LED（Light Emitting Diode）とは、Light Emitting Diodeの略です。極であることは学校の物理の授業でわかっている。そのため、極性を間違えるとLEDが動作せず、焼損（故障）する恐れがあります。半導体構造の逆ブレークダウン電圧は 4 ～ 5 ボルトです。正しく接続されていれば機能しますが、破壊的になり、寿命が大幅に短くなります。

LED素子クローズアップ

簡単に言えば、発光ダイオード (LED) は、電流が流れると光る半導体デバイスです。光は固体半導体材料で生成されるため、LED は固体デバイスと呼ばれます。「ソリッドステート照明」という用語は、この技術を、加熱されたフィラメント (白熱およびタングステンハロゲン) および放電 (蛍光) ランプを使用する他の光源と区別します。

12ボルトに接続するLEDの選び方

必要なタイプのダイオードは、特定のタスクに基づいて選択されます。インジケータから頑丈なものまで、市場には多くのオプションがあります。低電力ダイオードを使用して、車のダッシュボードのボタンとインジケーターを照らすことができます。アパートや車内の照明には、単純な超高輝度ダイオードが使用されています。ヘッドオプティクスに取り付けるために、車の昼間のヘッドライトや懐中電灯にハイパワーLEDがセットされています。

技術的な観点からは、電力と消費電流に制限はありません。主なことは、ダイオードの電圧が電源の電圧を超えないことです。

重要な要素は、ハウジングのサイズと形状です。アプリケーションに応じて、丸型ケースダイオードまたは SMD 部品を使用できます。それはすべて、必要性とアプリケーションに依存します。

12ボルトに接続できるダイオードはどれですか

LEDの電圧制限は実質的にありません。したがって、それらのほとんどは 12 ボルトに接続できます。主なことは、ルールに従うことです。 LED 電球は、色と明るさによって異なりますが、通常 1.5 ～ 3.5 ボルトが必要です。店のカウンターに 12 ボルトの発光ダイオードがあれば、実際には直列に接続された複数のクリスタルのアセンブリが提供されています。

配線オプション

基本的な接続オプションに慣れる良い機会です。

単一の抵抗器に

典型的な接続図。

上ですでに説明したように、LED には極性があります。そのため、定電圧電源に接続されています。最も一般的なタイプは、約 10 ～ 20 mA を消費します。実際、これが部品の主な特徴です。 2 番目のパラメータは電圧降下です。従来の LED の場合、2 ～ 4 V の範囲です。

唯一の正しい配線方法は、電流制限抵抗を使用することです。オームの法則に従って選択されます。抵抗は、電源電圧と電圧降下の差を、ダイオードの最大電流と信頼係数 (通常は 0.75) の積で割った値として計算されます。

オームの法則: 「回路セクションの電流量は、そのセクションに印加される電圧に正比例し、その抵抗に反比例します。」

また、抵抗器の電力を計算する必要があります。これは、簡単な式で計算されます。電源電圧と電圧降下の 2 乗を抵抗で割った値 (オーム) です。

複数の LED を直列に接続する

シリアル接続の模式図。

直列配線とは、2 つ以上の LED を 1 列に配置することです。この回路も電流制限抵抗を 1 つ使用します。計算式はダイオード 1 個の場合と同様ですが、電圧降下が加算されます。

例として、3 ボルトと 20 mA の理論上の白色 LED を見てみましょう。 3つのユニットを直列に接続します。したがって、電圧降下の合計は 9 ボルトになります。残りの 3 ボルトを信頼係数 0.75 の 0.02 アンペアの電流で割ります。その結果、200 オームの抵抗が 1 つ必要になります。

各ダイオードを個別の抵抗器に接続

並列接続の模式図です。

この回路では、各 LED が電源のプラスとマイナスに接続されています。ウェブ上で 1 つの一般的な抵抗器を使用したスキームを見つけることができますが、実際には、このソリューションは実用的ではありません。同じバッチでも、ダイオードの消費電流と電圧降下は異なります。その結果、ダイオードのグローの強度が異なります。抵抗は、ダイオードごとに個別に計算されます。

LEDの極性を知る方法

通常の丸い発光ダイオードを見ると、2 つのリードの長さが異なっていることがわかります。これは、カソードとアノードのラベル付け方法です。アノードはより長く、バッテリーまたは電源の正の出力に接続され、カソードは負に接続されます。

また、一部のタイプのケースのカソードには、小さなのこぎりで切り込みを入れることができます。例外もありますので、特定のダイオードの説明を調べることは常に良い考えです。

12ボルトへの接続方法

例示的な接続図。

12 V 電源へのダイオード接続図は標準のものと変わりませんが、抵抗器の抵抗と電力を計算する.アセンブリをチェックまたは事前テストするには、1 つの 1 kΩ 抵抗で十分です。

例として、最も一般的なタイプの LED、最大電流 20 mA の白色 LED を取り上げます。実際、電圧は大きな役割を果たしません。主なことは、電流が最大許容パラメータを超えてはならないということです。電圧降下は、モデルによって 1.8 ～ 3.6 ボルトです。計算を簡単にするために、3 ボルトを使用します。

LEDの抵抗

抵抗を計算するための式。

パラメータを計算します。

電源電圧と電圧降下の差は12-3=9です。
最大電流 (アンペア) と信頼係数の積 - 0.02*0.75=0.015。
抵抗 (kOhm) - 9/0.015 = 600 (kOhm) を計算します。

電力を計算するための式。

抵抗電力の計算:

電源電圧と電圧降下の差は12-3=9です。
式によると、二乗 - 9*9=81 です。
オーム単位の抵抗器の抵抗値で割ります - 81/600=0,135 W.

したがって、MRS25 抵抗器 (0.6 W、600 オーム、± 1%) が最適です。 2020 年半ばの費用は約 8 ルーブルです。通常、抵抗の電力を計算する必要はありません。それでも、将来のアセンブリをテストするためにこれを行うことが重要です。

ハイパワーLEDダイオードを12Vに接続

最新の高出力水晶またはそのアセンブリを接続する場合、原理は変わりません。回路にはクエンチング抵抗も存在する必要があります。たとえば、中国の市場で人気のある LED を取り上げることができます。これは、並列に接続されたいくつかの水晶のアセンブリです。消費電流は 350 mA で、電圧は 3.4 ボルトのままです。

パラメータを式に代入すると、抵抗が 32 オームで電力が 2.2 W の抵抗が必要であることが簡単にわかります。

1 つの電源への効率的な接続

上記で、1つの電源に無制限の数のLEDに電力を供給できることがすでにわかっています.主なことは、十分な電力があることです。ただし、電球をそれぞれに抵抗器で単純に並列接続するのは効率的ではありません。前のポイントから、電力の 2/3 以上が電流制限抵抗によって消費されることがわかりました。したがって、12 ボルトに接続できる LED の合計数がよく問題になります。

12 ボルトへの最も効率的な接続は、1 つの抵抗器と直列に接続された 3 つの LED のチェーンと見なされます。同じ方式が、12 ボルト電源で動作するすべての LED ストリップに使用されます。

配線の問題

LEDを接続するための回路図。

LED を接続するための回路図:

電流制限抵抗は使用しないでください。 LEDには過大な電流が流れるため、すぐに故障します。
抵抗なしで直列に配線。 4 つの 3 ボルトの抵抗器を 12 ボルトの回路に差し込むのは良い考えだと思っていても、それは間違いです。電流制御が悪いため、素子はすぐに劣化します。
ダイオードが並列に接続されている場合は、同じ抵抗を使用します。特性の違いにより、ダイオードは異なる強度で光ります。骨折率が高くなります。