Δύο τρόποι μείωσης ενός συστήματος 12 volt σε 4 volt είναι να χρησιμοποιήσετε διαχωριστικά τάσης ή διόδους Zener.
Τα διαχωριστικά τάσης κατασκευάζονται από αντιστάσεις τοποθετημένες σε σειρά. Η τάση εισόδου διαιρείται σε μια έξοδο που εξαρτάται από την τιμή των αντιστάσεων που χρησιμοποιούνται. Τηρούν τον Νόμο του Ohm, όπου η τάση είναι ανάλογη με το ρεύμα με την αντίσταση ως τη σταθερά της αναλογικότητας.
Οι δίοδοι Zener είναι δίοδοι που λειτουργούν σαν πηγές DC όταν είναι αντίστροφης πόλωσης ή τοποθετούνται προς τα πίσω σε κυκλώματα. Πρέπει να χρησιμοποιούνται με τρέχουσα περιοριστική αντίσταση για να παραμείνουν εντός των απαιτήσεων ισχύος του κατασκευαστή.
Μελετήστε τον Νόμο του Ohm για αντιστάσεις σε σειρά. Χρησιμοποιούνται ως διαχωριστικά τάσης. Η εξίσωση για ένα πολύ βασικό με δύο αντιστάσεις είναι Vout = Vin * (R2 / (R1 + R2)), όπου η επιθυμητή τάση εξόδου μετριέται σε R2
Κατασκευάστε ένα διαχωριστικό τάσης που αποδίδει 4 βολτ. Συνδέστε τη θετική πλευρά της πηγής 12 volt στη μία πλευρά των 660 ohm της αντίστασης, η οποία είναι R1. Συνδέστε το ελεύθερο άκρο του στη μία πλευρά της αντίστασης 330 ohm, η οποία είναι R2. Υπολειπόμενος ακροδέκτης καλωδίου R2 στην αρνητική πλευρά του τροφοδοτικού.
Τοποθετήστε το πολύμετρο σε ρύθμιση τάσης DC. Μετρήστε την τάση εξόδου στο R2. Εναλλακτικά, μετρήστε την έξοδο μεταξύ των δύο αντιστάσεων συνδέοντας ένα καλώδιο και τοποθετώντας τον έναν ανιχνευτή πάνω του και τον άλλο σε ένα καλώδιο στο έδαφος. Η έξοδος πρέπει να είναι περίπου 4 βολτ.
Ελέγξτε τις προδιαγραφές και τους τύπους αντίστασης και ισχύος για τη δίοδο 1N4731A. Εξάγει σταθερά 4,3 βολτ και έχει ισχύ 1 watt. Έχει επίσης μέγιστο ρεύμα Izm 1 W / 4,3 V = 233 mA. Το μέγιστο ρεύμα Zener που χρησιμοποιεί την αντίσταση 330 ohm είναι (Vin - Vout) / R = 12 V - 4,3 V / 330 ohm = 23 mA. Αυτό είναι εντός της Izm και επίσης στην ονομαστική ισχύ της διόδου, αφού P = IV = 23 mA * 4,3 V = 100 mW.
Κατασκευάστε ένα κύκλωμα με τη δίοδο Zener και την αντίσταση 330 ohm σε σειρά. Συνδέστε τη θετική πλευρά της πηγής ισχύος 12 volt στη μία πλευρά της αντίστασης. Συνδέστε το άλλο άκρο της αντίστασης με την αντίστροφη μεροληψία της διόδου Zener, η οποία είναι η πλευρά που υποδεικνύεται από ένα σημάδι. Συνδέστε τον εναπομείναντα ακροδέκτη διόδου στην αρνητική πλευρά της πηγής 12 volt.
βιβλιογραφικές αναφορές
- Ηλεκτρονικές αρχές; Albert Malvino; 1999
- Ξεκινώντας στην Ηλεκτρονική? Forrest Mims III; 2000
- Η τέχνη των ηλεκτρονικών; Paul Horowitz και Winfield Hill; 1997
Συμβουλές
- Η δίοδος Zener μπορεί να συνδυαστεί με κύκλωμα em-pengikut-emitter op-amp εάν απαιτείται υψηλότερο ρεύμα εξόδου.
- Αυτοί οι υπολογισμοί δεν συντελούν στην αντίσταση Zener, η οποία είναι σημαντική για μετρήσεις ακριβείας.
Προειδοποιήσεις
- Το Zener πρέπει να έχει αντίστροφη μεροληψία, αλλιώς θα συμπεριφέρεται σαν κανονική δίοδος πυριτίου.
- Οι ημιαγωγοί είναι ευαίσθητες συσκευές. Βεβαιωθείτε ότι δεν υπερβαίνετε τις τιμές ισχύος, ρεύματος και θερμοκρασίας που καθορίζονται από τον κατασκευαστή.
- Να είστε πάντα προσεκτικοί όταν κατασκευάζετε ηλεκτρικά κυκλώματα για να αποφύγετε να κάψετε τον εαυτό σας ή να καταστρέψετε τον εξοπλισμό σας.
Σχετικά με τον Συγγραφέα
Ο Kim Lewis είναι επαγγελματίας προγραμματιστής και προγραμματιστής ιστοσελίδων. Είναι τεχνική συγγραφέας για περισσότερα από 10 χρόνια και έχει γράψει άρθρα για επιχειρήσεις και την ομοσπονδιακή κυβέρνηση. Ο Lewis είναι κάτοχος πτυχίου Επιστημών και διδάσκει περιστασιακά μαθήματα για τον προγραμματισμό του Διαδικτύου.
Φωτογραφικές μονάδες
Εικόνες Polka Dot / Polka Dot / Getty Images