สองวิธีในการลดระบบ 12 โวลต์เป็น 4 โวลต์คือการใช้ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าหรือซีเนอร์ไดโอด
ตัวแบ่งแรงดันทำมาจากตัวต้านทานที่อยู่ในอนุกรม แรงดันไฟฟ้าขาเข้าแบ่งออกเป็นเอาต์พุตที่ขึ้นอยู่กับค่าของตัวต้านทานที่ใช้ พวกเขาปฏิบัติตามกฎของโอห์มโดยที่แรงดันไฟฟ้าเป็นสัดส่วนกับกระแสโดยมีความต้านทานเป็นค่าคงที่ของสัดส่วน
ไดโอดซีเนอร์เป็นไดโอดที่ทำงานเหมือนแหล่งจ่ายกระแสตรงเมื่อมีการเอนเอียงแบบย้อนกลับหรือวางกลับด้านในวงจร ต้องใช้กับตัวต้านทานจำกัดกระแสเพื่อให้อยู่ภายในข้อกำหนดด้านพลังงานของผู้ผลิต
ศึกษากฎของโอห์มสำหรับตัวต้านทานแบบอนุกรม พวกมันถูกใช้เป็นตัวแบ่งแรงดัน สมการพื้นฐานที่มีตัวต้านทานสองตัวคือ Vout = Vin * (R2/(R1 + R2)) โดยจะวัดแรงดันเอาต์พุตที่ต้องการบน R2
สร้างตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่ให้ 4 โวลต์ แนบด้านบวกของแหล่งจ่าย 12 โวลต์เข้ากับตัวต้านทาน 660 โอห์มซึ่งก็คือ R1 เชื่อมต่อปลายอิสระเข้ากับด้านหนึ่งของตัวต้านทาน 330 โอห์ม ซึ่งก็คือ R2 ขั้วที่เหลือของ Wire R2 ไปทางด้านลบของแหล่งจ่ายไฟ
วางมัลติมิเตอร์ไว้ที่การตั้งค่าแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง วัดแรงดันเอาต์พุตบน R2 อีกทางหนึ่ง วัดเอาท์พุตระหว่างตัวต้านทานสองตัวโดยต่อสายไฟแล้ววางโพรบหนึ่งอันไว้บนมันและอีกอันหนึ่งบนลวดที่พื้น เอาต์พุตควรอยู่ที่ประมาณ 4 โวลต์
ตรวจสอบข้อกำหนดและสูตรความต้านทานและกำลังสำหรับไดโอด 1N4731A ให้เอาต์พุตที่เสถียร 4.3 โวลต์และมีระดับพลังงาน 1 วัตต์ นอกจากนี้ยังมีกระแส Izm สูงสุด 1 W/ 4.3 V = 233 mA กระแสไฟซีเนอร์สูงสุดที่ใช้ตัวต้านทาน 330 โอห์มคือ (Vin – Vout)/R = 12 V – 4.3 V/330 ohm = 23 mA ซึ่งอยู่ภายใน Izm และอยู่ในระดับพลังงานของไดโอดด้วย เนื่องจาก P = IV = 23 mA*4.3 V = 100 mW
สร้างวงจรด้วยซีเนอร์ไดโอดและตัวต้านทาน 330 โอห์มในอนุกรม แนบด้านบวกของแหล่งพลังงาน 12 โวลต์เข้ากับด้านหนึ่งของตัวต้านทาน ต่อปลายอีกด้านของตัวต้านทานเข้ากับด้านเอนเอียงกลับของซีเนอร์ไดโอด ซึ่งเป็นด้านที่ระบุด้วยเครื่องหมาย เชื่อมต่อขั้วไดโอดที่เหลือกับด้านลบของแหล่งจ่าย 12 โวลต์
อ้างอิง
- หลักการทางอิเล็กทรอนิกส์ อัลเบิร์ต มัลวิโน; 1999
- เริ่มต้นใช้งานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ฟอเรสต์ มิมส์ III; 2000
- ศิลปะแห่งอิเล็กทรอนิคส์; Paul Horowitz และ Winfield Hill; 1997
เคล็ดลับ
- ไดโอดซีเนอร์อาจจับคู่กับวงจรตัวปล่อยของออปแอมป์หากต้องการกระแสไฟขาออกที่สูงขึ้น
- การคำนวณเหล่านี้ไม่ได้คำนึงถึงความต้านทานของซีเนอร์ ซึ่งมีความสำคัญต่อการวัดที่แม่นยำ
คำเตือน
- ซีเนอร์จะต้องมีความเอนเอียงแบบย้อนกลับ มิฉะนั้น มันจะทำงานเหมือนซิลิกอนไดโอดทั่วไป
- เซมิคอนดักเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อน อย่าให้เกินพิกัดกำลังไฟ กระแสไฟ และอุณหภูมิที่ผู้ผลิตกำหนด
- ใช้ความระมัดระวังในการสร้างวงจรไฟฟ้าเสมอ เพื่อหลีกเลี่ยงการเผาไหม้ตัวเองหรือทำให้อุปกรณ์ของคุณเสียหาย
เกี่ยวกับผู้เขียน
Kim Lewis เป็นโปรแกรมเมอร์มืออาชีพและนักพัฒนาเว็บ เธอเป็นนักเขียนด้านเทคนิคมานานกว่า 10 ปีและได้เขียนบทความสำหรับธุรกิจและรัฐบาลกลาง ลูอิสสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาตรีด้านวิทยาศาสตร์ และสอนชั้นเรียนเกี่ยวกับการเขียนโปรแกรมอินเทอร์เน็ตเป็นครั้งคราว
เครดิตภาพ
รูปภาพ Polka Dot / รูปภาพ Polka Dot / Getty