LEDkouza

ＬＥＤは動作時の両端電圧は約２．２Ｖとなり流れる電流に関係なくほぼ一定で
変化しません。
図１ではバッテリー１２ＶからＬＥＤの両端電圧２．２Ｖを引いた
９．８Ｖが抵抗にかかります。
この回路に流れる電流は抵抗の両端電圧と
抵抗値で決まります。図では５１０Ωですから
（１２－２．２）／５１０＝０．０１９Ａ　（１９ｍＡ）流れます。
これはＬＥＤにも流れますからＬＥＤ電流も１９ｍＡとなります。
計算式は　電流（Ａ）＝（バッテリー電圧－ＬＥＤ電圧）／抵抗値
また電流を決めておいてから抵抗値を計算する場合は
抵抗値＝バッテリー電圧－ＬＥＤ電圧）／流したい電流値　となります。

各々の部品の消費電力を調べてみます。
消費電力は両端電圧ｘ流れる電流ですから
ＬＥＤは２．２Ｖｘ０．０１９Ａ＝０．４１８Ｗ
　抵抗は８．８Ｖｘ０．０１９Ａ＝０．１６７Ｗとなります。
回路全体の消費電力はＬＥＤと抵抗の消費電力の合計ですから０．２０８Ｗとなります。

ＬＥＤの電流は最大でも０．０３Ａ（３０ｍＡ）以内に納めてください。（０．０６６Ｗ）
抵抗は消費電力の２倍以上のものを使用してください。
（１／８Ｗ　１／６Ｗ　１／４Ｗ　１／２Ｗ　１Ｗ　２Ｗ　３Ｗ　５Ｗ等があります）

これがＬＥＤ点灯回路の基本です。

次にｂａｔ電圧が変動した場合を考えてみます。
バッテリー電圧下限　１０Ｖ
バッテリー電圧上限　１５Ｖとしてみます。

バッテリー電圧１０Ｖの場合は１０ＶからＬＥＤ分の２．２Ｖを引きます。
その結果抵抗にかかる電圧は７．８Ｖとなり電流は０．０１５Ａとなります。
バッテリー電圧１６Ｖの場合は１５ＶからＬＥＤ分の２．２Ｖを引きます。
その結果抵抗にかかる電圧は１２．８Ｖとなり電流は０．０２５Ａとなります。
まとめると
バッテリー電圧１０Ｖ時　電流１５ｍＡ
バッテリー電圧１２Ｖ時　電流１９ｍＡ
バッテリー電圧１５Ｖ時　電流２５ｍＡ　となります。

ここで消費電力を計算すると
ＬＥＤは３０ｍＡ以内ですのでＯＫとして
抵抗は最大１２．８Ｖｘ０．０２５Ａ＝０．３２Ｗとなります。
選定にあたってはその２倍の０．７５Ｗ以上が必要ですので
１Ｗタイプを選びます。

これでＬＥＤが一ヶの場合の計算方法は終わりです。

ＬＥＤを２ヶ以上直列に接続する場合。
ＬＥＤ１ヶ毎に抵抗を１本入れるのは面倒なので通常はＬＥＤを３～４本直列につないで使用します。

先に説明したようにＬＥＤ１ヶの両端電圧は２．２ＶですからＬＥＤ３ヶで６．６Ｖとなります。
従って抵抗の両端にかかる電圧は５．４Ｖとなります。
抵抗に流れる電流は５．４Ｖ／２７０Ω＝０．０２Ａとなります。

ここで同じようにバッテリー電圧１０Ｖと１５Ｖの場合を計算します。
バッテリー１０Ｖ　電流＝（１０Ｖ－６．６Ｖ）／２７０＝０．０１２Ａ　抵抗消費電力＝（１０Ｖ－６．６Ｖ）ｘ０．０１２＝０．０４Ｗ
バッテリー１２Ｖ　電流＝（１２Ｖ－６．６Ｖ）／２７０＝０．０２０Ａ　抵抗消費電力＝（１２Ｖ－６．６Ｖ）ｘ０．０＝０．１０８Ｗ
バッテリー１５Ｖ　電流＝（１５Ｖ－６．６Ｖ）／２７０＝０．０３１Ａ　抵抗消費電力＝（１５Ｖ－６．６Ｖ）ｘ０．０３１＝０．２６Ｗ
抵抗は０．２６Ｗ消費しますから１／２Ｗタイプを使用します。

ＬＥＤ４ヶの場合

先に説明したようにＬＥＤ１ヶの両端電圧は２．２ＶですからＬＥＤ４ヶの場合は８．８Ｖとなります。
従って抵抗の両端にかかる電圧は３．２Ｖとなります。
抵抗に流れる電流は３．２Ｖ／２００Ω＝０．０１６Ａとなります。

ここで同じようにバッテリー電圧１０Ｖと１５Ｖの場合を計算します。
バッテリー１０Ｖ　電流＝（１０Ｖ－６．６Ｖ）／２７０＝０．０１２　抵抗消費電力＝（１０Ｖ－６．６Ｖ）ｘ０．０１２＝０．０４Ｗ
バッテリー１２Ｖ　電流＝（１２Ｖ－６．６Ｖ）／２７０＝０．０２０Ａ　抵抗消費電力＝（１２Ｖ－６．６Ｖ）ｘ０．０２０＝０．２Ｗ
バッテリー１５Ｖ　電流＝（１５Ｖ－６．６Ｖ）／２７０＝０．０３１Ａ　抵抗消費電力＝（１５Ｖ－６．６Ｖ）ｘ０．０３１＝０．２６Ｗ
抵抗は最大で０．２６Ｗ消費しますから１Ｗタイプが望ましいのですが　１／２ＷタイプでもＯＫでしょう。（ギリギリですが）

ダイオードも併用する場合

諸般の理由により直列にダイーオードを入れる場合が多々あります。
その場合の計算方法です。

図４　ｂａｔ１２Ｖ　ＬＥＤ３ヶ　ダイオード２ヶ　Ｒ２４０Ω

ダイオードは動作時の両端電圧は約０．７Ｖとなり流れる電流に関係なくほぼ一定で変化しません。
ですから計算方法はＬＥＤの場合と一緒です。

先に説明したようにＬＥＤ１ヶの両端電圧は２．２ＶですからＬＥＤ３ヶで６．６Ｖとなります。
またダイオードは１ヶあたり０．７Ｖですから２ヶで１．４Ｖとなります。
従って抵抗の両端にかかる電圧は
バッテリ－電圧１２Ｖ－ＬＥＤ６．６Ｖ－ダイオード１．４Ｖ＝４Ｖとなります。
抵抗に流れる電流は４Ｖ／２４０Ω＝０．０１６Ａとなります。

バッテリー電圧１０Ｖ，１５Ｖの場合も同様ですのでこれを参考にして計算してみて下さい。