12V에서 9V로 변환하는 논리를 설명

아래 회로는 어떻게 작동합니까?

마이크로 컨트롤러 보드에서 저항, 커패시터 및 트랜지스터가 무엇을하고 그것들을 가지고 놀았는지 알고 있지만 회로의 논리를 이해하려고 노력하고 있습니다.

22ohm과 470ohm 저항 사이에 관계가 있다고 가정합니다.

converter 12v

— 스택 웹
소스

IN757은 전압을 조정하는 트랜지스터의 전압 기준입니다. 이 회로는 7809. 사용 전압 조정기에 대한 빈약 한 변명 circuitstoday.com/voltage-regulators

— 전압 스파이크

IMHO 방금 한 것처럼 4 일 후에 질문에 새로운 회로를 추가하는 것은 합리적이지 않습니다. 결과는 하나의 회로를 참조하는 일부, 다른 회로를 참조하는 독자 및 독자에게 혼란을 줄 수있는 답변이 혼합되어 있습니다. 그렇기 때문에 여기의 규칙은 하나의 질문을하는 것이기 때문에 대답이 해당 질문을 명확하게 나타냅니다. 질문의 이전 버전으로 돌아가서 (롤백 기능 사용) 여전히 도움이 필요한 경우 새 질문에 대한 새 회로에 대해 문의하십시오 (관련된 경우이 회로에 대한 링크).

— SamGibson

어쨌든 아래의 내 대답과 다른 사람들은 두 번째 (첫 번째) 회로가 어떻게 작동하는지 정확하게 이해하기에 충분한 정보를 제공한다고 생각합니다. 다른 질문으로 게시 한 경우이 질문에 연결하고 아래의 모든 설명을 통해 이해하지 못하는 내용을 정확하게 설명하십시오.

— 트랜지스터

명확성을 위해 여분의 회로를 제거했습니다. 다시 한번 감사합니다.

— 스택 웹

답변:

상대적으로 설명하기 쉬운 세 개의 간단한 섹션으로 나뉩니다.

개략도

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

첫 번째 부분은 역 전압 보호 기능을 제공하는 다이오드입니다. 어떤 이유로 인해 입력 전압의 극성이 예상되는 것과 반대로 배선 된 경우 이 차단하고 출력도 본질적으로 꺼집니다. 극성이 올바른 경우에만 나머지 회로가 작동합니다. 이 추가 보호 기능을 포함하는 가격은 아마도 의 전압 강하입니다. $D_1$ . (다이어그램에서이 전압 강하를 약간 과장했습니다. 그러나 포인트를 얻습니다.) $700\:\text{mV}$

는 충분합니다.) $11-13\:\text{V}$ $R_1$ $5\:\text{mA}$ $10\:\text{mA}$ . 이것은 수 천명의 사람들에게 "정상적인"동작 전류입니다. (데이터 시트를 찾아 정확하게 찾을 수 있습니다. 여기서 귀찮게하지 않았습니다.) 따라서 제너 상단의 전압은 가까워 야합니다 $9.1\:\text{V}$ $C_1$

오른쪽의 마지막 섹션은 현재 규정 준수를 "증폭"하는 것입니다. 제너에는 작업 할 수있는 밀리 암페어 만 있기 때문에이 추가 된 섹션을 포함하지 않으면 부하가 제너의 조절 된 전압을 엉망으로 만들지 않고 매우 작은 밀리 암페어 만 그릴 수 있습니다. 따라서 그 이상을 얻으려면 현재 강화 섹션이 필요합니다. 이것은 종종 "이미 터 팔로워"BJT로 구성됩니다. 이 BJT의 이미 터는베이스의 전압을 "따릅니다". 베이스는 이므로 $9.1\:\text{V}$ $600-700\:\text{mV}$ 에서는 이미 터가 "따라갈"것으로 예상 할 수 있지만 여기에는 약간 더 낮은 전압이 있습니다 (회로도에 표시됨).이 BJT는 많은 컬렉터 전류를 허용하기 위해 많은베이스 전류를 필요로하지 않습니다. 따라서 여기서 BJT는 훨씬 더 작고 작은 기본 전류 (제너에서 "도난"됨)를 끌어 와서 수집기에서 전류를 "그리기"할 수 있습니다. 2는 총 이미 터 전류가됩니다. 이 이미 터 전류는베이스 전류의 수백 배에이를 수 있습니다. BJT는 그릴 수 있습니다. $1\:\text{mA}$ $R_1$ 아마도 정도를 처리하기 위해 ) $200\:\text{mA}$ 이미 터 전류의 . "보수적이다"라는 생각에 따라,이 명세서는 단지 이라고 말한다. $100\:\text{mA}$ 그리고 이것이 무엇을 할 수 있는지 누군가에게 말할 때 올바른 길입니다. 보수적으로 행동하십시오.

$R_2$ $R_2$ 컬렉터가 더 낮은 잔류 전압에 액세스하게됩니다. 어느 시점에서 이미 터는 "크램 핑"됩니다. 이 경우 보다 큰 드롭 $2\:\text{V}$ $\frac{2\:\text{V}}{22\:\Omega}\approx 100\:\text{mA}$ $R_2$ 는 모든 것을 방탄으로 만들기 위해 약간의 보호 기능을 추가하는 매우 저렴한 방법입니다.

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

— k 크
소스

@stackweb 예. 실제로 제너 다이오드는 모든 다이오드와 마찬가지로 일부 범위 내에서 전압을 유지하기 위해 저항을 변경하는 장치로 생각할 수 있습니다.

— Trevor_G

@Trevor_G 맞습니다. R2와 일부 공유 손실이 있습니다. 나는 소산에 대한 논의를 고려했지만 그것이 적절한 해답의 범위를 벗어났다고 결정했다. 나는 그것이 주요 지점을 둔화 시키거나 손상시킬지도 모른다고 걱정했다. 그래서 나는 그 생각을 버렸다.

— jonk

@Trevor_G 그래. 나는 여기서 "충돌"이라는 단어를 선택했다. 정확한 세부 사항은 그리 어렵지 않습니다. 그러나 이것은 이해하기에 좋은 초보자 회로이며 저항이 포화를 강제하고 포화가 기저 전류의 급격한 증가를 수반하므로 제너의 전류가 거의 또는 전부 제거되어 "너무 상세 해지기"시작한다는 미묘한 차이가 있습니다. 다시 혼란 스럽습니다. 그래서 나는 지금까지 충분히 "크램 핑"으로 돌아 왔습니다.

— jonk

:) 좋은 사람. 개인적으로 저는 "초크"라는 단어를 선호합니다. 나는 그것이 훨씬 더 나은 시각적이라고 생각하지만, 그것은 Freudian 또는 Sadistic 일 수 있습니다 .. 내 소개 LOL

— Trevor_G

@Trevor_G 솔직히 말해서 "초보자의 회로"는 충분하지 않습니다. 이것은 다음을 제공하는 정말 멋진 "스윗 스팟"에 있습니다. (1) 유용한 회로; (2) 브레드 보드에서 제작 및 테스트 할 수 있습니다. (3) 거의 모든 사람이 공통 기술을 사용하여 싸게 얻을 수있는 기본 미터로 체크 아웃 할 수 있습니다. (4) 사용 및 남용이 비교적 안전하도록 충분한 보호 아이디어가 포함되어야합니다 . 그리고 (5) 이해하기가 쉽지만 몇 가지 기본 아이디어를 가진 사람들이 여전히 접근 할 수있는 시점에있다.

— jonk

TIP41A는 전압 팔로워로 구성됩니다. 이미 터 전압은 기본 전압에서 약 0.7V를 뺀 값과 같습니다.
470Ω 저항은베이스 전류를 제공하여 트랜지스터를 켜고베이스를 공급 전압쪽으로 당깁니다.
기본 전압이 9.1V (항복 전압)를 초과하면 제너 다이오드가 켜집니다. 따라서베이스는 9.1V로 유지됩니다.
$\frac {3}{470} = 6 \ \mathrm {mA}$
$IR = 0.1 \cdot 22 = 2.2\ \mathrm V$ $I^2R = 0.1^2 \cdot 22 = 0.22 \ \mathrm W$ .
저항을 가로 질러 대부분의 전압을 떨어 뜨리면 트랜지스터에서 소비되는 전력이 줄어 듭니다. 우리는 다시 돌아올 것입니다.
1N4007은 회로를 역 전압 입력 연결로부터 보호합니다. 약 0.7V가 손실됩니다.

트랜지스터로 돌아 가기 : 최대 14V 입력으로 작동시킬 수 있습니다.

Vin = 14V
1N4007 이후의 V = 13.3V
100mA = 13.3-2.2 = 11.1V에서 22Ω 저항 후 V
트랜지스터 양단의 V = 11.1-8.5 = 2.6V (베이스와 이미 터 사이의 약 0.6V 전압 강하 허용).
$= VI = 2.6 \cdot 0.1 = 0.26\ \mathrm W$
$(2.2 + 2.6)0.1 = 0.46\ \mathrm W$

22ohm과 470ohm 사이에 관계가 있다고 가정합니다.

실제로는 아닙니다. 그들은 독립적 인 기능을 제공하고 상호 작용하지 않습니다.

— 트랜지스터
소스

+1이지만 실제로는 8.5V 레귤레이터이지만 좋지는 않습니다.

— Trevor_G

+ 9V를 출력하는이 회로의 핵심 요소는 제너 다이오드 1N757입니다. 회로에 전원 (+12 ~ +14 V)이 공급되면 1µF 커패시터가 방전되고 트랜지스터가 꺼집니다. 약간의 지연으로 1µF 커패시터는 470ohm 저항을 통해 제너 다이오드의 공칭 전압으로 충전되며 9V 출력 전압을 갖는 이미 터까지 트랜지스터를 개방합니다.

여기에서 22ohm 저항은 무언가 잘못되었을 때 전류를 제한합니다 (단시간 동안 부족 / 과전류로부터 보호하지만 더 오랜 기간 동안 트랜지스터가 과열되어 튀길 수 있습니다). 내가 알고 있듯이 1N4007 다이오드는 실수로 AC 입력 전압을 연결하면 회로가 음의 전압에서 튀어 나오지 않도록하는 것입니다.

— 익명
소스