Dirençlerle voltajı düşürmek

Ben dönüştürmek için kolay bir yol etrafa olmuştur 12V için 5V . Bazı insanların basit bir rezistansın gerekli olduğunu söylediğini gördüm.

Bu yüzden bir direnç uygulamak, devrenin voltajını azaltacaktır. Bu, uygun şekilde boyutlandırılmış bir rezistörün basitçe bir 12V devre yoluna yerleştirilip 5v'ye dönüştürülebileceği anlamına gelmelidir.

• Böyle bir durumda amper nasıl azaltılabilir?
• Seri ve paralel seri bu alanda fark yaratır mı?

Düzenleyici bir IC ve bazı kapasitörler içeren tasarımlar gördüm, ancak basit bir direnç / sigorta / diyot kurulumu işe yararsa, bunu gerçekten tercih ederim.

12V kaynağından 5V almanın birkaç yolu vardır. Her birinin avantajları ve dezavantajları vardır, bu yüzden artılarını ve eksilerini göstermek için 5 temel devre oluşturdum.

• Devre 1 , basit bir seri dirençtir - tıpkı "bazı insanların" size anlattığı gibi.

Çalışır, ANCAK , yalnızca bir yük akımı değerinde çalışır ve sağlanan gücün çoğunu boşa harcar. Yük değeri değişirse, regülasyon olmadığından voltaj değişecektir. Bununla birlikte, çıkışta kısa bir devrede kalacaktır ve 12V kaynağının kısa devre olmasını önleyecektir.

• Devre 2 bir Zener diyodu serisidir (veya voltaj düşüşünü yapmak için seri olarak bir dizi sıradan diyot kullanabilirsiniz - 12 x silikon diyotlar söyleyin)

Çalışır, ANCAK gücünün çoğu Zener diyot tarafından dağıtılır. Çok verimli değil! Öte yandan, yük değişirse bir dereceye kadar düzenleme yapar. Ancak, çıkışı kısa devre yaparsanız, sihirli mavi duman Zener'den kurtulur ... Böyle bir kısa devre Zener tahrip olduğunda 12V kaynağa da zarar verebilir.

• Devre 3 , bir seri transistördür (ya da verici takipçisidir) - bir bağlantı transistörü gösterilir, ancak benzer bir versiyon, bir MOSFET'i kaynak takipçisi olarak kullanarak oluşturulabilir.

Çalışır, ancak gücün çoğunun transistör tarafından boşaltılması gerekir ve kısa devre korumalı değildir. Devre 2 gibi, 12V kaynağa da zarar verebilirsiniz. Diğer taraftan, düzenleme (transistörün akım arttırıcı etkisinden dolayı) geliştirilecektir. Zener diyodunun artık tam yük akımını alması gerekmediğinden, çok daha ucuz / daha küçük / daha düşük güçte Zener veya başka bir voltaj referans cihazı kullanılabilir. Bu devre aslında 1 ve 2 devrelerinden daha az verimlidir, çünkü Zener ve ilgili direnç için ekstra akım gerekir.

• Devre 4 , üç terminal düzenleyicidir (IN-COM-OUT). Bu, özel bir IC'yi (7805 gibi) veya op amper / transistörlerden vb. Yapılmış ayrı bir devreyi temsil edebilir.

Çalışır, ANCAK cihaz (veya devre) yüke sağlanandan daha fazla güç harcar. Ekstra elektronikler ek akım aldığından, 1. ve 2. devrelerden bile daha verimsizdir. Öte yandan, kısa devre sürecek ve böylece 2. ve 3. devrelerde bir gelişme olacaktır. Ayrıca 12 v kaynağını koruyarak, kısa devre koşullarında alınacak maksimum akımı sınırlar.

• Devre 5 bir kova tipi regülatördür (DC / DC anahtarlama regülatörü).

Çalışır, ANCAK , cihazın yüksek frekans anahtarlama doğası nedeniyle çıkış biraz keskin olabilir. Bununla birlikte, çok verimlidir çünkü gerilimi dönüştürmek için depolanmış enerji (bir indüktörde ve bir kapasitörde) kullanır. Makul voltaj düzenlemesi ve çıkış akımı sınırlandırması vardır. Kısa devreden kurtulacak ve pili koruyacaktır.

Bu 5 devrenin tümü çalışır (yani hepsi bir yükte 5V üretir) ve hepsinin artıları ve eksileri vardır. Bazıları koruma, düzenleme ve verimlilik bakımından diğerlerinden daha iyi çalışır. Çoğu mühendislik problemi gibi, basitlik, maliyet, verimlilik, güvenilirlik vb.

'Sabit akım' ile ilgili olarak - sabit (sabit) bir gerilime ve değişken yüke sahip sabit bir akıma sahip olamazsınız . Seçmeniz gerekir - sabit voltaj VEYA sabit akım. Sabit voltaj seçtiyseniz , maksimum akımı sınırlandırmak için bir devre biçimi ekleyebilirsiniz - örneğin 4. ve 5. devrelerde olduğu gibi.

Bir direnç, yalnızca her zaman tam olarak aynı akımı gönderirseniz sabit bir voltaj düşüşü sağlayabilir. Sadece 7 V'a düşecek şekilde akım miktarına göre direnci seçersiniz.

Ancak çoğu yük her zaman tam olarak aynı akımı almaz, bu nedenle bu yaklaşım pratikte nadiren kullanışlıdır. Çok düşük akımlı bir yük için (örneğin, 50 mA'ya kadar), lineer bir regülatör, yük akımı değişikliklerine cevap olarak çok az değişiklik ile sabit bir çıkış voltajı üretecektir. Daha yüksek akımlar için, bir kova tipi anahtarlama regülatörü aynı şeyi yapar, ancak daha iyi güç verimliliği sağlar.

Bu, voltajı neden NEDEN düşürmeye çalıştığınıza ve YÜK yükünün değişip değişmediğine bağlıdır. @Matthijs'in resmini çalmak için,

Gerilimini bir bütün olarak düşürmeye çalıştığınız devre, U2 tarafından yansıtılan noktalar arasındadır. Bu devre akım çekiyorsa, denklemlerde bunu hesaba katmanız gerekir. Daha da kötüsü, eğer akım bu akım değişirse, U2 gerilimi de değişir !!

Bazen, voltajı bir voltaj bölücüsü ile düşürerek kurtulabilirsiniz, ancak diğer zamanlarda bir tür voltaj regülatörü kullanmanız gerekir.

Diğerlerinin de belirttiği gibi, iki rezistörün voltaj bölücüsünü kullanabilirsiniz, ancak yük akımı değişirse voltaj bölücü çıkışı değişecektir.

Gerilim bölücü kullanmaya devam edebilir ve gerilim bölücünün çıkışına bir tampon ekleyerek bu sorunu çözebilirsiniz. Bunu yapmanın en kolay yolu (sizin için) tampon olarak yapılandırılmış bir op amp kullanmaktır:

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

Op amp çok yüksek bir giriş empedansına sahiptir, bu nedenle voltaj bölücünüzü indirmeyecektir.

Bunu, bir op amp kullanmak istemiyorsanız, tampon olarak görev yapan bir kaynak takipçisi (MOSFET) veya verici takipçisi (BJT) ile de yapabilirsiniz. Bununla birlikte, bir kaynak ya da verici izleyici kullanıyorsanız, önyargılığa daha çok dikkat etmeniz gerekir.

Gerilimin düşürülmesi, bir voltaj bölücü kullanılarak yapılabilir. Aşağıdaki resimde gösterilen voltajı "bölmek" için iki direnç kullanır.

Gerilim bölücü işi yapacak. Bir rezistansı tedarik yoluna yerleştiriyorsanız, voltajı değil sadece akımı ayarlayacaktır.

Mevcut ihtiyacınıza göre rezistörü seçebilir ve voltaj bölücüsü için yapılandırabilirsiniz.