題:
用電阻降低電壓
Konner Rasmussen
2014-09-02 21:38:07 UTC
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我一直在尋找一種簡單的方法來將 12V 轉換為 5V 。我見過有人說只需要一個簡單的電阻即可。

$$伏特=歐姆\ cdot Amps $$$$ Amps = \ frac {Volts} {Ohms} $$$$ Ohms = \ frac {Volts} {Amps} $$

因此，施加電阻會降低電路的電壓。那應該意味著可以在12V電路的路徑中簡單地放置一個適當大小的電阻，將其轉換為5v。

  • 如果是這種情況，如何降低安培數？
  • 串聯與並聯在這方面會有所不同嗎？

我已經看到包括穩壓器IC和一些電容器的設計，但是如果使用簡單的電阻器/保險絲/二極管設置就可以了訣竅，我真的很喜歡那個。

您是否要為負載供電？什麼樣的負載？還是您正在嘗試更改承載信息的信號的電平？
它幾乎永遠不會僅僅降低電壓，也不會浪費能量（效率），安全性（電阻會變得非常熱）和調節（隨著負載/電流需求的變化來保持輸出電壓）。
http://electronics.stackexchange.com/questions/83656/3v-power-rail-from-5v
嗯，沒有更好的方法來降低電壓。使用5V穩壓器，或者如果您正在尋找簡單的東西，只需將一個齊納二極管反向偏置即可。
六 答案:
JIm Dearden
2014-09-03 00:21:39 UTC
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有幾種方法可從12V電源獲得5V電壓。每種方法都有其優點和缺點，因此我草擬了5條基本電路來展示它們的優缺點。

5 diagrams of different voltage regulators

  • 電路1 是一個簡單的串聯電阻器-就像一個“有人”告訴您的那樣。電流，浪費了大部分電源。如果負載值發生變化，則由於沒有調節，電壓將發生變化。但是，它可以承受輸出短路並保護12V電源免受短路。
    • 電路2 是一個齊納二極管串聯（或者您可以使用一個串聯以彌補電壓降的普通二極管的數量-例如12個矽二極管）

    它起作用了，但是大部分功率由齊納二極管耗散二極管。不是很有效！另一方面，如果負載發生變化，則可以提供一定程度的調節。但是，如果將輸出短路，則齊納二極管將釋放出魔幻的藍色煙霧。一旦齊納二極管損壞，這種短路也可能損壞12V電源。

    • 電路3 是串聯晶體管（或發射極跟隨器）-顯示了結型晶體管，但可以使用MOSFET作為源極跟隨器來構建類似的版本。

    它工作時，但大部分功率必須由晶體管耗散，這並不是短路保護。像電路2一樣，您最終可能會損壞12V電源。另一方面，由於晶體管的電流放大作用，調節將得到改善。齊納二極管不再需要承受全部負載電流，因此可以使用更便宜/更小/更低功率的齊納二極管或其他參考電壓器件。該電路實際上比電路1和2效率低，因為齊納及其相關電阻需要額外的電流。

    • 電路4 是一個三端穩壓器（IN-COM-OUT）。這可能表示專用的IC（例如7805）或由運算放大器/晶體管等構建的分立電路。

    它可以工作，但該設備（或電路）必須消耗比提供給負載的功率更多的功率。它比電路1和2效率更低，因為額外的電子器件會消耗額外的電流。另一方面，它可以承受短路，因此對電路2和3也有改進。它還限制了短路條件下的最大電流，從而保護了12v電源。

    • 電路5 是降壓型穩壓器（DC / DC開關穩壓器）。

    它起作用了， BUT 的輸出可以是由於設備的高頻開關特性，因此有點尖刺。但是，它非常有效，因為它使用存儲的能量（在電感器和電容器中）來轉換電壓。它具有合理的電壓調節和輸出電流限制。這將在短路中倖存下來並保護電池。

    這5條電路全部正常工作（即，它們在負載上均產生5V電壓），各有利弊。在保護，法規和效率方面，有些工作要比其他工作好。像大多數工程問題一樣，它是在簡單性，成本，效率，可靠性等之間進行權衡的選擇。

    關於“恆定電流”-您不能具有固定的（恆定）電壓>並且恆定電流負載可變。您必須選擇-恆定電壓 OR 恆定電流。如果選擇恆定電壓，則可以將某種形式的電路添加到最大電流 limit 中，以達到安全的最大值-例如電路4和5。

@Scott Seidman的答案中提到的“經典”分壓器怎麼樣？為什麼這裡沒有提到？乍一看，它似乎與這裡的電路1不同，因為它包含一個與[潛在變化的]負載並聯的額外的*恆定*電阻。很高興知道選擇不同的R1和R2值會帶來什麼後果。當負載電阻改變時，它們對電壓穩定性有什麼影響？
似乎5號是最好的，在獲得5V電壓以消除尖峰之後再添加一個電容器又如何呢？
The Photon
2014-09-02 21:44:33 UTC
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僅當您始終通過電阻發送完全相同的電流時，電阻器才能提供固定的電壓降。您只需根據電流量選擇電阻，以使其下降7 V。

但是大多數負載並非始終都吸收完全相同的電流，因此這種方法在實踐中很少有用。對於電流非常低的負載（例如，高達50 mA），線性穩壓器將產生固定的輸出電壓，響應負載電流的變化變化很小。對於更高的電流，降壓型開關穩壓器將執行相同的操作，但是具有更高的功率效率。

電感器可以解決恆定電流的問題嗎？可以使用電容器汲取所需的電流嗎？並將其餘的發送回PSU？
不會。電感器會減慢電流的變化，但不能阻止它們。
Scott Seidman
2014-09-02 22:01:49 UTC
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這很大程度上取決於您為什麼要嘗試降低電壓，以及負載是否在變化。要從@Matthijs竊取圖片，請enter image description here

您要降低電壓的電路總體上位於U2反射的點之間。如果該電路消耗電流，則需要在方程式中加以考慮。更糟糕的是，如果電路汲取的電流發生變化，那麼電壓U2也會變化！

有時，您可以使用分壓器降低電壓，但是有時需要使用某種穩壓器。

是的，但是這個等式並不能為我們提供R1和R2值的唯一答案。滿足這個方程式的R1 / R2對數是無限的。如何從無限的解決方案中選擇適當的組合？我認為正確的選擇應該基於負載的電阻。但是由於某些原因，許多答案往往會避開這個極為常見的問題。
Null
2014-09-02 22:51:49 UTC
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正如其他人所提到的，您可以使用兩個電阻的分壓器，但是如果負載電流發生變化，分壓器的輸出就會改變。

您仍然可以使用分壓器並通過添加解決此問題分壓器輸出的緩衝器。 （對您而言）最簡單的方法是使用配置為緩衝器的運算放大器：

schematic

模擬該電路 –使用 CircuitLab sup>

創建的原理圖運算放大器具有非常高的輸入阻抗，因此不會使分壓器負載。

如果您不想使用運算放大器，也可以通過將源極跟隨器（MOSFET）或發射極跟隨器（BJT）用作緩衝器來實現。但是，如果使用源極或發射極跟隨器，則必須更加謹慎地進行偏置。

雖然比分壓器更好，但運放通常仍然不是實現此目的的正確方法，這取決於負載需要多少電流。
Matthijs
2014-09-02 21:44:08 UTC
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可以使用分壓器降低電壓。它使用兩個電阻來“分壓”電壓，如下圖所示。

enter image description here

我假設u1和u2是v in和v out是嗎？
沒錯U1是您要“分壓”的電壓，U2是您要使用的電壓。知道了這些電壓，就可以計算出電阻。只需為R1選擇一個電阻併計算R2。如其他答案所述，您需要確定電阻值的尺寸，使其能夠處理電路汲取的電流。該方法主要用於電流非常低的應用中，並且電噪聲不是電路的主要問題。（示例：我製作了一些需要不同電壓電平的吉他踏板，這是我使用分壓器提供的）
Sanjeev Kumar
2014-09-02 21:43:49 UTC
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分壓器將完成這項工作。如果在電源路徑中放置電阻，則只會設置電流而不是電壓。

根據您的電流要求，您可以選擇電阻並將其配置為分壓器。

分壓器僅適用於固定負載。


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