どちらがいい、ＬＥＤ直列並列

ＬＥＤの光量は流れる電流に比例するそうで、直列すると各ＬＥＤに流れる電流は一定となり光量も一定となります。たしかに直列したほうが各ＬＥＤの光量は同じに見えます。では簡単なブロッキング発振で昇圧した場合、効率がいいかというとどうも違うようです。

照明したいものは、以前作ったステレオ写真のスライドビューアーで、昔、白色ＬＥＤが手に入るようになった時、乾電池３本でＬＥＤ２本を点灯するようにしたものです。まだそれほど明るくない白色ＬＥＤでしたがさすがに白色でスライドの発色はよかった。しかし、電池３本だと重いし、晴天の風景がすべて曇天になる程度の明るさが不満でした。

使用するＬＥＤは白色のチップＬＥＤで秋月で３個２００円のもの１２個で、これをニッケル水素かアルカリ乾電池一本で点灯します。目標はまぶしい陽光の再現です。笑

光軸集中したＬＥＤのほうが、集中した部分では明るいのですが、このような照明の場合は拡散光のほうが使いやすいし明るいです。以前使ったＬＥＤもわざわざレンズを削って拡散光にしていました。

最初は６個(３５ｍｍ片側３個)で試しましたが、光を後ろの壁に１度反射して使う方式のためか、元のＬＥＤより明るいがまだ暗めでした。試しに３個直列を別電源で２０ｍＡ流し光量を比べてみると昇圧したものは、だいぶ暗かった。ＬＥＤをドライブできていなようです。

そこで、ベース抵抗は同じままで３個づつ直並列とすると、かなり明るくなり。これの電池側に１００ｕＦのコンデンサーをつけるとほぼ２０ｍＡ電流を流した場合と同じ程度となりました。

しかし、もう少し強い明るさ欲しいです。

ＬＥＤを倍の１２個にすることにして、ドライブ方法を考えたのですが、並列にして明るくなるのなら全部並列にしたらどうか。試してみると正解で、より明るく点灯しています。コンデンサーの容量を増やしたほうがいいかと増やしてみましたが変化なしです。それどころか、コンデンサーが無くても明るさの変化がありません。

どういうことなのか少し考えてみましたが、ＬＥＤを直列にして６個だと３．６Ｖ　ｘ　６　＝２１．６Ｖ　です。

負荷となるＬＥＤの電圧が大きいと、昇圧した電圧の先端の部分しかＬＥＤに流れこめずコイルのエネルギーを有効利用できないのではないかと考えます。また、高圧が必要なときはコンデンサーがあるほうが明るく点灯したのは瞬間的に大きな電力が移動するため電池のレギュレーションでは対応できなくなり、コンデンサーがあるほうがよかったということでしょう。

全部並列とした場合は３．６Ｖ付近までしか上がらずあとは電流となります。コンデンサーが必要無くなったことから、たぶん通電している時間が増え電池だけでも問題なくなったのではないかと思います。

上の図でピークの電圧の部分は電圧は高いが時間が短く、スソの部分の起電力は低いが通電時間が長い。これが関係するのかと思います。このチップ白色ＬＥＤはデーターシートでは３．６Ｖ２０ｍＡとなっていますが、実際は２０ｍＡで３．２−３．３Ｖぐらいのようです。それに、２Ｖぐらいからかすかに光っています。

結論として、ブッキング昇圧で白色ＬＥＤの多数点灯をする場合は並列にしたほうがいいようです。

ところで、その下の電圧のコイルの起電力はどうなってしまうのでしょうかね？

疑問は尽きないです。笑