVRの回転に伴うLED電流の変化は両者でほとんど同じだというのが分かると思います。

この回答へのお礼

ボディーアースは試していませんでしたので、ノイズ対策になるのではと思いまくすので、こんどやってみます。数値的にも調光できるという事がシュミレートされているという事で、とても参考になりました。

①再訂正の(C)図は、まだ試せてませんが、多分規定どおりに働くとの予想そうです。これまで何度も失敗していたのは、抵抗が無かったからだと思えています。

(B)の回路図は、ランダムに選んだトランジスターで試した結果は、少し大きめのACアダプターさえあれば(12vLEDの場合は１５V、3.7vLEDでは5Vがちょうど良かったです)、抵抗無しでOK。あると逆に暗いので。　10KΩのVRで0.5w～10wくらいのLEDで実用的に使えてました。　LEDはオーバーワークに供えてアルミで冷してます。なお長時間は試していませんが、長期間試している現状です。

お礼日時：2017/07/19 11:52

No.12 回答者： isoworld 回答日時： 2017/07/18 18:40

Ｒｅ：回答No.11

> 図①をベースにして(A)と(B)を訂正してみました。あってるかどうかjまだ分かりませんが・・一応up

（A)の回路図も(B)の回路図も間違っています。（Ａ）の回路図で言えば、１kΩのＶＲはつける場所が間違っていて、ＶＲの両端は６Ｖの電源に直接ついていなければなりません。

この回答へのお礼

再訂正で補足しました。
・・これまで実際には、抵抗を使う事が無かったのですが、その抵抗が重要な役目を果していると言う事のようですね～。
※これで850mA付近流れるということで、有難う御座いました。抵抗無しで3.5V電圧なのにACアダプターの電流が全部(1.5A)流れ込んでるのには驚きでした。

お礼日時：2017/07/18 21:31

No.11 回答者： isoworld 回答日時： 2017/07/17 20:39

①の回路図をベースにして、間違いを次のように正してください。

１個が３ＷのＬＥＤなら、ＬＥＤの順方向電圧降下は３．５Ｖくらいのが多いはずです。３Ｗ（フルパワー）でＬＥＤを点灯させるときは、ＬＥＤに流れる順方向電流は０．８５Ａくらいになります。

そこで、ＬＥＤのアノード側（＋）を６Ｖ電源につなぎ、カソード側（－）はパワートランジスターのコレクタに接続します。また、パワートランジスターのエミッタは２Ωの抵抗を介してグランド（６Ｖ電源のマイナス）に落とします。
１０ｋΩのＶＲはもっと小さい１ｋΩくらいがよろしい。回路図はこのように修正します。

こうすると、パワートランジスターのベース電圧Ｖbが０．６５Ｖくらい以下ならＬＥＤは点灯しませんが、０．６５Ｖを超えるあたりからＬＥＤに電流が流れ始めます。
Ｖbから０．６５Vwo引いた電圧がパワートランジスターのエミッタにかかってＶe＝Ｖb－０．６５（Ｖ）になりますから、２Ωのエミッタ抵抗に流れる電流は（Ｖb－０．６５）／２（Ａ）になります。
この電流がそっくりそのままコレクタにつないだＬＥＤに流れると思ってください。

もしＶbが２．４Ｖなら、（２．４－０．６５）÷２＝０．８７（Ａ）となってＬＥＤには最大の電流が流れる（もっとも明るく点灯する）ことになります。

これ以上Ｖbを上げ過ぎてもパワートランジスターは飽和するばかりなので、ＬＥＤはそれ以上明るく点灯しません。なお、パワートランジスターは少し発熱します。

この回答へのお礼

回答有難う御座います。補足に訂正図をつくってますのでみてみてくたさい。先日の①図の通電テストで、こちらのテスト環境を失ってしまったので、少し時間がかかりそうです(汗;)。改めて質問を立ち上げるかもしれません。未定。

お礼日時：2017/07/18 10:26

No.10 回答者： kabasan 回答日時： 2017/07/17 20:20

あの～横からですが一つだけ質問者様に補足をお願いしたいのですが、

トランジスタにCで始まる4桁の数字があると思うのですが写真では読めません。
なんて書いてあるか教えてください。

この回答へのお礼

C3173、多分ですが、7A・50W対応のものです。

お礼日時：2017/07/18 08:43

No.9 回答者： yucco_chan 回答日時： 2017/07/17 16:36

>②が、なぜNGなのかはまだわかりませんけど・・もうひとつ補足しておきます。

だ　か　ら
私を含めて、複数の人が、C（コレクタ）と E（エミッタ）が逆だと説明しています。
補足の回路図は、最初の回路から改悪されていて、
LEDの特性によっては、LEDが破壊します。

この回答へのお礼

図のC（コレクタ）と E（エミッタ）の記号の件、間違ってましたので改めておきます。

お礼日時：2017/07/17 17:14

No.8 回答者： Pardon_Me 回答日時： 2017/07/17 16:20

あっそ。

もう知らんわ

この回答へのお礼

経験からはトランス時代のACアダプターは故障し難い感じなのですけど、①の回路って、トランジスタの働きにより、電源が故障する原因になるのではって思えてますけど、どうでしょうか?

お礼日時：2017/07/17 16:32