전압 분배기 회로 : 정의, 다이어그램 및 응용 프로그램

전압 분배기는 전자 제품에서 가장 간단한 회로 중 하나입니다.두 개의 저항 만 사용하여 전압을 필요한 레벨로 낮추는 것입니다.이를 통해 센서, 앰프 및 측정 도구에 유용합니다.이 기사에서는 전압 분배기의 작동 방식, 용도 및 쉽게 설계 할 수있는 쉬운 규칙을 배우게됩니다.

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전압 분배기 개요

전압 분배기는 더 큰 전압을 더 작은 전압으로 낮추기 위해 전자 제품에 사용되는 기본이지만 기본 회로입니다.두 개의 저항을 직렬로 연결하여 작동하며 더 작은 전압은 저항 중 하나에서 측정됩니다.이 회로는 기준 전압을 생성하거나 고전압을 처리 할 수없는 부품의 신호 레벨을 줄이거 나 앰프에서 바이어스를 제공해야 할 때와 같이 많은 상황에서 유용합니다.전압 디바이더는 간단하고 사용하기 쉽고 전자 시스템의 전압을 제어하기위한 기본입니다.그들은 여러 유형의 회로에서 발견되므로 너무 많은 전압으로 인해 부품이 올바르게 작동하는지 확인합니다.

전압 분배기 회로도

그림 1 : 전압 분배기 회로도

이것은 간단한 전압 분배기 회로입니다.입력 전압 소스 Vin에 따라 직렬로 연결된 R1 및 R2라는 두 개의 저항을 사용합니다.출력 전압 vout는 두 저항 사이의 지점에서 가져옵니다.

이 회로의 목적은 출력에서 ​​입력 전압의 일부를 생성하는 것입니다.VOUT의 정확한 값은 두 저항의 비율에 따라 다릅니다.R1과 R2가 동일하면 출력은 입력 전압의 절반이됩니다.저항 값을 변경하면 출력에 입력 전압의 양을 조정할 수 있습니다.이 간단한 회로는 전자 제품에 사용되어 전압을 낮추거나 기준 레벨을 제공하거나 회로의 다른 부분에 안전하게 공급 신호를 제공합니다.

전압 분배기의 응용

기준 전압 생성

전압 분배기는 회로의 다른 구성 요소에 적용될 수있는 특정 기준 전압을 생성하는 데 사용되어 안정적이고 제어 된 작동을 보장합니다.

신호 레벨 감소

신호 전압을 줄여 고전압을 처리 할 수없는 다른 장치 또는 회로에 입력하는 데 적합합니다.

증폭기의 바이어스

앰프 회로에서 전압 분배기는 바이어스를 제공하는 데 사용되어 앰프가 최적의 범위 내에서 작동하도록합니다.

센서의 전압 조정

전압 분배기는 센서의 요구 사항에 맞게 전압을 조정하여 필요한 전압 범위 내에서 올바르게 작동하는 데 도움이됩니다.

전압 감지 및 측정

전압 분배기는 전압 감지 응용 분야에 사용될 수 있으므로 회로가 전압 레벨을 정확하게 측정하고 모니터링 할 수 있습니다.

전원 공급 장치 규정

전원 공급 장치 회로에서 전압 분배기는 전압을 원하는 레벨로 조정하여 안정적인 전력 출력에 기여할 수 있습니다.

전압 분배기의 10% 규칙

10% 규칙은 기본 가이드 라인으로 회로의 전압 측정이 정확한 상태를 유지하는 데 도움이됩니다.전압 분배기를 사용하면 전압을 더 작은 값으로 분할하기 위해 직렬로 연결된 2 개의 저항입니다.출력은 r₂이라고 불리는 두 번째 저항을 가로 질러 촬영됩니다.

부하라고하는 다른 장치 가이 출력에 연결되면 전류도 그려집니다.이 하중은 회로 또는 측정 도구의 다른 부분과 같은 것일 수 있습니다.하중의 저항이 너무 낮 으면 분배기 작동 방식이 변경되며 얻는 전압은 예상 한 내용과 일치하지 않습니다.

10% 규칙은이 문제를 피하는 데 도움이됩니다.하중 저항은 R₂보다 10 배 이상 더 커야한다고 말합니다.이 조건이 충족되면 하중은 분배기에 큰 영향을 미치지 않으며 출력 전압은 분배기가 제공하도록 설계된 것에 가깝게 유지됩니다.

전위차계가있는 전압 분배기

그림 2 : 전위차계가있는 전압 분배기

전위차계는 출력 전압을 조절할 수 있도록 전압 분배기에 사용될 수있는 가변 저항의 한 유형입니다.전위차계를 사용하면 노브를 돌리거나 컨트롤을 슬라이딩하여 저항을 변경할 수 있습니다.

장치에는 3 개의 터미널이 있습니다. 2 개는 입력 전압에 걸쳐 연결되고 세 번째는 와이퍼라고합니다.컨트롤을 돌리면 와이퍼가 움직여 저항을 두 부분으로 나눕니다.이로 인해 입력 전압이 분할되는 방식이 변경되고 출력 전압이 원활하게 증가하거나 감소 할 수 있습니다.

전압 분배기에서 전위차계를 사용하면 전압을 회로가 필요로하는 정확한 레벨로 설정할 수 있습니다.이것은 적절한 작동을 위해 전압을 조정하거나 조정 해야하는 많은 상황에서 도움이됩니다.

센서가있는 전압 분배기

그림 3 : 센서가있는 전압 분배기

전압 분배기는 입력 전압을 더 작은 출력 전압으로 분할하는 두 개의 저항으로 만든 간단한 회로입니다.저항 중 하나가 저항을 변경하는 센서로 대체되면 출력 전압도 변경됩니다.이를 통해 회로가 온도 나 빛과 같은 물리적 조건을 측정 할 수있는 전압으로 돌릴 수 있습니다.

회로는 출력의 전압이 두 저항의 비율에 의존하기 때문에 작동합니다.센서의 저항이 증가하거나 감소하면 비율이 변경되고 출력 전압이 위 또는 아래로 이동합니다.마이크로 컨트롤러 또는 기타 측정 장치는이 전압을 읽고 환경에 대한 정보로 사용할 수 있습니다.

이 방법은 간단하고 효과적이기 때문에 널리 사용됩니다.복잡한 구성 요소없이 센서를 전자 회로에 직접 연결할 수 있습니다.전압 분배기를 사용하면 저항 변경을 디지털 시스템이 이해하고 처리 할 수있는 신호로 변환 할 수 있습니다.

전압 분배기로 고전압을 측정합니다

전압 분배기는 고전압을 안전하게 측정 할 수있는 간단한 회로입니다.입력 전압을 더 작은 값으로 줄이기 위해 직렬로 연결된 두 개의 저항을 사용하여 작동합니다.출력은 저항 중 하나를 가로 질러 촬영되므로 보이는 전압의 양은 두 저항의 비율에 따라 다릅니다.

전력 시스템에서 발견되는 것과 같은 매우 높은 전압의 경우 특수 분배기 프로브가 종종 사용됩니다.이 프로브에는 다량의 전압을 처리하도록 설계된 고 부가가치 저항이 포함되어 있습니다.그들은 표준 측정 도구가 감소 된 전압을 안전하고 정확하게 읽을 수 있도록합니다.

고전압을 위해 전압 분배기를 구축하거나 사용할 때는 안전이 기본입니다.저항은 그들을 가로 지르는 전압과 열로 방출하는 전력을 견딜 수 있어야합니다.전기 고장을 방지하려면 좋은 단열재와 적절한 간격도 필요합니다.

레벨 이동을위한 전압 분배기

그림 4 : 레벨 이동을위한 전압 분배기

전압 분배기는 신호를 더 높은 전압에서 더 낮은 전압으로 낮추는 기본 회로입니다.이것은 시스템의 두 부분이 다른 전압을 사용하고 함께 작동해야 할 때 유용합니다.

많은 회로에서 한 장치는 5 볼트를 사용할 수 있고 다른 장치는 3.3 볼트를 사용합니다.더 높은 신호가 하단으로 직접 전송되면 손상이 발생할 수 있습니다.전압 분배기는 다른 장치에 도달하기 전에 전압을 안전한 레벨로 줄임으로써이를 방지합니다.

회로는 직렬로 연결된 두 개의 저항을 사용합니다.입력 신호는 두 저항 모두에 걸쳐 배치되며 출력은 그 사이의 지점에서 가져옵니다.출력에서의 전압량은 두 저항의 비율에 따라 다릅니다.올바른 값을 선택하면 더 높은 신호가 올바른 레벨로 이동됩니다.

이 방법은 전압 요구가 다른 구성 요소가 통신 해야하는 시스템에서 일반적입니다.전압 분배기는 연결을 안전하게 만들고 양쪽의 신호를 깨끗하게 유지합니다.

AC 회로의 용량 성 전압 분배기

그림 5 : AC 회로의 용량 성 전압 분배기

용량 성 전압 분배기는 커패시터를 사용하여 교대 전류 (AC) 전압을 작은 부품으로 분할하는 회로입니다.저항 분배기처럼 작동하지만 저항에 의존하는 대신 커패시터가 AC 신호에 반응하는 방식에 따라 다릅니다.이 반응을 용량 성 반응물이라고하며 주파수에 따라 변합니다.

두 커패시터가 AC 소스에 따라 직렬로 연결되면 출력은 그 사이의 지점에서 가져옵니다.이 시점에서 전압의 양은 커패시터의 비율에 따라 다릅니다.용량 성 리액턴스가 더 높은 주파수에서 작아 지므로 분배기의 동작은 신호 주파수에 따라 변경됩니다.

이 유형의 분배기는 다른 주파수의 신호를 처리 해야하는 AC 회로에서 유용합니다.신호의 부분을 분리하거나 신호를 통과하는 방법을 형성하거나 회로의 한 부분이 다른 부분에 연결되는 방식을 조정하는 데 도움이 될 수 있습니다.

유도 전압 분배기

그림 6 : 유도 전압 분배기

유도 전압 분배기는 인덕터를 사용하여 교류 (AC) 전압을 줄이거 나 분할하는 회로입니다.저항 또는 커패시터 분배기와 유사하게 작동하지만 저항 또는 커패시턴스 대신 유도 성 리액턴스라고 불리는 인덕터의 특성에 의존합니다.유도 성 리액턴스는 주파수에 따라 변화 하여이 유형의 분배기가 특히 고주파에서 특히 유용합니다.

두 인덕터가 AC 소스에 따라 직렬로 연결되면 출력 전압은 그 사이의 지점에서 가져옵니다.출력에 나타나는 전압의 양은 두 인덕터의 비율에 따라 다릅니다.더 높은 주파수에서 유도 리액턴스가 커지기 때문에 분배기의 거동은 신호에 따라 이동합니다.

이러한 종류의 전압 분배기는 종종 무선 주파수 (RF) 신호 또는 기타 고주파 시스템을 처리하는 회로에 사용됩니다.신호 레벨을 제어하고 전압을 측정하며 신호가 회로의 한 부분에서 다른 부분으로 효율적으로 움직이는지 확인합니다.

전압 분배기 설계에 대한 팁

• 너무 많은 전력을 낭비하지 않고 필요한 출력 전압을 제공하는 저항 값을 선택하십시오.

• 전류 흐름을 많이하고 여분의 에너지를 열로 바꾸기 때문에 너무 작은 저항을 사용하지 마십시오.

• 회로를 불안정하고 작은 변화에 민감하게 만들 수 있기 때문에 너무 큰 저항을 사용하지 마십시오.

• 연결하는 장치는 저항보다 훨씬 높은 저항을 가져야하므로 전압 분배기를 방해하지 않습니다.

• 저항이 저항을 통과하는 전력의 양을 처리 할 수 ​​있는지 확인하십시오.

• 공차가 더 엄격한 저항을 사용하여 출력 전압을 더 안정적으로 유지하십시오.

• AC 신호의 경우 커패시터 및 인덕터는 분배기 작동 방식에 영향을 줄 수 있습니다.

• 부하가 분배기에 너무 많은 영향을 미치는 경우 OP-AMP와 같은 버퍼를 추가하십시오.

결론

전압 분배기는 두 개의 저항을 사용하여 전압을 더 작은 레벨로 줄입니다.기준 전압, 신호 조정, 센서 인터페이스 및 레벨 이동에 사용됩니다.올바른 저항 값을 선택하고 10% 규칙에 따라 많은 유형의 회로에서 안정적이고 신뢰할 수있는 작동을 제공합니다.