質問: led回路用の定電圧ダイオード 回路上のledが不点灯となった時のことを考えて バイパス用の定電圧ダイオードを設置しようと思っています。 led1個の順電圧が3.5vのものを2個直列の場合と 順電圧が2.1vのものを3個直列の場合で、それぞれ 何v仕様の定電圧ダイオードを選択すればよいでしょうか? また、ledには20ma荷電するのですが、定電圧ダイオードは 3.5×2×0.02=0.14wとなる計算から、200mw定格のもので 大丈夫でしょうか?
回答: ano.2です。 前回の回答で、「考慮すべき条件が3つある」と記載しましたが、もう一つ考慮すべき条件を忘れておりました。 それは、「ledのバラツキ」です。 わたしは、3.5v定格のledを数百個実測した経験がありますが、20ma流した条件で、最大±0.2vくらいのバラツキがありました。 これを考慮に入れなければなりません。 つまり無作為に購入した3.5v ledを2個直列に使えば、「最大 7.4vになる可能性がある」ということです。 勿論、実測を行って動作電圧を精密に確認していれば、それを基準にして差し支えありません。 ここでは一応、ランダムに購入した 3.5v led を使用するものとして考えます。 1.ツェナーのバラツキ 松下の1w型ツェナー mazシリーズのデータシートです。 http://industrial.panasonic.com/www-data/pdf2/and7000/and7000cj819.pdf maz2082(公称8.2v)で±0.5vのバラツキがあるようです。 つまり、公称電圧8.2vのものを注文しても、最悪、7.7vのものを入手してしまう 可能性があります。 2.正常動作時、ツェナーに電流を流さないための最低電圧の確保 このツェナーの電圧は、40ma(定格)流したときの値です。 しかし、ここではled正常動作時には、ツェナーに電流を流すわけには行きません。 上記資料 3ページの[iz-vz]を見てください。 maz2082に、ほとんど電流を流さない電圧は、約8.0vと読み取れます。 つまり、公称電圧に[0.2v]の余裕を持たせる必要があることになります。 (幸いなことに、2082は勾配が立っています。これが2051だと、電流を流さない条件は、 かなり厳しいことになります) 3.温度変化の影響 同資料 4ページの[sz-iz]を見てください。 maz2082は、4mv/°Cの温度係数を持っています。 周囲温度が0°Cでの使用も考えるなら、ツェナー電圧は 25°Cx4mv/°C=0.1v 低くなる可能性があります。 4.まとめ (a)maz2082をled3.5vx2の回路に使うことの適否 8.2-0.5-0.2-0.1=7.4v(zd)=7.4v(led) ギリギリの設計です。 もう1ランク上げて、maz2091を使うのが望ましいでしょう。 この場合、ledオープン時には、(電源レギュレーションが悪ければ) 9.1(±0.6)-7.0(±0.4)=約2.1v(±) だけ、跳ね上がる可能性があります。 ただし、ledおよびツェナーの実働電圧を精密に測定して、動作条件の確認ができれば、 8.2vツェナーが使える可能性もあり、この場合、昇圧は1v程度に抑えられます。 (b)素性の知れないツエナーしか、入手できない場合 極めて大雑把な考え方になりますが、大まかに言って、2v以上のマージンを見ておけば よいと思います。 2.1vx3直の回路にも、ほぼこの考え方が適用されると考えます。 以上、ご質問の趣旨に対しお答えしました。 しかし、ここで一番問題なのは、電源のレギュレーションについて、全く触れられていないことです。 電源は、1回路の断線が問題になるほど、不安定な回路なのでしょうか? (この点を詰めないで、上記の検討をするのは全く見当違い、という気もします) 蛇足かもしれませんが、3v以上のマージンが取れるなら、定電流ダイオードを使うべきです。 定電流ダイオードを使えば、他回路がオープンになっても、正常動作回路には全く影響がありません。 勿論、定電流ダイオードの定格は、ledショートの場合に対しても十耐えられる容量を見込んでおくことが必要です。