Поясніть логіку перетворення від 12 В до 9 В

Як працює схема нижче?

Я знаю, що роблять резистори, конденсатори та транзистори і грають з ними на платі мікроконтролера, але я намагаюся зрозуміти логіку схеми.

Я припускаю, що між резисторами 22 Ом і 470 Ом існує залежність.

Він розпадається на три прості розділи, які кожен відносно легко пояснити:

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Перша частина - це діод, який забезпечує захист від зворотного напруги. Якщо з якоїсь причини полярність вхідної напруги проводиться напроти того, що вона має бути, то заблокує її, а вихід також буде істотно відключений. Тільки якщо полярність правильна, решта ланцюга працюватиме. Ціна включення цього додаткового захисту - можливо, падіння напруги$D_1$$700\:\text{mV}$ . (Я перебільшив цей перепад напруги трохи на діаграмі. Але він отримує точку впоперек.)

Наступний розділ нижче цього. Це стабілізатор. Резистор є для обмеження струму. Ценер, як правило, має однакову напругу по всьому, коли зворотне зміщене з достатньою напругою (і $11-13\:\text{V}$$R_1$$5\:\text{mA}$$10\:\text{mA}$$9.1\:\text{V}$$C_1$ , є для того, щоб "вирівняти" або "згладити" шум станера. Це не критично. Але це корисно.)

$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$ - це дуже дешевий спосіб додати скромний захист, який допоможе зробити всю справу просто трохи кращою, так би мовити.

$C_2$$C_2$ (не показано), можливо$4.7\:\text{k}\Omega$$C_2$

• TIP41A налаштований як послідовник напруги. Напруга випромінювача буде дорівнює базовій напрузі мінус приблизно 0,7 В.
• Резистор 470 Ом забезпечує базовий струм для включення транзистора і підтягування основи до напруги живлення.
• Ценеровий діод увімкнеться, якщо напруга основи перевищить 9,1 В (його напруга пробою). Тому база відбудеться в 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$ .
• Падіння більшої частини напруги на резистор зменшує потужність, що розсіюється в транзисторі. Ми повернемось до цього.
• 1N4007 призначений для захисту ланцюга від зворотного входу напруги. Ми втратимо близько 0,7 В через нього.

Назад до транзистора: дозволяє відпрацювати його на максимальному вході 14 В.

• Він = 14 В.
• V після 1N4007 = 13,3 В.
• V після резистора 22 Ом при 100 мА = 13,3 - 2,2 = 11,1 В.
• V поперек транзистора = 11,1 - 8,5 = 2,6 В (що допускає падіння напруги між базою та випромінювачем приблизно 0,6 В).
• $= VI = 2.6 \cdot 0.1 = 0.26\ \mathrm W$
• $(2.2 + 2.6)0.1 = 0.46\ \mathrm W$

Я припускаю, що між 22ohms і 470 Ом існує залежність.

Не зовсім. Вони виконують незалежні функції і не взаємодіють.

Ключовим елементом цього ланцюга, що викликає його вихід +9 В, є ценеровий діод 1N757. Коли ланцюг подається живленням (+12 до +14 В), конденсатор 1 мкФ розряджається, а транзистор вимикається. З деякою затримкою конденсатор 1 мкФ заряджається через резистор 470 Ом до номінальної напруги ценерового діода, і він відкриває транзистор до випромінювача, що має вихідну напругу 9 В.

Резистор 22 Ом тут обмежує струм, якщо щось піде не так (захистить від дефіциту / перенапруги на короткий час, але на більш тривалий час транзистор може перегріватися і смажитися). Як я розумію, діод 1N4007 повинен гарантувати, що якщо випадково підключити вхідну напругу змінного струму, ланцюг не обсмажиться від негативної напруги.