Ez az instructable megtanulja, hogyan készítsünk nagy feszültségforrást néhány ellenállás, feszültségforrás és tranzisztor segítségével. Csak minimális tudás szükséges az elektronikáról!
kellékek:
1. lépés: Motiváció
Egyszerűen fogalmazva az a feszültség (vagy pontosabban potenciális különbség), mint az áramforrás az áramkörben. Bármi legyen is a terhelés (iPhone, hangszórók, stb.), Feszültséget kell biztosítania ahhoz, hogy működjön.
Mondja, hogy van feszültségforrás, de nem állítható be, és a terhelés kisebb feszültséget igényel. A legegyszerűbb módja annak, hogy ezt a két ellenállást állítsuk be, ami a feszültségelosztó. Ha tudod, hogyan működik a feszültségelosztó, tudni fogod, hogy az elektronikus áramkörök nagy része működik!
2. lépés: Hogyan működik egy feszültségmegosztó - egy példa
A feszültségelosztó a bemeneti feszültség egy töredékét adja ki. Ezt a frakciót a két ellenállás közötti kapcsolat határozza meg. Kirchoff törvényei mondja el nekünk, hogy egy Vin és két R1 és R2 ellenállásból álló áramkörben az R2-nél szétszóródó feszültség
Vin * R2 / (R1 + R2) .
Ha a terhelést R2-vel párhuzamosan csatlakoztatjuk, akkor bármiiyen feszültséget adhatunk (kevesebb, mint Vin) az R1 és R2 értékek jó választásával.
Például, ha Vin 15 V és R1 és R2 egyaránt 100 ohm (mint a csatolt fájlban feszültség-divider.pdf ), Vout = 15 * (100) / (200) = 7,5 V. Így 7,5 V-os kimenetet kaphat egy fix 15 V-os forrásból!
3. lépés: Feszültségelosztókkal kapcsolatos problémák feszültségforrásként (vagy a Sag-be történő bevezetés)
A tevenin rezisztencia (ami egy feszültségforrás belső ellenállásának tekinthető) a feszültségelosztó
R1R2 / (R1 + R2) .
Bár elég könnyű lenne építeni egy feszültségosztót, és feszültségforrásként használni, egy nagy problémába ütköztünk. A terhelésen keresztüli tényleges feszültség inkább a terhelés ellenállásától függ.
Ez a feszültség függősége a terhelési ellenállásban megereszkedik, amely egy feszültségforrásnál nem kívánatos. Ideális esetben egy állandó feszültséget kapnánk a terhelésen, függetlenül attól, hogy ellenáll-e. Ha azonban egy rakományt csatlakoztatunk, a terhelési ellenállást és az R2-t párhuzamosan kell figyelembe venni. Ezen ellenállások hozzáadásához egyszerűen kövesse az egyenletet
1 / Req = 1 / R2 + 1 / R3 ,
ahol 1 / R3 a terhelés ellenállása. Ez lehetővé teszi a kettő ellenállásának növelését, mivel a két ellenállás egyenértékű ellenállása a tényleges feszültségelosztót alkotja. A két szem előtt tartva egy példa arra, hogy egy feszültségelosztó mennyi megrepedhet egy kis terheléssel.
Tegyük fel, hogy ugyanaz az ellenállása, mint korábban. Ezúttal azonban 10 ohmos terhelést adunk hozzá. A feszültségelosztó második ellenállásának helyett 100 ohmnak kell lennie, a párhuzamos ellenállást figyelembe kell vennünk, és a Req-t használnánk ellenállásunknak.
10 ohm és egy 100 ohmos ellenállás párhuzamosan az egyenértékű ellenállás 9,09 ohm (1/10 + 1/100 = .11, 1 / .11 = 9,09). Amikor ezt a feszültségelosztó második ellenállásaként használjuk, egy olyan feszültségosztót kapunk, amely 9,09 / 109,09 * 15 = 1,25 V-t tesz ki, ami lényegesen kisebb, mint a kívánt 7,5 volt.
Amit végül vágyunk, a merev feszültségforrás, vagy olyan, amely nem változtatja meg a feszültséget a terhelés ellenére.
4. lépés: A tranzisztorok megoldják a problémát - a kibocsátó követői
Kiderül, hogy egy jó megoldás erre a problémára egy speciális áramkör, az an emitter követr. Az emitterkövető bemeneti feszültségekből áll (amelyek ugyanazon forrásból származhatnak, vagy nem) bázis és gyűjtő az, amit mi nevezünk tranzisztor, kimeneti feszültséggel (és végül a terheléssel) a tranzisztoron kibocsátó.
A tranzisztorokkal végzett munka során két fő szabály a hüvelykujjról.
1. Az emitter feszültség mindig az alapfeszültség, mínusz egy 0,6 V-os csepp (ami a diódának, amely összeköti az alapot az emitterrel).
2. A sugárzó árama mindig megegyezik a kollektorból érkező árammal, amely 100-szor nagyobb, mint az alapból származó áram. ( Ennek bizonyos korlátai vannak: ha a kollektorforrás nem tud elegendő feszültséget leadni ahhoz, hogy az áramot ezen a szinten tartsa, a terhelés nem kapja meg azt a feszültséget, amit megpróbál. Továbbá a kollektor feszültségének mindig 0,2 V-nál nagyobbnak kell lennie, mint a bázis feszültsége. Ellenkező esetben a tranzisztor megszakad.)
Első pillantásra az emitter követője haszontalan áramkörnek tűnik. A kimeneti feszültségünk egyszerűen a bemeneti feszültség, mínusz a tranzisztoron keresztül elvesztett 0,6 volttal.
Az emitter követője azonban nagyon hasznos lehet a feszültségforrás „merevítésében” (azaz a megszakítás csökkentésében). Ideális esetben a feszültségforrás belső ellenállása minimális, és terhelési ellenállásunk maximális. Ezt feszültségforrásoknak tekinthetjük, amelyek nagy ellenállással terhelik a „terhelést” és alacsony belső ellenállással rendelkező „tetszés” feszültségforrásokat töltenek be.
Az emitter és a bázis közötti áram 100-as tényezője azt jelenti, hogy a feszültségforrásunk ellenállása (ami a mi esetünkben a feszültségelosztó Thevenin-ellenállását nevezik) ~ 100-szor kisebb, mint a terhelésünk, ami segít a mi kibocsátással!
Nézzük át az előző példát, de most használjuk emitterkövető feszültségforrásunkat. Ezután Vout = Vin * (Rload) / (Rload + Rth / 100) = 15 * (10) / (10 + 50/100) = 15 * (10) / (10,5) = 14,28 V.
5. lépés: A Darn jó feszültségforrás (vagy legalábbis egy jóval jobb heck)
Az itt bemutatott áramkör olyan merev 5V-os áramot biztosít, amely csak 5% -kal csökken a terhelésen áthaladó maximális áramnál, ami 25 mA. Ezek általában jó számok a legtöbb áramkör számára, amelyre táplálkozni fog, és a számok megfelelően módosíthatók az Ön igényeinek megfelelően. A második ellenállás a kibocsátóból megtartja a terhelést. Annak érdekében, hogy a második ellenállás ne befolyásolja a tervezést, azt szeretné, hogy az ellenállás jelentősen magasabb legyen, mint a terhelés ellenállása (lásd a párhuzamos ellenállás egyenleteket, ha ez nem értelme).
