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sue-chanの"スエフト" [スズキ スイフトスポーツ]

メモ@LED vs 電球 消費電力比較とハイフラ抵抗値計算

カテゴリ : 外装 > ランプ、レンズ > LED化
目的修理・故障・メンテナンス
作業DIY
難易度
作業時間30分以内
作業日 : 2011年08月08日
1
 純正ウィンカーバルブを21W球とします。
 電源電圧は12Vと思いがちですが、ここではエンジン稼働中の電源電圧を14.1Vとみなします。
 電力量の単位:ワット[W]は、MKSA単位系になおすと

 [W] = [V] x [ I ]

であるので、上記の数値をこの式に与えると、ウィンカーに流れる電流値は約1.5Aとなります。

 LEDは省電力とはよく聞く話ですが、ではどれ位の消費電力なのか?意外と知っている人は少ないのではないでしょうか?

 LEDは抵抗と違って流す事が出来る電流は決まっており、通常は僅か20~30mAです。輝度を稼ぐために何並列の回路になっているかは商品によって異なっているでしょうが、黄色のLEDなら20発の仕様でせいぜい0.1A程度の電流しか流れていないでしょう。
 そこで、ここではLEDに流れる電流を0.1Aとして再度上記の式に当てはめてみると、LEDの消費電力は1.4Wとなります。

 つまり、21Wの電球をLEDに替えたとすると上記により、その消費電力は、21W - 1.4W で約20Wの節電となります。
 もちろん、前後左右の21Wの電球をLEDに交換したなら、4倍で80W相当の節電となります。

 ウィンカーの回路は、通常左右個別の回路になっており、右前後、左前後で設計されているはずです。
 そして搭載される純正ウィンカーリレーは、規定の点滅速度を満たすために、前後のウィンカー(21W x2)とサイドマーカー(電球なら5W)で、計47Wの消費電力を基準に計算された容量のコンデンサーが実装されているはずです。
 もしサイドマーカーがLEDだったなら、その消費電力はほぼゼロに等しいとみなしていいと思います。

 ウィンカーをLEDにするとなぜハイフラ(点滅速度の高速化)が起きるのか?
 それは、本来47Wの電力消費があるはずなのに、LED化をすることでその消費電力が90%以上も少なくなってしまったからです。
 コンデンサーとは、簡単に言うと一定の電気が貯まるまで電気を流さず維持し、電気が所定の量に達すると貯めた電気を放電し、そしてまた貯める、と言った動きを繰り返す電子素子です。
 つまり、ウィンカーで使ってくれるはずの電気が使われなくり、その余った電気がコンデンサーに回るようになり、電気がコンデンサーの所定の量に達するまでの所要時間が短くなってしまうことがハイフラ化の理由です。


 では次に、ハイフラ抵抗を使用する場合の抵抗値の選択の仕方を考えてみます。
 上記のとおり、純正バルブ1球に対してLEDでは約20Wの消費電力の差があります。つまり、ハイフラ化を防止する為には、20W分の電力を何かが代わりに消費してやればよいことになります。
 では、20W分の消費電力に相当する抵抗値はいくつでしょうか?

 [W] = [V] x [ I ] の式に戻って考えてみます。ここで抵抗に流れる電流は不明です。従って、オームの法則により電流[ I ] = [V] / [R] に変換できますから、この式を最初の式に当てはめてみると、

[W] = [V] x [V] / [R] となり、この場合の抵抗値R = 9.9Ωとなります。

 あれ?6Ωじゃないの?って思った方!スルドイ!経験者ですね。
 もし計算上の電圧が12.0Vだったら?この場合の抵抗値は7.2Ωになります。
 ん?結局6Ωじゃないじゃん?って思ったでしょうか?

 そうなんです。本来純正ウィンカーリレーと全く同じ点滅速度を再現したい場合は、今回のように7.2~9.9Ωの間でトライ&エラーを繰り返して適正値を探すしかないのですが、6Ωでは範囲外になります。

 しかし、幸いなことにウィンカーの点滅速度の規定って言うのは60回~ 120回/分とかなり幅があるので、この範囲に収まっていれば、たとえ6Ωの抵抗を付けて多少純正の時と点滅速度が違っても道交法上は問題無いわけです。 

 では、実際の場合を想定してもう少し詳しく考えてみます。
 ウィンカー前後2つを思い浮かべてみると、どちらも両端に等しい電圧がかかっている事から、両者は並列回路になっている推測できます。
 上記より、20W相当の抵抗値が約10Ωであるなら、このウィンカー回路の合成抵抗は5Ωになります。
 では、フロントのウィンカーは純正(10Ω)のまま、リアのみLEDにして6Ωのハイフラ防止抵抗を付けたとしたらどうでしょうか?
 この場合の合成抵抗は3.75Ωとなるので、純正よりも消費電力が少なくなりますから、冒頭の考察と同じ理由でウィンカーの点滅速度は純正の時よりも速めになるのではないか?と推測できます。

 ついでなので、前後ともLEDに替えたらハイフラ防止抵抗は何Ωの物を付けたらいいのか考えてみます。

 40W相当の消費電力に相当する抵抗値を求めますと、電源が12Vの場合でR=3.6Ωです。電源が14.1VならR=5.0Ωです。つまり、答えは3.6~5.0Ωになります。

 といっても、実際に市販されているハイフラ防止抵抗には抵抗値のバリエーションがほとんどない(50W- 3Ω、6Ω、8Ω)ので、自ずと使う抵抗値は決まってしまいます。なので、この辺りは、お好みでチョイスするしかないのが難点です。

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この記事へのコメント

2011/08/08 21:15:14
こんばんは

参考になりました

コメントへの返答
2011/08/08 21:29:10
コメント有難うございます。

あまり詳しく書かれているサイトが見つからなかったので、メモとして残してみました。

内容は間違っていないつもりですが、何かありましたらご指摘ください。

2013/04/24 12:25:03
はじめまして。

参考になります。ありがとうございます(^-^)
コメントへの返答
2013/04/24 12:58:15
コメント有難うございます。

安価で済みますが、ハイフラ抵抗は発熱体になりますので、将来的にはICリレー化をおススメします。
2013/04/24 18:46:49
連コメ失礼します。

それがN BOX にはIC リレーが無いらしいんです(^-^)

なので抵抗以外の選択肢が・・・(×_×)
コメントへの返答
2013/04/24 22:02:24
私が使用しているPIAAの製品
ウインカー用LEDレギュレーター H-540
はいかがでしょう?

うちのスイフトはICリレーと相性が悪くて動作不良を起こしてしまって、友人に紹介してもらって、これを使っています。
2013/04/24 21:49:59
ピアのレギュレーターですね。

それは前後全てLED にした場合も一セットでよろしいですか?
高いですよね?とにかく参考にしてみます。ありがとうございました。
コメントへの返答
2013/04/25 11:44:15
自分にとってのベストチョイスを♪
2013/07/06 23:01:34
はじめまして。良かったら教えてください。

前後左右共分岐のT20ソケットを取り付けて
それにLEDをセットしてウィンカー部に取り付け、
元の電球はボンネット内などに放置(ムダ発光)させた場合
ウィンカー時、電球*2+LED*2が同時に発光するので
全体の電流はLED分が増え、点滅が遅くなる事が予想出来ますが、
(21w+1w程度と考えると1:1+1/22の速度の遅さ?)
それ以外の電気的な不都合は考えられますか?
(ハザード・アンサーバックなど)
純正に戻すのも楽ですし、安価な為
このような方法は実際いかがでしょうか?

リレー交換が大変そうで^^;
コメントへの返答
2013/07/07 06:18:54
コメント有難うございます。

実際に試したわけではありませんが、LEDの消費電力はわずかなものなので、明らかに点滅速度が変わった!という感じはないと思います。

2輪などでは実際にICリレーを使わずに純正ウィンカーを残すという手法を取らざるを得ない車種もあります。

4輪の場合、外した電球をリスクなく残せるケースが少ないと思います。
電球自体割れ物ですし発熱体です。
これを割れることなく、また周りに熱の影響をなくどこかに納めておけるなら、仰るようにそれもありかもしれません。

みなさん、それがかなわないので、電球に代わる物を装着してるわけなので・・・

リレー交換は大変と言っても、1回だけです。
隠したウィンカーを頭の隅に置きながら毎回運転するストレスを考えたら、この1回頑張ってみてはいかがですか?
2013/07/07 14:54:10
ご丁寧な返信有難うございます。

確かに電球がエンジンルームにあるのは
ストレスにつながりそうですね。
車種がレクサスで電気的に色々有りそうで、
消費電流だけの追加なら他への波及は無いのかと
考えてみた次第です。

ご教授有難うございました。
コメントへの返答
2013/07/07 18:03:44
最近の車はどの車種も機械といよりは電気製品に近いですね。

ショート1発でECUや電気系のコントローラーが逝くと、その修理代は●万円(><)

お互いに楽しいカーライフを送りましょう♪
2014/10/19 09:43:24
はじめまして!fitGE6に、乗っているのですが、ウインカーをLED化かしようと思い前後抵抗(6Ω)かましたのですが、ハイフラなってしまったのですが、この場合3Ωに、変更すれば治りますか?アドバイスお願いしますm(_ _)m!
コメントへの返答
2014/10/19 11:29:57
こんにちは。はじめまして。
FITがどのような電装の仕様になっているのか?
当方はわからないので確実なことは言えませんが・・・

抵抗を入れた場合と入れる前で点滅速度は変化していますか?
抵抗を入れても点滅速度に変化が無い場合は違う理由が考えられます。
2014/10/19 14:25:03
別にどのような原因がありますか?
あと、抵抗機が発熱しないとゆうのは、故障ですか?
コメントへの返答
2014/10/19 15:58:10
抵抗値が挿入されているのに点滅速度が変わらないという場合、抵抗値が無効だと言えます。少なくともLED化されて抵抗値が入っているのならば点滅速度は遅くなってしかるべきだと思います。

ハイフラ抵抗が熱を持っていないんですか?
ってことは、アース不良か何かで抵抗に電流が流れていないのかもしれませんね。
一度、作業された配線とアースの取り方を確認されてみてはいかがでしょうか?
2014/10/19 16:15:21
アーシングをしているのですが、これも関係有りそうですか?
コメントへの返答
2014/10/19 16:24:23
アーシングは関係ないと思います。
LED化することでなぜハイフラになるのか?
は上記の理屈です。

電球が消費するべき電力を抵抗に肩代わりさせるのが、ハイフラ抵抗の役割です。

ですので、お話をお伺いする限り、ハイフラ抵抗が熱を持たないという辺りからして、配線を確認された方がイイのではないかと?

意外とアースポイントも盲点ですよ。
2014/10/23 11:55:51
ウインカーLED化成功しました!!
色々初歩的な質問ばかりして、すみませんでした。
原因は、エレクトロタップがしっかりロックされてませんでした。
本当にお騒がせしました。
コメントへの返答
2014/10/23 13:17:31
こんにちは。
わざわざ結果をご報告いただきまして有難うございました。

やっぱり通電がされていなかったようですね。
無事に解決してよかったです。

エレクトロタップをご使用のようですが、注意点として雨風がかからないところ、そして劣化しにくいところに設置してください。そいつが原因のトラブルって結構あります。
可能であるならば、正常動作が確認できたということで、はんだ付けが一番です。参考まで。
2016/06/14 22:50:30
参考にさせて頂きました、ありがとうございます(^o^)
コメントへの返答
2016/06/15 06:07:01
はじめまして。
ご丁寧にコメント有難うございました。
2016/07/23 22:03:38
はじめまして、参考にさせていただきました。
カー用品店では種類が無かったので、秋葉原までひとっ走りして10、8、6Ω50Wの抵抗を買ってきました。(1個1000円位でした)

並列接続も含めて9種類抵抗値が出来るのでいろいろと試してみます。
(後から通販で3.3~10Ωの間で8種類位が約600円+送料で買えたことを思い出してちょっと涙目です……)
コメントへの返答
2016/07/24 18:03:28
はじめまして。
ご丁寧にコメント有難うございました。
2016/11/14 15:28:08
sue-chanさん、はじめましてこんにちは(^ω^)

純正加工フルLED加工されたテールを購入したんですが、6Ω50Wのメタルクラッド抵抗を使用してハイフラ対策したんですが、ハイフラが止まらずでして(-_-;)

(フロントもLED)

sue-chanさんの記事を読んで素人ながらそれなりに解決出来そうな予感が出てきました。
只今3Ωメタルクラッド抵抗を注文してます(^_^;)
色々勉強になり、ありがとうございました😆👍

コメントへの返答
2016/11/14 20:56:30
コメント有難うございます。

6Ωの抵抗を使用してハイフラが止まないというのは、抵抗の挿入前後で点滅速度は多少なりとも遅くなる変化はあったのでしょうか?

抵抗を入れても入れなくても点滅速度に変化が無いようですと、違う要因も考えられますのでご注意ください。

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