たとえば自動車のストップランプのような、広い面積を一度に光らせるために、複数の LED を点灯させる方法を考えてみました。
並列に接続する
一番最初に思い浮かべるのは、複数の LED を並列につなぐ方法です。
LED は両端の電圧にバラツキがでますから、それぞれに抵抗器をつなぐ必要があります。それらを並列に接続して、まとめてトランジスタで駆動します。
この回路では LED に約 6mA の電流を流しますので、コレクタ電流は約 24mA です。2SC1815 は 100mA 程度まで流せますから、十分駆動できます。
しかしこの方法では、LED の数が増えるにしたがって電流が増えていきますので、たくさんの LED を点灯させるためには、容量の大きな駆動回路が必要になります。
直列に接続する
並列接続では電流がどんどん増えていきます。ならば直列につないだらどうでしょう。それぞれの LED には同じだけの電流を流せばよいので、直列ならば全体の電流は増えません。LED 1 個を点灯させるのと同じことです。
ところがこの回路を 5V の電源につないでも LED は点灯しません。LED 1 個あたり 2V 以上の電圧が必要ですから、左図のように 4 個を直列にしたときには 8V 以上の電圧が必要になるためです。
そこで電源電圧を 12V と高くしました。
実際には LED の電圧は 2.3V ほどになりましたので、抵抗 R3 にかかる電圧は 2.8V です。6mA の電流を流すために R3 は 470Ω とします。
このように、トランジスタを使った回路では、ベース側の電圧 (5V) より高い電圧のコレクタ側の回路を制御することも可能になります。2SC1815 の場合、電源電圧は 24V 程度まで上げることが可能ですので、9 個の LED を直列接続することができますね。
たくさんの LED を同時に L チカさせるには
ということで、LED を直列につないだものを、さらに並べていけば、多くの LED を点灯できることがわかります。
左図の場合、コレクタ電流は 24mA で並列接続の場合と同じですが、電源電圧を 12V に上げてそれぞれを直列接続にすることで、16 個の LED を 2SC1815 1 個で制御しています。
実験で使用した LED は 20mA 流すととても明るく光ります。2SC1815 は 100mA ぐらいまで流せますから 20 個の LED を点灯できますね。
小さくて安価な部品ですけど、けっこう大きなパワーがありますから、大いに利用してみてほしいです。
