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高輝度LEDで低消費電力の常夜灯を作る

高輝度LEDで低消費電力の常夜灯を作る

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夜中にトイレに行く時のために高輝度LEDで低消費電力の常夜灯を作りました。
下図はLEDをAC100Vで点灯させる方法の1つです。
   1_抵抗で電圧を下げる
     (半波整流の場合,各値は1/2となる)

上図は,コストは安価ですが消費電力の95%が抵抗器で熱となる点が面白くありません。
100Vから96V分の電圧降下を,抵抗でなくリアクタンスで低下させると,抵抗のような損失が発生しません。
   2_リアクタンスで電圧を下げる
     (半波整流の場合,各値は1/2となる)

    3_コンデンサーの値を計算
     60Hz地域で使用した時も電流が20mAを越えないコンデンサーはE系列値の0.51μFが選択できます。
     0.51μFは店頭に少ないことと,コンデンサーの誤差を考慮すると,0.47μFが良いでしょう。

高輝度LEDの動作電圧は3.5V程度のものが多いですが,20mA以下でも高い輝度がえられる 9V 系の安価なLEDを使用しました。
次が今回使用した9V系LEDです。10個で300円でした。
   4_高輝度LED規格

下図は実際の回路図です。
コンデンサーは0.47μF,耐圧300V以上のものを使用します。コンデンサーに並列の抵抗はコンデンサーに帯電する直流分の放電用です。抵抗値は100kΩ~300kΩで良いでしょう。
100Ωの抵抗はヒューズ代りです。無くても良いです。
ツェナーはLEDの保護用です。手持ちの18Vツェナーを使用しましたが,24Vでも良いでしょう。
ツェナーが無い時は,ツェナーの代用としてマイナス側からプラス側へ向けてSiダイオードを接続します。
整流器はSiダイオード4個でもOKです。電流が少ないので小型のものでOKです。
   5_AC100Vで高輝度LEDを点灯 回路図

次の写真は完成品です。写真は両側から見たものです。
          (写真をクリックすると拡大します)
   6_基板に配線1 7_基板に配線2

フイルムケースに入れた状態です。
        8_フイルムケースに収納

AC100Vで動作させてみました。非常に明るく光ります。
        9_LED点灯テスト

ヒューズ代わりの抵抗100Ωの両端の電圧から電流を算出するとLEDの電流は13mA程度でした(50Hz地域)。
この常夜灯の消費電力は0.24W/h程度です。
60Hz地域ではLED電流は15mA,消費電力は0.28W/h程度です。
LEDの定格電流よりも少ない電流なのでLEDの寿命が短くなることは無いでしょう。

このLED常夜灯の消費電力は,家庭のガス給湯器,エアコン,電話機,HDDレコーダー,パソコン,テレビ などの待機電力より小さいので,LED常夜灯のON/OFFスイッチを省略しました。
昼間 消灯したい時はAC100入力側へスイッチを追加します。

注意:ツェナー無しで点灯させた状態でLEDの取り外し取り付けをすると,LEDへ高電圧が加わりLEDが故障する場合があります。

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  1. 2015/08/05(水) 11:54:46|
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