簡易 LED 驅動電路

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相信很多需要使用 LED （發光二極管）的朋友都有這個經驗，就是當你購買 LED 的時候，總想把它點亮一下，看一看實際的顏色及亮度等，一般可使用萬用電錶的 R x 1 檔或 R x 10 檔測量之，在測量期間，LED 是會發亮的，但是，很多時候，零售商都只會提供一粒 3V 的鈕型電池給你作測試，這種接法實際如下圖，不太妥當。


這個接法是錯誤的

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有朋友可能會問，上圖的連接方法，沿用已久，似乎沒甚麽不妥，但從原理角度來看，事實並非如此，只是以上方法中，所使用的電池，未能提供足夠的過荷電流，所以在測試時，未有把 LED 燒毁罷！

假如我們把上圖中的 3V 鈕型電池更換了一個 3V，電流達數安培（A）的直流電源供應器，再進行測試，會發覺 LED 的耗用電流很大，發光的顏色會改變，溫度上升，甚至在短時間內燒毁，這是因為加在 LED 兩極上的電壓，已超越了它本身的正向電壓（Vf）。

所有二極管的特性中，必有一項為正向電壓（Vf）的參考值，當加在二極管兩端的電壓開始接近其正向電壓時，其順向導通內阻開始下降，導致通過二極管的電流迅速增加，如果供電電路能提供足夠的電流，二極管便會很快被燒毁，一般二極管的正向電壓參考值為 0.6V，當然並非所有二極管的正向電壓參考值都是 0.6V，有些高速二極管（Fast Recovery Rectifier）為 1.3V 左右，然納二極管（Zener Diode）則按其標稱具不同電壓。

LED 本身也是二極管的一種，其正向電壓一般由 1.8V 至 3V 或以上不等，視乎 LED 的型號而異，一般有顏色的 LED，其正向電壓都在 3V 以下，有些發出白光作照明用的 LED，其 Vf 則在 3V 以上。

正確的連接方法如下圖，必需在電池與 LED 之間串接一枚電阻作限流之用。


這個接法是正確的

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串接了限流電阻，可防止 LED 因電流過大而燒毁，這種串接限流電阻的方法雖然簡單，但仍有一定缺點，由於電源電壓是固定的，而流過限流電阻的電流會因個別被測 LED 的 Vf 各有不同而產生不同的電流差異，如果要測試大量 LED 時，必須提供一個可控制的客觀測試條件，在同一測試條件下，便可比較出每顆 LED 的光度和色度，以下介紹的測試方法是以恆定的電流作測試基準，用這個方法可篩選出光度和色度合適的 LED。

下圖便是一個 LED 恆流驅動電路：


LED 恆流驅動電路

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非常實用的線路，可否用于電子管機的有關部份，如 LED 指示燈或其它呢？
   

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多謝你的參與，線路很簡單，怎樣發揮，要看你的創意罷！

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整個「LED 恆流驅動電路」並不複雜，只由 4 個零件組成一個恆流電路，不論被測 LED 的 Vf 是多少，它都能提供一個恆定的測試電流作基準，而設定恆定電流值的元件是連接於晶體管（Q2）集電極對地的電阻（Ra），根據「歐姆定律」R = E / I ，可計算出電流與電阻值的關係，對電子原理有興趣的朋友，可參加本會的相關班組，例如電子技術原理班及電子技術實習班等，其內容又何止「歐姆定律」呢！

由於工作關係，要購買一定數量的 LED，在購買過程中，需要即時了解 LED 現貨的質量狀況，有些時侯還需要比較一下 LED 在不同電流下的狀態，因此，造了這件小工具以方便工作，在製成品中，我把電阻計算了 5 個不同的設定值，並已在上圖中列出，分别為：5mA、10mA、15mA、20mA、30mA 等，透過一個 4 位的 DIP Switch 來選擇其一，LED 的測試插座選用了 2.54 單行 IC 座，由於需要方便携帶，因此把它造得很細小，如下圖，我把它設計成一塊很小的電路板，小電路板的面積剛好與一塊 9V 電池的横切面面積相同，而完成品的高度約 15mm 左右，非常小巧實用，翻查記錄，這是我在 2001 年造的小玩意，但類似這功能的東西，現在在內地都有售。


製成品剛好放在 9V 電池頂部


被測 LED 的測試插座位置

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假如有興趣自製一件的話，可參考下圖的印刷電路板自行晒製，但必須對製作印刷電路板的相關步驟有認識才行，不言的話，也可用一塊小小的萬用電路板焊製，並不困難，可以一試。

由於我在製作上圖中的成品時，手頭上沒有 5 位的 DIP Switch ，所以以 4 位的取代之，但印刷電路板上的 DIP Switch 位置是可放 5 位的。


印刷電路板可供參考