LEDの抵抗値について教えてください。 リチューム電池（18650を直列3本使用）を使用してLEDを点灯させたいです。 その際の抵抗は何Ωの物が理想でしょうか？

Question

電源は12Vとします。
LEDを直列に4個使用。それと同じ物を並列に12個接続します。
試しに単体1個のLEDを定電圧電源にて点灯させた所3V～3.3V位での明るさが良いと感じています。
抵抗の値とワット数はどんな感じになるのでしょうか？

写真を載せますのでよろしくお願いいたします。
使用目的は車の下に潜った時に整備時の明り取り使用したいです。

補足

定電圧電源の電流計で見た所 アバウトですが20㎃位 電流が流れている様です。

Answer 1

>その際の抵抗は何Ωの物が理想でしょうか？
LEDの規格と回路と質問者さんの希望する性能次第です。

>電源は12Vとします。
18650電池3本直列なら12Vではなく12.6V~9.6Vに変動する電源です。
12Vの時だけ動いても、12.6Vで壊れたり、11.4Vで消えたりするのは
望まないと思います。12.6V~9.6Vで動作する方が良いと思いませんか。
そうしなければ使用可能な電池容量を犠牲にする事になります。

>点灯させた所3V～3.3V位での明るさが良いと感じています。
１個のLEDを定電圧で駆動して丁度良いと感じた電圧では、
同一規格でもLEDの個体が変わったり気温が変わったりすると、
暗かったり壊れたりする恐れがあるので実用にならない事が多いです。
抵抗は近似的に定電流で駆動する為に使われます。

>アバウトですが20㎃位 電流が流れている様です。
LEDの絶対最大定格が Ifmax＝30mA、
電気的特性が Vf＝2.9V~3.2~3.5V (@If＝20mA)
であるものとして計算方法を示します。
実際のLEDのデータシートを確認して再計算してください。

LEDの直列個数＜電源電圧の最小値／(Vfの最大値)＝9.6／3.5＝2.7
LEDの直列個数は2個が最大になります。
LEDの直列個数を増やすと使用可能な電池容量が犠牲になります。

抵抗値の下限の決め方、
Rmin＝(電源電圧の最大値－Vfの最小値×直列個数)／Ifmax
＝(12.6－2.9×2)／30＝0.226kΩ
この抵抗値を下回るとLEDが故障する可能性があります。

適正な抵抗値の決め方、
Rsui＝(電源電圧の標準値－Vfの標準値×直列個数)／Ifの目標値
＝(11.1－3.2×2)／20＝0.235kΩ
Rsui＜Rmin なら、直列個数やIfの目標値の見直しをお勧めします。
今回は問題ありません。

Rsuiを超えるE24系列の抵抗から0.240kΩを選びます。

LEDの明るさは、Ifと相関するので、If上限と下限を評価します。
Ifmax＝(電源電圧の最大値－Vfの最小値×直列個数)／抵抗値の下限
＝(12.6－2.9×2)／(0.24✕0.95)＝29.8mA
Tftyp＝(電源電圧の標準値－Vfの標準値×直列個数)／抵抗値の標準
＝(11.1－3.2×2)／0.24＝19.6mA
Ifmin＝(電源電圧の最小値－Vfの最大値×直列個数)／抵抗値の上限
＝(9.6－3.5×2)／(0.24×1.05)＝10.3mA
この程度の明るさの変化は一般的には十分許容できるものです。
なお、抵抗は許容誤差±5％のものを使用した計算例です。

抵抗の最大損失は概算すると、
Pmax＝R×Ifmax²＝0.24×30²＝216mW
抵抗の許容電力ぎりぎりで使用すると抵抗の表面は100℃を超えます。
温度上昇を手で触れられる程度に抑えるには許容電力の1/4程度を
上限にすると良いので、この場合は1Wが妥当です。

質問者からのお礼コメント

久々に頭を使いました。
LEDも奥が深い物ですね。
色々　考えて自分に合った物を製作したいと思います。
大変勉強になりました。
又　困った事が有りましたらお知恵を貸してください。
他の皆様も早々の回答ありがとうございました。感謝しています。

Answer 2

LEDのVfは3.3Vで計算すれば良いです。
４本直列では多過ぎて照度不足と電池が持たないので３本をお勧めします。
抵抗は２Ω、1/4Wで十分でしょう。

Answer 3

他の回答者も書いてますがちゃんとした計算をするには情報不足です。

・LEDの特性：vfと流したい電流値

＞点灯させた所3V～3.3V位で

白色か青色のLEDかな？
4個直列は無理がありますね。

R = (12V - (vf × 直列数) / LED電流値

Answer 4

難しい計算しないで
５Vだと330Ω
24Vだと4,7KΩ
これで製品を作っていました。
2,2Kで良いでしょう。

Answer 5

そのLEDの規格はわかりますか。
不明ですと計算のしようがありません。

Answer 6

>試しに単体1個のLEDを定電圧電源にて点灯させた所3V～3.3V位での明るさが良いと感じています。

そのときに順電流が何mA流れていたのかの情報がないと、電流制限抵抗の算出は不可能です。

Answer 7

電流がわかればそれをIとして
抵抗は(12-3.3x4)/Iになります。

わからなければ適当につけて電圧が3-3.3Vになる感じにすればよいのでは

全体のワット数は12x12*Iですね