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Explicar la lógica de 12 V a 9 conversión V

¿Cómo hace los a continuación trabajo de circuito?

Sé lo que resistencias, condensadores y transistores y han jugado con ellos en una placa de microcontrolador, pero estoy tratando de entender la lógica del circuito.

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Supongo que hay una relación entre lo 22 ohmios y las resistencias de 470 ohm.

61voto

AitorTheRed Puntos 241

Se divide en tres secciones simples que son relativamente fáciles de explicar:

schematic

simular este circuito – Esquema creado mediante CircuitLab

La primera parte es el diodo que proporciona voltaje inverso de protección. Si por alguna razón la polaridad de la tensión de entrada es por cable opuesto a lo que se supone que debe ser, entonces \$D_1\$ se bloquea y la salida también será esencialmente fuera. Sólo si la polaridad es correcta, con el resto del circuito operativo. El precio de la inclusión de esta protección adicional es una caída de voltaje tal vez \$700\:\text{mV}\$. (Yo exagerada esta caída de voltaje un poco en el diagrama. Pero se obtiene el punto a través.)

La siguiente sección está por debajo de eso. Es un regulador zener. La resistencia está ahí para limitar la corriente. El zener tiende a tener el mismo voltaje a través de ella, cuando inversa sesgada con la suficiente tensión (y \$11-13\:\text{V}\$ es más que suficiente). Con \$R_1\$ como se da, uno esperaría que el actual a ser en algún lugar de acerca de \$5\:\text{mA}\$\$10\:\text{mA}\$. Este es un "normal" de funcionamiento actual de muchos de los zeners. (Usted podría ir a buscar la hoja de datos y averiguar exactamente. No me molesté aquí.) Por lo que el voltaje en la parte superior de la zener debe estar cerca de \$9.1\:\text{V}\$. La exacta de la corriente por el zener tendrán un impacto leve sobre esto. Pero no mucho. (El condensador, \$C_1\$, es la que hay "medias" o "suavizar" el zener de ruido. No es crítica. Pero es útil.)

La sección final en la que el derecho está ahí para "impulsar" el cumplimiento actual. Desde el zener sólo tiene unos pocos miliamperios para trabajar, si no incluyen esta se ha agregado una sección de su carga sólo podría hacer un muy pequeño de pocos miliamperios, en la mayoría, sin estropear el zener del voltaje regulado. Así que para obtener más que eso, se necesita una corriente de impulso de la sección. Este se compone de lo que es a menudo llamado un "seguidor de emisor" BJT. Este BJT del emisor va a "seguir" la tensión en la base. Ya que la base es \$9.1\:\text{V}\$, y desde la base-emisor de la caída de tensión será de alrededor de \$600-700\:\text{mV}\$, se puede esperar que el emisor de "seguir", pero aquí con un poco menos de tensión (como se indica en el esquema.) Este BJT no requiere de tanta corriente de base con el fin de permitir una gran cantidad de colector de corriente. Así que el BJT aquí puede "dibujar" con la corriente de su colector, también por el dibujo de una mucho más pequeña, pequeña corriente de base ("robado" de la zener, por lo que no puede ser mucho), y, a continuación, esta suma de los dos se convierte en el total del emisor actual. Este emisor de corriente puede ser de hasta varios cientos de veces la corriente de base. Así que aquí, el BJT puede dibujar \$1\:\text{mA}\$ de la corriente de base (lo cual está bien, porque hay varias veces que la cantidad disponible debido a \$R_1\$) con el fin de manejar, quizás tanto como \$200\:\text{mA}\$ de emisor actual. En consonancia con la idea de ser "conservador" de la especificación sólo dice \ $100\:\text{mA}\$ ... y eso es mucho el camino a seguir a la hora de contar a alguien lo que este es capaz de hacer. Ser conservador.

\$R_2\$ hay como un poco de un corto-circuito de límite de corriente. No sirven mucho más. Pero si la carga intenta sacar demasiada corriente a través de el emisor, a continuación, hay cada vez más una mayor caída de voltaje a través de \$R_2\$ y esto hará que el colector de tener acceso a menores resto de voltaje. En algún punto, el emisor será "estrecha." En este caso, una caída de más de \$2\:\text{V}\$ (tal vez un poco más) probablemente va a comenzar el proceso de calambres en la salida. Esto significa que el límite está en algún lugar por encima de \$\frac{2\:\text{V}}{22\:\Omega}\approx 100\:\text{mA}\$. En general, \$R_2\$ es una manera muy barata de agregar algunos modestos de protección para ayudar a hacer la cosa un poco más a prueba de balas, por así decirlo.

Nota: \$C_2\$ es un condensador de salida, proporcionando algunas de cumplimiento actual si hay un momentáneo, la demanda a corto plazo por la carga. También me gustaría, normalmente se desea incluir una salida de resistencia a través de \$C_2\$ (no se muestra) de tal vez \$4.7\:\text{k}\Omega\$ como una purga de resistencia para proporcionar un camino de DC a tierra de la salida y para la descarga \$C_2\$ después de unos segundos, cuando la fuente de entrada de energía se quita.

18voto

transistor Puntos 2074
  • El TIP41A está configurado como un seguidor de voltaje. El voltaje del emisor será igual a la tensión de la base de menos de alrededor de 0,7 V.
  • El 470 Ohm resistor proporciona la base de corriente para encender el transistor y tire de la base hacia la tensión de alimentación.
  • El diodo zener se encenderá si la tensión de la base que pasa por encima de 9.1 V (tensión de ruptura). Por lo tanto, la base se celebrará en 9.1 V.
  • Habrá alrededor de 3 V disminuido a través de los 470 Ohm resistor de modo que la corriente será de \$ \frac {3}{470} = 6 \ \mathrm {mA} \$ aprox.
  • La corriente de carga pasa a través de la 22 Ohm resistor y el transistor. A 100 mA el resistor de caída de tensión será \$ IR = 0.1 \cdot 22 = 2.2\ \mathrm V \$ y la potencia disipada será \$ I^2R = 0.1^2 \cdot 22 = 0.22 \ \mathrm W \$.
  • Cayendo la mayoría de la tensión en la resistencia reduce la potencia disipada en el transistor. Vamos a volver a eso.
  • El 1N4007 es para proteger el circuito de voltaje inverso de la conexión de entrada. Vamos a perder alrededor de 0.7 V a través de ella.

De vuelta a el transistor: permite funcionar para el máximo de 14 a V de entrada.

  • Vin = 14 V.
  • V después de la 1N4007 = 13.3 V.
  • V después de las 22 Ohm resistor de 100 mA = 13.3 - 2.2 = 11.1 V.
  • V a través del transistor = 11.1 - 8.5 = 2.6 V (lo que permite alrededor de 0,6 V la caída de tensión entre la base y el emisor).
  • Potencia disipada en el transistor \$ = VI = 2.6 \cdot 0.1 = 0.26\ \mathrm W \$.
  • Sin el 22 Ω resistencia de la potencia disipada en el transistor sería \$ (2.2 + 2.6)0.1 = 0.46\ \mathrm W \$.

Supongo que existe una relación entre la 22ohms y el 470 ohmios.

De verdad que no. Ellos están sirviendo funciones independientes y no interactúan.

2voto

krum85 Puntos 306

El elemento clave de este circuito causando la salida de +9 V diodo zener 1N757. Cuando el circuito se suministra con la fuente de alimentación (+12 a +14 V) 1 µF condensador se descarga, y el transistor está apagado. Con cierto retraso, el 1 µF condensador se carga a través de la una resistencia de 470 ohmios para el diodo zener del voltaje nominal, y se abre el transistor a su emisor que tiene un 9 V voltaje de salida.

El 22 ohm resistor aquí es limitar la corriente si algo va mal (va a proteger de la escasez/sobrecorriente de tiempo corto, pero por períodos más largos de transistor se puede sobrecalentar y alevines). El diodo 1N4007, como yo lo entiendo, es para asegurarse de que si usted conectarse accidentalmente AC voltaje de entrada, el circuito no alevines a partir del negativo de la tensión.

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