LEDを長持ちさせる回路の工夫

抵抗を使ったLEDの駆動方法

LEDは一定の順方向電圧（VF）を持っており、例えば赤色LEDでは約2Vです。

12Vの電源でVF=2VのLEDを点灯させる場合、抵抗を使って電流を制限します。

計算式は以下の通りです：

R = (電源電圧 - LEDの順方向電圧) / 電流

例えば、LEDのVFが2V、電流を20mA（0.02A）とすると：

R = (12V - 2V) / 0.02A = 500Ω

LEDの寿命と電圧の関係

LEDに過剰な電圧がかかると、発熱が増え、寿命が短くなる可能性があります。

LEDのVFはほぼ一定ですが、電流が多すぎるとVFが上昇し、結果として過電流が流れてしまいます。

直列LEDのメリット

LEDを直列に接続すると、電流の変動が抑えられ、寿命が長くなる傾向があります。

例えば、2VのLEDを5個直列にすると合計10Vになり、12Vの電源を使用する場合、抵抗にかかる電圧は2Vになります。

R = (12V - 10V) / 0.02A = 100Ω

このように、直列接続では抵抗にかかる電圧が低くなり、電流の変動が少なくなるため、LEDの負担が減ります。

なぜ直列LEDは電流が安定するのか？

直列LEDが電流を安定させる理由は以下の通りです：

• 電圧の変動が分散される：1個のLEDに対する影響が直列接続により平均化される。
• 抵抗にかかる電圧が低くなる：抵抗の役割が小さくなり、電源変動の影響を受けにくくなる。
• 温度変化の影響が分散：LEDのVFは温度で変動するが、直列なら全体でバランスが取れる。

定電流回路（LEDドライバIC）の問題点

定電流回路は、理論上は最適な電流制御を実現しますが、以下のような問題があります：

• 発熱：スイッチングタイプのLEDドライバICは発熱しやすく、故障の原因になる。
• 高速点滅：PWM制御によりLEDが高速点滅し、用途によっては不適切な場合がある。
• 信頼性の問題：スイッチング素子やコンデンサの寿命が短く、過電圧や過電流に弱い。

このため、定電流ICを使わず、適切な抵抗設計でLEDを駆動する方法が推奨される場合もあります。

結論：LEDを長持ちさせるには？

• LEDは電流の変動に敏感なので、直列接続すると安定しやすい。
• 抵抗制御はシンプルで壊れにくいが、適切な計算が必要。
• 定電流回路は理想的だが、発熱や寿命の問題があるため注意が必要。

LEDを長持ちさせるためには、適切な電流制御と回路設計が重要です。