전압-전류 및 전류-전압 변환기 회로에는 많은 유형이 있으며, 대부분은 높은 수준의 정확도를 달성하기 위해 opamp와 트랜지스터의 조합을 사용합니다. 그러나 높은 정확도가 필요하지 않은 경우에는 하나 또는 두 개의 저항을 사용하여 이러한 유형의 간단한 변환기를 만들 수 있습니다.

전압-전류 변환기로서의 저항

전원 공급 장치 V에 연결된 모든 저항 R은 전류가 옴의 법칙을 통해 전압에 의존하기 때문에 전압 대 전류 변환기로 간주 될 수 있습니다. 공식은 I = V / R입니다.

저항의 한쪽 끝이 분리되고 다른 구성 요소 D가 분리 된 전원 공급 장치 단자와 저항에 연결되어 R과 D가 전원 공급 장치에서 직렬로 연결 되어도 전압이 떨어지면 회로는 여전히 전압-전류 변환기처럼 동작합니다. 성분 D에 걸쳐 매우 작거나 상대적으로 일정합니다.

이 구성 요소는 다이오드, LED 또는 제너 다이오드 또는 낮은 값의 저항 일 수 있습니다. 아래 다이어그램은 이러한 가능한 조합을 보여줍니다. 저항 R은 추가 된 구성 요소 D에 대한 전류 제한 저항으로 생각할 수도 있습니다.

D를 통해 흐르는 전류는 I = (V – VD) / R과 같은 간단한 공식에 의해 결정됩니다. 여기서 VD는 추가 된 구성 요소의 전압 강하입니다.

VD 및 R의 상수 값의 경우 전류는 V에만 의존합니다. 순방향 바이어스 다이오드의 경우 VD는 게르마늄의 경우 약 0.3 ~ 0.35V, 실리콘 다이오드의 경우 0.6 ~ 0.7V이며 광범위한 전류에서 비교적 일정합니다. LED는 빛을 방출하는 특수 재료를 사용하여 구성된다는 점을 제외하면 다이오드와 유사합니다.

LED가 저항과 함께 작동하는 방법

그들은 일반 다이오드보다 약간 높은 순방향 바이어스 전압을 가지며 색상에 따라 약 1.4V에서 3V 이상이 될 수 있습니다. LED는 약 10mA ~ 40mA에서 효율적으로 작동하며 전류 제한 저항은 거의 항상 LED 단자 중 하나에 연결되어 고전류로 인한 손상을 방지합니다.

전류 레벨에 따라 다이오드 및 LED의 전압 강하에 약간의 변화가 있지만 일반적으로 계산에서 무시할 수 있습니다. 제너 다이오드는 역 바이어스로 연결된다는 점에서 다릅니다.

이는 유형에 따라 2V에서 약 300V까지 제너 다이오드에 고정 된 전압 강하 VD를 설정합니다. 이러한 장치가 작동하려면 공급 전압이 전압 강하 VD보다 높아야합니다.

저항의 값은 충분한 전류가 흐를 수 있도록 충분히 낮고 동시에 초과 전류가 흐르지 않도록 충분히 높으면 작동합니다. 일반적으로이 직렬 회로 어딘가에 스위칭 구성 요소가 삽입되어 LED를 켜거나 끕니다. 트랜지스터, FET 또는 opamp의 출력 단계가 될 수 있습니다.

손전등의 LED 및 저항기

LED 손전등은 기본적으로 배터리, 스위치, LED 및 전류 제한 저항으로 모두 직렬로 연결됩니다. 때때로 전류 제한 회로는 저항 및 다이오드 유형 장치 대신 전원 공급 장치에 직렬로 연결된 두 개의 저항으로 구성됩니다.

두 번째 저항 RD는 전류 제한 저항 R보다 훨씬 작은 값을 가지며 종종 '분로'또는 '감지'저항이라고합니다.

VD는 V에 비해 무시할 수 있기 때문에 위의 공식을 이제 I = V / R로 줄일 수 있으므로 회로는 여전히 전압 대 전류 변환기로 생각할 수 있습니다.

R이 일정하기 때문에 전류는 이제 전압에만 의존합니다. 이러한 종류의 회로는 온도 및 압력 센서와 같은 다양한 센서 회로에서 종종 볼 수 있으며, 여기에서 정의 된 양의 전류가 저항이 작은 장치에 흐르게됩니다.

이 장치의 전압은 일반적으로 다양한 조건에서 센서 저항이 변함에 따라 모든 변화를 측정하기 위해 증폭됩니다. 이 전압은 감도가 충분하면 멀티 미터로도 읽을 수 있습니다.

공식 I = V / R이 반전되어 전압 함수 V = I R이되면 간단한 2- 저항 직렬 회로도 전류-전압 변환기로 간주 할 수 있습니다.

“아날로그 신호는 어떻게 전송됩니까? ”

전류 제한 저항은 여전히 감지 저항보다 훨씬 높은 값을 가지며,이 감지 저항은 의미있는 방식으로 회로의 작동에 영향을 미치지 않을만큼 충분히 작습니다.

전류 감지 저항 사용

전류는 감지 저항기 양단의 작은 전압 VD가 멀티 미터로 감지되거나 증폭되어 A / D 컨버터에 신호로 적용될 수 있다는 사실에 의해 전압으로 변환됩니다.

이 측정 된 전압은 옴의 법칙 공식 V = I R로 전류 흐름을 나타냅니다. 예를 들어 0.001A가 1 옴을 통해 흐르면 전압 판독 값은 0.001V입니다.

변환은 1 옴 저항의 경우 간단하지만이 값이 너무 높으면 0.01 옴과 같은 다른 값을 사용할 수 있으며 V = I R을 사용하여 전압을 쉽게 찾을 수 있습니다.

감지 저항의 실제 값은이 논의에서 중요하지 않습니다. 전류 제한 저항이 훨씬 더 높은 한 0.1 옴에서 10 옴까지 가능합니다. 고전류 애플리케이션에서는 과도한 전력 손실을 방지하기 위해 감지 저항의 값이 매우 낮아야합니다.

0.001 옴 정도의 값으로도 높은 전류 흐름으로 인해 적절한 전압이 감지 될 수 있습니다. 이와 같은 경우 감지 저항을 일반적으로 '분로'저항이라고합니다.

“DC 전원 공급 장치를 구축하는 방법 ”

이러한 종류의 회로는 예를 들어 DC 모터를 통해 전류를 측정하는 데 자주 사용됩니다. 멀티 미터를 사용하여 PC 마더 보드와 같은 전자 회로의 모든 지점에서 AC 또는 DC 전압을 측정하는 것은 간단한 문제입니다. 멀티 미터에 적절한 전압 눈금이 설정되고 검정색 프로브는 접지 지점에 연결되고 빨간색 프로브는 체크 지점에 연결됩니다.

그런 다음 전압을 직접 읽습니다. 바라건대 프로브 입력 회로의 임피던스가 회로의 작동에 어떤 식 으로든 영향을 미치지 않을만큼 충분히 높기를 바랍니다. 프로브 입력 임피던스는 매우 낮은 션트 커패시턴스와 함께 매우 높은 직렬 저항을 가져야합니다.

복잡한 회로에서 전류 전압 측정

전압 대신 회로의 어느 지점에서나 AC 또는 DC 전류를 측정하는 것이 조금 더 까다로워지고이를 수용하기 위해 회로를 약간 수정해야 할 수도 있습니다. 전류 흐름 측정이 필요한 지점에서 회로의 배선을 절단 한 다음 두 접점에 낮은 값의 감지 저항기를 삽입 할 수 있습니다.

다시 말하지만,이 저항의 값은 회로 작동에 영향을주지 않을만큼 충분히 낮아야합니다. 그런 다음 적절한 전압 스케일을 사용하여이 감지 저항에 멀티 미터 프로브를 연결하면 저항 전압이 표시됩니다.

이것은 공식 I = V / R에서와 같이 감지 저항 값으로 나누어 테스트 포인트를 통해 흐르는 전류로 변환 될 수 있습니다.

경우에 따라 특정 테스트 지점의 전류를 자주 측정해야하는 경우 감지 저항을 회로에 영구적으로 유지할 수 있습니다.