LEDにつなぐ抵抗の求め方2

LEDにつなぐ抵抗値の求め方

LEDにつなぐ抵抗値の求め方の続き。

図1　回路図

一般的にはダイオードの電圧-電流特性V_LED=f(I_LED)を調べて、LEDに直列につないだ負荷と電源から負荷曲線を引き、 その交点からV_LEDとI_LEDを求める。
上の回路図では、LEDのデータシートから電圧-電流特性V_LED=f(I_LED)を調べ、つなげる抵抗にオームの法則を適用して、負荷曲線の 式V_R=V_s-IRを得る。電圧-電流特性と負荷曲線のグラフの交点を調べればよい。
図2はLEDにつなぐ抵抗値の求め方で測定した、 LEDの電圧-電流特性と、電池の内部抵抗を考慮して求めた負荷曲線のグラフ。グラフの交点が測定点と近い点になっていることが確認できる。

図2　測定した電圧-電流特性と、負荷曲線
r:電池の内部抵抗[Ω]、E:電池の定電圧源[V]、I_R:オームの法則で求められる抵抗に流れる電流[A]

実用上はダイオードを図3のような等価回路に近似する。ダイオードはある電圧を境に急激に電流が流れだすので、その電圧値V_onをしきい値としている。図3のように近似した場合、電圧-電流特性と負荷曲線のグラフは図4のようにかける。

図3　ダイオードの等価回路

図4　近似した電圧-電流特性と、負荷曲線

LEDにつなぐ抵抗値の求め方ではLEDを図5のように近似し、内部抵抗が LEDの電圧値の変動の原因であると考えた。これは電圧-電流特性をV_LED=V_on付近で１次近似したものととらえることもできる。
図５のように近似した場合は、電圧-電流特性と負荷曲線のグラフは図6のようにかける。

図5　ダイオードの等価回路2

図6　LEDを図5のように近似した電圧-電流特性と、負荷曲線