Simpleng Boltahe-hanggang-Kasalukuyan at Kasalukuyang-sa-Boltahe na Mga diskarte - Ni James H. Reinholm

Mayroong maraming mga uri ng boltahe-to-kasalukuyang at kasalukuyang-to-boltahe na mga circuit ng converter, at karamihan sa kanila ay gumagamit ng isang kumbinasyon ng mga opamp at transistor upang makamit ang isang mataas na antas ng kawastuhan. Ngunit kapag hindi kinakailangan ang mataas na kawastuhan, ang isang simpleng converter ng ganitong uri ay maaaring gawin gamit ang isa o dalawang resistors lamang.

Resistor bilang Boltahe sa Kasalukuyang Converter

Ang anumang resistor R na nakakonekta sa isang suplay ng kuryente na V ay maaaring maituring na isang boltahe sa kasalukuyang converter, dahil ang kasalukuyang nakasalalay sa boltahe sa pamamagitan ng batas ni Ohm - ang pormula kung saan ako = V / R.

Kung ang isang dulo ng risistor ay naka-disconnect, at ang isa pang sangkap D ay konektado sa putol na suplay ng terminal ng kuryente at risistor upang ang R at D ay magkakasunod sa supply ng kuryente, ang circuit ay kumikilos pa rin tulad ng isang boltahe sa kasalukuyang converter kung ang boltahe ay bumaba sa kabuuan ng bahagi D ay napakaliit o medyo pare-pareho.

Ang sangkap na ito ay maaaring isang diode, LED, o zener diode, o kahit isang resistor na may mababang halaga. Ipinapakita ng diagram sa ibaba ang mga posibleng kumbinasyon na ito. Ang risistor R ay maaari ring maiisip bilang isang kasalukuyang naglilimita ng risistor para sa idinagdag na sangkap D.

Ang kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng D ay natutukoy ng simpleng pormula: I = (V - VD) / R, kung saan ang VD ay ang drop ng boltahe sa idinagdag na sangkap.

Para sa pare-pareho ang halaga ng VD at R, ang kasalukuyang nakasalalay lamang sa V. Para sa pasulong na mga bias na diode, ang VD ay tungkol sa 0.3 - 0.35 volts para sa germanium, at 0.6 - 0.7 volts para sa mga diode ng silikon, at medyo pare-pareho sa isang malawak na hanay ng mga alon. Ang mga LED ay katulad ng mga diode, maliban sa mga ito ay itinayo gamit ang mga espesyal na materyales na naglalabas ng ilaw.

Paano gumagana ang mga LED sa Mga Resistor

Mayroon silang isang boltahe na pasulong na bias na medyo mas mataas kaysa sa regular na mga diode, at maaaring saanman mula sa halos 1.4 volts hanggang sa higit sa 3 volts, depende sa kulay. Ang mga LED ay mahusay na nagpapatakbo ng halos 10 mA hanggang 40 mA, at ang isang kasalukuyang nililimitahan na risistor ay halos palaging konektado sa isa sa mga LED terminal upang maiwasan ang anumang pinsala dahil sa mataas na kasalukuyang.

Mayroong bahagyang mga pagbabago sa boltahe na patak ng mga diode at LEDs para sa iba't ibang mga kasalukuyang antas, ngunit kadalasan ay maaaring mapabayaan ito sa pagkalkula. Ang mga diode ng zener ay magkakaiba sa na konektado sila sa reverse bias.

Nagtatakda ito ng isang nakapirming boltahe drop VD sa buong zener diode na maaaring saanman mula 2V hanggang sa paligid ng 300V, depende sa uri. Upang gumana ang alinman sa mga aparatong ito, ang boltahe ng suplay ay dapat na mas mataas kaysa sa boltahe na drop VD.

Ang anumang halaga ng risistor ay gagana, hangga't ang halaga nito ay sapat na mababa upang payagan ang sapat na kasalukuyang dumaloy, habang kasabay nito ay sapat na mataas upang mapanatili ang labis na kasalukuyang mula sa pag-agos. Karaniwan mayroong isang sangkap ng paglipat na ipinasok sa isang lugar sa serye ng circuit na ito, na kung saan ay naka-on o naka-off ang isang LED, atbp Ito ay maaaring isang transistor, FET, o ang yugto ng output ng isang opamp.

LED at Resistor sa mga Flashlight

Ang isang flashlight ng LED ay karaniwang binubuo ng isang baterya, switch, LED, at kasalukuyang nililimitahan ang risistor lahat ng konektado sa serye. Minsan, ang kasalukuyang naglilimita circuit ay binubuo ng dalawang resistors sa serye sa isang suplay ng kuryente, sa halip na isang resistor-at-diode na aparato na aparato.

Ang pangalawang risistor RD ay may isang maliit na mas maliit na halaga kaysa sa kasalukuyang nililimitahan risistor, R, at madalas na tinatawag na isang 'shunt' o 'sense' na risistor.

Ang circuit ay maaari pa ring isipin bilang isang boltahe sa kasalukuyang converter, dahil ang pormula sa itaas ay maaari na ngayong mabawasan sa I = V / R, dahil ang VD ay bale-wala kumpara sa V.

Ang kasalukuyang ay depende lamang sa boltahe, dahil ang R ay pare-pareho. Ang ganitong uri ng circuit ay madalas na matatagpuan sa iba't ibang mga circuit ng sensor, tulad ng mga sensor ng temperatura at presyon, kung saan ang isang tinukoy na dami ng kasalukuyang dumaloy sa isang aparato na may isang maliit na pagtutol.

Ang boltahe sa kabuuan ng aparatong ito ay karaniwang pinalalaki upang sukatin ang anumang pagbabago habang nagbabago ang paglaban ng sensor sa ilalim ng iba't ibang mga kundisyon. Ang boltahe na ito ay maaaring basahin ng isang multimeter kung mayroon itong sapat na pagiging sensitibo.

Kung ang pormula I = V / R ay binaligtad upang maging isang boltahe na function V = I R, ang simpleng two-resistor series circuit ay maiisip na isang kasalukuyang volt converter din.

Ang kasalukuyang nililimitahan na risistor ay mayroon pa ring halaga na mas mataas kaysa sa sense resistor, at ang sense resistor na ito ay sapat na maliit na hindi ito nakakaapekto sa pagpapatakbo ng circuit sa anumang makabuluhang paraan.

Paggamit ng isang Kasalukuyang Sensing Resistor

Ang isang kasalukuyang ay na-convert sa isang boltahe sa pamamagitan ng ang katunayan na ang maliit na boltahe VD sa kabuuan ng kahulugan ng risistor ay maaaring napansin ng isang multimeter, o maaari itong mapalakas at mailapat bilang isang senyas sa isang A / D converter.

Ang sinusukat na boltahe na ito ay nagpapahiwatig ng kasalukuyang daloy kasama ang formula ng batas ng Ohm na V = I R. Halimbawa, kung ang 0.001 A ay dumadaloy sa pamamagitan ng 1 ohm, ang pagbasa ng boltahe ay 0.001 V.

Ang pagbabago ay simple para sa isang 1 ohm risistor, ngunit kung ang halagang ito ay masyadong mataas, ang isa pang halaga - tulad ng 0.01 ohms - ay maaaring magamit, at ang boltahe ay madaling matagpuan gamit ang V = I R.

Ang tunay na halaga ng sense resistor ay hindi mahalaga sa talakayang ito. Maaari itong maging kahit saan mula sa 0.1 ohm hanggang 10 ohms, basta ang kasalukuyang nililimitahan na risistor ay mas mataas. Sa mga kasalukuyang kasalukuyang application, ang halaga ng sense resistor ay dapat na napakababa upang maiwasan ang labis na pagwawaldas ng kuryente.

Kahit na may isang halaga sa paligid ng 0,001 ohms, ang isang makatwirang boltahe ay maaaring maunawaan sa kabuuan nito dahil sa mataas na kasalukuyang daloy. Sa mga kaso tulad nito ang sense resistor ay karaniwang tinatawag na 'shunt' resistor.

Ang ganitong uri ng circuit ay madalas na ginagamit upang masukat ang kasalukuyang bagaman isang DC motor, halimbawa. Ito ay isang simpleng bagay na gumamit ng isang multimeter upang masukat ang boltahe ng AC o DC sa anumang punto sa isang elektronikong circuit, tulad ng sa isang motherboard ng PC. Ang isang naaangkop na sukat ng boltahe ay nakatakda sa multimeter, ang itim na probe na konektado sa isang ground point, at ang pulang probe na konektado sa check point.

Pagkatapos ay basahin nang direkta ang boltahe. Inaasahan kong ang impedance ng probe input circuitry ay sapat na mataas na hindi ito nakakaapekto sa operasyon ng circuit sa anumang paraan. Ang probed input impedance ay dapat magkaroon ng isang napakataas na paglaban sa serye kasama ang isang napakababang shunt capacitance.

Pagsukat sa Kasalukuyang Boltahe sa Mga Komplikadong Circuits

Ang pagsukat sa kasalukuyang AC o DC sa anumang punto sa isang circuit sa halip na boltahe ay nagiging mas mahirap, at ang circuit ay maaaring kailangang baguhin nang kaunti upang mapaunlakan ito. Maaaring posible na kunin ang mga kable ng isang circuit sa puntong nais ang pagsukat ng kasalukuyang daloy, at pagkatapos ay magsingit ng isang resistor ng pakiramdam na may mababang halaga sa dalawang mga contact point.

Muli, ang halaga ng risistor na ito ay dapat na sapat na mababa upang hindi ito makaapekto sa pagpapatakbo ng circuit. Ang mga probe na multimeter ay maaaring konektado sa kabuuan ng risistor na ito gamit ang naaangkop na sukat ng boltahe, at ang boltahe ng risistor ay ipapakita.

Maaari itong mai-convert sa kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng punto ng pagsubok sa pamamagitan ng paghati sa halaga ng kahulugan ng resistor, tulad ng pormula na I = V / R.

Sa ilang mga kaso, ang sense resistor ay maaaring itago sa circuit nang permanente kung ang kasalukuyang sa isang partikular na test point ay kailangang sukatin nang madalas.

Paggamit ng isang DMM upang Suriin ang Kasalukuyan

Marahil ay mas madali itong sukatin ang kasalukuyang daloy gamit ang multimeter nang direkta, sa halip na gumamit ng isang resistor ng pakiramdam. Kaya pagkatapos ng pagputol ng wire sa puntong susukat, ang sense resistor ay maaaring iwanang at ang mga lead ng multimeter ay direktang na-hook sa dalawang contact point.

Ang isang kasalukuyang pahiwatig ng daloy ay ipapakita sa multimeter kung ang naaangkop na kasalukuyang scale ng AC o DC ay itinakda. Palaging mahalaga na itakda ang tamang boltahe o kasalukuyang sukatan sa isang multimeter bago mag-hook up ng anumang mga probe, o ipagsapalaran ang pag-post ng isang pagbabasa ng zero.

Kapag ang isang kasalukuyang sukat ay itinakda sa isang multimeter, ang input impedance ng mga input probe ay naging napakaliit, katulad ng isang resistor ng pang-unawa.

Ang input ng probe ng isang multimeter ay maaaring isipin bilang ang kahulugan o 'shunt' na risistor, kaya't ang multimeter mismo ay maaaring maisama bilang kapalit ng RD risistor sa nasa itaas na diagram. Inaasahan ko, ang input impedance ng multimeter ay sapat na mababa na hindi ito nakakaapekto sa operasyon ng circuit sa anumang paraan.

Ang simpleng kasalukuyang-sa-boltahe at boltahe-hanggang-kasalukuyang mga diskarte sa conversion na tinalakay sa artikulong ito ay hindi tumpak tulad ng mga batay sa isang transistor o amp, ngunit para sa maraming mga aplikasyon gagana ang mga ito. Posible ring gumawa ng iba pang mga uri ng simpleng mga conversion gamit ang serye ng circuit na ipinakita sa itaas.

Halimbawa, ang isang input ng square square ay maaaring mai-convert sa isang saw-tooth waveform (integrator) sa pamamagitan ng pagpapalit ng bahagi ng D ng isang capacitor.

Ang tanging paghihigpit ay ang pare-pareho ang oras ng RC ay dapat na malaki kaugnay sa panahon ng parisukat na signal ng alon.