配線後に LED ライトが点灯しない場合は、損傷または故障と見なさないでください。代わりに、ライトが正しい極性で取り付けられているかどうかを確認してください。しかし、極性とは何でしょうか。LED ライトにとってなぜ重要なのでしょうか。
極性とは、LED ライトまたは任意の電気デバイス内の電流の方向です。これは、正極 (アノード) と負極 (カソード) の端子で示されます。LED ライトを電源に接続するときは、極性を一定に保つ必要があります。極性が間違っていると、電流が流れず、ライトが点灯しません。
LED ライトの極性についてもっと知りたいですか? この記事を読んでいただければ、LED ライトの設置が常に正しく行えるようになります。LED の極性を検出する効果的な方法についていくつか説明しました。では、なぜこれ以上待つ必要があるのでしょうか? 議論に参加しましょう。
LED ライトの極性とはどういう意味ですか?
LED ライトまたはダイオード内の電流の流れには、極性によって示される明確な方向があります。他の電気部品と同様に、LED ライトにはプラス (+) とマイナス (-) の端があります。プラス端はアノード、マイナス端はカソードと呼ばれます。電気はアノードからカソードに向かって流れ、LED が光を発するために不可欠です。この方向性は、LED ライトの極性として知られています。
極性は LED ライトの 2 つの極として考えることができます。一方の極はプラス (アノード)、もう一方の極はマイナス (カソード) です。ライトを点灯させるには、ライトを取り付けるときにこの極性を維持する必要があります。
LED ライトのプラス端 (アノード) をドライバーまたは電源のプラス端に接続し、ライトのマイナス端 (カソード) を電源のマイナス端に接続する必要があります。極性が維持されないと、ライトは点灯しません。
LED ライトの極性はどのように機能しますか?
LEDライトは電流が流れる半導体でできています。しかし、半導体の電流の流れ方は通常の電線とは異なります。半導体では、 PNジャンクション 不純物をドーピングすることで生成されます。これらの不純物は、p 型材料と n 型材料の 2 種類に分類されます。
半導体中に正孔（正電荷キャリア）を大量に生成するために不純物として使用される物質は、 p型材料。 一方、 n型材料 過剰な電子（負電荷キャリア）を供給する材料を指します。これらの p 型材料と n 型材料が出会う場所は PN 接合と呼ばれます。これにより、電気が一方向に流れ、逆方向がブロックされます。
各 LED には、p 領域と n 領域に対応するアノード (正極) とカソード (負極) の 2 つの端があります。アノードを電源の正極端子に接続し、カソードを負極端子に接続すると、電流が流れ始めます。電流が流れると、n 型材料の電子が p 型材料の方向に移動します。同様に、p 型材料の正孔も n 型材料の方向に移動します。電子は PN 接合部を移動すると正孔と結合します。この再結合により光子を通じてエネルギーが放出され、これが光として見えます。
注意: 電子は電流の流れと逆方向に流れます。
ただし、光の色は LED の半導体によって異なります。半導体には p 側と n 側の両方に伝導帯と価電子帯があります。これらのバンドの差はバンドギャップと呼ばれます。再結合プロセス中に電子が伝導帯から価電子帯に落ちると、エネルギーが光として放出されます。
この放出された光エネルギーは半導体のバンドギャップに等しい。バンドギャップは半導体によって異なる。そのため、LEDでは異なる光の色を出すために異なる半導体が使われている。例えば、 リン化ガリウム (GaP) 赤、黄、緑の光を発し、 窒化ガリウム（GaN） 青色および白色 LED に使用されます。
さらに詳しく知るには、この記事をお読みください: LEDストリップライトはどのように機能しますか?
LED にとって極性は重要ですか?
LEDでは極性を維持することが不可欠です。極性が逆だと回路が壊れ、LEDライトは点灯しません。LEDは 発光ダイオード他のすべてのダイオードと同様に、LED は電気を一方向にのみ流します。これは、ライトを正しい極性に合わせて設定した場合にのみ可能です。
LED を点灯するには、ライトのプラス端子を電源のプラス端子に接続する必要があります。同様に、ライトのマイナス端子を電源のマイナス端子に接続する必要があります。これにより、電流が目的の方向に流れ、電子が再結合して光を発することができるようになります。
極性が維持されていない場合、つまりプラスをマイナスに、またはその逆に接続すると、LED は電流をブロックします。PN 接合部には優勢な電流が流れ、ライトは点灯しません。逆極性によって LED が損傷することはありませんが、回路設計に支障をきたします。ただし、場合によっては、LED の逆電圧定格を超える逆電圧を印加すると、LED が損傷することがあります。
LED ライトの極性を検出するにはどうすればいいですか?
LED ライトのいくつかの物理的特徴は、極性を検出するのに役立ちます。見つけられない場合は、他の方法もあります。それらすべてについて説明しましょう。
方法1: リードの長さを確認する
ダイオードを見ると、2 本の脚またはリード線が見えます。脚の長さは簡単に見分けることができます。長いリード線はアノード (正極) で、短いリード線はカソード (負極) です。ただし、これは極性を検出する確実な方法ではありません。新品の LED を使用せずに、設置に合わせて脚が切断またははんだ付けされている可能性があります。この場合、LED の極性をどのように識別しますか? 次の方法に従ってください。
方法2: 平らなエッジと丸い側面を探す
透明なプラスチックケースに注目して、平らなエッジか丸いエッジを探します。LED は、マイナス側の近くに平らなエッジがあり、プラス側に丸いエッジがあります。これは極性を検出するのに役立つ手がかりです。
方法3: プレートの違いを検出する
LED ケースの内部をよく見てください。透明、赤、緑、黄、青などがありますが、ほとんどは透明なので、内部を簡単に見ることができます。異なるサイズの 2 つの金属プレートがあります。大きい方のプレートは、LED のマイナス リード (カソード) に接続されています。小さい方のプレートは、プラス リード (LED アノード) に接続されています。したがって、リード/脚を観察しても区別できない場合は、このテクニックを使用してください。
方法4: マルチメーターを使用する
マルチメーターは、ダイオード テスト、電圧、電流、抵抗測定などに使用される電気機器です。2 つのプローブ (赤はプラス、黒はマイナス) とデジタル ディスプレイがあります。極性を検出するには、マルチメーターをダイオード テスト モードに設定する必要があります。このモードは通常 (▶|–) と表示されます。
注意: マルチメーターにダイオード モードがない場合は、抵抗モード (Ω) を使用できます。
モードが設定されたら、赤いプローブをマルチメーターのプラス入力端子（通常は VΩmA または同様のもの）。同様に、黒のプローブをマルチメーターのマイナスまたは共通端子（ラベル COM).
赤いプローブを 1 つの LED リードに触れさせ、黒いプローブをもう 1 つのリードに触れさせて LED をテストします。赤いプローブをアノード (正極) に接続し、黒いプローブをカソード (負極) に接続すると、ライトがかすかに点灯します。
ただし、ライトが点灯しない場合は、プローブの極性が正しくありません。プローブを逆にして、もう一方のリードに赤を、残りのリードに黒を接触させます。すると、ライトが点灯します。このようにして、LED のプラスとマイナスの端を検出できます。
方法5: コイン型電池を使用する
CR2032 のようなコイン型電池を使用すると、LED のプラスとマイナスの脚をすぐに判別できます。そのためには、下の図に示すように、LED の脚をコイン型電池の端子に配置する必要があります。ライトがかすかに点灯する場合は、電池のプラス側に触れている脚が LED の陽極 (プラス) であることを意味します。また、電池のマイナス端子に触れている脚が LED の陰極 (マイナス) です。点灯しない場合は、LED を裏返してもう一度試してください。
LED ライトを逆に配線するとどうなりますか?
LED ライトを逆に配線すると、ライトは点灯しません。ただし、LED に害はありません。誤って間違った接続を試みても、電圧が低から中であれば何も問題はありません。ただし、LED が高電圧回路に接続されている場合、間違った接続により LED が損傷する可能性があります。そのため、誤って LED ライトを逆または逆に接続した場合は、できるだけ早く修正してください。
ただし、保護対策として逆ダイオードが回路に組み込まれることもあります。逆ダイオードの順方向電圧降下は通常非常に低く (標準シリコン ダイオードの場合は約 0.7V)、この電圧はダイオードを損傷するには弱すぎます。逆破壊電圧を超える可能性のある高い逆電圧から LED を効果的に保護します。
LED ストリップ ライトの極性を識別する方法は?
PCBのマーキングを観察すると、LEDストリップの極性を視覚的に検出できます。LEDストリップには銅パッドがあります。各銅パッドには極性を示す記号があり、「+」と「-」のマークがあります。たとえば、白または 単色LEDストリップ プラスとマイナスのマークがあります。 ドライバーまたは電源を接続する この極性順序に従います。
これに加えて、極性を維持しながら、 複数のLEDストリップを接続する.
ただし、LEDストリップのすべてのバリエーションに同じ極性表示があるわけではありません。たとえば、 調整可能なホワイトストリップ 「+」や「-」の代わりに「C+」や「W+」のようなマークが付いている場合があります。 RGBLEDストリップ 共通アノードには、3 つの色 (赤、緑、青) すべてで共有される単一の正極 (アノード) があります。正極 (+) を電源の正極側に接続する必要があります。個々のカラー チャネル (R、G、B) は、コントローラーを介して、または直接、接地 (負極) に接続されます。以下の図は、概念を理解するのに役立ちます。
| LED ストロップ極性表 | ||||
| LEDストリップタイプ | 正（+） | 負（-） | 追加チャンネル | 配線色（標準） |
| 単色LEDストリップ | + または V+ | – または GND | なし | 赤（電源）、黒（アース） |
| 調整可能な白色LEDストリップ | C+（クールホワイト）、W+（ウォームホワイト） | 共有の地 | なし | 異なります（クールホワイト、ウォームホワイト） |
| RGB LEDストリップ （共通アノード） | + (共通アノード) | R-（赤）、G-（緑）、B-（青） | 個々のチャンネルは地面に接続します | 赤 (電源)、緑 (G のアース)、青 (B のアース)、さまざま (R のアース) |
| RGB LED ストリップ (共通カソード) | – (共通カソード) | R+ (赤)、G+ (緑)、B+ (青) | 個々のチャネルはポジティブな | 黒（アース）、赤（R用電源）、緑（G用電源）、青（B用電源） |
| アドレス指定可能なLEDストリップ | + (パワー) | - （地面） | DI (データ入力)、CI (クロック入力) (該当する場合) | 赤（電源）、黒（アース）、可変（データ、クロック） |
注意: ワイヤーの色と極性記号は、ブランドやメーカーによって異なる場合があります。
方向を目視で確認する以外に、マルチメーターを使用して LED ストリップの極性を検出することもできます。マルチメーターを導通モードに設定します。次に、マルチメーターのプローブを LED ストリップの銅パッドに置きます。デバイスからビープ音が鳴れば、電流が順方向 (LED を通って正から負へ) に流れていることがわかります。これで極性が正しいことが確認できます。
一般的な LED ストリップの極性の問題のトラブルシューティング
セットアップ中や配線中 LEDストリップライト極性に関して直面する可能性のある一般的な問題は次のとおりです。
極性マークを見つけるのが難しい
極性マークは PCB 上に非常に細かく印刷されており、マークがないものもあります。これらのマークは細いストリップでは小さすぎるため、読み取るのに助けが必要になる場合があります。マークが見つからない場合は、顕微鏡を使用してください。マークがまったくない場合は、マルチメーターを使用してください。タイのデバイスは、LED ストリップの極性をすぐに検出します。
極性が間違っている: ライトが点灯しない
LED ストリップ ライトのマイナス端子を電源のマイナス端子に接続したり、プラス端子をプラス端子に接続したりすると、ライトは点灯しません。接続を外して、正しい極性でやり直してください。
ちらつきの原因となる緩い接続
極性が正しい場合でも、ライトがちらつくことがあります。これは、接続が緩んでいることが最も一般的な原因など、いくつかの理由が考えられます。LED ストリップを電源に接続したときに配線が緩むと、LED がちらつく問題が発生します。この場合は、接続部を再確認し、しっかりと接続されていることを確認してください。
配線の互換性の問題
LED ストリップ コネクタは、2 つの LED ストリップを別の LED ストリップに接続するとき、または単に LED ストリップを電源に接続するときに使用されます。すべての LED ストリップ バリアントには、特定の LED ストリップ コネクタ要件があります。たとえば、単色 LED ストリップを使用する場合は、4 ピン LED ストリップ コネクタが必要です。RGB LED ストリップに同じコネクタを使用すると、極性を維持してもライトは点灯しません。この場合、XNUMX ピン LED ストリップ コネクタを使用する必要があります。
LEDストリップの問題について詳しくは、こちらをご覧ください。 LED ストリップの問題のトラブルシューティング.
よくあるご質問
結論
極性の順序を知ることは、LED ライトを含むあらゆる電気機器の配線や接続に必要です。回路を完成させてライトが確実に点灯するようにするには、ライトのプラス端子をプラス端に接続し、マイナス端子を電源のマイナス端に接続する必要があります。2 本のリードとヘッド キャップを備えたスルーホール LED の場合は、長い方の脚がプラスです。また、説明で述べたように、平らで健全な面やプレートのサイズをたどることでこれを検出することもできます。
ただし、LED ストリップなどの SMD (表面実装デバイス) LED を使用している場合は、記号をたどって極性をすぐに見つけることができます。SMD は、'+' と '-' のマークが付いたプリント回路基板内に配置されます。
これらのマークは、LEDライトを正しい極性で電源に接続するためのガイドとなります。この場合、 LEDYi LEDストリップライト当社の照明器具にはすべて、銅パッドに明確な極性マークが印刷されています。そのため、専門家の助けを借りたり、極性を検出するマルチメーターを使用したりすることなく、簡単に照明器具を取り付けることができます。
