LEDを自作しようとしているのですが、カーボン抵抗のどれを選んで良いのかわかりません。

Question

普段使っている車が１２年を超え、いたるところの室内照明が切れてきました。一つ一つ照明のバルブを替えていたのでは追いつかなくなり、出来るだけLEDへの交換を考えています。

インパネ周りの表示灯やウィンドウスイッチなどの交換でT3サイズのバルブなのですが、数が30ほどあるので自作を決意しました。そこで選んだのが「3mm LED 砲弾型」なのです。そのLEDのスペックが「20mA～30mA、1.9V～2.2V」と幅があり、一つの照明に一つだけLEDを使用しようとしてます。

抵抗を計算する場合は30mAの2.2Vで12Vからと考えていました。その場合は1/2Wの330Ωの抵抗だと判断したのですが…。抵抗の計算にはバッテリーの変動を考えて14.5Vと聞いたので「入力電圧14.5V LED電圧2.2V LED電流30mA」で計算すると「410Ωで0.378W抵抗」となるのです。しかも抵抗のW数は計算で出た倍のW数をカバーできる抵抗をつけないとダメとネットで調べました。

するとですね…
「1/4W抵抗どころか、1/2Wを通り越して１Wの抵抗で410Ω」という抵抗の計算になるのです。

そこで詳しい方に質問です。
計算も含めて私の考え方で合っているのでしょうか？
それを踏まえて一番良い規定の抵抗を教えてもらえないでしょうか？

自作なので50本もしくは100本単位で購入することを考えて、同一規格での交換を目論んでいます。ウィンドウスイッチ内部やサンルーフ、フォグのスイッチ内部には他に的確なLEDがあるのでしょうか？

よろしくお願いいたします。

Answer 1

fujita_osaka4731さんへ

先ず。。。

>抵抗のW数は計算で出た倍のW数をカバーできる抵抗をつけないとダメ
私が設計する機器では3倍を求められていますヨ。
その会社で設計スタンダードに指定されるんです。

>20mA～30mA、1.9V～2.2V
と謡われているLEDの、

>LED電流30mA
で計算しちゃうんですか? ディレーティングはされないのでしょうか?
額面一杯は使えないのが普通です。
それにしてもφ3mmで30mAは多くないですか?(電気屋的感覚で)
普通、色付きLEDを単なるインジケーターに使う場合は、消費電力を出来るだけ抑える為にも、標準的な10mAからどれだけ削れるかって考えます。ので、余り大電流では温度上昇して寿命に響くと考えた方が良いでしょう。メーカーがギリギリの使われ方を余り想定していないので。
輝度を求めるなら高輝度Typeを指名買いしますし。

>バッテリーの変動を考えて14.5Vと聞いた
正しくは、蓄電池の放電電圧が12V位なのに対して、エンジンが回ってオルタネーターが発電し出すと15V位を発揮するという事です。私が実測した中で15Vと言う物が在りました。

設計は普通、ワーストケースで行います。
電圧が15V、LEDのVfが1.9〜2.2Vなら1.9Vを選んで計算すると
15V - 1.9V = 13.1V
これで幾ら流しましょうか。
取り敢えず20mA(これでも多いと思う)流すとすると、
13.1V / 20mA = 655Ω
売られている抵抗値から選ぶと、680Ωに成ります。
13.1V / 680Ω = 19.26mA
(19.26mA)^2 × 680Ω = 252.37mW
安全係数：3を掛けて
252.37mW × 3 = 757.1mW
よって1W抵抗を選定する事に成ります。

普通、メーカーが「設計」を承認する場合、数百数千在る部品全てについて、この様な計算を行って、マージンやディレーティングを満足しているか確認します。今回の場合は直流的にだけですが、実際は温度上昇も検証するし、交流的にも診ます。
面倒ですから、計算はExcelを活用された方が良いでしょう。

上記計算例で判る様に、LED1個では電圧が高い為に、抵抗での損失が実に無駄に成ります。3〜4個直列接続する事を考えてみた方が賢いでしょう。

質問者からのお礼コメント

完璧です。k_fzr1000さんの答へは…。LED化で感じた矛盾点や問題点に出した私なりの答えを全て正当化していただくモノでした。LED化はどこもかしこもするもんじゃないですよね…。ありがとうございました。