車のインテリアやエクステリアでＬＥＤをコーディネートする方も多くなってきました。
そして、ＬＥＤや電線が燃えた、配線を入れていたダッシュボードから煙がでた、ＬＥＤが壊れたなどのトラブルも多く起きているようです。
自分でＬＥＤや制御パーツを買ってきて配線・電源投入したところ
　触れないほど熱い！
　煙がでた！
　燃えた！
　一瞬ピカ！と光って消えた！

いずれも、ＬＥＤを扱ったことのある方ならば、ほとんどの方が経験したと思います。
なんともがっかりな現象です。
このがっかりな現象の原因は、大きく分けて放熱の問題と回路パラメーターの２つに分かれます。
本章では、熱い・燃える・煙が出る原因について簡単に説明します。

放熱不良

放熱の問題は、ＬＥＤや制限抵抗または定電流ダイオードが発する熱をうまく発散できていないことが原因です。
例えば、密閉空間にそれらを押し込めてしまっているか、ヒートシンクなどの放熱用部品などを使っていないことがあげられます。
抵抗などをテープでぐるぐる巻きにしている場合で、抵抗が数Ｗ消費するような場合は、蓄熱の結果、煙を出して燃えてしまうこともあります。
電子部品ですから発熱は必ず起こるものですが、熱は勝手に無に帰るわけではありません。
何も対策しないと、どんどん蓄熱してしまい、部品の温度が高くなっていきます。
必ず放熱を考えて配置しましょう。

回路的な問題

回路に問題がある場合の原因は、ただ一つです。
ＬＥＤに流れている電流が、ＬＥＤの定格電流値を大きく超えていることが原因です。
例えば、３０ｍＡが最大定格電流のＬＥＤに、数倍以上の２００ｍＡの電流を流れている場合などです。
最大定格電流の数倍以上もの電流が流れてしまえば、ＬＥＤが劣化したり焼け付いてしまうのも当然ですね。
電流が流れすぎる原因はいくつか考えられますが、主なものは以下となります。

原因１：制限抵抗が小さすぎる

以下はＬＥＤの基本回路です。

ＬＥＤを使用する場合は必ずこの形になるように配線します。

この回路の「制限抵抗値」は以下の式をもとに算出します。
　制限抵抗値＝（電源電圧－ＬＥＤの順方向電圧×Ｎ）÷ＬＥＤに流したい電流
例として、バッテリー電圧１２Ｖ、ＬＥＤは青色タイプで順方向電圧は４Ｖ、直列につなぐＬＥＤの個数Ｎは２ケと想定しましょう。
そして、ＬＥＤに流したい電流値は、ＬＥＤ最大定格電流値３０ｍA（＝０．０３A）の半分の１５ｍＡとしておきます。
　制限抵抗値＝（１２－４×２）÷０．０１５　≒　２６６Ω
つまり、この回路の場合は、２６６Ωの抵抗を入れることでＬＥＤは定格内で快適に使用できることになります。

このときのＬＥＤで消費する電力を求めると。
　ＬＥＤ　Ｎ個の全消費電力値　＝　ＬＥＤの順方向電圧　×　Ｎ　×　ＬＥＤに流れる電流＝４×２×０．０１５＝０．１２Ｗ（ワット）
ＬＥＤ一個当たりに換算すると　０．１２÷２＝０．０６Ｗ／ケ　ときわめて低い消費電力です。
この状態であれば熱くもならず快適に使用できます。

次に、ＬＥＤをより明るくしたいなどの場合を想定し、抵抗値を２６６Ωより小さくします。
途中の計算は省きますが、結果は以下のようになります。

青・黄文字が常温で使用できる値で、赤字はＬＥＤが熱く触れないほどになります。
つまり赤字は制限抵抗値が低すぎるという状態です。
この赤字の状態になると、ＬＥＤは本来の色を発色せずフィラメントランプのように発熱により赤色を発し始めます。
もうすぐ焼き切れるというサインです。

原因２：定電流ダイオードのピンチオフ電流値が大きすぎる

定電流ダイオード（ＣＲＤ）であっても原因１と根本的には同じで、定電流ダイオードのピンチオフ電流値（定電流値）がＬＥＤの最大定格電流値以上であることが原因です。

原因３：電源電圧が高すぎる

電源電圧が想定より大きいと、当然ながらＬＥＤ電流が想定より大きくなるため、制限抵抗値が小さすぎる状態と同じ過電流で発熱します。
例えば、９Ｖで十分光るように設定されているＬＥＤや制限抵抗の回路モジュールに、もっと明るくしたいとの理由で１２Ｖの電圧を印加してみましょう。

この場合のモジュールは、一例として以下のように仮定します。
　ＬＥＤの順方向電圧は４Ｖ
　ＬＥＤは２ケ直列
　ＬＥＤの最大定格電流は３０ｍＡ
　制限抵抗値は５０Ω

上記仮定条件では、９Ｖの電源電圧の場合ＬＥＤに流れる電流は０．０２Ａ（＝２０ｍＡ）です。

さて、このＬＥＤモジュールに９Ｖではなく１２Ｖを印加すると、流れる電流はいくらになるでしょうか。
　ＬＥＤに流れる電流＝（１２－４×２）÷５０＝０．０８Ａ
電源電圧は１２Ｖ／９Ｖ＝１．３３倍にですが、電流は０．０８Ａ／０．０２Ａ＝４倍になってしまいました。
電源電圧の上昇分以上に電流が多くなっています。

もし、１２Ｖの電源が車のバッテリーだとすると（バッテリ電圧は１０Ｖ～１６Ｖまで簡単に変動するので）１６Ｖの電源電圧下で流れる最大電流はなんと８倍の０．１６Ａとなります。
ＬＥＤ１ケで消費する電力は０．６４Ｗとなります。
この状態になると電流はＬＥＤの最大定格電流の５倍以上となるので、ＬＥＤは劣化・壊れる可能性が大となるでしょう。
ＬＥＤを組み込んだ回路の場合、流れる電流は電源電圧に比例しないということをよく覚えておきましょう。

ＬＥＤが熱くなるのは過電流が原因でしたが、制限抵抗器や定電流ダイオード（ＣＲＤ）にも同じことが言えます。
抵抗器やＣＲＤの定格を大幅に超える電力が印加されているか、放熱が十分でないことが原因です。
抵抗や定電流ダイオードが熱くなる場合は、電流値を下げるようにするか、消費する電力に対応できる大型の抵抗や定電流ダイオードを使用しましょう。