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LEDをつけるときの失敗事例と理由と対策 その1
LEDを点燈する回路を作った!


はずなのに。。。LEDが点かない。。。なんで?

ってこう言う事例が良くあると思います。
そういうのに理由、対策をつらつらと書いていきます。

ぶっちゃけ自分の失敗事例ですけどね!!

良くあるのが、LEDを点けた!いつの間にか消えた!点かなくなった!!
って言う例。

コレ、大まかに分けて2つの原因があります。
その1:過電圧による熱暴走
その2:ESD(electorostatic discharge)

この2つかと思います。
本日はその1について、理由と対策をつらつらと書いていきます。

原因ですが 9割方 過電圧印加による 熱暴走です。
暴走といえばかっこいい響きですが、壊れちゃいますから。。。。

得てしてですが、LEDを光らせる時は、電池で駆動させるので定電圧(例えば乾電池3本で一定の4.5Vとか)を
かけます。
このとき例えば、LEDが2.5Vの電圧を通常発生させるとしたらどうでしょう?
いわゆるVfも2.5Vとしちゃいます。
15V.jpg
※上記図でLEDの所に1.5Vと書いてますが、2.5Vと考えてください、ごめんなさい。

で、乾電池を4.5Vとして考えてください。
この場合、LEDが下記仕様書に基づくとしたら。。。
spec1.jpg
LEDにかかる電圧が2.5Vであれば、上の図から行けば流れる電流はだいたい10mAとなります。
が、ここで、LEDに4.5Vがかかっていればどうでしょう?
グラフの線を右に延ばしていくと、大体1000mA程度流れると考えられますよね。
つまり、4.5Vで1000mA流れる事となるので、この場合LEDに熱量として
W(熱量) =V(電圧値)xI(電流値)の式より
4.5Vx1A =4.5W印加される事となります。
LEDにかかる電圧が2.5Vであれば10mAであれば
上の式 W=VI 2.5x0.01 0.025Wとなります。
4.5Vのときと、2.5Vのときに発生する熱量は
4.5W : 0.025W なります。 180倍もの熱量の差になります。

ココからが重要なのですが、
LEDにかかわらずダイオードは、熱(温度)が発生するとVfが低い電圧に移動していく という特性があります。
ですので、
LEDに大きな電流が流れる=>大きな熱が発生する=>LEDのVfが下がる=>もっと電流が流れるようになる=>以降ループ
となり、どんどん熱量が増えていく方向に行きます(先ほどあげた暴走です。
こうしていくとLEDさんも熱に耐え切れなくなり壊れるのです。

なので対策です。
少しでもいいから抵抗をLEDの手前につけましょう。
という事になります。

抵抗があれば、熱暴走を起こしそうになり電流が増えたとしても電流が増えた分
抵抗で発生する電圧も増えますので暴走を起こしにくい方向に持っていけるのです。
V=IR R(抵抗)=100Ωとして I(電流)が10mAであれば V=1V発生します。
熱暴走を起こして電流が20mAになりそう!って時も
V=IR => 0.02x100 = 2Vとなります。 そうするとLEDにかかる電圧も減るのでLEDに発生する
電圧が下がり、電流値も下がり、熱が発生しにくくなります。

実は、その2でも示すESDの対策も抵抗でいけたりするんですけどね。。。
コレはまた次回で。
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