コメントを残す3mm径の電球色LEDの登場で、ますます、LEDの利用が進むと思いますが、LEDの取扱いについて整理しておきます。####LEDに逆電圧をかけてはいけないLED(発光ダイオード)はその名の通りダイオードの一種ですが、整流ダイオードと同様に考えてはいけません。概ね、5Vが絶対定格となっています。したがって、これを超えた電圧がかかると急速に劣化が進むか、すぐに壊れます。これまでの、ANALOG給電では、順行電圧があまり高くないことと、直列抵抗を挿入しているために、あまり表面化はしませんでしたが、DCCの場合には、常にMAX電圧(12-15V)がかかっています。従来の車両を、DCCでそのまま利用するには、内部回路構成を知っておく必要があるでしょう。####LEDの直列抵抗の役割LEDに直列抵抗が必要なことは、ご存知だと思いますが、何故必要かを理解しておいた方が良いと思います。LEDには順方向電圧というパラメータがあります。これは、一般的なLEDでは約2V,白色LEDでは、3.6Vになっています。実際には、使うLEDのデータシートで確認しなければなりません。5Vの電源があって、順方向電圧2VのLEDを直接繋いだとしたらどうなるでしょうか?LEDは、両端の電圧が2Vに降下するまで、電流を流そうとします。電源が貧弱であれば、電源電圧が2Vまで下がりますが、強力であれば、LEDに大量の電流が流れ込んで、ついには、定格電流を超えて破壊に至ります。いわゆる、”定電圧特性”があるといえます。”定電圧特性”とは、両端電圧が一定になるように電流値が調整されるという意味です。コメントを残す具体的な回路は、以下のとおりです。LEDに流したい電流値によって決定します。簡易的には、図の、V+点をテスターで測ってそれから、最大電圧を余裕を持って推定しても良いでしょう。10.8Vここで、使用するLEDの順電圧が3.6Vであれば。この回路では、コンデンサを接続していますが、これは、集電不良対策でちらつきに対して有効に働きますが、容量の大きなものは、充電電流も増加するので十分に気をつけてください。上記にて、抵抗値の算出方法を示しましたが、少し問題があります。”線路電圧が環境によって異なる”ということです。DCCの規格によるとスケールを考慮しなければ、線路電圧は、7V-27Vまで想定しなければなりません。運用環境では、線路電圧の低下もあります。LEDの照度をもっと確実に固定したいのであれば、抵抗制御は適しません。この場合には、抵抗の代わりに定電流ダイオード(CRD)の使用が有効です。上記回路のダイオードは省略できないので注意が必要です。コメントを残す以下の記事も「DCCらくがきノート」から修復して転載したものですが、文章と画像の関係がわからなくなってしまったので、図から判断して入れています。間違っていたら教えてください。考慮されないと思います。大きな落とし穴で、通常の電源用のダイオードと云われるものの想定条件が、50-60Hzの商用電源であるということです。ダイオードとは電流を一方向にしか流さないと、思い込んでいないでしょうか?手持ちの一般整流用ダイオード、1N4007を使って実験してみました。実験回路は以下のとおりです。ohmの抵抗器で約11mAの電流を取ってみます。画像がありませんでした。「DCCらくがきノート」からダウンロードした画像をお持ちでしたら、提供をお願いします。電流が、5usecもの時間、完全に逆方向に流れているのが観察されます。(緑の輝線)黄色の輝線はDCCの元の信号です。次に、S1ZB10という、ブリッジ整流器を試してみます。この整流器は表面実装で小型であるため、これを搭載している模型もあります。ohmの抵抗器を挿入しています。C点の出力電圧を見ます。わずかですが、約200nsの時間電圧が逆になっています。このときの電流値(a-b間の電圧降下)は、以下のとおりです。極性反転直前では、約12mAを示していますが、ピーク値で約500mA流れています。約2usecのあいだ平均100mA程度流れてしまっています。ohm抵抗の代わりに、100mAの電球を繋いで見ました。ピーク値で、0.8Aも流れていて、ダイオードも熱くなってきました。これは、無用な発熱を招くばかりではなく、コマンドステーションに過負荷を強いることになり、不用意にブレーカが働く原因となります。”DCC電源の整流に一般整流ダイオード及びブリッジ整流器は使ってはならない”といえます。100mA以上であれば、ショットキーダイオードここでは、高速スイッチングダイオードについて、検証してみます。ここでは、1S2076Aを使ってみます。Time:8nsこの、逆回復時間(8ns)というのが、重要な要素です。一般ダイオードではこのパラメータは表示されていません。(50-60Hz前提)結果を以下に示します。回路は、ダイオード1本の整流で1Kohmの抵抗負荷で、全く問題なく整流できています。負荷を100mAの電球に替えてみました。ダイオードは全く熱を持っていません。10ohmの抵抗を直列に挿入して、両端の降下電圧を計測しています。約90mA流れているのが観測されています。