Giải thích logic của chuyển đổi 12 V sang 9 V

Làm thế nào để các mạch dưới đây làm việc?

Tôi biết những gì điện trở, tụ điện và bóng bán dẫn làm và đã chơi với chúng trên bảng vi điều khiển, nhưng tôi đang cố gắng để hiểu logic của mạch.

Tôi giả sử có một mối quan hệ giữa điện trở 22 ohm và điện trở 470 ohm.

converter 12v

— chồng web
nguồn

IN757 là một tham chiếu điện áp cho bóng bán dẫn điều chỉnh điện áp. Mạch này là một cái cớ nghèo cho một bộ điều chỉnh điện áp, sử dụng một 7809. circuitstoday.com/voltage-regulators

— Voltage Spike

IMHO không hợp lý để thêm một mạch mới vào câu hỏi sau 4 ngày, như bạn vừa làm. Kết quả sẽ là một hỗn hợp các câu trả lời, một số đề cập đến một mạch, một số đề cập đến mạch khác và vì vậy có thể gây nhầm lẫn cho độc giả. Đó là lý do tại sao quy tắc ở đây là hỏi một câu hỏi, để câu trả lời rõ ràng đề cập đến câu hỏi đó. Tôi khuyên bạn nên quay lại phiên bản trước của câu hỏi (sử dụng tính năng rollback) và, nếu bạn vẫn cần trợ giúp, hãy hỏi về mạch mới trong một câu hỏi mới (liên kết đến câu hỏi này, nếu có liên quan).

— SamGibson

Trong mọi trường hợp tôi nghĩ rằng câu trả lời của tôi dưới đây và những người khác cung cấp cho bạn đủ thông tin để hiểu chính xác cách thức hoạt động của mạch thứ hai (thứ nhất) đó. Nếu bạn đăng nó dưới dạng câu hỏi khác thì vui lòng liên kết với câu hỏi này và giải thích chính xác những gì bạn không hiểu được đưa ra tất cả các giải thích dưới đây.

— Transitor

Tôi đã loại bỏ các mạch thêm cho rõ ràng. Cảm ơn tất cả một lần nữa.

— xếp chồng web

Câu trả lời:

Nó chia thành ba phần đơn giản, mỗi phần tương đối dễ giải thích:

sơ đồ

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Phần đầu tiên là diode cung cấp bảo vệ điện áp ngược. Nếu vì một lý do nào đó, cực của điện áp đầu vào được nối ngược lại với mức được cho là của nó, thì sẽ chặn nó và đầu ra cũng sẽ bị tắt. Chỉ khi cực tính đúng, phần còn lại của mạch sẽ hoạt động. Giá bao gồm bảo vệ bổ sung này là giảm điện áp có lẽ $D_1$ . (Tôi đã phóng đại điện áp này giảm một chút trong sơ đồ. Nhưng nó có điểm xuyên qua.) $700\:\text{mV}$

Phần tiếp theo là bên dưới đó. Đó là một bộ điều chỉnh zener. Các điện trở là có để hạn chế hiện tại. Zener có xu hướng có cùng điện áp trên nó, khi phân cực ngược với điện áp đủ (và $11-13\:\text{V}$ $R_1$ $5\:\text{mA}$ $10\:\text{mA}$ $9.1\:\text{V}$ $C_1$ , ở đó để "giảm trung bình" hoặc "làm dịu" tiếng ồn zener. Nó không quan trọng. Nhưng nó rất hữu ích.)

$9.1\:\text{V}$ $600-700\:\text{mV}$ $1\:\text{mA}$ $R_1$ $200\:\text{mA}$ $100\:\text{mA}$

$R_2$ $R_2$ $2\:\text{V}$ $\frac{2\:\text{V}}{22\:\Omega}\approx 100\:\text{mA}$ $R_2$

$C_2$ $C_2$ $4.7\:\text{k}\Omega$ $C_2$

— jonk
nguồn

@stackweb vâng. một diode zener, thực sự là bất kỳ diode nào, có thể được coi là một thiết bị thay đổi điện trở của nó để duy trì điện áp trên chính nó trong một số giới hạn.

— Trevor_G

@Trevor_G Đúng. Có một số chia sẻ tiêu tan ở đó với R2. Tôi đã xem xét ý tưởng thảo luận về sự tiêu tan nhưng quyết định rằng nó vượt quá phạm vi của một câu trả lời thích hợp. Tôi lo lắng rằng nó thậm chí có thể làm cùn hoặc làm hỏng những điểm chính. Vì vậy, tôi đã bỏ ý tưởng.

— jonk

@Trevor_G Vâng. Tôi đã chọn từ "chuột rút" là đủ ở đây. Các chi tiết chính xác không quá khó. Nhưng đây là mạch khởi đầu tốt để hiểu và các sắc thái của lực điện trở bão hòa và độ bão hòa kéo theo sự gia tăng nhanh chóng của dòng cơ sở mà sau đó có thể loại bỏ nhiều hoặc tất cả dòng điện của zener bắt đầu trở nên "quá nhiều chi tiết", và do đó lại khó hiểu. Vì vậy, bây giờ tôi trở lại "chuột rút" là đủ tốt.

— jonk

:) người đàn ông tốt. Cá nhân tôi thích từ "cuộn cảm". Tôi nghĩ rằng đó là một hình ảnh tốt hơn nhiều, nhưng đó có thể là một cái gì đó Freudian hoặc Sadistic .. về tôi LOL

— Trevor_G

@Trevor_G Không có "mạch người mới bắt đầu" thực sự tốt, phải trung thực. Cái này nằm ở một "điểm ngọt" thực sự mát mẻ cung cấp: (1) một mạch hữu ích; (2) có thể được chế tạo và thử nghiệm trên bảng điều khiển; ) (4) bao gồm đủ ý tưởng bảo vệ để làm cho nó tương đối an toàn để sử dụng và lạm dụng; và (5) đúng ở điểm có thể là một cuộc đấu tranh nhỏ để hiểu và vẫn có thể tiếp cận được với những người có một vài ý tưởng cơ bản.

— jonk

TIP41A được cấu hình như một tín hiệu điện áp. Điện áp phát sẽ bằng điện áp cơ sở trừ khoảng 0,7 V.
Điện trở 470 cung cấp dòng điện cơ sở để bật bóng bán dẫn và kéo chân đế về phía điện áp cung cấp.
Diode zener sẽ bật nếu điện áp cơ sở vượt quá 9,1 V (điện áp đánh thủng của nó). Do đó, cơ sở sẽ được tổ chức tại 9.1 V.
$\frac {3}{470} = 6 \ \mathrm {mA}$
$IR = 0.1 \cdot 22 = 2.2\ \mathrm V$ $I^2R = 0.1^2 \cdot 22 = 0.22 \ \mathrm W$ .
Giảm hầu hết điện áp trên điện trở làm giảm công suất tiêu tán trong bóng bán dẫn. Chúng tôi sẽ trở lại với điều đó.
1N4007 là để bảo vệ mạch khỏi kết nối đầu vào điện áp ngược. Chúng tôi sẽ mất khoảng 0,7 V trên nó.

Quay lại với bóng bán dẫn: cho phép làm việc với đầu vào tối đa 14 V.

Vin = 14 V.
V sau 1N4007 = 13.3 V.
V sau điện trở 22 at ở 100 mA = 13.3 - 2.2 = 11.1 V.
V trên bóng bán dẫn = 11,1 - 8,5 = 2,6 V (cho phép giảm khoảng 0,6 V giữa đế và bộ phát).
$= VI = 2.6 \cdot 0.1 = 0.26\ \mathrm W$
$(2.2 + 2.6)0.1 = 0.46\ \mathrm W$

Tôi giả sử có một mối quan hệ giữa 22ohms và 470 ohms.

Không hẳn vậy. Họ đang phục vụ các chức năng độc lập và không tương tác.

— Transitor
nguồn

+1 mặc dù nó thực sự là một bộ điều chỉnh 8,5V, và không phải là một bộ rất tốt.

— Trevor_G

Yếu tố chính của mạch này khiến nó xuất ra +9 V là diode zener 1N757. Khi mạch được cung cấp năng lượng (+12 đến +14 V), tụ điện 1FFF bị phóng điện và bóng bán dẫn bị tắt. Với một số độ trễ, tụ 1 phaF được nạp qua điện trở 470 ohm đến điện áp danh định của diode zener và nó mở bóng bán dẫn lên tới bộ phát có điện áp đầu ra 9 V.

Điện trở 22 ohm ở đây đang giới hạn dòng điện nếu có sự cố (sẽ bảo vệ khỏi sự thiếu hụt / quá dòng trong thời gian ngắn, nhưng đối với bóng bán dẫn trong thời gian dài hơn có thể quá nóng và chiên). Theo như tôi hiểu, diode 1N4007 là để đảm bảo rằng nếu bạn vô tình kết nối điện áp đầu vào AC, mạch sẽ không bị rè do điện áp âm.

— Vô danh
nguồn