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LEDの抵抗値計算・電流制限抵抗の求め方

抵抗値を計算するには、オームの法則(電圧=電流×抵抗値)を使用します。この計算式から抵抗値を求めるには電圧を電流値で除算(割算)します。つまり「抵抗値=電圧÷電流」という計算式になります。

抵抗値の計算方法

LEDは、流れる電流によって明るさが変わります。電流を多く流せば流すほど明るくなりますが、LEDチップによって最大電流値(最大定格電流IF)が決まっています。この値よりも小さい電流を流すようにしなければなりません。このとき、最大電流値以上の電流が流れないようにする働きを持っているのが、抵抗器(電流制限抵抗)です。抵抗器の抵抗値は「オーム」という単位が使われます。これは、電気抵抗に関する法則を発見したドイツの物理学者、ゲオルク・オームにちなみます。オームの単位は、ギリシャ文字のΩを使用します。

最大電流値はLEDチップの仕様を見れば確認できます。しかし、LEDチップと電源の間に挿入する抵抗器に必要な抵抗値は電源の電圧によって変わるため、そのつど計算する必要があります。抵抗値を計算するには、オームの法則(電圧=電流×抵抗値)を使用します。この計算式から抵抗値を求めるには、電圧を電流値で割る、つまり「抵抗値=電圧÷電流」という計算式になります。

ここで、順方向電圧(VF)が3.4V、定格電流が20mAの白色LEDチップを3個直列接続した自動車(12V電源)用のアクセサリーランプを作成する場合の抵抗値を求めてみましょう。電源電圧は12V、LEDチップの電圧は3.4V×3=10.2Vです。ここから抵抗器にかかる電圧は1.8Vということが分かります。この回路に20mAの電流を流すには、1.8Vを0.02Aで割ります。その結果、90Ωの抵抗値が求められます。つまり、この回路の場合、電源とLEDチップの間に90Ωの抵抗器を挿入すればよいことになります(あくまでも計算のための例示です)。

対応ワット数にも注意

また、抵抗器には使用可能な電力(W=ワット)が決まっています。抵抗器にある1/4W、1/2W、1Wなどの数値が、抵抗器が対応するワット数です。電力(W)=電圧(V)×電流(A)という計算式で求めることができますから、この抵抗器にかかるワット数は0.036Wになります。余裕を持たせて1/4Wに対応した抵抗器を利用すればよいでしょう。

なお、上に自動車用のアクセサリーランプを作成する場合の例を紹介しましたが、実際にはエンジン駆動中のバッテリー電圧は14V以上になる場合もあるので、自動車用LEDランプを作成する場合は電源電圧14Vとして計算し、求めた抵抗値よりも少し多い値、かつ余裕のあるワット数の抵抗器をつなぐとよいでしょう。

(C) nobudget LED 研究会 2014.10.03

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