To måder at reducere et 12 volt system til 4 volt er at bruge spændingsdelere eller Zener-dioder.
Spændingsdelere er lavet af modstande placeret i serie. Indgangsspændingen er opdelt i en udgang, der afhænger af værdien af de anvendte modstande. De adlyder Ohms lov, hvor spændingen er proportional med strømmen med modstanden som proportionalitetskonstanten.
Zener-dioder er dioder, der fungerer som jævnstrømskilder, når de er omvendt forspændte eller placeret bagud i kredsløb. De skal bruges med en strømbegrænsende modstand for at holde sig inden for producentens strømkrav.
Undersøg Ohms lov for modstande i serie. De bruges som spændingsdelere. Ligningen for en meget grundlæggende med to modstande er Vout = Vin * (R2 / (R1 + R2)), hvor den ønskede udgangsspænding måles over R2.
Konstruer en spændingsdeler, der giver 4 volt. Fastgør den positive side af 12 volt kilden til den ene side af 660 ohm modstanden, som er R1. Tilslut den frie ende til den ene side af 330 ohm modstanden, som er R2. Træk R2s resterende terminal til den negative side af strømforsyningen.
Placer multimeteret på en DC-spændingsindstilling. Mål udgangsspændingen på R2. Alternativt kan du måle output mellem de to modstande ved at fastgøre en ledning og placere en sonde på den og den anden på en ledning i jorden. Outputtet skal være ca. 4 volt.
Gennemgå specifikationerne og modstands- og effektformlerne til 1N4731A-dioden. Den afgiver stabile 4,3 volt og har en effekt på 1 watt. Den har også en maksimal Izm-strøm på 1 W / 4,3 V = 233 mA. Den maksimale Zener-strøm ved hjælp af 330 ohm modstanden er (Vin - Vout) / R = 12 V - 4,3 V / 330 ohm = 23 mA. Dette er inden for Izm og også inden for diodens effekt, da P = IV = 23 mA * 4,3 V = 100 mW.
Konstruer et kredsløb med Zener-dioden og 330 ohm-modstanden i serie. Fastgør den positive side af 12 volt strømkilden til den ene side af modstanden. Træk modstandens anden ende til den omvendte forspændte side af Zener-dioden, som er den side, der er angivet med et mærke. Tilslut den resterende diodeterminal til den negative side af 12-volt kilden.
Referencer
- Elektroniske principper; Albert Malvino; 1999
- Kom godt i gang inden for elektronik; Forrest Mims III; 2000
- Elektronikken; Paul Horowitz og Winfield Hill; 1997
Tips
- Zener-dioden kan parres med et op-amp emitter-follower kredsløb, hvis der er behov for højere udgangsstrøm.
- Disse beregninger tager ikke højde for Zener-modstanden, hvilket er vigtigt for præcisionsmålinger.
Advarsler
- Zener skal være omvendt forudindtaget, ellers vil den opføre sig som en almindelig siliciumdiode.
- Halvledere er følsomme enheder. Sørg for ikke at overskride den effekt, strøm og temperatur, der er angivet af producenten.
- Vær altid forsigtig, når du bygger elektriske kredsløb for at undgå at brænde dig selv eller beskadige dit udstyr.
Om forfatteren
Kim Lewis er en professionel programmør og webudvikler. Hun har været teknisk forfatter i mere end 10 år og har skrevet artikler til virksomheder og den føderale regering. Lewis har en Bachelor of Science og underviser lejlighedsvis klasser om, hvordan man programmerer til Internettet.
Fotokreditter
Polka Dot Images / Polka Dot / Getty Images