Dva spôsoby, ako znížiť 12-voltový systém na 4 volty, sú použitie rozdeľovačov napätia alebo Zenerových diód.
Rozdeľovače napätia sú vyrobené z rezistorov zapojených do série. Vstupné napätie je rozdelené na výstup, ktorý závisí od hodnoty použitých rezistorov. Podriaďujú sa Ohmovmu zákonu, kde je napätie úmerné prúdu s odporom ako konštantou proporcionality.
Zenerove diódy sú diódy, ktoré fungujú ako jednosmerné zdroje, ak sú v obvodoch spätne predpäté alebo umiestnené dozadu. Musia sa používať s rezistorom obmedzujúcim prúd, aby zostali v súlade s požiadavkami výrobcu na napájanie.
Študujte Ohmov zákon pre rezistory v sérii. Používajú sa ako rozdeľovače napätia. Rovnica pre veľmi jednoduchý s dvoma rezistormi je Vout = Vin * (R2 / (R1 + R2)), kde sa požadované výstupné napätie meria cez R2.
Vytvorte delič napätia, ktorý dáva 4 volty. Pripojte kladnú stranu zdroja 12 V k jednej strane odporu 660 ohmov, čo je R1. Pripojte jeho voľný koniec k jednej strane odporu 330 ohmov, čo je R2. Zvyšný terminál R2 zapojte na zápornú stranu napájacieho zdroja.
Umiestnite multimetr na nastavenie jednosmerného napätia. Zmerajte výstupné napätie na R2. Prípadne zmerajte výstup medzi dvoma rezistormi pripojením drôtu a umiestnením jednej sondy na ňu a druhej na vodič na zemi. Výstup by mal byť približne 4 volty.
Skontrolujte technické parametre a vzorce odporu a výkonu pre diódu 1N4731A. Má stabilný výstup 4,3 voltov a výkon 1 watt. Má tiež maximálny prúd Izm 1 W / 4,3 V = 233 mA. Maximálny Zenerov prúd pomocou odporu 330 ohmov je (Vin - Vout) / R = 12 V - 4,3 V / 330 ohm = 23 mA. To je v rámci Izmu a tiež v rámci menovitého výkonu diódy, pretože P = IV = 23 mA * 4,3 V = 100 mW.
Zostavte obvod so Zenerovou diódou a 330-ohmovým rezistorom do série. Pripojte kladnú stranu 12-voltového zdroja energie k jednej strane odporu. Druhý koniec rezistora pripojte na opačnú stranu Zenerovej diódy, ktorá je stranou označenou značkou. Pripojte zostávajúcu svorku diódy k zápornej strane 12-voltového zdroja.
Referencie
- Elektronické princípy; Albert Malvino; 1999
- Začíname v elektronike; Forrest Mims III; 2000
- Umenie elektroniky; Paul Horowitz a Winfield Hill; 1997
Tipy
- Zenerova dióda môže byť spárovaná s obvodom op-amp emitor-sledovač, ak je potrebný vyšší výstupný prúd.
- Tieto výpočty nezohľadňujú Zenerov odpor, ktorý je dôležitý pre presné merania.
Varovania
- Zener musí mať predpätie, inak sa bude správať ako bežná kremíková dióda.
- Polovodiče sú citlivé zariadenia. Určite neprekračujte výkonové, prúdové a teplotné hodnoty stanovené výrobcom.
- Pri budovaní elektrických obvodov buďte vždy opatrní, aby ste sa nespálili alebo nepoškodili zariadenie.
O autorovi
Kim Lewis je profesionálna programátorka a webová vývojárka. Už viac ako 10 rokov pracuje ako technická spisovateľka a píše články pre podniky a federálnu vládu. Lewis je držiteľom titulu Bachelor of Science a príležitostne vedie kurzy zamerané na programovanie pre internet.
Fotoúvery
Polka Dot Images / Polka Dot / Getty Images