Wyjaśnij logikę konwersji 12 V na 9 V.

Jak działa poniższy obwód?

Wiem, co robią rezystory, kondensatory i tranzystory, i bawiłem się nimi na płytce mikrokontrolera, ale staram się zrozumieć logikę obwodu.

Zakładam, że istnieje związek między rezystorami 22 ohm a 470 ohm.

converter 12v

— stos sieci
źródło

IN757 jest napięciem odniesienia dla tranzystora, który reguluje napięcie. Ten obwód jest kiepską wymówką dla regulatora napięcia, użyj 7809. circuitstoday.com/voltage-regulators

— napięcia

IMHO nie ma sensu dodawać nowego obwodu do pytania po 4 dniach, tak jak właśnie to zrobiłeś. Rezultatem byłoby połączenie odpowiedzi, niektóre odnoszące się do jednego obwodu, niektóre odnoszące się do drugiego obwodu, a więc potencjalne zamieszanie dla czytelników. Dlatego regułą jest tutaj postawienie jednego pytania, aby odpowiedzi wyraźnie odnosiły się do tego pytania. Zalecam powrót do poprzedniej wersji pytania (skorzystaj z funkcji wycofania) i, jeśli nadal potrzebujesz pomocy, zapytaj o nowy obwód w nowym pytaniu (link do tego, jeśli dotyczy).

— SamGibson

W każdym razie myślę, że moja odpowiedź poniżej i inne zawierają wystarczającą ilość informacji, aby zrozumieć dokładnie, jak działa ten drugi (pierwszy) obwód. Jeśli zamieścisz je jako kolejne pytanie, proszę link do tego i wyjaśnij dokładnie to, czego nie rozumiesz, biorąc pod uwagę wszystkie poniższe wyjaśnienia.

— Tranzystor

Usunąłem dodatkowy obwód dla przejrzystości. Dziękuję jeszcze raz.

— stos sieci

Odpowiedzi:

Dzieli się na trzy proste sekcje, z których każda jest stosunkowo łatwa do wyjaśnienia:

schematyczny

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab}

Pierwsza część to dioda zapewniająca ochronę przed odwróceniem napięcia. Jeśli z jakiegoś powodu polaryzacja napięcia wejściowego jest podłączona przeciwnie do tego, co powinno być, wówczas zablokuje go, a wyjście również zostanie zasadniczo wyłączone. Tylko jeśli polaryzacja jest prawidłowa, reszta obwodu może działać. Cena włączenia tej dodatkowej ochrony to spadek napięcia o około $D_1$ . (Wyolbrzymiłem nieco ten spadek napięcia na schemacie. Ale przeciera to punkt). $700\:\text{mV}$

$11-13\:\text{V}$ $R_1$ $5\:\text{mA}$ $10\:\text{mA}$ $9.1\:\text{V}$ $C_1$

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

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

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

— jonk
źródło

@stackweb tak. diodę Zenera, a właściwie każdą diodę, można uważać za urządzenie, które zmienia swoją rezystancję, aby utrzymać napięcie na sobie w pewnych granicach.

— Trevor_G

@Trevor_G Prawda. Jest tam trochę udostępniania rozpraszania z R2. Rozważałem pomysł omówienia rozproszenia, ale zdecydowałem, że wykracza to poza zakres odpowiedniej odpowiedzi. Martwiłem się, że może nawet stępić lub uszkodzić główne punkty. Porzuciłem pomysł.

— jonk

@Trevor_G Tak. Wybrałem słowo „skurcze” jako wystarczające. Dokładne szczegóły nie są zbyt trudne. Ale jest to dobry obwód dla początkującego do zrozumienia, a niuanse, że rezystor wymusza nasycenie, i że nasycenie pociąga za sobą szybki wzrost prądu podstawowego, który następnie może usunąć znaczną część lub cały prąd Zenera zaczyna być „zbyt szczegółowy”, i dlatego znowu mylące. Wróciłem do „skurczów” na tyle dobrych na razie.

— jonk

:) dobry człowiek. Osobiście wolę słowo „dusić”. Myślę, że jest to znacznie lepsza

— grafika

@ Trevor_G Szczerze mówiąc, nie ma wystarczająco dobrych „obwodów dla początkujących”. Ten znajduje się w naprawdę fajnym „słodkim miejscu”, który zapewnia: (1) użyteczny obwód; (2) może być wytwarzany i testowany na płycie chlebowej; (3) można sprawdzić za pomocą miernika podstawowego, prawie każdy może tanio skorzystać ze zwykłych umiejętności; (4) zawiera wystarczającą liczbę pomysłów na ochronę, aby uczynić go względnie bezpiecznym w użyciu i nadużyciach; i (5) znajduje się w punkcie, w którym może to być niewielka walka o zrozumienie, a jednak nadal dostępna dla tych, którzy mają kilka podstawowych pomysłów.

— jonk

TIP41A jest skonfigurowany jako popychacz napięcia. Napięcie emitera będzie równe napięciu bazowemu minus około 0,7 V.
Rezystor 470 Ω zapewnia prąd bazowy do włączenia tranzystora i przyciągnięcia bazy w kierunku napięcia zasilania.
Dioda Zenera zaświeci się, jeśli napięcie podstawowe wzrośnie powyżej 9,1 V (napięcie przebicia). Dlatego baza będzie utrzymywana na poziomie 9,1 V.
$\frac {3}{470} = 6 \ \mathrm {mA}$
$IR = 0.1 \cdot 22 = 2.2\ \mathrm V$ $I^2R = 0.1^2 \cdot 22 = 0.22 \ \mathrm W$
Zrzucenie większości napięcia na rezystor zmniejsza moc rozpraszaną w tranzystorze. Wrócimy do tego.
1N4007 ma chronić obwód przed odwrotnym podłączeniem napięcia wejściowego. Stracimy na tym około 0,7 V.

Powrót do tranzystora: pozwala to wypracować dla maksymalnego wejścia 14 V.

Vin = 14 V.
V po 1N4007 = 13,3 V.
V za rezystorem 22 Ω przy 100 mA = 13,3 - 2,2 = 11,1 V.
V na tranzystorze = 11,1 - 8,5 = 2,6 V (pozwalając na spadek napięcia o około 0,6 V między bazą a emiterem).
$= VI = 2.6 \cdot 0.1 = 0.26\ \mathrm W$
$(2.2 + 2.6)0.1 = 0.46\ \mathrm W$

Zakładam, że istnieje związek między 22 omami i 470 omami.

Nie całkiem. Obsługują one niezależne funkcje i nie wchodzą w interakcje.

— Tranzystor
źródło

+1, chociaż tak naprawdę to regulator 8,5 V i niezbyt dobry.

— Trevor_G

Kluczowym elementem tego obwodu, który powoduje jego wyprowadzenie +9 V, jest dioda Zenera 1N757. Gdy obwód jest zasilany energią (+12 do +14 V), kondensator 1 µF jest rozładowywany, a tranzystor wyłączany. Z pewnym opóźnieniem kondensator 1 µF zostaje naładowany przez rezystor 470 Ω do napięcia nominalnego diody Zenera i otwiera tranzystor do emitera o napięciu wyjściowym 9 V.

Tutaj rezystor 22 Ω ogranicza prąd, jeśli coś pójdzie nie tak (przez krótki czas ochroni przed niedoborem / przetężeniem, ale przez dłuższy czas tranzystor może się przegrzać i usmażyć). Jak rozumiem, dioda 1N4007 ma zapewnić, że jeśli przypadkowo podłączysz napięcie wejściowe prądu przemiennego, obwód nie będzie smażył się od napięcia ujemnego.

— Anonimowy
źródło