LED（発光ダイオード）は、発光ダイオードの略称です。学校の物理学のコースから、それが極性であることが知られています。そのため、極性を守らないとLEDが動作せず、焼損する可能性もあります（故障の可能性があります）。半導体構造の逆絶縁破壊電圧は4〜5ボルトです。同時に、正しい接続で動作することはできますが、破壊的なプロセスが開始されるため、耐用年数が大幅に短縮されます。

LED要素のクローズアップ

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は固体デバイスとして説明されます。「ソリッドステート照明」という用語は、この技術を、加熱フィラメント（白熱灯およびタングステンハロゲン）およびガス放電（蛍光灯）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。インジケーターからヘビーデューティーまで、市場には多くのオプションがあります。車のインストルメントパネルのボタンとインジケーターを照らすには、低電力ダイオードを使用できます。アパートや車のインテリアを照らすために、シンプルな超高輝度のものが使用されています。ヘッドオプティクス、車の昼間のヘッドライト、懐中電灯に取り付けるために、強力なLEDが取り付けられています。

技術的な観点から、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、ケースのサイズと形状です。目的に応じて、丸型ダイオードまたは表面実装部品（SMD）を使用できます。それはすべてニーズとタスクに依存します。

12ボルトに接続できるダイオード

LEDには実質的に電圧制限はありません。したがって、それらのほとんどすべてが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電球は通常、色と明るさに応じて1.5〜3.5ボルトを必要とします。店のカウンターに12ボルトの発光ダイオードが表示されている場合は、実際には、直列に接続された複数の水晶のアセンブリが提供されています。

接続オプション

基本的な接続オプションについて理解するときが来ました。

1つの抵抗器に

典型的な配線図。

上記ですでにわかったように、LEDには極性があります。したがって、DC電源に接続されています。最も一般的なタイプは約10〜20mA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を示します。通常のLEDの場合、2〜4Vの範囲です。

唯一の正しい接続方式は、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、ソース電圧と電圧降下の差を最大ダイオード電流と安全率（通常は0.75）の積で割ったもの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、こ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。」

抵抗器の電力も計算する必要があります。これは、簡単な式を使用して計算されます。ソース電圧と電圧降下の差の2乗を、抵抗（オーム）で割ったものです。

複数のLEDの直列接続

シリアル接続の概略図。

シリアル接続とは、1列に2つ以上のLEDを取り付けることです。この回路も単一の電流制限抵抗を使用します。計算式は単一のダイオードの場合と同様ですが、電圧降下が合計されます。

たとえば、3ボルトと20mAの理論上の白色LEDを見てみましょう。 3台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ボルトは、信頼性係数0.75で0.02アンペアの電流強度で除算されます。その結果、200オームの抵抗が1つ必要であることがわかりました。

各ダイオードを個別の抵抗器に接続

並列接続の概略図。

この回路では、各LEDは電源のプラスとマイナスに接続されています。 1つの共通抵抗を備えた回路がWebで見つかるという事実にもかかわらず、実際には、そのような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、ダイオードは消費電流と電圧降下の点で異なります。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の極性を調べる方法

通常の円形発光ダイオードを見ると、その2つの出力の長さが異なることがわかります。したがって、カソードとアノードが指定されます。アノードは長く、バッテリーまたは電源の正の出力に接続され、カソードは負の出力に接続されています。

また、一部のタイプのケースの陰極には、小さなのこぎりで印を付けることができます。例外があるので、特定のダイオードの説明を常に検討する価値があります。

12ボルトに接続する方法

視覚的な接続図。

LEDを12V電源に接続するためのスキームは標準のものと変わりませんが、それは必要です抵抗器の抵抗と電力を計算します。アセンブリをチェックまたは事前テストするには、1kΩの抵抗で十分です。

たとえば、最も一般的なタイプのLED（最大電流が20mAの白色）を考えてみましょう。実際、電圧は特別な役割を果たしていません。主なことは、電流が最大許容パラメータを超えないことです。モデルによって異なりますが、電圧降下は1.8〜3.6 Vです。計算の便宜上、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）と信頼性係数の積は0.02 * 0.75=0.015です。
抵抗（kΩ）-9 / 0.015 \ u003d 600（kΩ）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。
式に従って、2乗-9 * 9 \u003d81。
抵抗器の抵抗をオームで除算します-81/600\u003d0.135W。

したがって、MRS25抵抗（0.6 W、600オーム、±1％）は私たちにとって理想的です。 2020年半ばの時点で、その費用は約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。ただし、将来のビルドをテストするためにこれを行うことが重要です。

強力なLEDダイオードを12Vに接続

現代の強力な水晶またはそれらのアセンブリを接続するとき、原理は変わりません。消光抵抗も回路に存在する必要があります。たとえば、中国の貿易フロアで人気のあるLEDを使用できます。これは、並列に接続された複数の結晶のアセンブリです。消費電流は350mAで、電圧は3.4ボルトのままです。

式のパラメータを代入すると、抵抗が32オームで電力が2.2ワットの抵抗を取り付ける必要があることが簡単にわかります。

1つのIPへの効率的な接続

上記で、1つの電源から無制限の数のLEDに電力を供給できることをすでに知っています。主なことは十分な力を持つことです。ただし、電球をそれぞれの抵抗器と並列に接続するだけでは非効率的です。前のポイントから、電力の2/3以上が電流制限抵抗で消費されることがわかりました。したがって、12Vに接続できるLEDの数が問題になることがよくあります。

12ボルトへの最も効率的な接続は、1つの抵抗と直列に接続された3つのLEDのストリングです。 12 V電源から電力を供給されるすべてのLEDストリップは、同じスキームに従って製造されます。

接続の問題

LEDの接続の概略図。

LED接続の概略図：

電流制限抵抗は使用しないでください。 LEDを流れる電流が多すぎるため、すぐに故障します。
抵抗なしのシリアル接続。 4つの3V抵抗を12Vネットワークに供給するのは良い考えだと思っていても、あなたは間違っています。現在の強さの制御が弱いため、要素はすぐに破壊されます。
ダイオードを並列に接続するときに1つの抵抗を使用します。特性の違いにより、ダイオードは異なる強度で光ります。破壊率を上げます。

トピック「LEDの適切な接続」に関するビデオをご覧になることをお勧めします。

結論

LEDの信頼性は、白熱灯やガス放電モデルよりもはるかに高くなりますが、正しく接続されている場合に限ります。したがって、単純な形で選択される電流制限抵抗の必要性を忘れてはなりません。特にダイオードを12ボルトのネットワークに取り付ける場合は、極性も必須です。