記事担当:
ハンダ不要-非マイコン系

みんな大好きLED。
電飾や装飾にとどまらず、最近は衣装に組み込んだりアクセとして身につけたりと言うことも一般化しつつあります。
LEDは消費電力が少ないのでモバイル化が容易だったり、発熱が少ないので安全性が高かったりというのもよく使用される理由なのではないかと思います。

しかし、よく勘違いされるのですが、決してLEDも発熱しないわけではございません。
「LEDはどんなに光らせても熱くならない」
と言った神話が意外とまかり通っているのではないかと、電子業界以外の人と話をしていると感じる次第でございます。

と言う訳で本日は。
テレワークで思うように工作ができないオカポンに代わって、LEDの発熱について検証してみたいと思います。
ネコキットの続きが見たかった人にはごめんなさい。

用意したのはこの4個のLED。
消費電力の違う白色LEDを4種類用意
左から
でございます。
点灯する電圧はだいたい同じくらいで、消費電流が違う4種類のLED。
ワット数と明るさの違いがどの程度発熱に影響するのか。
実際に光らせて温度を計測していきます。

使用する電源はACアダプタ。
出力3.3VのACアダプタ
出力電圧3.3Vの★ACアダプタ DC3.3V 2A『WA-03200X-1』でございます。
4種類ともおおよその定格順電圧が3.3VなのでこのACアダプタを使用します。

なお、今回はあくまで発熱させるための実験ですので、ACアダプタとLEDの間に抵抗などの電流制限をする部品は挟んでおりません。
実際にLEDを使用する時は抵抗または定電流ダイオード等の部品を挟んでLEDへの負荷を和らげるようにしましょう。

では最初に一番小さいLEDから。
スーパーでデラックスなLED

★φ5mm スーパーデラックス パワーLED 白色『OSW47L5111Y』でございます。
名前が良いですね。スーパーデラックスなパワーLED。この名前だけで期待値が上がります。
消費電流は20mAです。

点灯させる前に一応温度を測っておきましょう。
室温ですね
22.2℃。室温ですね。

ではACアダプタに繋いで光らせてみましょう。
これがスーパーでデラックスな光
期待通り結構明るい。
では温度計を当てて温度の変化を見ていきましょう。
これだけ近づければしっかり計測できるでしょ
↑こんな感じでかなり接近させて計測しています。

すると・・・
約3分でこの温度
あかん、これはあかんやつや!!
点灯から3分程度でこの温度。
『OSW47L5111Y』の動作温度範囲は-30~85℃なのでこの時点で電源を落としました。

いやしかし80度超えって・・・・
触ったらヤケドしますよ。
やはり定格順電圧3.2VのLEDに3.3V突っ込んだのがまずかったんでしょうね。
過電圧は部品を破損させることもあるのでけして真似しないでください。

と言う訳で3VのACアダプタに変えて再チャレンジ
3Vで再挑戦
いや、それでも十分明るいですよ。
さっきよりちょっと離れてるけど
今回はさっきよりも少しLEDとセンサーが離れてますが、まぁ問題ないでしょう。
この状態で待つこと5分。
全然温度上がりませんわ
全然温度上がりませんわ。
40度程度ならよほど肌に直接密着させない限りは大丈夫ですよ。
やっぱり定格守るのって大事ですね。


では次のLEDを光らせてみましょう。
デカイ=明るい、強い!という単純なイメージでの選択。
とは言え消費電流は100mAと『OSW47L5111Y』の5倍電気を食います。
定格電圧も3.3Vなので今回は過電圧にはなりません。

点灯させる前の温度は・・・
こちらも室温
はい、室温です。

では光らせてみましょう。
変な声が出るくらい明るい
んぉ!!!
思った以上に明るくて変な声が出てしまいました。
当たり前ですが直視厳禁です。

デカイから近い
今回はLEDがデカイので必然的にセンサーとの距離も近くなります。
さて温度は・・・

意外と温度上がらず
意外と上がりませんね。
5分経過で68℃。いや、もちろんこんなの触ったらヤケドしますけどね。
やはり定格を守って使用しているせいか驚くような結果にはなりませんでした。
もちろん直接肌に触れるような使い方は厳禁ですが。

本来は放熱板必須です
消費電流もググッと上がって350mA。これは期待できそうです。

念の為点灯前の温度を計測します。
最初はみんな室温です
もちろん室温です。

では光らせてみましょう!
明るすぎて何がなんだか
ぉふぅぅっ!!
もう見てられません。真昼のような明るさです。
サングラスを用意しなかったことが心底悔やまれます

見るからに熱そう
センサーからしたら拷問のような状態ですね。大丈夫なんでしょうか。

気になる温度は・・・
ぐんぐん上昇!
はいダメ~。
1分経たずにこの温度。
『OSW4XME1C1E』も動作温度範囲は85度までなのでこの時点で電源を落としました。
それにしても気持ちいいくらいの温度上昇っぷり。
もちろん電源落とした後もしばらくは触ることができませんでした。

この『OSW4XME1C1E』は本来なら放熱板を付けて使用しないといけません
じゃないとすぐ壊れるでしょうから。
なのでご使用の際は★1W用スター型アルミ基板『OSMCPCB8060B』とかに取付けて、その裏にさらに放熱板を付けて使用しましょう。

ちなみにこのLEDの裏側は放熱用にアルミ板になっています。
裏から放熱できるようになってる
ここに放熱器を密着させて温度を逃がす訳です。
ではこの裏側は一体何度になってるんでしょうね。
気になるので試してみました。

裏返しても目には優しくない
こうして見るとヘッドライトとか携帯用の電灯に便利そうですね。
斜めになってるけども
さてどのくらい裏のアルミが熱くなってるんでしょうか。

温度上昇は優しめ
3分程度でこの温度。70℃超えた辺りから温度上昇が緩やかになりました。
光があたってない分温度は抑えられているのかもしれません。

さて、最後はこちら。
圧倒的電力消費!
『OSW4XME1C1E』よりもデカイワット数の★3W級白色ハイパワーLED エミッタ型『OSW4XME3C1E』でございます。
こちらは定格電圧3.8Vなのですが、今回は3.3Vの入力でテストします。
ちなみに3.3V入力時の消費電流は350mAと、『OSW4XME1C1E』と同じくらいの消費電力になります。

では恒例の事前温度計測
周りの温度が上がってる・・・
なんかどんどん室温が上がってる気が・・・

と言う訳で。
不安しかありませんが点灯させてみましょう。
目が~目が~
もうね、こんなんラ○ュタ王でなくても目がやられてしまいますよ。
こんな明るさなんに使うんだ!?ってくらいの明るさ。
斜めだけども
写真も訳わかんなくなってる。

で、肝心の温度は・・・
圧倒的温度上昇!
いや、思ったほどではないですね。
3分ほどで80度超え。
もちろん触ったらヤケドしますけど、1W級の『OSW4XME1C1E』よりも温度上昇は緩やかでした。
定格いっぱいまで電圧をかけてないのでこの辺余裕が有ったってことでしょうか。

もちろんこの『OSW4XME3C1E』も放熱板使用が前提の商品ですので、ご使用の際は★3W用スター型アルミ基板 『OSMCPCB8060A』に取付けて、かつ裏に放熱板を付けて使用してくださいませ。

せっかくなんで『OSW4XME3C1E』の裏面も温度測ってみましょうか。
反射でも部屋が明るくなる シリコンマットじゃなかったら燃えてた!?
めっちゃ明るいですね。
で、温度はというと・・・
思いのほか温度は上がりませんでした
3分程度でこの温度。
やはり1W級の『OSW4XME1C1E』よりも余裕がありそうです。

と言う訳で。
実験終了でございます。
これでLEDも熱くなるということがお分かりいただけたかと思います。
LEDだからって甘く見てるとヤケドしてしまうってことですね。

LEDを使用してなにか作る際は、放熱とか入力電圧を抑えるなど発熱への対策にも気を使ってください。
もちろん使用するLEDによっても発生する熱量は違ってきますので、組み立てる前にLEDの温度を測って確認することも大事かもしれません。
LEDの特性をしっかり確認して、安全な電子工作をお楽しみください。


みなさんもぜひCOOLにLEDを使ってくださいね!

(記事:伊東)
更新予定:毎週木曜日(次回は3月16日です!)