ブリッジ整流回路でのLEDの使用

独自のブリッジ整流器として機能するように、4つのLEDをどのように配線しますか？スペースが限られているため（自転車のテールライトの内部）、LED自体を使用して、自転車のホイールジェネレーターからのACを整流したいと思います。

また、各LEDへの順方向電流を超えないように電流を制限するには、どのように抵抗値を計算しますか？

LEDは通常、最も安価で最小のシリコンダイオード（1n4001 = 50ボルト、1n4007 = 1000ボルト、1n4148 = 100ボルト）よりもはるかに低い逆ブレークダウン電圧制限（Vrrm = 5〜15ボルト）を持っています。

（ウィキペディア）

一方、順方向電圧Vfは、一部の赤いLEDの場合は1.7ボルトから、一部の青と白のLEDの場合は3.5ボルト以上です。これを標準のシリコン整流ダイオードの標準的な0.7ボルトVfと比較してください。

フルブリッジ整流器構成では、サイクルの順方向導通部分で電圧が2 x Vfだけ低下します。

したがって、LEDを使用してブリッジ整流器を構築する場合、出力電圧は、入力と比較して3.4〜7ボルト以上低下します。伝導は、シリコンダイオードと比較して、サイクルの正の部分（電圧がLED Vfを上回った後）にずっと遅く開始します。それも早く終わります。また、サイクルの逆の部分では、使用される特定のLEDに応じて、「ダイオード」が入力電圧範囲内の伝導によく入る可能性があります。

言い換えると、ブリッジは、シリコンダイオードの場合よりもACサイクルのかなり小さい部分で電圧を提供し、それでも低い電圧を提供します。

あなたの目的は単に電圧を整流するのではなく実際にLEDを点灯することのように思われるので、ブリッジの出力は重要ではないかもしれませんが、知っておくと役に立ちます。

この特定の方法でLEDを使用したい場合に推奨される代替策は、LEDを必要に応じて接続することですが、電流制限抵抗器と各LEDを直列に1つ安価で小型の1n4001などを追加することです。ダイオードは、おそらく使用するディスクリート抵抗よりも大きくありません。

これが機能する理由：
シリコンダイオードは、LEDよりも優れた逆電圧、つまりはるかに高い電圧を阻止します。

ただし、統合された4リードブリッジIC（35セントのシングルユニット、800ボルト/ 1アンペア）のみを使用し、DC回路構成と同様にLED を使用することをお勧めします。スペース要件が大幅に上がることはありません。

電流制限抵抗の計算について：

可能な場合はピークAC電圧モードを備えたマルチメーター、またはRMS AC電圧（基本的なマルチメーターではより一般的）を使用し、1.4142を掛けてピーク電圧を推定して、自転車発電機のAC信号のピーク電圧を取得します。自転車をスタンドに乗せて、できるだけ速くペダリングしながらこのすべてを行います。

たとえば、下り坂でスピードを上げるときに高電圧が原因でLEDが飛ぶのが心配な場合は、このピーク電圧を2倍にして安全率を追加します。LEDは、短時間の場合、多少の電流スパイクを許容します-通常、LEDを停止させるのは過電流ではなく、発生した熱を取り除くことができません。

ここで、Vmaxが安全調整されたピーク電圧である場合、LED Vfを差し引いて（ブリッジを使用する場合は2 x Vf、シリコンダイオードを追加する場合は2 x（Vf + 0.7））、電圧を取得しますVres各抵抗は降下する必要があります。

R = Vres / I、

したがって、選択したLEDの推奨電流Iを差し込むと、数値がわかります。

LEDは一般に5 mA（SMDおよびいくつかの3mmのもの）、20 mA、25 mA、またはアンペアの領域（Osram "Golden Dragon" LEDなど）で提供されます。適切なデータシートを参照してください。

疑わしい場合は、ブリッジ整流器を完全にスキップして、LEDに電流を整流させることができます。

電流が一方向に流れているとき、LEDの1つのストリングのみが点灯します。反対方向に流れているときは、もう一方のストリングのみが点灯します。一方のストリングが常に点灯している限り、他方のストリングの逆電圧は、消灯しているLEDを損傷しないように十分低く保たれます。一度に点灯するストリングは1つだけなので、必要な抵抗は1つだけです。

各ストリングにジェネレーターの電圧までLEDを追加できます。各ストリングに同じ数のLEDがあることを確認してください（逆電圧ブレークダウンの問題を回避するため）。したがって、1.7Vの赤いLEDと12Vの発電機を使用している場合は、各ストリングに7つのLEDを配置できます。合計2つのLEDだけが必要な場合は、両側に1つずつ配置できます。

この場合、発電機の電圧が変動するため、抵抗の計算は面倒です。ジェネレーターに他の負荷（ヘッドライトなど）がない場合は、かなり高い電圧が発生することがあります。

ただし、LEDはかなり堅牢であるため、良い結果を得るために正確である必要はありません。

各ストリングに2つの赤いLEDがある上記の回路を使用し、発電機の出力が12Vである場合、理想的な条件下で抵抗器の両端に約8.6V（12-1.7-1.7）が表示されます。抵抗器の定格が20mAの場合、8.6Vの両端で20mAを消費する抵抗器が必要になります。オームの法則に、というプラグV = IR、8.6 = 0.20 * R与えるR = 430あなたが抵抗のために430オームの周りに何かをしたいと思うようにします。一般的な値は470オームで、この回路に適しています。

発電機に他の負荷がない場合、より高い電圧を生成する可能性があります。たぶん大丈夫ですが、テールライトが機能していないことに気付いた場合は、発電機の電圧を470オームの抵抗で測定し、その電圧を上記の12 Vに接続して、より適切な抵抗値を決定する必要があります。