จะลดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงโดยใช้ตัวต้านทานได้อย่างไร

เราจะใช้แหล่งจ่ายไฟ 12 V DC เพื่อจ่ายพลังงานบางอย่างที่ต้องการ 4.5 V DC โดยใช้ตัวต้านทานได้อย่างไร มีวิธีในการพิจารณาว่าการเพิ่มตัวต้านทานจะลดแรงดันหรือไม่?

คำตอบสั้น ๆ คือ "อย่าทำอย่างนั้น"

แรงดันตกคร่อมโดยตัวต้านทานจะได้รับตามกฎของโอห์ม: V = I R

ดังนั้นหากคุณรู้ว่าอุปกรณ์ของคุณจะวาดกระแสไฟฟ้าเท่าไรคุณสามารถเลือกตัวต้านทานเพื่อปล่อย 7.5 V อย่างแน่นอนและปล่อย 4.5 V สำหรับอุปกรณ์ของคุณเมื่อกระแสนั้นไหลผ่าน แต่ถ้ากระแสผ่านอุปกรณ์ของคุณเปลี่ยนไปหรือถ้าคุณต้องการสร้างมากกว่าหนึ่งระบบและไม่ใช่ทุก ๆ อุปกรณ์เหมือนกันในการวาดปัจจุบันคุณไม่สามารถรับ 4.5 V ได้อย่างต่อเนื่องโดยใช้ตัวต้านทาน

ตัวเลือกอื่น ๆ ของคุณรวมถึง

• ตัวควบคุมเชิงเส้น นี่คือตัวต้านทานแปรผันที่จะปรับค่าเพื่อรักษาเอาต์พุตตามที่คุณต้องการ นี่อาจเป็นทางออกที่ดีถ้าอุปกรณ์ของคุณใช้พลังงานน้อยมาก (อาจสูงถึง 100 mA)

• เครื่องควบคุมการปัด ซึ่งหมายความว่าการใช้ตัวต้านทานเพื่อปล่อยแรงดันไฟฟ้าตามที่คุณแนะนำ แต่จากนั้นเพิ่มอุปกรณ์เพิ่มเติมควบคู่กับโหลดเพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้า ตัวควบคุม shunt จะปรับกระแส (ภายในขอบเขต) เพื่อให้กระแสไฟฟ้าผ่านตัวต้านทานถูกต้องเพื่อรักษาแรงดันเอาท์พุทที่ต้องการ

• ควบคุมการเปลี่ยน วิธีนี้ใช้เทคนิคบางอย่างเพื่อสร้างแรงดันไฟขาออกที่คุณต้องการพร้อมประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ดีกว่าตัวควบคุมเชิงเส้น นี่อาจเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดหากอุปกรณ์ของคุณต้องการกระแสมากกว่า 10 หรือ 20 mA

หากเงื่อนไขเหล่านี้เป็นที่พอใจคุณสามารถลดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงโดยตัวต้านทาน (อลูมิเนียมพลังงานสูง) [> 50 วัตต์]

• แบตเตอรี่ของคุณเพียงพอที่จะจ่ายกระแสอย่างน้อย 20x (หรือมากกว่า) สำหรับการโหลดของคุณ
• การสูญเสียพลังงานไม่ได้เป็นปัญหา
• (มากกว่า) การให้ความร้อนไม่ใช่ปัญหาหรือมีกลไกการระบายความร้อนที่ดีสำหรับตัวต้านทาน
• แม้ความต้านทานต่ำสุดของภาระของคุณจะสูงกว่าความต้านทานอลูมิเนียม (20x หรือมากกว่า)

หมายเหตุ: 20x เป็นเพียงหมายเลขเทียมจำนวนจริงขึ้นอยู่กับความผันแปรของแรงดันไฟฟ้าที่% โหลดของคุณสามารถทนได้

ตัวต้านทานสองตัวสามารถใช้งานได้ตามที่อธิบายโดย @ efox29 เพียงปัญหาเดียวของการกำหนดค่าคือกระแสที่ไหลผ่านโหลดการเชื่อมต่อโหลดจะเปลี่ยนแรงดันขาออกเพราะกระแสบางตัวไหลผ่านโหลด

วิธีแก้ปัญหาอย่างง่าย ๆ ของฉันคือผู้ติดตามแรงดันไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับเอาท์พุทของตัวต้านทานสองตัวนี้จะให้ความต้านทานอินพุตสูงและดังนั้น:

1. แรงดันไฟฟ้าขาออกจะคงที่ 4.5V

2. opamp ที่ใช้เป็นผู้ติดตามแรงดันไฟฟ้าจะพยายามจัดหากระแสไฟฟ้าให้มากที่สุดเท่าที่โหลดต้องการ

นี่คือรูปภาพของสิ่งที่ฉันกำลังพูดถึง:

เชื่อมต่อเอาต์พุตระหว่างตัวต้านทานสองตัวกับ Vin ในการกำหนดค่านี้จากนั้นเอาต์พุตควรเป็นค่าคงที่และ op-amp จะให้โหลดกับกระแสที่ต้องการ

เพียงแค่ใช้ 7805 จากตลาดและเชื่อมต่อหมายเลขพิน 1 ด้วยค่าบวกและเชื่อมต่อพิน 2 ด้วยค่าลบและรับผลบวกจากพินหมายเลข 3 และลบจากพินหมายเลข 2 และรักษาระยะห่างของสายไฟ 1.5 เมตรจากเทอร์มินัล

ดูแผนผังของ electro103 ด้านบน คุณจำเป็นต้องรู้ตัวเลขสี่ตัว: กระแสสูงสุดที่อุปกรณ์ของคุณสามารถวาดได้, กระแสต่ำสุดที่มันจะวาด, แรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่มันสามารถทนได้โดยไม่ต้องระเหยเป็นควันเมฆและแรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำที่จะต้องใช้ หากไม่มีตัวเลขสี่ตัวนี้คุณจะไม่สามารถออกแบบตัวแบ่งแรงดันทานแบบทานได้

โปรดทราบว่าการจัดเรียงดังกล่าวไม่มีประสิทธิภาพมากและอาจส่งผลให้เกิดความร้อนสูงในตัวต้านทานการตก