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基礎知識

【スイッチの基礎】発光素子と回路

2023年7月31日

連動型・分離形

スイッチのON-OFFと照光のON-OFFは、スイッチによって連動させているものと、それぞれが独立しているものがあります。Mシリーズの照光式スイッチには、連動形と分離形の両方があります。Mシリーズ以外の照光式は、全て分離形です。連動形の方が便利と思われるかもしれませんが、独立させた方が、お客様の方で自由に照光を制御できます。たとえば、LEDの明るさをPWM(Pulse Width Modulation)で制御される場合では、LEDの回路が独立になっていないとできません。

LEDの発光回路の特徴

1.LEDもダイオードの一種なので、電流は一方向にしか流れません。アノードを「+」、カソードを「ー」に
   つなぎます。逆方向に接続して一定以上の電圧をかけるとLEDが破壊されます。
2.LEDに流れる電流を一定以下に抑える必要があります。そのために制限抵抗や定電流ダイオードを使います。
3.一般的にはDC回路で使いますが AC回路でも整流回路と適切な電流制限抵抗を用いることで使用可能です。

LEDの電流制限抵抗

LEDには適切な電流制限抵抗や定電流ダイオードを使わないと、LEDを破壊してしまいます。LEDの電流制限抵抗の値を求めるのは、以下の式を使います。

例としては、電源電圧=5V、順電圧=1.9V 推奨動作電流=20mAの時(5-1.9)÷0.02=155 となり、155Ω以上の電流制限抵抗が必要になります。同時に、抵抗の許容電力についても考慮が必要になります。上記の例では 20mA X (5-1.9)V =0.062W 2倍の余裕をみて、0.124W以上の定格の抵抗が必要です。電圧が24Vの場合は、0.884W以上になりますので、1W定格以上の抵抗が必要になります。

LEDの抵抗計算 一覧表を掲載しています。詳しくは こちら から

上記の計算式を基にした電流値の場合、LEDは最も明るい状態です。明るさを下げる場合は、抵抗値を上げていくことも対応可能です。適切な明るさ確認のため、可変抵抗で確認することも考えらえます。
・LEDの色により、順電圧が異なる場合があります。
(一般的に、赤色のLEDは低く、緑色や青色は高くなります。)
同じスイッチの中に色が異なるLEDが使われている場合には、それぞれにあった抵抗値の電流制限抵抗を使うようにしてください。
・ LEDは周辺温度が上がると、許容電流が低くなります。
実使用温度での許容電流に合わせて、電流制限抵抗値を設定することが必要です。

LEDには制限抵抗を内蔵しているものもあります。抵抗が内蔵されたLEDでは、外付けの電流制限抵抗は不要となります。

LEDの発光色

単色のLEDには赤、緑、黄、青、白などがあります。2色のLEDにおいてよく使われるもの赤/緑です。赤色と緑色、およびそれを両方点灯させた時の黄色(アンバー)を表示できます。
RGBのLEDは赤/緑/青の3つのLEDチップを内蔵するものです。この3つは光の3原色なので、原理的には黒以外のすべての色を合成可能です。黒は消灯している状態ということもできます。
白色LEDには、RGBのLEDを使って合成する白(デジタル白)と、青色LEDに黄色の蛍光物質を塗った白(アナログ白)があります。LEDの色は厳密に言う場合は、図のような色度図のXY座標で示します。

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日本開閉器工業株式会社として発足し、創業60周年にあたる2014年に「NKKスイッチズ」と社名を変更いたしました。

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