Объясните логику преобразования 12 В в 9 В

Как работает схема ниже?

Я знаю, что делают резисторы, конденсаторы и транзисторы и играл с ними на плате микроконтроллера, но я пытаюсь понять логику схемы.

Я предполагаю, что существует связь между резисторами 22 Ом и 470 Ом.

converter 12v

— стек веб
источник

IN757 является эталоном напряжения для транзистора, который регулирует напряжение. Эта схема является плохим оправданием для регулятора напряжения, используйте 7809. circuitstoday.com/voltage-regulators

— напряжение Spike

ИМХО не имеет смысла добавлять новую схему в вопрос через 4 дня, как вы только что сделали. Результатом будет смесь ответов, некоторые ссылаются на одну схему, некоторые ссылаются на другую схему, что может привести к путанице для читателей. Вот почему здесь принято задавать один вопрос, чтобы ответы четко относились к этому вопросу. Я рекомендую вам вернуться к предыдущей версии вопроса (используйте функцию отката) и, если вам все еще нужна помощь, спросить о новой схеме в новом вопросе (ссылка на эту, если применимо).

— СамГибсон

В любом случае я думаю, что мой ответ ниже и другие дают вам достаточно информации, чтобы точно понять, как работает этот второй (первый) контур. Если вы разместите его как другой вопрос, пожалуйста, дайте ссылку на этот вопрос и объясните, что именно вы не понимаете, учитывая все объяснения ниже.

— Транзистор

Я удалил дополнительную схему для ясности. Еще раз всем спасибо.

— веб-стека

Ответы:

Он разбит на три простых раздела, каждый из которых относительно легко объяснить:

схематический

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Первая часть - это диод, который обеспечивает защиту от обратного напряжения. Если по какой-либо причине полярность входного напряжения подключена противоположно тому, что предполагается, то заблокирует его, и выход также будет по существу отключен. Только если полярность правильная, с остальной цепью в рабочем состоянии. Цена включения этой дополнительной защиты - падение напряжения примерно на $D_1$ . (Я немного преувеличил это падение напряжения на диаграмме. Но это ясно.) $700\:\text{mV}$

$11-13\:\text{V}$ $R_1$ $5\:\text{mA}$ $10\:\text{mA}$ $9.1\:\text{V}$ $C_1$

$9.1\:\text{V}$ $600-700\:\text{mV}$ $1\:\text{mA}$ $R_1$ $200\:\text{mA}$ $100\:\text{mA}$

$R_2$ $R_2$ $2\:\text{V}$ $\frac{2\:\text{V}}{22\:\Omega}\approx 100\:\text{mA}$ $R_2$

$C_2$ $C_2$ $4.7\:\text{k}\Omega$ $C_2$

— Йонк
источник

@stackweb да. Стабилитрон, ну, на самом деле, любой диод, можно рассматривать как устройство, которое изменяет свое сопротивление, чтобы поддерживать напряжение на себе в определенных пределах.

— Trevor_G

@Trevor_G Правда. Есть некоторая потеря, разделяющая там с R2. Я обдумал идею обсуждения рассеяния, но решил, что это выходит за рамки соответствующего ответа. Я беспокоился, что это может даже притупить или повредить основные моменты. Поэтому я отбросил идею.

— Йонк

@Trevor_G Да. Я выбрал слово «судороги» как достаточное здесь. Точные детали не слишком сложны. Но это хорошая схема для начинающих, чтобы понять, и нюансы того, что резистор вызывает насыщение и что насыщение влечет за собой быстрое увеличение базового тока, который затем может удалить большую часть или весь ток стабилитрона, начинают становиться «слишком большими деталями», и поэтому опять смущает. Так что я вернулся к "судорогам" так же хорошо, как сейчас.

— Йонк

:) хороший человек. Лично я предпочитаю слово "дроссели". Я думаю, что это намного лучше визуально, но это может быть что-то фрейдовское или садистское ... обо мне LOL

— Trevor_G

@Trevor_G Честно говоря, не хватает хороших "схем для начинающих". Этот находится в действительно прохладном "сладком пятне", которое обеспечивает: (1) полезную схему; (2) могут быть изготовлены и испытаны на макете; (3) можно проверить с помощью основного счетчика, почти каждый может получить дешево, используя обычные навыки; (4) включает в себя достаточно идей защиты, чтобы сделать его относительно безопасным для использования и злоупотребления; и (5) прямо в точке, где может быть небольшая борьба, чтобы понять и все же доступной для тех, кто имеет несколько основных идей.

— Йонк

TIP41A настроен как повторитель напряжения. Напряжение эмиттера будет равно базовому напряжению минус около 0,7 В.
Резистор 470 Ом обеспечивает ток базы, чтобы включить транзистор и подтянуть базу к напряжению питания.
Стабилитрон включится, если базовое напряжение превысит 9,1 В (напряжение пробоя). Поэтому база будет находиться на уровне 9,1 В.
$\frac {3}{470} = 6 \ \mathrm {mA}$
$IR = 0.1 \cdot 22 = 2.2\ \mathrm V$ $I^2R = 0.1^2 \cdot 22 = 0.22 \ \mathrm W$
Падение большей части напряжения на резисторе уменьшает мощность, рассеиваемую в транзисторе. Мы вернемся к этому.
1N4007 предназначен для защиты цепи от обратного входного напряжения. Мы потеряем около 0,7 В.

Вернемся к транзистору: давайте работать с максимальным входом 14 В.

Вин = 14 В.
V после 1N4007 = 13,3 В.
V после резистора 22 Ом при 100 мА = 13,3 - 2,2 = 11,1 В.
V на транзисторе = 11,1 - 8,5 = 2,6 В (допускается падение напряжения примерно 0,6 В между базой и эмиттером).
$= VI = 2.6 \cdot 0.1 = 0.26\ \mathrm W$
$(2.2 + 2.6)0.1 = 0.46\ \mathrm W$

Я предполагаю, что есть связь между 22 Ом и 470 Ом.

На самом деле, нет. Они выполняют независимые функции и не взаимодействуют.

— транзистор
источник

+1, хотя это действительно регулятор на 8,5 В, и не очень хороший.

— Trevor_G

Ключевым элементом этой схемы, вырабатывающей +9 В, является стабилитрон 1N757. Когда на цепь подается питание (от +12 до +14 В), конденсатор емкостью 1 мкФ разряжается, и транзистор отключается. С некоторой задержкой конденсатор емкостью 1 мкФ заряжается через резистор 470 Ом до номинального напряжения стабилитрона и открывает транзистор до эмиттера, имеющего выходное напряжение 9 В.

Резистор 22 Ом здесь ограничивает ток, если что-то идет не так (защищает от перегрузки / перегрузки по току в течение короткого времени, но в течение более длительных периодов транзистор может перегреваться и жариться). Диод 1N4007, как я понимаю, должен гарантировать, что, если вы случайно подключите входное напряжение переменного тока, цепь не сработает от отрицательного напряжения.

— анонимное
источник