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2011年8月24日 (水)

設計のノウハウ その13 何故LEDの調光は上手くいかないのか

どこの照明メーカーでもLEDを使ったものがたくさん出てきて、かなりいろんなところで使われているようです。それでよく巷から聞こえてくるのが「LEDライトは調光と相性が悪い」です。実はこれは当たり前のことなんですね。普通の電球や蛍光灯は交流で点灯します。LEDは直流で点灯するのです。なので、トランスで交流を直流に変換しているのです。直流のまま、抵抗器を付ければ、LEDは実に簡単に0~100%で調光できますが、巷の調光器は交流の波形をカットして光を弱めているんです。(タマテックラボ勉強部屋をご参照ください http://www.tamatech.co.jp/tamada/benkyo01.php )いわゆる、位相制御という調光の方式です。一般の交流を直流に変換するだけのトランスでは調光できません。なので、調光対応(PWM方式が多い)のトランスでなければ合いません。近頃は、そのまま位相制御方式にも対応できるLEDランプも出てきましたが、どの調光器に適合するか、よくLEDランプをチェックする必要がありますね。

LEDランプもチェックした、調光器も適合するとスペックに書いてある。それでも上手くいかない。ランプが細かい点滅を繰り返してしまう・・・・いわゆるフリッカという現象です。皆さん、これで困っているのでしょう。これは実は簡単な問題なんですよ。LEDにすると、消費電力が小さくなります。そこがポイントなんです。あまりに負荷が軽すぎると調光回路はフリッカを起してしまうのです。これはLEDに限らず、棚下灯など、小さいW数のランプを使うとなる場合があります。いままでハロゲンランプの50W程度だったらぎりぎり大丈夫だったのかもしれませんが、3.5Wくらいですと、調光器にしたら、あまりに負荷が軽すぎて、満足に調光できないのです。自動車のエンジンを空ぶかししているのと同じことです。調光器はちゃんとした定格の負荷を接続してあげないと、満足な動作はしないのです。できれば、最大負荷容量の70%。最低でも40%くらいにしないといけません。ニッチなど、かっこよく見せるために、1台のダウンライトしか接続しない、なんて無謀なことをする人もいるみたいですが、白熱の時代はある程度のW数があったので、なんとかぎりぎり大丈夫だったのでしょう。LEDではダメですよ。でも、どうしてもそうしたいのならば、LEDライトと調光器の間に、抵抗器を付けてください。そうすれば、フリッカは消えます。ただし、抵抗器は熱を発生させますので、火災に気をつけてくださいね。またその発熱分、消費電力はアップしてしまうので、LEDにした省エネ効果はなくなりますけどね。

電気も照明も正直なんですよ。間違った使い方をしてはいけませんね。

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コメント

堀江先生、教えて! 先般、照明を勉強している友達がLEDスポットの前に舞台用のカラーフィルターを取付けて点灯したら、あっ!と言う間に色が抜けたって言ってました。紫外線も出ていないのに、レンズ面も熱くないのに・・・こんな事ってあるのですか?

投稿: | 2012年6月18日 (月) 18時28分

長らくHPを更新してなくて、見てもいなくて、質問をいただいてたのにすいません
ご質問の「舞台用のカラーフィルターであっという間に色が抜けた」ということですが
熱があまり発生しないLEDでは、もっと色が保つはずです。熱があっても1週間くらいは
なんとか保つはずですが、カラーフィルターの製造元に確認してみてはいかがでしょうか?
カラーフィルターの温度、器具の種類、できれば状況写真、それに色が抜けた時間が
問い合わせするときには必要と思います。

投稿: 堀江 | 2012年9月28日 (金) 14時11分

トランジスタを使った電流を制限する方法での調光器の設計の情報を仕入れているとき、たまたま立ち寄らせていただきました。
我が家に電球用の調光器がなかったので気にしませんでしたが電球用の調光器の仕組みがよく分かりました。

ところで間違いを見つけました。「トランスで交流を直流に変換しているのです。」という文。
トランスは整流作用は無いと思います。
たぶんですが「トランスで電圧を下げた後、整流器(ダイオードなど)で交流を直流に変換し、発光ダイオード(LED)を光らせています。」
などだと思います。
LED自体に整流作用があるので(同じくダイオードですし)交流で強引に点灯させることは可能です。
(LED電球ではなく単体のLED素子に定格の電流、電圧をかけた場合)
もしかしたら市販のLED電球(100V用)にはACーDCコンバーターが入っていて、大きくて重たいトランスは入っていないかもしれません。

投稿: oji | 2016年5月 5日 (木) 00時31分

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