อธิบายตรรกะของการแปลง 12 V ถึง 9 V

วงจรด้านล่างทำงานอย่างไร

ฉันรู้ว่าตัวต้านทานตัวเก็บประจุและทรานซิสเตอร์ทำอะไรและเล่นกับพวกเขาบนไมโครคอนโทรลเลอร์ แต่ฉันพยายามทำความเข้าใจตรรกะของวงจร

ฉันคิดว่ามีความสัมพันธ์ระหว่างตัวต้านทาน 22 โอห์มและตัวต้านทาน 470 โอห์ม

มันแบ่งออกเป็นสามส่วนที่ง่ายต่อการอธิบาย:

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

ส่วนแรกคือไดโอดที่ให้การป้องกันแรงดันย้อนกลับ ถ้าด้วยเหตุผลบางอย่างขั้วของแรงดันไฟฟ้าเข้ามีสายตรงข้ามกับที่มันควรจะเป็นแล้วจะบล็อกมันและเอาท์พุทก็จะถูกปิดเป็นหลัก เฉพาะเมื่อขั้วถูกต้องส่วนที่เหลือของวงจรจะทำงาน ราคาของการรวมการป้องกันเพิ่มเติมนี้คือแรงดันไฟฟ้าตกที่อาจ$D_1$mV (ฉันพูดเกินจริงแรงดันไฟฟ้านี้ลดลงเล็กน้อยในแผนภาพ แต่มันได้รับจุดผ่าน)$700\:\text{mV}$

ส่วนถัดไปอยู่ด้านล่าง มันเป็นซีเนอร์เรเตอร์ ตัวต้านทานอยู่ตรงนั้นเพื่อ จำกัด กระแส ซีเนอร์มีแนวโน้มที่จะมีแรงดันไฟฟ้าที่เท่ากันข้ามเมื่อมีความเอนเอียงแบบย้อนกลับที่มีแรงดันไฟฟ้าที่เพียงพอ (และนั้นมากเกินพอ) เมื่อใช้ R 1ตามที่ระบุไว้คุณคาดว่ากระแสจะอยู่ที่ใดที่หนึ่ง$11-13\:\text{V}$$R_1$ถึง$5\:\text{mA}$mA นี่คือการดำเนินงาน "ปกติ" ปัจจุบันสำหรับ zeners หลายแห่ง (คุณสามารถค้นหาแผ่นข้อมูลและค้นหาได้แน่นอนฉันไม่ได้สนใจที่นี่) ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่ด้านบนของซีเนอร์ควรอยู่ใกล้กับ$10\:\text{mA}$V กระแสที่แน่นอนผ่านซีเนอร์จะมีผลกระทบเล็กน้อยในเรื่องนี้ แต่ไม่มาก (ตัวเก็บประจุ C $9.1\:\text{V}$$C_1$อยู่ที่นั่นเพื่อ "เฉลี่ยออก" หรือ "ปรับให้เรียบ" เสียงซีเนอร์ไม่สำคัญ แต่เป็นประโยชน์)

ส่วนสุดท้ายทางด้านขวามีเพื่อ "เพิ่ม" การปฏิบัติตามปัจจุบัน เนื่องจากซีเนอร์มีเพียงไม่กี่มิลลิวินาทีเท่านั้นหากคุณไม่รวมส่วนที่เพิ่มเข้าด้วยนี้โหลดของคุณจึงสามารถวาดได้เพียงไม่กี่มิลลิวินาทีเท่านั้นโดยไม่รบกวนแรงดันไฟฟ้าที่ควบคุมของซีเนอร์ ดังนั้นเพื่อให้ได้มากไปกว่านั้นคุณจำเป็นต้องมีส่วนเสริมในปัจจุบัน สิ่งนี้ประกอบด้วยสิ่งที่มักเรียกว่า "ผู้ติดตามอีซีแอล" BJT อีซีแอลของ BJT นี้จะ "ติดตาม" แรงดันไฟฟ้าที่ฐาน เนื่องจากฐานอยู่ที่$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$นั้นเป็นวิธีที่ถูกมากในการเพิ่มการป้องกันเล็กน้อยเพื่อช่วยให้สิ่งต่าง ๆ ทั้งหมดนั้นเป็นเพียงการพิสูจน์หัวข้อย่อยอีกเล็กน้อยดังนั้นการพูด

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

• TIP41A ได้รับการกำหนดค่าให้เป็นผู้ติดตามแรงดันไฟฟ้า แรงดัน emitter จะเท่ากับแรงดันไฟฟ้าฐานลบประมาณ 0.7 V
• ตัวต้านทาน 470 provides ให้กระแสไฟฟ้าพื้นฐานเพื่อเปิดทรานซิสเตอร์และดึงฐานไปทางแรงดันไฟฟ้า
• ซีเนอร์ไดโอดจะเปิดขึ้นหากแรงดันไฟฟ้าฐานสูงกว่า 9.1 V (แรงดันพังทลาย) ดังนั้นฐานจะจัดขึ้นที่ 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$ W
• การลดแรงดันส่วนใหญ่ทั่วทั้งตัวต้านทานจะช่วยลดกำลังงานที่สูญเสียไปในทรานซิสเตอร์ เราจะกลับมาที่
• 1N4007 คือการป้องกันวงจรจากการเชื่อมต่ออินพุตแรงดันย้อนกลับ เราจะสูญเสียประมาณ 0.7 V

กลับไปที่ทรานซิสเตอร์: อนุญาตให้ทำงานได้สำหรับอินพุตสูงสุด 14 V

• Vin = 14 V.
• V หลัง 1N4007 = 13.3 V.
• V หลังจากตัวต้านทาน 22 at ที่ 100 mA = 13.3 - 2.2 = 11.1 V.
• V ทั่วทั้งทรานซิสเตอร์ = 11.1 - 8.5 = 2.6 V (อนุญาตให้ปล่อยแรงดันไฟฟ้าประมาณ 0.6 V ระหว่างฐานและตัวปล่อยความร้อน)
• $= VI = 2.6 \cdot 0.1 = 0.26\ \mathrm W$
• $(2.2 + 2.6)0.1 = 0.46\ \mathrm W$

ฉันถือว่ามีความสัมพันธ์ระหว่าง 22ohms และ 470 ohms

ไม่ได้จริงๆ พวกเขาให้บริการฟังก์ชั่นอิสระและไม่โต้ตอบ

องค์ประกอบสำคัญของวงจรนี้ทำให้มันส่งออก +9 V คือ zener diode 1N757 เมื่อวงจรมีกำลังไฟ (+12 ถึง +14 V) ตัวเก็บประจุ 1 µF จะถูกปล่อยออกมาและทรานซิสเตอร์จะถูกปิด ด้วยความล่าช้าตัวเก็บประจุ 1 µF จะถูกเรียกเก็บเงินผ่านตัวต้านทาน 470 โอห์มกับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของซีเนอร์ไดโอด

ตัวต้านทาน 22 โอห์มที่นี่ จำกัด กระแสไฟฟ้าหากมีสิ่งผิดปกติ (จะป้องกันการขาดแคลน / กระแสเกินในช่วงเวลาสั้น ๆ แต่สำหรับทรานซิสเตอร์ระยะเวลานานอาจร้อนเกินไปและทอด) 1N4007 ไดโอดตามที่ฉันเข้าใจคือเพื่อให้แน่ใจว่าถ้าคุณเชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับโดยไม่ตั้งใจวงจรจะไม่ทอดจากแรงดันไฟฟ้าเชิงลบ