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LED電球について

googoonetaiさん

LED電球について

LED電球は調光装置に対応したものを使わないと、壊れてしまうと聞きました。
これは回路動作で考えるとどうして壊れるのでしょうか。


たぶん調光装置にはトライアックが使われていると思いますが、暗くすると
電圧不足になってしまい、LED電球の中に昇圧回路かなんかがあるのか
負担がかかってしまって壊れるのでしょうか。

また、LED電球のソケット近くにあるごついアルミ製の冷却フィンらしきものは
なんでしょうか。消費電力がとても小さいはずのLED電球であのような
冷却フィンらしきものが必要なのか、あれは冷却のためではないのでしょうか。

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sueki8864さん

一般の白熱電球用の調光回路はトライアックで商用電源のサイン波を、ON/OFFし実効値を下げて減光します。この時ACの入り切りで、スパイク状のノイズが発生します。(波高の3倍とか4倍)(トライアックの最低負荷電流を満たしていないため、顕著に発生します。)

AC100Vですと通常「+の最大」から「-の最大」で242Vpp(100×2√2)ですが、調光器が出すノイズが4倍として800 Vくらいになりますので、LED電球の中の降圧回路(電源)の中の保護回路の許容値を越えて電源が破損に至ります。

アルミ製の冷却フィンは冷却のために使用されています、5Wの消費電力のLEDでも、光に変わるのは2割ほどで、あとの8割は熱になります(4Wくらい)白熱電球のフィラメントは3000℃くらいでも平気ですが、LEDは150℃以上になると破損しますので、充分排熱する必要が有り、立派な放熱器が付いている製品が多いのです。

最近ではローパワーLEDを使った発熱が少なく、有害な電磁波を出さない電球も発売されているようです。AMAZON.CO.JPで「ゼロノイズ」で検索すると見つかります。

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k_ii1961さん

質問の通り、一般的な調光器はトライアックが使われていますよね。

ご存知かと思いますが、トライアックは一旦オンすると電流が流れ続ける間はオンし続けます。(電流がOになるとオフします。)

LED電球も含みますが、整流回路+コンデンサ平滑回路を用いた電源回路の場合、1サイクル中で電流が流れるのは電源電圧がコンデンサ電圧を上回った2回(全波整流)又は1回(半波整流)の一瞬です。
つまり、一旦充電されるとターンオンさせるタイミングにサイリスタには電流が流れず、スグにオフしてしまう状態が発生します。
そうなると、コンデンサへの正常な充電電流が流れず、コンデンサー電圧や調光器の設定によって電流が流れたり流れなかったりして異常な電流が流れることになります。

また、電流が流れる時はトライアックがオンした瞬間にサージ(のような)電流が流れますので、トライアックにも電源回路にも負担になります。

したがて、LED電球に限らず一旦直流に変換する機器には調光器は適しません。


それから、LED電球の放熱フィンですが、LEDは半導体素子ですから熱に弱い事と、いかに効率が高いとは言っても光への変換では消費電力の大半が熱になってしまう事で、放熱対策が必要です。

さらに、照明器具は(密閉型でなくても)ランプセードや器具本体が熱対流を妨げますので(アンプなどの)一般的な放熱対策より大きな放熱効果が必要と思われます。

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