楽しく遊ぶための初心者にもわかる電子工作のヒント:LED

LEDのデータシートは、使うときに役に立ちそうな内容が書かれています。

LEDのデータシートの例

LED製品には、データシートが示されていない場合も多いのですが、LED単体では、押さえておく点は、そんなに変わりません。

LEDは大きく分けて2Vタイプか3Vタイプがあります。

下が、2Vの普通タイプと3Vの高輝度タイプのデータシートの例(抜粋)です。

示されている内容は、製品によって異なるものの、製品設計をしようとすれば、最大の特性を検討する必要から詳しく見る必要がありますが、普通に使うためには、①定常順電流continuous foward current ②点灯させるための電圧と電流 などのほかに、大きな逆電圧をかけてはいけないことや、温度に弱いこと・・・などにも注意が必要です。

ただ、別の記事で紹介しているのですが、実際にLEDを使って点灯させてみると、メーカー差や色やサイズなどが違うと、微妙な特性の違いを感じるのですが、ともかく、ここに書かれた「最大定格」を越えないようにする・・・ ということを覚えておくといいでしょう。

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LEDを発光させるためには、「電圧」が必要です

上のグラフにあるように、2V普通タイプは1.7V程度以上、3Vタイプは2.6V程度以上の電圧を加えると、LEDに電流が流れ始めて点灯します。

その電圧以上の電圧がかからないと、電流が流れないので発光しません。

そして、一旦発光する電圧に達すると、そこから電圧を少し上げると、急激に電流量が増えるので、2Vタイプは20mA以下で、3Vタイプは30mA以下で使用するように推奨しています。

抵抗器でLEDに見合った電圧と電流にする

多くの場合は、他の回路と電源を共用していて、その電源でLEDを点灯させる場合が多く、LEDの単体に見合った電圧の電圧を用いるという使い方ではありません。

つまり、通常は、LEDに適した電圧よりも高い電圧の電源から、抵抗器などを使ってLEDに流れる電圧に下げるとともに、電流を制限して点灯させる方法をとります。

その他の方法では、ダイオードやパルス電源を使って、LEDにかかる電圧が高くても、電流を制限して点灯する方法もあります。(→こちらに参考記事

一般的なLEDの回路

LEDに適当な電圧の2Vや3.0~3.5Vは、LEDの順電圧とも呼ばれ、LEDを点灯させる標準的な電圧です。 言い換えれば、LEDを点灯させると、その電圧分が電圧降下します。 

だから、LEDを点灯させるには、電圧降下分かそれ以上の電圧が出る電源を用います。 

例えば、2VのLEDを5V電源で点灯する場合は、抵抗器で、余分な3Vの電圧を下げて、かつ10mAの電流で点灯させるのですが、これには、オームの法則V=AxR を用いて R=E/A=(5-3)/0.01=200Ω の抵抗を直列にすることでうまく点灯できます。

つまり、特性のグラフから、2VのLEDでは、2Vの電圧をかけると10mAの電流が流れて発光するのですが、2.2Vになると約30mAも電流が流れてしまうので、10mA以上の電流が流れないように抵抗器を直列にする回路で使うのが一般的です。

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温度や逆電圧も規定されている

また、データシートには、周囲温度が80℃を越えてはいけないことや、5V以上の逆電圧を加えると破損するかもしれないこと・・・・なども示されています。 

ただ、それらの項目は、メーカーによって若干異なっていたり、データシートのグラフの書き方などが違っていたり、試験条件が付記されている場合があるので、それを正しく読み取る必要があるのですが、おおむね、

①電圧を上げると、急に電流がたくさん流れる ②電流が増えると明るく輝く ③周囲温度が高くなると、寿命や特性は低下する ・・・ ということなどがデータシートに示されています。

もしも、極限の使い方をしたい場合は、データシートのある製品を使うのが無難でしょう。

LEDのデータシートの例(2)


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