【無料配信♪】Renta !全タテコミ作品第1話

調査の為、LED点灯に定電流制御を用いた 複数メーカーの回路分析をしてみました。どの回路も全て出力には(負荷のLEDとパラに)電コンがついています。何故これが必要なのでしょうか?
少なくとも 「原理的に絶対必要」と言うことはないと思うのですが・・・。

回路を示せ・・・という先生方がいるかと思いますが、調光もなく降圧1チップ5~10W程度の尤も一般的な安物の回路で話を絞っても構いません(シンプルで誰が設計しても回路図は同じと思います。もっと言えば例えばシーラン制SD6702など)。
試しに出来合いの回路の電コンを除けて見ましたが 見かけ上問題なく動いているようでした。

今すぐ ただ除けてよいと言っているのではありません。
絶対必要か?付けるメリット、デメリットを整理したいと思っていますので、そこに焦点をあててご教示お願い致します。

質問者からの補足コメント

  • どう思う?

    実際にパワーLED回路をつついた経験がおありの様なご教示でしたので 楽しみに返答を待ってましたが梨の礫で残念です☺。
    ・SW波形を観測すると、C有りでSW周波数が上がるのを確認しました。出力電流は変化なし。道理ですか?
    ・インジケータLEDの場合ですが バッテリーセーブの為、パルス駆動していると説明をうけた事があります。パワーLEDはこれができないのですか?PWM制御は実はパルス点灯していないのですか?
    ・L飽和のマージンが無い時、コアのギャップを広げる対応をしたことがあります。Lを小さくしたと言う事ですよね?オカシイですか?
    ・上市品はCを付けてる様です。賢い先輩方が無用にデカい電コンを付けているとは思えません。ノイズもあるかとは思いますがPWM制御が成立するのなら大丈夫ではないかと。どうですか?
    沢山質問して申し訳ありませんが、先の質問を含め いくつかでもご回答頂けたら有り難いです。

    No.6の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時:2020/08/28 10:09

A 回答 (7件)

SD6702ってブロックダイアグラムを見る限りは内部発振回路がないBUCKコンバータでリップルは100Hzまたは120Hzになります。

その前提でSD6702に限って回答します。出力電流はコンデンサでフィルターするしかないのでコンデンサは必須です。例えば日亜の1.2WのLED 8個直列(10W)でリップルを30%まで許容すると
C=1/(1.44[Ω]*8*60%*2*π*100)=230uF
270uFが必要となります。これは電界コンデンサでしか実現できません。密閉したLED電球ではコンデンサ(LED電球)の寿命は短くなります。SD6702の回路では力率だって0.5ないでしょう。それから出力電流は負荷によって変化しません。これは電流源ICです。

LCを小さくする、Cをなくすには周波数をあげるしかないので違うドライバーICを使います。

これくらいのアプリケーションノートがないといけないのにSD6702は謎です。コンポーネントの決定ができません。
https://www.renesas.com/jp/ja/doc/products/linea …

SD6702と同じシーランのドライバーでもこちらはコンポーネント表があります。
https://datasheet.lcsc.com/szlcsc/2005142137_Han …
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この回答へのお礼

色々調べて頂いて有り難う御座います。
しかし、質問に呼応してないので 残念ながら全く話が転がりません。
聞いてもない事をあれこれ回答されてもなぁ・・・って感じです(正直☺)
電コンはそんなにバカデカくないし(無くても動いているし)、力率は0.8以上ありますね。
お気を悪くされてるかも知れませんが、面倒な解説抜きで 「YES/NO +1行程度」で 既出の質問に答えて頂けたら嬉しいです。
ダメならこれにて終了で結構です

お礼日時:2020/08/31 18:57

リップルを抑えLEDの発熱を小さくするのにCが必要です。

POWER LEDのリップルは±5%から±20%で使用することが推奨されています。調光がない安物であればCを入れてLを小さくすればコストが安くなります。大きいLは高価で小さなLだと飽和したときにMOSFETに過大電流が流れ壊します(SD6702には保護回路があるようですが)。ですがリップルを抑えるのには電解コンデンサは使いません。セラミックコンデンサを使います。デメリットはCを入れるとPWMによる調光がやりにくいこと。点灯させるだけのものなら関係ありませんが。
この回答への補足あり
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この回答へのお礼

ご説明有り難う御座います。
質問が沢山あります。
・LEDに流れる電流リップルが小さいと LEDの発熱量が少ないのですか?
・LEDの電流リップルは±5%~±20%以下で使用する事が推奨されているのですか?
・CをいれるとLが小さくできるのですか?
・電コンは図体もデカく、高温だと寿命も一番短く 短絡に至れば 即ち製品の故障となりますが、これをペイするだけのコストメリットがあるということですか?
・Lが大きいと磁気飽和しにくく、小さいと磁気飽和しやすい様な説明に取れますが そういうことですか?
・スルーすべきですが一言、結局MOSFETを壊したりはしません(それが設計ですよね、そうならないようにコストアップしてでも対応する訳です)
・電流リップルを抑えるのにセラコンを使う理由は何ですか?
・点灯させるだけなら・・・と言うのは「非調光」という意味ですか?

私のステージが低すぎるのか ご説明の内容が 殆どすんなり流れません。
(重箱の隅をつつく気はありません、只ひとつずつクリアーにしたいと思っています)

お礼日時:2020/08/24 22:49

SD6702の回路例を見ました。

コイルのうしろ、負荷と並列にコンデンサが入っています。このコンデンサはなくてもほぼ正規の動作をすると思えますが、考えられる障害について書いておきます。
スイッチング制御ですからコイルの入力側は方形波ですが出力側は直流になっています。直流ですがどうしても若干のリップルがありますね。このリップルを低減するのがコンデンサの役目です。
ということは、コンデンサがないとリップルが増してLEDがスイッチング周波数と同じ速度で明暗を繰り返します。
スイッチングは50~100KHzでしょうから目には見えません。しかしビデオカメラ等で撮影すると明暗速度と撮影速度の関係からちらつきを生じることがあります。
明暗速度が40KHz前後だとTV等の光リモコンが誤動作するかもしれません。リモコンは赤外線ですから可視光線は受け付けないはずですが、赤外線を除去する光学フィルターがいい加減だと誤動作の可能性があります。
また、スイッチング周波数が雑音電波として飛び出し、近くのラジオ等に妨害するかもしれません。負荷と並列にコンデンサを入れておくとこの障害が軽減されるはずです。
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この回答へのお礼

ご意見有り難う御座います。
考えられる弊害としてはご指摘の通りかと、私も同様に考えております。

ただ、SW電流波形は件の平滑コンがあっても無くても同じですので、この平滑コンがある分 コイルと平滑コンで無駄にエネルギーがロスってるのがあるのではないかとも思えます(実機実測では差なし)。
無感のフリッカーについてはPWM制御の方が激しいと思いますし、撮影で影響があったとしても商品カテゴリーからして「問題としない」と処理できると考えています。
リモコンはTVリモコン等で経験ありますが、問題ないと思います(導入においては確認検討は必要との認識です)
輻射ノイズについては 事実上EMI規格さえOKなら 何か問題があった場合でも個別対応かと思います。

結論、ご指摘の内容については 問題なさそうな感じです。
話が噛み合った気が致します、何より 平滑コンはなくてもほぼOKとの ご回答心強く思います。
有り難う御座いました。

お礼日時:2020/08/24 00:36

コントローラ部はMTTRが短いので並列化して冗長化している

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この回答へのお礼

MTTRは故障の話ですか?
浅学なもので、並列化も冗長化も意味がとれません

お礼日時:2020/08/23 09:24

定電流ICを使うのではなくて、定電流回路を自分で設計して組み、LEDを点灯させるという意味でしょうか。

自分で回路設計した場合は、LEDに並列に電解コンデンサを入れる必要があるのか無くても済むのか、分りません。どんな設計をしたかによりますから。

でも定電流ICを使った場合は(特別な意図でもない限り)LEDに並列に電解コンデンサを付けることはしません。

LEDがグランドなどにどうつながっているかによりますが、LEDに並列に電解コンデンサを付けると、電源を切ったときに電解コンデンサにあった電圧が定電流回路の出力にかかり、定電流回路に問題を及ぼす可能性がゼロではありません。そういうリスクを伴います。電源バイパスコンデンサの容量にもよりますが、電解コンデンサの電圧よりも電源が先に落ちる場合は、定電流回路の出力には逆流防止を施しておくのが無難です。
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この回答へのお礼

ICを使います。例えばシーラン製SD6702。推奨回路そのものです。
自分で設計しても誰が設計しても回路図を変えようがなく、部品点数も僅か 必要なものしかない感じ。

後半ご指摘の様な 基本的なところで問題となる事はないと思ってます(当たり前に必須見当項目ですし、そんな初歩的なところで設計問題があれば 市場ワークですね)

電コンは付けないとの主張は分かりました(実際の上市品にはつているけども)

お礼日時:2020/08/23 09:20

出力電流(電圧)と設定値を比較して出力を変化させるときにLEDだと抵抗負荷のようにリニアな変化にならないのでオペアンプが発振する可能性があるのでコンデンサーをかましているのだと思います。

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この回答へのお礼

負荷がリニアじゃないから発振するってことでもないと思います(同じゲインで比較ならハンチングしやすいとは思いますが)。
発振ならアンプ部で対策するのが普通だし、可愛いチップコンで十分、電コンはいらないと思います。

お礼日時:2020/08/23 09:18

詳しいことはわかりませんが、並列回路にせよ直列回路にせよ、


電気であろうが水路であろうが人間であろうが、協調して作業をするときに、メンバーのうち
弱いものは強いものにつぶされたり、逆に強いものは働きすぎて過労死したりします。
管理職がしっかり労働量を制御しないと、効率の良い仕事は達成されません。
LEDも性能にばらつきが全くなければいらないでしょうが、メンバーの選別が大変ですし、
製品にはばらつきができてしまうし、それでもすべての購入品が無駄なく使えるようにはならないでしょう。
別の無駄仕事を少しさせ余裕をのこして仕事をさせるのが結果的に一番よいことがわかります。
遊びで利用するならともかく、信頼してもらえる仕事をするには工夫が必要です。
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この回答へのお礼

・・・

お礼日時:2020/08/22 23:29

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