CRDの配置について質問です。 Vf3.2～3.6v If40～60mAのLEDを直列に3つ並べたものを2列並べて、車内で使用しようと考えているのですが、

Question

手持ちのCRDが15mAのものしかありません。


上記のLEDは15mAのCRDでも大丈夫でしょうか？

それとも15mAを並列にして30mAにしたほうが良いのでしょうか？その時、直列3つずつに対して2つのCRDではなく、電源(14.4V)→CRD(並列30mA)→LED2列に分配でも大丈夫でしょうか？


よろしくお願いします。

補足

回答ありがとうございます。やはりCRDはLED3つに対して１つ組まないといけないんですね…。 もし、上記の回路を抵抗でつくるとしたら、いくつの抵抗を入れれば良いのでしょうか？抵抗値を求める計算式なども記載していただけると今後の参考になるので助かります。それと、LEDを扱っているサイトなどで抵抗を買う場合、どの抵抗を買ったらいいのでしょうか？(１/4wとか1/6wなど種類がいろいろあったので…）よろしくお願いします。

Answer 1

LED３連で合計のVfが9.6～10.2V,Ifが40～60mAとなります。
LED３連への電流は、手持ちのCRDが15mAということなので、３個並列にして45mAとなります。
但し、同じ仕様のCRD(できればロットも同じものがベスト）でなければなりません。
CRDは並列に使用する場合、同じ定格でないと個体差により逆電圧がかかることになり、定電流効果が得られなかったり破損の恐れがあります。
又、CRDは肩電圧Vｋを考慮して設計する必要があります。
Vkは概ね4V程度ですから、Vk+Vf=13.6～14.2Vになります。
電源供給をこの電圧の範囲を供給しないと、CRDが定電流制御能力が発揮できません。
たぶん車載でバッテリー駆動と思われますから、バッテリー電圧が下がると定電流能力が落ちる可能性があります。
回路図を画像で添付しました。
CRDは３つ並列にして、LED3個を直列にしたものと直列に接続します。
それを２組並列にすればＯＫです。
CRDを６つ並列にして、LED3連２組と直列にしても動作はしますが、LEDの個体差をCRDが吸収し難くなるので画像の通りの回路の方が安定して動作するはずです。
CRD３個並列を4個にすればLEDの限界定格まで発光させることができます。
明るさを見て３個にするか４個にするか決めるのが良いでしょう。
本当はIfの正しい定格で設計するのが良いのですが、質問のIfが範囲になっているので、上記のような回答とさせていただきました。
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抵抗値は温度により上昇します。LEDは温度により内部抵抗が減少します。
結果的に温度が上がるとLEDの電流が増大し、LEDの内部抵抗が更に下がり、最悪は熱破壊を起こします。
抵抗は、電圧降下を起こさせるだけなので、電流を制限することはできません。
LEDの熱破壊や寿命を考慮すると、抵抗ではなくCRDを使う必要があります。
仮に抵抗器を使う場合は、
LED３個直列の端子間電圧は、Vfx3=9.6～10.2Vです。
LEDは線形デバイスでは無いのでオームの法則では計算できませんが、仮に定格近傍では線形デバイスと同じ特性となると想定すると。
印加電圧を14.4Vとすると、抵抗値＝(印加電圧-Vfx3)/Ifですから、((14.4V)-(9.6～10.2V))/(40～60mA)=(70～120Ω)
となります。
耐電力は、(印加電圧-Vfx3)xIf=((14.4V)-(9.6～10.2V))x(40～60mA)=(168～288mW)となります。
VfとIfの定格が明確でないのですが、120Ωの1/2Wであれば大丈夫でしょう。
暗ければ、70Ω1/2Wまで徐々に抵抗値を下げれば良いのですが、周囲の温度等に左右されます。

質問者からのお礼コメント

無事作成できました。わかりやすい解答ありがとうございました。

Answer 2

CDRは並列で使用できます｡
3個並列で45mAでも大丈夫です｡
CRD一つで15mAだと暗いですが付きます｡
ただ､CRDを使うと3個直列では15mA流れません｡
CRDは肩特性があって規定電流流すのに4V以上の電圧が必要です｡14.4-3.6×3は2.6Vで電圧が足りません｡｡直列は2個がいいです｡
多少暗くなってもいいなら3個でも7割程度の明るさで付きます｡

>電源(14.4V)→CRD(並列30mA)→LED2列に分配でも大丈夫でしょうか？
並列にすると電流は分散します｡30mAを2列に分岐させると15mAしか流れません｡
それぞれの直列に付ける必要があります｡
2並列に30mA流したいなら15mAのCRDは4個必要です｡

Answer 3

15ｍAでも30ｍAでも問題はありません。

数も1～3個まで可能でしょう。

また並列回路にCRDが1系列ですと、CRDに負担が掛かりすぎます。

1列に対して繋げた場合よりも暗くなったり列により明るさが異なったりする場合があります。

また、許容を超えれば飛びます。

通常1列のLEDに対してCRD及び抵抗は1組で接続してあげないと安定した回路は作れません。

また、使用予定のLEDが40～60mAですので30ｍAでもLED自体の能力（明るさ）は低下します。