12 Vから9 Vへの変換のロジックを説明する

以下の回路はどのように機能しますか？

抵抗器、コンデンサー、トランジスターがマイクロコントローラーボード上で何をし、それらで遊んだかは知っていますが、回路の論理を理解しようとしています。

22オームと470オームの抵抗には関係があると思います。

converter 12v

IN757は、電圧を調整するトランジスタの電圧リファレンスです。この回路は7809.使用し、電圧レギュレータの貧言い訳ですcircuitstoday.com/voltage-regulators

— 電圧スパイク

私見、あなたがちょうどやったように、4日後に質問に新しい回路を追加することは賢明ではありません。結果は、1つの回路に関するものと、他の回路に関するものと、読者にとって混乱を招く可能性のある、複数の回答の組み合わせとなります。そのため、ここでのルールは1つの質問をすることであるため、回答は明らかにその質問を参照します。質問の前のバージョンに戻し（ロールバック機能を使用）、さらに支援が必要な場合は、新しい質問で新しい回路について質問することをお勧めします（関連する場合は、この回路へのリンク）。

— サムギブソン

いずれにせよ、私は以下の私の答えと他の人があなたにその2番目の（最初の）回路がどのように機能するかを正確に理解するのに十分な情報を与えると思います。別の質問として投稿する場合は、この質問にリンクして、以下の説明をすべて読んで理解できないことを正確に説明してください。

— トランジスタ

わかりやすくするために、余分な回路を削除しました。再び感謝します。

— スタックウェブ

回答:

これは3つの単純なセクションに分かれており、それぞれ比較的簡単に説明できます。

回路図

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

最初の部分は、逆電圧保護を提供するダイオードです。何らかの理由で入力電圧の極性が本来の極性と反対に配線されている場合、はそれをブロックし、出力も本質的にオフになります。極性が正しい場合のみ、回路の残りの部分は動作可能です。この保護を追加することの代償は、おそらく電圧降下です。（図では、この電圧降下を少し誇張しました。しかし、ポイントがわかります。） $D_1$ $700\:\text{mV}$

次のセクションはその下です。これはツェナーレギュレータです。抵抗は電流を制限するためにあります。ツェナーは、十分な電圧で逆バイアスがかけられたときに同じ電圧になる傾向があります（で十分です）が与えられた場合、電流はどこかにあるはずです。約から。これは多くのツェナーにとって「通常の」動作電流です。（データシートを調べて、正確に調べることができます。ここでは気にしませんでした。）したがって、ツェナーの上部の電圧は近いはずです。ツェナーを流れる正確な電流は、これにわずかな影響を及ぼします。しかし、それほどではありません。（コンデンサ、 $11-13\:\text{V}$ $R_1$ $5\:\text{mA}$ $10\:\text{mA}$ $9.1\:\text{V}$ $C_1$ 、ツェナーノイズを「平均化」または「平滑化」するためにあります。重要ではありません。しかし、それは役に立ちます。）

右側の最後のセクションは、現在のコンプライアンスを「強化」するためのものです。ツェナーには数ミリアンペアしか使用できないため、この追加セクションを含めなかった場合、負荷はツェナーの調整電圧を台無しにすることなくせいぜい数ミリアンペアしか引き出すことができませんでした。したがって、それ以上のものを入手するには、現在のブースティングセクションが必要です。これは、しばしば「エミッターフォロワー」BJTと呼ばれるもので構成されています。このBJTのエミッタは、ベースの電圧に「追従」します。ベースがにあり、ベース-エミッター電圧降下が約 $9.1\:\text{V}$ $600-700\:\text{mV}$ 、エミッターが「追従」することを期待できますが、ここではわずかに低い電圧で（回路図に示されているように）このBJTは多くのコレクター電流を可能にするために多くのベース電流を必要としません。したがって、ここでのBJTは、コレクターから電流を「引き込む」ことができます。また、非常に小さく、小さなベース電流（ツェナーから「盗まれた」ので、非常に多くすることはできません）を引きます。 2つが総エミッタ電流になります。このエミッタ電流は、ベース電流の数百倍にもなります。したがって、ここでは、おそらくを処理するために、BJT はベース電流のを描画することがあります（により利用可能な回数が数倍あるため大丈夫です）。 $1\:\text{mA}$ $R_1$ $200\:\text{mA}$ エミッタ電流の。「保守的である」という考えに沿って、仕様はのみを示してい。これは、誰かにこれができることを伝えるときの正しい方法です。保守的になってください。 $100\:\text{mA}$

$R_2$ は、短絡電流制限のビットとして存在します。他にはあまり役に立たない。しかし、負荷がエミッタを介して過大な電流を引き込もうとすると、電圧降下がますます大きくなり、これによりコレクタがより低い残りの電圧にアクセスできるようになります。ある時点で、エミッタは「 "屈」になります。この場合、以上（おそらくもう少し）をドロップすると、おそらく出力を圧縮するプロセスが開始されます。これは、制限がどこかにあることを意味します。全体的に、は、いわば、全体をもう少し防弾にするために、控えめな保護を追加する非常に安価な方法です。 $R_2$ $2\:\text{V}$ $\frac{2\:\text{V}}{22\:\Omega}\approx 100\:\text{mA}$ $R_2$

注：は、負荷による一時的な短期的な需要がある場合に、ある程度の電流コンプライアンスを提供する出力コンデンサです。また、通常は、出力からグランドへのDCパスを提供し、数回後にを放電するためのブリード抵抗として、おそらく出力抵抗（図示せず）を含めたいと思い入力電源が取り外されたときの秒数。 $C_2$ $C_2$ $4.7\:\text{k}\Omega$ $C_2$

— ジャンク
ソース

@stackwebはい。ツェナーダイオードは、実際にはどのダイオードでも、抵抗を変化させて一定範囲内の電圧を維持するデバイスと考えることができます。

— Trevor_G

@Trevor_G True。R2と共有されている散逸があります。私は散逸を議論するという考えを考えていましたが、それは適切な答えの範囲を超えていると決めました。私はそれが主要なポイントを鈍くしたり、損傷したりするのではないかと心配しました。だから私はアイデアを落とした。

— ジャンク、

@Trevor_Gうん。ここでは、「けいれん」という言葉で十分だと選択しました。正確な詳細はそれほど難しくありません。しかし、これは理解するのに適した初心者向けの回路であり、抵抗器が飽和を強制し、飽和がベース電流の急激な増加を伴い、ツェナーの電流の大部分またはすべてを除去する可能性があるというニュアンスです再び混乱します。それで、私は今のところ十分に「けいれん」に戻りました。

— ジャンク、

：）いい男。個人的には、「チョーク」という言葉が好きです。私はそれがより良い視覚的だと思うが、それはLOL私についてフロイト、またはサディスティック...何かかもしれ

— Trevor_G

@Trevor_G正直言って、十分な「初心者向け回路」はありません。これは本当にクールな「スイートスポット」にあり、次の機能を提供します。（1）有用な回路。（2）ブレッドボードで作成およびテストできます。（3）基本的なメーターでチェックアウトできるため、ほとんどの人が共通のスキルを使用して安価に取得できます。（4）使用および乱用を比較的安全にするための十分な保護のアイデアが含まれています。（5）理解するのは小さな苦労かもしれませんが、いくつかの基本的なアイデアを持っている人にとってはまだアクセスしやすい時点です。

— ジャンク、

TIP41Aは電圧フォロワとして構成されています。エミッタ電圧は、ベース電圧から約0.7 Vを引いた値に等しくなります。
470Ω抵抗は、ベース電流を供給してトランジスタをオンにし、ベースを電源電圧に引き込みます。
ベース電圧が9.1 V（ブレークダウン電圧）を超えると、ツェナーダイオードがオンになります。したがって、ベースは9.1 Vに保持されます。
$\frac {3}{470} = 6 \ \mathrm {mA}$
$IR = 0.1 \cdot 22 = 2.2\ \mathrm V$ $I^2R = 0.1^2 \cdot 22 = 0.22 \ \mathrm W$
抵抗両端の電圧の大部分を落とすと、トランジスタで消費される電力が減少します。それに戻ります。
1N4007は、逆電圧入力接続から回路を保護するためのものです。両端で約0.7 Vが失われます。

トランジスタに戻ります：最大14 Vの入力で動作させます。

Vin = 14 V
1N4007の後のV = 13.3V。
100 mAで22Ω抵抗の後のV = 13.3-2.2 = 11.1 V
トランジスター両端のV = 11.1-8.5 = 2.6 V（ベースとエミッター間で約0.6 Vの電圧降下が可能）。
$= VI = 2.6 \cdot 0.1 = 0.26\ \mathrm W$
$(2.2 + 2.6)0.1 = 0.46\ \mathrm W$

私は22オームと470オームの間に関係があると思います。

あんまり。それらは独立した機能を提供しており、相互作用しません。

— トランジスタ
ソース

ただし、実際には8.5Vレギュレータであり、あまり良いものではありません。

— Trevor_G

+9 Vを出力するこの回路の重要な要素は、ツェナーダイオード1N757です。回路に電力（+12〜+14 V）が供給されると、1 µFのコンデンサが放電され、トランジスタがオフになります。少し遅れて、1 µFのコンデンサが470オームの抵抗を介してツェナーダイオードの公称電圧まで充電され、9 Vの出力電圧を持つエミッタまでトランジスタが開きます。

ここの22オームの抵抗器は、何かがうまくいかない場合に電流を制限します（短時間は不足/過電流から保護しますが、長期間トランジスタが過熱して揚げる場合があります）。私が理解するように、1N4007ダイオードは、誤ってAC入力電圧を接続した場合に、回路が負の電圧からフライしないようにすることです。

— 匿名
ソース