LEDのつなぎ方

直列４個のLEDを並列に何個かつなぐ時の話で教えてください。
抵抗を並列になる部分にそれぞれ付けるのと並列になる前の部分に一つ付けるのではどのような違いがあるのですか？
消費電力や発熱、光の安定性などについての違いを教えてください。
計算しようとしたら混乱してきました。。。

No.1 回答者： kiyomac 回答日時： 2005/04/27 09:58

並列部分に抵抗を付けた場合は単独で光量を制御出来ます。

纏めてから抵抗を付けた時はLEDすべての光量を制御出来ます。
基本的には両方付ける方が問題が少ないと思います。
並列に成る前に抵抗を付けると『最大電流』を制限する事に
成りますので、LEDには優しく成ります。(^_^)

No.2 ベストアンサー 回答者： shippo 回答日時： 2005/04/27 11:14

使用するＬＥＤにより異なりますが、例えばＬＥＤ１個の消費電流＝２０ｍＡ、電圧＝２．１Ｖとすると、１回路あたり直列で４個ですから電圧＝８．４Ｖが必要になります。

車のカテゴリですから、電圧を充電電圧の１４．４Ｖとして計算すると、
抵抗値＝電圧／電流＝(14.4-8.4)/0.02＝300オーム
の抵抗が必要です。
この抵抗値から消費電力を計算すると
電力＝電流^2×抵抗＝0.02^2×300＝0.12W
になりますから、抵抗の許容電力は1/8W以上、実際には発熱の問題もあり設計上倍程度にするため1/4Wの抵抗が必要です。

ここまでが直列回路１つでの場合です。
次にこの回路を並列した場合です。（使用するＬＥＤは上記と同じ物を使用した場合の計算値です）

一応確認として、並列にすると、その分だけ電流が増えます。
２個並列の場合＝４０ｍＡ、３個＝６０ｍＡ・・・といった具合に１回路追加すると２０ｍＡづつ増えますよね。
並列ですから各回路に必要な電圧は変わりませんで、
２回路での抵抗値は
抵抗値＝(14.4-8.4)/0.04＝150オーム
電力＝0.04^2×150＝0.24W
ですので、余裕を見て150オーム1/2Wの抵抗が必要です。

同じように例えば５回路になると
抵抗値＝(14.4V-8.4)/0.1＝60⇒56オーム(E24系列)
電力＝0.1^2×56＝0.56W
ですので、余裕を見て56オーム1Wの抵抗が必要です。

このように考えると、並列回路の先頭だけに抵抗を入れる場合、抵抗の電力が大きくなりそれにともない発熱もしますので、できれば１回路に１個の抵抗を入れた方がいいと思いますよ。

また、今回の値はあくまで計算値ですから実際の設計には抵抗の誤差分や車の電圧変動、ＬＥＤが故障などしてリークした際に流れる電流（ヒューズなどの装備）など安全面に配慮した設計が必要になりますのでこのあたりも考慮してくださいね。

最後に、車に使用するのでしたら電圧変動がおきやすいため、抵抗に比べ高価になりますができれば定電流ダイオード（ＣＲＤ）を使用した回路の方が安定した光になりますよ。（参考ＵＲＬを参照してくださいね）

参考URL：http://www.a-room.info/led.html

No.3 回答者： LancerVII 回答日時： 2005/04/27 11:30

こんにちは。

基本的にLEDを直列に接続しているブロック毎に抵抗をつけた方が良いと思います。
抵抗の数は増えてしまいますが、直列のブロックを並列にしてまとめて抵抗を一つでやると
発熱が大きくなります。
各LEDの特性のばらつきが大きいと、Aブロックには20mA流れるがBブロックには30mA流れてしまったり
とか、光量にばらつき、または過電流による破損も考えられます。

また、その抵抗が壊れ、仮に抵抗としての役割を失った際に、全てのLEDのブロックに
過電流が流れることになってしまいます。
直列のブロック毎に抵抗があれば、抵抗が壊れ役割を失ってしまったとしても１ブロックの障害
として処理できます。

また、４個の直列ということですが、青や白等の電圧が高いLEDの場合は
クルマの電圧では足りません。赤やオレンジでしたら大丈夫でしょう。

オルタネータの電圧を考慮して14.4Vで計算
LEDを青と仮定して3.6Vそれを4本直列接続
14.4V-(3.6V*4) = 0V

抵抗なしで付けれそうですが、半導体であるためそうもいきません。

なので3本の直列接続にし、順電流20mAを流す場合
14.4V-(3.6V*3) = 3.6V
3.6V / 0.02(20mA) = 180Ω

よって、LEDのブロックの先頭に180Ω以上の抵抗をつければいいと思います。

また、計算が面倒でしたら、定電流ダイオード（CRD)を使用すると計算は必要なくなります。
欠点は、
抵抗の１０倍くらいの値段がする。
定電流を安定して出そうとするとCRD自体に電圧が必要になり、青や白のLEDだと直列で２個ほどしか
接続できない。
よって大量のLEDを接続する場合コストがかかってしまう。

間違いあったらすいません。

この回答へのお礼

皆様大変わかりやすい説明をありがとうございます。
かなり理解できました。

お礼日時：2005/04/27 12:50