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12V/24V兼用LEDバルブと24V専用LEDバルブは何が違う?

こんにちは。
日本製LEDヘッドライトの日本ライティング内藤です。

LEDバルブには、様々な種類が販売されていますが、最近は24V専用品だけでなく12V/24V兼用品が販売されています。この兼用品とは一体どのようなLEDバルブなのでしょうか。

24V車に使うLEDの種類には12V兼用品がある


内藤

お客さんがLEDバルブをカー用品店で購入してきたのですが、そこに12Vと24V兼用と書いてあったんです。ということは、24V車にも使えるという事だと思いますが、今までハロゲンバルブやHIDには兼用品はなかったじゃないですか。

なぜLEDバルブにはそれが可能なのでしょう?

島田

そうだね、最近LEDバルブに12Vと24Vの兼用品が確かに増えてきたね。当然、24Vのトラックやバスにも使用できる。

内藤君の言う通り、ハロゲンやHIDに出来なかったのは、LEDの発光原理が大きく関わっているんだ。

内藤

LEDの発光原理ですか?

島田

LEDを光らせるには、電流を流せば光るよね。だけど、当然流せる電流の大きさも決まっているんだ。ここがミソなんだね。じゃあ、少し詳しく解説するよ。

発光ダイオードはLEDと呼ばれますが、今では身近な発行体として家庭用の電球や蛍光灯の代わりとしても使用されています。そして、少し前からクルマのライト類にも使用されるようになりました。

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今では、LEDの発光色には、赤、橙、黄、緑、黄緑、青、白、電球色、紫などがありますが、これらの色のLEDは流せる電流と電圧が決まっています。そして、ヘッドライトの白のLEDには1つのチップに約3.7V前後と決まっており、流せる電流は20mA程度となります。

そこで、LEDを発光させるには、流す電気を制御する必要があり、クルマ用、トラック用でそれぞれの電圧にあった制御を行っています。

LEDの発光原理を知ろう

LEDが発行するのは、電流を流せばよいわけですが、流せられる電気は決まっています。例えば、白いLEDチップが2個付いている場合、1個のチップを3.7Vとすれば流せられる電圧は7.4Vになります。

そのためクルマのバッテリーからそのまま12Vを流してしまうとLEDチップは破損します。これを踏まえると、当然12V専用のLEDを24V車に使えば、同じく破損するでしょう。


このように、LEDを発光させるには、使っているLEDチップの種類と数に合った電流と電圧に調整する必要があります。簡単に説明すると、この調整には電流制限抵抗を使い制御を行います。

しかし、LEDは発光するには必要な最低電圧も決まっているので、それに見合った抵抗が取り付けられています。

24Vと12Vで使用しているLEDは基本同じ

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内藤

なるほど、LEDを発光するにはLEDチップに見合った電流と電圧が必要というわけですね。では、24Vと12Vとは制御のみ異なるのでしょうか?

島田

基本的にLEDチップは、家庭用のLEDでもクルマ用のLEDでも同じなんだよ。その辺を少し説明するよ。

自動車用のLEDには、12Vで使用できる製品と、24Vで使用できる製品がありますがLEDチップの種類は色により使える電圧が異なると説明しました。

ただ、クルマを例に説明すると、クルマの電圧は常に12Vではありません。オルタネーターで発電を行いバッテリーに充電を行っているので、エンジンを始動していると14V前後あります。

そのため、12V用であっても、14V程度の電圧がかかっても問題ないように制御されています。

発光させる制御部分が異なる

LEDを発光させる制御には、LEDバルブに取り付けられているチップの数で変わってきます。12Vと24VでLEDチップが異なるわけではなく、発光させるLEDに最適な電気を送るために制御を行っています。


そのため、電球のように電源電圧を変えることで明るさを変えることはできません。もし、電圧が低くなりすぎると、LEDは発光しなくなります。

クルマは電圧が非常に不安定であり、電流が大きくなりすぎることがあるので制御が重要になります。そこで、定電流ダイオードを用いて、電流の制御を一般的に行います。

12V/24V兼用LEDバルブと24V専用LEDバルブの違い

内藤

なるほど、LEDバルブは使うクルマの電圧によって制御が異なるのですね。それで、12Vと24V兼用品はどのようになっているのでしょうか?

島田

基本的に降圧コンバーターが取り付けられているという事だね。もちろん12V用でも24V用でも同じなんだけど、電圧が24Vでも12VでもLEDに見合った電圧に出来るという事だよ。

内藤

じゃあ、12V/24V兼用と24V専用でもLEDバルブは同じという事でしょうか?

島田

少し詳しく説明するね。

自動車用のヘッドライトに使われるLEDは白い色がほとんどですが、このLEDチップ1つの電圧がだいたい3.7V前後と説明しました。例えばそこで3個チップが使われていれば11.1Vとなります。

そこで、12Vや24Vを11.1VのLEDでも問題なく発光し、そして壊れない電圧に降圧します。この電圧を変化させるには、基本的にDC-DCコンバーターといわれる電圧を変化させる装置を使いますが、12V/24V兼用では、24Vという高い電圧でも降圧できる装置を使っています。

このように、兼用品は、降圧できる電圧の幅が広いので12Vでも24Vでも問題なく降圧できる仕組みです。そして、24V専用LEDバルブは、24Vに的を絞って降圧させるよう設計されていますから、仮に12Vのクルマに使用しても点灯しないでしょう。

明るさは違う?

そこで、疑問となるのが明るさの変化ではないでしょうか。しかし、12Vでも24VでもLEDを発光させるために送り込まれる電気は、同じ電流と電圧に調整されます。

そのため、12Vと24Vの兼用LEDバルブも24V専用バルブも明るさは変わらないことになります。むしろ、明るさが変わるとすれば、LEDに必要とされる電流の大きさにより変わります。

一般にLEDは1mAから10mAが主流なので、流れる電流をこの範囲内で変えることで明るさを変えることができます。

また、最近では高輝度LEDが販売されており、1mAでも明るいLEDチップも販売されるようになっています。つまり、同じ電流でも高輝度のLEDを使用したLEDバルブを使えば明るくなるという事です。

実際に使用した人の評価とは

では、実際に24Vと12Vの兼用LEDバルブを使用した人の評価を見てみましょう。

https://twitter.com/tatsuya2438/status/1095510297824059392

このように、実際に使用している評価を見ても、12V/24V兼用でも問題はないようです。

ただLEDは、発光させるために電圧を降圧させています。例えば、24Vに使用する場合、LEDチップが使用する電圧が11.1Vとすれば、残りの12.9Vの電力は抵抗が発熱して消費しています。

よって、発熱をいかに放熱できるかが、LEDの性能を左右します。

LEDは、特に発熱により明るさが落ちるとともに寿命にも影響します。当然、これを考えると、24V専用品は放熱を24Vに照準を合わせて設計していますから、放熱という面で考えれば安心といえるでしょう。

そこで、選ぶ場合は、しっかりとした国産メーカーの製品を選ぶことが重要なことに加え、専用開発されているかも確認する必要があるでしょう。

内藤

なるほど、よくわかりました。基本的に12V/24V兼用LEDバルブは、24V専用品に比べて変わることはないという事ですね。

島田

そうだね。もちろん、同じLEDチップを使っていることが条件になるけどね。まあ、メーカーにより性能は変わるから、これは専用品や兼用品にかかわらずすべてに言えることだけどね。

内藤

胸のつかえがとれました、有難うございました。

まとめ

12V/24V兼用LEDバルブはLEDの特性を生かした製品といえます。技術の進歩は絶え間なく進むことで、これからもユニークな製品が登場してくるでしょう。

しかし、LEDバルブは、ハロゲンバルブと同じように手軽に交換できますが、繊細な制御機器が組み込まれているので、その精度も吟味しなければなりません。

良いものを末永く使用するには、出来るだけ専用品を購入し、そして国産のしっかりしたメーカーのLEDバルブを購入するのがよいでしょう。

24V専用LEDヘッドライト

   
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