РазноеКак из 12в сделать 5в: Как понизить напряжение с 12 на 5 вольт (резистор, микросхема) ?

Как из 12в сделать 5в: Как понизить напряжение с 12 на 5 вольт (резистор, микросхема) ?

Содержание

Как понизить напряжение с 12 на 5 вольт (резистор, микросхема) ?

 В этой статье расскажу о весьма банальных вещах, что не менялись уже не одно десятилетие, да они вообще не менялись. Другое дело, что с тех пор как был изучен принцип снижения напряжения в замкнутой цепи за счет сопротивления, появились и другие принципы питания нагрузки, за счет ШИМ, но тема это отдельная, хотя и заслуживающая внимания. Поэтому продолжу все-таки по порядку логического русла, когда расскажу о законе Ома, потом о его применении для различных радиоэлементов участвующих в понижении напряжения, а после уже можно упомянуть и о ШИМ.

Закон Ома при понижении напряжения

 Собственно был такой дядька Георг Ом, который изучал протекание тока в цепи. Производил измерения, делал определенные выводы и заключения. Итогами его работы стала формула Ома, как говорят закон Ома. Закон описывает зависимость падения напряжения, тока от сопротивления.
Сам закон весьма понятен и схож с представлением таких физических событий как протекание жидкости по трубопроводу. Где жидкость, а вернее ее расход это ток, а ее давление это напряжение. Ну и само собой любые изменения сечения или препятствия в трубе для потока, это будет сопротивлением. Итого получается, что сопротивление «душит» давление, когда из трубы под давлением, могут просто капать капли, и тут же падает и расход. Давление и расход величины весьма зависящие друг от друга, как ток и напряжение. В общем если все записать формулой, то получается так:

R=U/I; То есть давление (U) прямо пропорционально сопротивлению в трубе (R), но если расход (I) будет большой, то значит сопротивления как такового нет… И увеличенный расход должен показывать на пониженное сопротивление.

 Весьма туманно, но объективно! Осталось сказать, что закон то этот впрочем, был получен эмпирическим путем, то есть окончательные факторы его изменения весьма не определены.
Теперь вооружившись теоретическими знаниями, продолжим наш путь в познании того, как же снизить нам напряжение.

Как понизить напряжение с 12 на 5 вольт с помощью резистора

 Самое простое это взять и использовать нестабилизированную схему. То есть когда напряжение просто понизим за счет сопротивления и все. Рассказывать о таком принципе особо нечего, просто считаем по формуле выше и все. Приведу пример. Скажем снижаем с 12 вольт до 5.

R=U/I. С напряжением понятно, однако смотрите, у нас недостаточно данных! Ничего не известно о «расходе», о токе потребления. То есть если вы решите посчитать сопротивление для понижения напряжения, то обязательно надо знать, сколько же «хочет кушать» наша нагрузка.

Эту величину вам необходимо будет посмотреть на приборе, который вы собираетесь питать или в инструкции к нему. Примем условно ток потребления 50 мА=0,05 А. Осталось также еще заметить, что по этой формуле мы подберем сопротивление, которое будет полностью гасить напряжение, а нам надо оставить 5 вольт, то 12-5=7 вольт подставляем в формулу.
R= 7/0,05=140 Ом нужно сопротивление, чтобы после из 12 вольт получить 5, с током на нагрузке в 50 мА.

 Осталось упомянуть о не менее важном! О том, что любое гашение энергии, а в данном случае напряжение, связано с рассеиваемой мощностью, то есть наш резистор должен будет «выдержать» то тепло, которое будет рассеивать. Мощность резистора считается по формуле.
P=U*I. Получаем. P=7*0,05=0,35 Вт должна быть мощность резистора. Не менее. Вот теперь курс расчет для резистора можно считать завершенным.

Как понизить напряжение с 12 на 5 вольт с помощью микросхемы

 Ничего принципиально не меняется и в этом случае. Если сравнивать этот вариант понижения через микросхему, с вариантом использующим резистор. По факту здесь все один в один, разве что добавляются полезные «интеллектуальные» особенности подстройки внутреннего сопротивления микросхемы исходя из тока потребления. То есть, как мы поняли из абзаца выше, в зависимости от тока потребления, расчетное сопротивление должно «плавать». Именно это и происходит в микросхеме, когда сопротивление подстраивается под нагрузку таким образом, что на выходе микросхемы всегда одно и тоже напряжение питания! Ну и плюсом идут такие «полезные плюшки» как защита от перегрева и короткого замыкания. Что касательно микросхем, так называемых стабилизаторов напряжения на 5 вольт, то это могут быть: LM7805, КРЕН142ЕН5А. Подключение тоже весьма простое.

Само собой для эффективной работы микросхемы ставим ее на радиатор. Ток стабилизации ограничен 1,5 -2 А.
Вот такие вот принципы понижения напряжения с 12 на 5 вольт. Теперь один раз их поняв, вы сможете легко рассчитать какое сопротивление надо поставить или как подобрать микросхему, чтобы получить любое другое более низкое напряжение.
Осталось сказать пару слов о ШИМ.

 Широко импульсная модуляция весьма перспективный и самое главное высокоэффективный метод питания нагрузки, но опять же со своими подводными камнями. Вся суть ШИМ сводится к тому, чтобы выдавать импульсами такое напряжение питание, которое суммарно с моментами отсутствия напряжения будет давать мощность и среднее напряжение достаточное для работы нагрузки. И здесь могут быть проблемы, если подключить источник питания от одного устройства к другому. Ну, самые простые проблемы это отсутствие тех характеристик, которые заявлены. Возможны помехи, неустойчивая работа. В худшем случае ШИМ источник питания может и вовсе сжечь прибор, под которые не предназначен изначально!

Автомобильный преобразователь напряжения с 12 вольт на 5 вольт ?

 Всем хорошо известно, что номинальное бортовое напряжение легковых автомобилей составляет 12 вольт.  Может в некоторых случаях оно может быть 24 вольта, поскольку аккумуляторы на такое напряжение тоже встречаются, но мы об этом не знаем:)…
Однако напряжение 12 вольт не всегда является подходящим для многих электронных устройств, где применяется цифровая логика. Исторически сложилось так, что большинство логических микросхем работают с напряжением 5 вольт. Именно это напряжение зачастую и обеспечивается в машине с помощью зарядных устройств, адаптеров, стабилизаторов… Кстати, о таком зарядном устройстве мы уже рассказывали в одной из наших статей «Зарядной устройство на 5 вольт для применения в машине». Если сказать более того, то по сути, эта статья является неким продолжением приведенной нами статьи выше, с одним лишь исключением. Здесь будут собраны все возможные варианты обеспечивающие преобразование 12 вольт в 5 вольт. То есть мы разберем и относительно бесперспективные варианты на резисторах и транзисторе и поговорим о микросборках и схемах с использованием ШИМ, для реализации преобразователей напряжения в машине с 12 на 5 вольт. Итак, начнем.

Как из 12 вольт сделать 5 вольт с помощью резисторов

Использование резистора для снижения питающего напряжения  нагрузки это один из самых «неблагодарных» способов. Такое заключение можно сделать даже из самого определения  резистора. Резистор — пассивный элемент электрической цепи, обладающий определенным сопротивлением для электрического тока. Здесь ключевым будет слово «пассивный». Действительно, такая  пассивность не позволяет гибко реагировать на изменения напряжения, обеспечивая стабилизацию питания для нагрузки.

 Второй минус резистора это его относительно небольшая мощность.  Применять резистор, более чем на 3-5 Ватт смысла нет. Если необходимо рассеять большую мощность, то резистор будет слишком большим, а ток при рассеиваемой мощности не трудно посчитать. I=P/U=3/12=0,25 А. То есть 250 мА. Этого явно не хватит ни на видеорегистратор, ни навигатору. По крайней мере, с должным запасом.
 Все же ради интереса и ради тех, кому надо небольшой ток и нестабилизированное напряжение мы посчитаем и этот вариант. Так напряжение бортовой сети машины (автомобиля) 14 вольт, а надо 5 вольт. 14-5=9 вольт, которые надо сбросить. Ток скажем ток нагрузки будет те же 0,25 А при 3 Ваттном резисторе. R=9/0.25=36 Ом.  То есть можно взять 36 Омный резистор при токе потребления нагрузки 250 мА и на ней получится питающее напряжение 5 вольт.
 Теперь давайте поговорим о более «цивилизованных» вариантах преобразователя напряжения с 12 на 5 вольт.

Как из 12 вольт сделать 5 вольт с помощью транзистора

 Эта схема на транзисторе не самая простая в производстве, но при этом самая простая в функциональности. Сейчас мы говорим о том, что схема не защищена от короткого замыкания, от перегрева. Отсутствие такой защиты является неким недостатком. Актуальность этой схемы можно отнести к еще тем временам, когда не существовало микросборок (микросхем), преобразователей. Благо сейчас энных уйма и этот вариант, как и предыдущий, можно рассматривать также как один из возможных, но не предпочтительных.  Самым большим плюсом относительно варианта с резисторами будет активное изменение сопротивления, за счет применяемого стабилитрона и транзистора.  Именно эти радиоэлементы способны обеспечит стабилизацию. Теперь обо всем подробнее.

 Первоначально транзистор закрыт и не пропускает напряжение. Но после прохождения напряжения через резистор R1 и стабилитрон VD1 он открывается на уровень соответствующий напряжению стабилитрона. Ведь именно стабилитрон обеспечивает опорное напряжение для базы транзистора. В итоге, транзистор всегда открыт (закрыт) прямо пропорционально входному напряжению. Именно так обеспечивается снижение напряжения, а также его стабилизация. Конденсаторы выполняют функцию неких «электрических буферов», в случае резких скачков и провалов. Это придает схеме больше стабильности.  Итак, схема на транзисторе вполне работоспособна и применима. Ток для питания нагрузки здесь будет уже гораздо больше. Так скажем для транзистора указанного в схеме КТ815, это ток 1,5 А. Этого уже вполне достаточно, чтобы подключить навигатор, планшет или ведеорегистратор, но не все сразу!

Как из 12 вольт сделать 5 вольт с помощью микросхемы

 На смену транзисторным сборкам пришли микросхемы. Их плюсы очевидны. Здесь и электронщиком совсем не надо быть, можно все собрать без представлений, как и что работает. Хотя даже специалист не скажет, что же вшил в корпус производитель той или иной микросхемы, коих развелось на нашем рынке великое множество. Это собственно на руку нам, мы можем выбрать лучшее, за меньшие деньги. Также плюсами микросборок будет использование всевозможных защит, которые были недоступны в предыдущих вариантах. Это защита от КЗ и от перегрева. Как правило, это по умолчанию. Теперь давайте разберем подобные примеры.

Применения таких микросборок оправдано для случая, если вам необходимо питать одно из устройств, так как питающий ток соизмерим с предыдущим вариантом, порядка 1,5 А. Однако ток также будет зависеть и от корпуса сборки. Ниже приведены те же микросхемы, но в других типах корпусов. В этих случаях ток питания будет порядка 100 мА. Это вариант для маломощных потребителей. В любом случае ставим на микросхемы радиаторы.

Итак, в случае подключения нескольких устройств, придется подключать микросборки параллельно, по одной микросхеме на каждое устройство. Согласитесь, сто это не совсем корректный вариант. Здесь лучше идти по пути увеличения выходного тока питания, и повышения КПД. Именно этот вариант нам предлагают микросхемы с ШИМ. О нем далее…

Как из 12 вольт сделать 5 вольт с помощью микросхемы с ШИМ

 Очень кратко и непрофессионально расскажем о широтно-импульсной модуляции. Вся ее суть сводится к тому, что питание осуществляется не постоянным током, а импульсами. Частота импульсов и их диапазон подбирается таким образом, чтобы питающая нагрузка воспринимала питание, словно ток постоянен, то есть не было отклонений в работе, отключений, миганий и т.д. Однако за счет того, что ток импульсный, и за счет того что он прерывистый, все элементы схемы работают уже со своеобразными «перерывам на отдых». Это позволяет сэкономить на потреблении, а также разгрузить рабочие элементы схемы. Именно из-за этого импульсные блоки питания и преобразователи такие маленькие, то такие «удаленькие».  Использование ШИМ позволяет повысить КПД схемы до 95-98 процентов. Поверьте это очень хороший показатель. Итак, приводим схему для преобразователя с 12 на 5 вольт использующего ШИМ.

Вот так она выглядит «вживую».

Более подробно об этом варианте все в той же статье про зарядное устройство на 5 вольт, которое мы упоминали ранее. 

Подводя итог о преобразователе напряжения с 12 на 5 вольт

 Все схемы и варианты преобразователей, про которые мы вам рассказали в этой статье, имеют право на жизнь. Самый простой вариант с резистором будет незаменим для варианта, когда вам необходимо подключить что-то маломощное и не требующее стабилизированного  напряжения.  Скажем пару светодиодов, подключенных последовательно. Кстати, о подключении светодиодов к 12 вольтам, вы можете узнать из статьи «Как подключить светодиод к 12 вольтам».
 Второй вариант будет уместен тогда, когда преобразователь вам нужен уже сейчас, а времени или возможности, сходить в магазин, нет. Найти транзистор и стабилитрон можно практически в любой технике под списание.
 Применение микросхем один из наиболее распространенных вариантов на сегодняшний день. Ну, а микросхемы с ШИМ это то, к чему все и идет. Именно так видятся наиболее перспективные и выгодные варианты преобразователей напряжения с 12 на 5 вольт.
 Последнее по хронологии статьи, но не по информативности нам хотелось напомнить о том, как должно подключаться питание к USB разъемам, будь то mini, micro разъемы.

Теперь вы сможете не только выбрать и собрать нужный вам вариант преобразователя, но и подключить его вашему электронному девайсу через разъем USB, ориентируясь на принятые стандарты питания.

Преобразователь напряжения: из 5В – 12В и 3,3В. Схема

В настоящее время большинство портативных электронных гаджетов питаются от USB-адаптеров. Эти адаптеры имеют выход 5В с током до 2А, что достаточно для тестирования схем, имеющих различные напряжения питания. Чтобы получить разные напряжения часто используют разнообразные преобразователи напряжения. В статье представлена ​​схема получения трех напряжений (3,3В, 5В и 12 В) от USB-адаптера.

Схема и работа преобразователя напряжения

Как показано на рисунке, схема построена на основе низковольтного регулятора напряжения LP2985-3.3 (IC1), монолитного DC-DC-преобразователя MC34063A (IC2), диода Шоттки 1N5819 (D1), дросселя 22μH (L1) и еще нескольких дополнительных компонентов.

Для получения 12В из 5В использован преобразователь MC34063A. В данной схеме микросхема MC34063A сконфигурирована в режиме Boost Converter (повышающий преобразователь). IC2, дроссель L1 и диод D1 образуют повышающий преобразователь для преобразования 12В из 5В.

Вместо L1 можно использовать любую легкодоступную катушку индуктивности. Делить напряжения на резисторах R1 и R2 образуют опорное напряжение для преобразователя IC2, которое используются для установки выходного напряжения. Необходимое выходное напряжение можно рассчитать по следующей формуле:

Vout = 1,25 [1+ (R2 / R1)]

Резистор R4 отключает цикл переключения, когда пиковый ток преобразователя выходит за пределы. Конденсатор C6 разглаживает пульсацию, возникающую во время каждого цикла переключения.

Для получения 3,3В из 5В использован стабилизатор напряжения LP2985-3.3. Конденсатор C2 сглаживает пульсации. Конденсаторы C3 и C5 действуют как буферы.

Таким образом, все три напряжения (3,3 В, 5 В и 12 В) доступны на разъеме CON2.

Конструкция и тестирование

Печатная плата тройного источника питания, а так же ее компоновка показана на следующем рисунке.

Блок питания 0…30 В / 3A

Набор для сборки регулируемого блока питания…

После сборки схемы на печатной плате, разместите ее в подходящую пластиковую коробку с разъемом CON1, закрепленной на задней стороне и CON2 на передней стороне коробки. IC1 необходимо припаять со стороны пайки.

В качестве разъема CON1 можно использовать разъем типа USB-A. После сборки подключите устройство к USB адаптеру. Теперь ваша схема питания готова к использованию.

Примечание: Максимальный ток для 3,3 В и 12 В зависит от тока, обеспечиваемого USB-адаптером.

Контроллер для солнечной панели 5Вт / 12В своими руками. Схема и описание

Некоторое время назад мне попалась интересная конструкция солнечного зарядного устройства для мобильного телефона. Однако у этого зарядного устройства было для меня несколько существенных недостатков.

Первым и самым большим недостатком было отсутствие аккумулятора. Поэтому заряжать телефон можно было только под прямыми солнечными лучами и только тем током, который на данный момент давала солнечная панель. Каждый может представить, сколько времени будет заряжаться такой мобильный телефон с аккумулятором на 1500 мАч.

Другим недостатком было использование линейного стабилизатора, хотя и с низкими потерями, но даже в этом случае это пустая трата столь ценной энергии. Поэтому я решил сконструировать солнечное зарядное устройство, которое не будет иметь перечисленных выше недостатков.

Я использовал солнечную панель мощностью 5 Вт / 12 В. Благодаря тому, что вся панель находится в алюминиевой раме, она очень прочная и в то же время в ней можно установить всю электронику, включая аккумулятор. В своей конструкции я применил не обслуживаемую гелиевую батарею на 12 В.

Всю схему можно разделить на две части: Первая часть обслуживает аккумулятор, то есть контролирует процесс его заряда и разряда. Вторая часть представляет собой преобразователь напряжения с КПД более 90% (R-785.0-1.0), который обеспечивает 5В / 1А для зарядки телефона. Это выходное напряжение доступно на USB-разъеме.

Благодаря этому решению можно накапливать энергию в аккумуляторе в течение солнечного дня, а затем использовать ее в любое время для зарядки телефона или другого устройства от 5В.

Описание работы контроллера солнечной панели

В настоящее время электроника способна управлять солнечными панелями мощностью до 5-20 Вт. Конечно, можно использовать более слабые солнечные панели, чем 5 Вт, но это уже неэффективно.

Идея заключалась в том, чтобы это зарядное устройство могло заряжать любой смартфон, который нужно заряжать каждые 2 дня. Следовательно, необходимо, чтобы солнечная панель могла заряжать свой аккумулятор 12 В / 2,3 Ач за два солнечных дня. Данная панель мощностью 5 Вт справится с этим без проблем.

Набор для Arduino

Cтартовый набор Keyestudio Super с платой V4.0 для Arduino…

Теперь к самому описанию схемы. Солнечная панель подключается плюсом и минусом к клеммам X1.1 и X1.2 соответственно. Аккумулятор подключается плюсом и минусом к клеммам X2.1 и X2.12 соответственно.

Итак, сначала давайте посмотрим на схему со стороны солнечной панели. С выходных клемм панели напряжение поступает на делитель напряжения, состоящий из резистора R2, подстроечного резистора R1 и резистора R3. Далее напряжение подается на управляющий вывод (опорного напряжения) TL431. Если напряжение ниже 2,5В, то в принципе ничего не происходит. Однако, как только напряжение достигает 2,5 В (после делителя напряжения), TL431 открывается и, таким образом, также открывает транзисторы Q1 и Q2.

Транзистор Q1 открывает нам транзистор Q3, который подает напряжение на разъем JP2. Разъем JP2 используется для подключения вентилятора в случае использования панели большой мощности (более 10 Вт).

При открытии транзистора Q2 происходит управляемое короткое замыкание солнечной панели. Это контролируемое короткое замыкание фактически стабилизирует напряжение солнечной панели до значения, подходящего для зарядки аккумулятора.

Если аккумулятор разряжен, то вся энергия от солнечной панели через диод D2 (1N5908) поступает в аккумулятор. Таким образом, обеспечиваются минимальные потери солнечной энергии.

В процессе зарядки аккумулятора его напряжение повышается, что также увеличивает напряжение на солнечной панели. В результате этого возникает управляемое короткое замыкание, и излишняя энергия выделяется на транзисторе Q2, установленного на радиаторе. Для более мощных панелей необходимо добавить принудительное охлаждение в виде вентилятора.

Вторая часть схемы уже использует энергию от аккумулятора или избыточную энергию от самой солнечной панели для питания подключенного устройства (телефона или чего-либо еще с напряжением 5 В).

Однако, поскольку нам необходимо обеспечить бережное обращение с энергией аккумулятора солнечной панели и защитить его от глубокого разряда, в схему контроллера добавлено реле K1, которое в состоянии простоя обеспечивает отключение инвертора и, следовательно, подключенного внешнего устройства.

Если нам нужно активировать питание подключенного устройства, мы просто нажимаем кнопку S1. В результате этого поступает напряжение на катушку реле, она замыкается через свой собственный контакт, а диоды D3, D4 (1N4148) и стабилитрон D5 (5,6В) начинают удерживать сам контакт.

Если затем мы хотим отключить нагрузку, то нажимаем кнопку S2, которая размыкает цепь питания реле и, таким образом, отключает нагрузку. В то же время стабилитрон D3 и диоды D4, D5 гарантируют, что, если напряжение батареи опуститься до значения около 9,5-10 В, стабилитрон D3 перестанет проводить и обесточит реле, тем самым защитив аккумулятор от глубокого разряда.

И последняя часть данного устройства — это источник стабилизированного напряжения, состоящий из микросхемы DA1. Здесь хочу отметить, что на принципиальной схеме нарисован классический линейный стабилизатор. Его можно использовать, но он должен быть с минимальными потерями и иметь достаточный теплоотвод.

Однако гораздо эффективнее использовать переключаемый стабилизатор, который имеет такую же распиновку выводов. Я использовал стабилизатор R-785.0-1.0 с выходным напряжением 5В и током 1А. Заявленный КПД данного стабилизатора составляет более 90%, что является оптимальным для нашего случая.

Перемычка JP1 используется вместе с мобильными телефонами. Ее необходимо установить, чтобы телефон определил подключение к зарядному устройству, а не к ПК. Если он посчитает, что подключен к компьютеру, то зарядка будет идти не максимальным током, а только наполовину, что удвоит время зарядки.

Все устройство собрано на односторонней печатной плате размером 100х50 мм.

Настройка контроллера

При аккуратном монтаже все должно заработать с первого включения, нужно только выставить максимальное напряжение АКБ с помощью резистора R1. Это нужно сделать с отключенным аккумулятором и в идеале от лабораторного источника питания, который подключается вместо солнечной панели.

В крайнем случае, конечно, можно использовать и саму солнечную панель, но тогда необходимо обеспечить максимальное ее освещение.

На блоке питания устанавливаем 15 В и ограничение по току 50 мА. Затем подключаем схему и вращаем подстроечный резистор R1 так, чтобы лабораторный блок питания начал нас ограничивать и его напряжение упало до 14В.

Таким образом, мы установили максимальное напряжение солнечной панели и после вычета падения напряжения на диоде D2 имеем напряжение 13,5-13,8 В на аккумуляторе.

Скачать рисунок печатной платы (176,5 KiB, скачано: 157)

Как получить напряжение 12 Вольт от внешнего аккумулятора на 5 Вольт с поддержкой «быстрой зарядки»

 Как получить напряжение 9 или 12 Вольт от внешнего аккумулятора на 5 Вольт с поддержкой «быстрой зарядки»

 Лайфхак


Как получить напряжение 9 или 12 Вольт от внешнего аккумулятора (повербанка) на 5 Вольт с поддержкой «быстрой зарядки»

Оглавление
   1. Теория вопроса и сложный способ

   2. Простой способ


     Внешние аккумуляторы получили сейчас очень большое распространение и продаются буквально «на каждом углу».

Но есть проблема: подавляющее большинство из них рассчитаны на выходное напряжение 5 Вольт; а пользователю иногда бывает нужно и другое напряжение. Часто требуется, например, напряжение в 12 Вольт. Таким напряжением питаются многие планшеты и малогабаритные ноутбуки.

Эта проблема — решаемая, если Ваш внешний аккумулятор поддерживает «быструю зарядку» на выходе.

Если же повербанк не поддерживает режим «быстрой зарядки» (не может повышать напряжение на выходе выше 5 В), то получить от него другое напряжение (в т.ч. 9 и 12 В) тоже можно с помощью внешних DC-DC преобразователей (обзор одного из таких преобразователей — здесь).

Но в варианте с DC-DC преобразователями есть две проблемы.

Во-первых, из-за относительно небольшой выходной мощности «обычных» повербанков (до 10 Вт) не удастся получить на выходе подключенного DC-DC преобразователя большого тока (для напряжения 12 В максимальный ток на выходе будет 0.6 — 0.7 А, и то не у всякого DC-DC преобразователя).

Во-вторых, из-за наличия двух последовательных DC-DC преобразований (одно — в повербанке, другое — во внешнем DC-DC преобразователе) КПД такой системы будет невысоким. Заряд аккумулятора в повербанке будет таять очень быстро!

В связи с этим вернёмся к основному варианту: использованию повербанков с поддержкой режима «быстрой зарядки».

Режим «быстрой зарядки» в источниках питания (в т.ч. и в повербанках) работает на основе того, что от смартфона на источник питания поступает команда поднятия выходного напряжения. Теоретически напряжение может быть поднято до 20 Вольт, но практически во внешних аккумуляторах выходное напряжение может достигать только 12 Вольт (возможны исключения).

Задача пользователя состоит только в том, чтобы каким-либо образом «подменить» команду, поступающую от смартфона, на команду, поступающую от пользователя.

Для этого можно использовать недорогие устройства, изготовляемые в братском Китае — тестеры для проверки аккумуляторов и эмуляторы режима «быстрой зарядки» с кнопочным управлением.

Тестер используется для контроля установки правильного напряжения, а эмулятор — для подачи команд на его установку. Если попытаться установить напряжение без тестера (т.е. без контроля), то возможны ошибки, из-за которых заряжаемое устройство может либо не заряжаться (если будет установлено напряжение ниже нормы), либо выйти из строя (если оно — выше нормы).

Так выглядит тестер (точнее - USB tester, так он называется на китайских интернет-площадках):


(кликнуть для увеличения)

При «боевом» включении он показывает ток, напряжение и прошедший через него заряд в миллиампер-часах. Последнее нам не нужно, поскольку представляет лишь академический интерес (но можно проверить реальную отдаваемую/закачиваемую ёмкость и, тем самым, честность производителей).

На устройстве находится единственная кнопка — «Reset»; с её помощью можно сбросить показания счетчика миллиампер-часов.

А так выглядит эмулятор «быстрой зарядки»:

Это устройство — сложнее и содержит целых три кнопки.

Левая кнопка («Mode») служит для установки одного из режимов «быстрой зарядки» - Quick Charge 2.0 QC2.0) или Quick Charge 3.0 (QC3.0). Как правило, достаточно режима QC2.0; да и не все повербанки поддерживают QC3.0.

Следующие две кнопки служат для повышения или понижения выходного напряжения. Осуществляется это изменение не самим эмулятором, а тем повербанком, к которому Вы его подключили. Эмулятор лишь формирует и передаёт команды.

Контроль успешного входа в режим «быстрой зарядки» осуществляется светодиодами в верхней строке. Правда, контроль этот — грубый, о точном значении напряжения он представления дать не может.

Если войти в режим «быстрой зарядки» с помощью кнопок на эмуляторе не удалось, то на нём останется светящимся только светодиод с обозначением «4-6.9V». Но иногда требуется терпение и несколько дополнительных попыток. Если Ваш повербанк не поддерживает «быстрой зарядки», то переключение в оный режим не произойдёт никогда (проверяйте наличие поддержки в документации или в обозначениях на корпусе повербанка).

Ещё одна очевидная деталь, которая нам потребуется, но которая может потребовать от нас дополнительных действий — это подходящий кабель для соединения выходного порта USB эмулятора с входным разъёмом питания того девайса, который Вы хотите запитать от повербанка.

Этот кабель может быть и в комплекте повербанка (либо в «явном» виде, либо в виде USB-кабеля с набором переходников), либо в продаже в торговых точках, либо нигде (так и оказалось в моём случае).

Тогда его можно изготовить самостоятельно («сколхозить») из частей подходящих, но ненужных кабелей:

На фото место соединения частей кабелей показано без изоляции только для наглядности, в жизни контакты должны быть обязательно заизолированы!

При изготовлении кабеля особое внимание надо обратить на соблюдение полярности, иначе можно что-нибудь сжечь. Да и для готовых «фирменных» кабелей проверить полярность не повредит.

Итак, теперь, когда у нас все материалы и принадлежности готовы, приступаем к исполнению плана.

Первым делом последовательно соединяем повербанк, USB tester и эмулятор «быстрой зарядки».

Если при подключении этой цепочки к повербанку он сам не включился, то принудительно включаем его кнопкой на нём:

После включения кнопками на эмуляторе устанавливаем напряжение 12V (или другое, какое Вам необходимо — например, 9V). Напряжение контролируем по показаниям USB-тестера.

После установки требуемого напряжения быстренько подключаем нагрузку (заряжаемое или просто эксплуатируемое устройство, если оно своего аккумулятора не имеет). Почему «быстренько»? Потому что все повербанки без нагрузки через некоторое время автоматически выключаются.

На следующем фото — вся система в сборе и в работе совместно с фоторамкой Samsung:

 В дополнение — еще несколько слов об особенностях аппаратуры.

Часто эмуляторы «быстрой зарядки» делаются с запоминанием последнего включенного режима. Если Ваш — именно такой, то после установки режима может не потребоваться далее использование USB-тестера для контроля напряжения.

Также без него можно будет обойтись и в том случае, если повербанк, действительно, окажется не в состоянии отдать свыше 12 Вольт на выходе. Тогда можно будет смело устанавливать кнопками на эмуляторе максимальное напряжение, оно и окажется равным 12 V.

Ещё один важный момент: должны совпадать типы технологии «быстрой зарядки» на повербанке и в примененном эмуляторе. Самая распространённая сейчас система - Qualcomm Quick Charge 2.0/3.0; на её основе и проводился описанный в этой статье эксперимент.

Но существуют и другие системы «быстрой зарядки», например, MediaTek Pump Express (MTK PE), и другие. К сожалению, все они не совместимы друг с другом (но существуют повербанки, поддерживающие несколько систем).


     Простой способ получения 9 В или 12 В от повербанка с поддержкой быстрой зарядки (дополнение к статье от 14 марта 2021 г.)

По многочисленным просьбам трудящихся, наши китайские товарищи освоили производство триггеров («приманок» для 9 и 12 В) с ползунковыми переключателями напряжения повербанка.

Здесь сразу устанавливается выбранное напряжение (9 или 12 Вольт), и в дальнейшем его контролировать не требуется. Но, на всякий случай, рекомендуется проконтролировать один раз при первом включении, чтобы убедиться, что на выходе действительно получается требуемое напряжение.

Выглядит эта «приманка» так (обзор):

Купить такую «приманку» (триггер QC3 / QC2) можно на Алиэкспресс здесь. Цена с учётом доставки — около $10 (дороговато, но если найдётся дешевле, то хорошо — на Али поиск помогает сберечь средства!).

Если не требуется возможности переключения напряжений между 9 и 12 Вольт, то можно приобрести «приманку» на фиксированное напряжение 9 или 12 Вольт. Стоит она значительно дешевле (ок. $1 с учётом доставки) и выглядит она так:

Купить можно здесь. Там же есть в продаже «приманки» на напряжение 20 В, но надо иметь в виду, что мало какие повербанки и зарядные устройства поддерживают выдачу такого напряжения (надо досконально изучать технические данные).

Теперь снова вернёмся к теории.

Важный вопрос: в чем смысл всей этой возни, если можно приобрести сразу повербанк с переключаемыми напряжениями или с напряжением 12 Вольт?

Во-первых, такие повербанки очень редко стали встречаться в продаже.

Во-вторых, если у Вас уже есть повербанк с поддержкой «быстрой зарядки» для Вашего телефона (что полезно, если телефон тоже её поддерживает), то Вы можете добавить к нему еще одну функцию. Заодно у Вас и тестер аккумуляторов появится (при выборе «сложного» метода). 🙂

Примечание: в эксперименте использовался повербанк Anker PowerCore Speed 10000 (обзор).

Где купить необходимое оборудование.

Сам повербанк с поддержкой быстрой зарядки можно купить как с помощью российских сервисов сравнения цен, например, Яндекс.Маркет (приведена ссылка на выбор повербанков с поддержкой быстрой зарядки), так и на Aliexpress (приведена ссылка на категорию повербанков с поддержкой быстрой зарядки, но описания всё равно надо читать внимательно).

Покупать просто в ближайшем магазине не рекомендуется — цены по разным торговым точкам могут отличаться очень сильно.

Использованный в статье USB-тестер марки Keweisi уже снят с производства, но эта фирма производит новые похожие модели, посмотреть и приобрести можно на AliExpress. Цена вопроса — около $3.1. При выборе обязательно проверьте в описании, что диапазон входных напряжений — не ниже, чем до 12 Вольт.

Более функционально (это уже для совмещения с углублённой проверкой аккумуляторов) другое устройство, но оно стоит дороже — около $5.

Использованный в статье эмулятор «быстрой зарядки» именуется «USB триггер QC2.0/3.0». Приобрести можно на китайской интернет-площадке  AliExpress, цена вопроса — около $4.7.

 

   Искренне Ваш,
   Доктор
  
22 июля 2018 г.
Последнее изменение страницы 24.10.2021.

 

                Порекомендуйте эту страницу друзьям и одноклассникам                      

   В комментариях запрещены, как обычно, флуд, флейм и оффтопик.
  Также запрещено нарушать общепринятые нормы и правила поведения, в том числе размещать экстремистские призывы, оскорбления, клевету, нецензурные выражения, пропагандировать или одобрять противозаконные действия. Соблюдение законов — в Ваших же интересах!

 

При копировании (перепечатке) материалов ссылка на источник (сайт SmartPuls.ru) обязательна!

Повышающий преобразователь 5В/12В. — ЭЛЕКТРОНИКА — Обзоры

Товар  можно купить тут

В набор входит печатная плата и все необходимые компоненты для сборки маломощного преобразователя 5В в12В. Цена на данный момент 1.1$. На печатной плате написаны номиналы всех элементов, что очень облегчает сборку. Схема основана на специализированной микросхеме МС34063 (кстати в наборе, для нее предусмотрена панелька). На ней можно реализовать и повышающий, и понижающий преобразователь, а также получить отрицательное напряжение на выходе при положительном входном. В зависимости от внешних деталей можно получить достаточно широкий диапазон выходных напряжений, т.к. входное напряжение микросхемы от 3В до 40В. А с дополнительным транзистором на выходе ток может достигать1,5А.

  


Конкретно в этом наборе внешние элементы рассчитаны на получение 12В с максимальным током 60мА. 
Итак, после распайки деталей проверим действительно ли готовое устройство обеспечивает заявленные параметры. Для этого понадобится нагрузочное сопротивление, вольтметр и амперметр. Сопротивление нагрузки на котором будет Uвых=12В с протекающим через него током Iвых=60мА рассчитывается по закону Ома: R=U(В)/I(А)
Rнагр= 12В/0.06А= 200 Ом 

 


Вольтметр подключаем параллельно нагрузке, а амперметр последовательно.Если используем стрелочные приборы, то нужно соблюдать полярность включения, иначе стрелка отклонится в противоположную сторону и мы ничего не увидим. А цифровые ампервольтметры просто покажут результат со знаком минус.
Измерения показали, что преобразователь соответствует заявленным параметрам.

 


Кроме того, при изменении входного напряжения с 3В до почти 12В и на выходе остается 12В, и только при превышении 12В Uвых растет, что естественно. Напрашивается самое простое применение этого девайса: подключив ко входу Li-ion аккумуляторы можно сделать «повербанк» для подзарядки телефона.

 


 Правда хочется увеличить выходной ток в 60мА. Воспользовавшись даташитом на микросхему можно изменить номиналы некоторых внешних элементов и добавить дополнительный транзистор на выходе.

Товар  можно купить тут

Преобразователь напряжения 5 В DC — 12 В DC, как сделать своими руками — мастер класс

Предлагаемый вам мастер-класс представляет собой пошаговое описание изготовления простейшего преобразователя постоянного напряжения, способного повысить выходное напряжение источника питания с 5-6 В до величины 12 В при нагрузке до 1 А.

Детали для преобразователя

Для сборки преобразователя своими руками понадобится минимум деталей: два транзистора КТ837К, электролитический конденсатор ёмкостью 10-100 мкФ и с рабочим напряжением 16-50 В, ферритовое кольцо с размерами 16x8x5 мм, радиаторы для транзисторов и примерно два метра эмалированного провода диаметром 0,5 мм.

Схема устройства

Преобразователь представляет собой однокаскадный двухтактный генератор, поэтому желательно, чтобы транзисторы имели максимально близкие параметры — максимально допустимые напряжения и токи, а также — коэффициент усиления. 


Данные обмоток трансформатора:

I и II — 6 витков провода диаметром 0,5 мм. Обмотки наматываются проводом, сложенным вдвое.

III и IV — 10-11 витков того же провода, что и в обмотках I и II, способ намотки — тот же.

Катушки наматываются на ферритовом кольце с предварительно сточенными надфилем острыми гранями.

Можно использовать близкие по габаритам кольца от неисправных материнских плат или блоков питания компьютеров — такие детали острых граней, способных повредить изоляцию провода, не имеют.

Намотка трансформатора

На снимке изображён только что намотанный трансформатор. Первичные обмотки — I и II — имеют более длинные отводы.

Вызваниваем обмотки, начало I-й соединяем с концом II-й; начало IV-й — с концом III-й. 


Чтобы при дальнейшей сборке не запутаться, на выводы надеваем цветные кембрики (изоляция от проводов) — первичные обмотки — синие трубки, вторичные — красные.

Кроме того, начало обмоток отмечено длинной трубкой, отвод от середины — средней и конец — короткой.

Выводы трансформатора нужно зачистить и облудить, после чего обрезать излишки с таким расчётом, чтобы залуженная часть провода составляла 4-7 мм.


Для предотвращения излишней вибрации проводов обмоток трансформатор можно обмотать несколькими слоями изоленты или пропитать лаком либо эпоксидной смолой.

Подготовка транзисторов

Транзисторы устанавливаем на радиаторы. В случае сборки схемы с целью эксперимента можно обойтись радиаторами небольших размеров, если предстоит «настоящая» эксплуатация преобразователя — радиаторы должны иметь площадь не менее 25 см2.

Припаиваем выводы трансформатора к транзисторам так, как указано на фото.

Теперь очередь за проводами подвода питающего напряжения и выхода на нагрузку. 

Припаиваем и последнюю оставшуюся деталь — электролитический конденсатор.

Проверка работы преобразователя

Для проверки работоспособности преобразователя подготавливаем источник питания с напряжением 5-6 В (например, аккумулятор от фонаря) и автомобильную лампу 12 В 10-12 Вт. 


В моём случае использована лампа 12 В 21 Вт, что превышает допустимую мощность нагрузки почти в два раза.

Подключаем лампу, питание и — да будет свет! 

Несмотря на чрезмерную нагрузку, напряжение на лампе составляет 11,19 В.

Сила тока, протекающего через лампу — 1,72 А. Переходы транзисторов КТ837 способны выдержать и более высокие токи, но злоупотреблять тут не стоит — через несколько десятков секунд радиаторы уже ощутимо нагрелись.

Как видно на снимке, напряжение нового, но ещё не бывавшего на зарядке аккумулятора просело до 5,78 В.

Измеряем потребляемый устройством ток. Учитывая, что преобразователь работает с почти двойной перегрузкой, то 6,25 А — вполне ожидаемый результат.

При снятии нагрузки потребляемый устройством ток ничтожно мал.

Интересная особенность такого преобразователя напряжения — при отсутствии нагрузки он запускается уверенно; если при работе на холостом ходу подключить нагрузку, генерация не срывается.


Для читателей, решивших повторить конструкцию, добавлю, что можно обойтись одним общим большим радиатором, но в этом случае металлические части транзисторов должны быть от него надёжно изолированы.

Преобразователь 12 В в 5 В – 4 простые схемы для проектов

Прежде чем переходить к схеме преобразователя 12 В в 5 В с использованием различных методов, давайте взглянем на потребность в питании 5 В.

Для работы широкого спектра ИС и устройств контроллеров автоматизации требуется питание 5 В постоянного тока, при отсутствии питания 5 В нам может понадобиться получить его от существующего источника питания, тогда на помощь приходит этот линейный преобразователь. Вот список всех возможных схем, но их применение отличается от схемы к схеме.Мы уже обсуждали схему преобразователя 9В в 5В ранее.

Эти схемы являются основными стабилизаторами напряжения, первая схема представляет собой простой делитель напряжения с использованием резисторов.
Все схемы имеют разную производительность. Схему делителя напряжения не рекомендуется использовать в приложениях с большими токами, поскольку она имеет низкий выходной ток и более низкий КПД.

Преобразователь 12 В в 5 В с делителем напряжения:

Вот схема преобразователя 12 В в 5 В постоянного тока для слаботочных приложений (< 70 мА) Светодиодный индикатор.

Вы можете включить два светодиода последовательно через резистор R2, получая вход от 12-вольтовой свинцово-кислотной батареи или 12-вольтового адаптера в качестве входа.

Требуемые компоненты:

Одна батарея 12 В, резистор 1,8 кОм, резистор 1,3 кОм, соединительные провода.

Эта схема представляет собой схему делителя напряжения. Вы можете рассчитать его для требуемого «выходного напряжения», используя следующую формулу:

Здесь Vout — это выходное напряжение на резисторе R2.Vin — это входное напряжение, которое нужно уменьшить. Выберите стандартное значение резистора (более 1 кОм) любого сопротивления и определите другое. Затем выберите стандартное значение, ближайшее к полученному номиналу резистора.

Проверьте лучшие схемы преобразователя 12 В в 6 В

 

Преобразователь 12 В в 5 В с использованием стабилитрона:

Схема, показанная ниже, предназначена для цепей среднего тока, она полезна для (1-70 мА) схема отвода среднего тока, например .светодиодные индикаторы, схемы драйверов, операции с низковольтными транзисторами и многое другое.

Вы можете использовать эту схему понижающего преобразователя постоянного тока 12 В в 5 В в сочетании с другой схемой на выходе стабилитрона (с 12-вольтовой батареей в качестве входа). На стабилитроне получается примерно 5 В.

Важно:
Нагрузочный резистор или выходная цепь являются обязательными на выходе при внедрении или тестировании в цепи, чтобы предотвратить перегорание стабилитрона.

Требуемые компоненты:
Одна батарея 12 В, резистор 100 Ом (рекомендуется большее значение), стабилитрон 5,1 В (более 1 Вт), соединительный провод и паяльник для неразъемных соединений.

Рабочий:
Это очень распространенная схема стабилитрона в качестве схемы регулятора напряжения. Вы можете регулировать выходное напряжение в соответствии с применением, заменяя диод и последовательный резистор (Rs).

Шаг за шагом. Метод стабилизатора напряжения Зенера:

Разработайте стабилизированный источник питания «Vout» для получения от нерегулируемого источника питания постоянного тока «Vs».Максимальная номинальная мощность P Z стабилитрона указана в ваттах. Используя стабилитрон, рассчитайте по следующим формулам:

Максимальный ток, протекающий через стабилитрон.
Id = (Ватт / Напряжение)

Минимальное значение резистора серии R S .
Rs = (Vs – Vz) / Iz

Ток нагрузки I L , если к стабилитрону подключен нагрузочный резистор 1 кОм.
I L = V Z / R L

Ток стабилитрона I Z при полной нагрузке.
Iz = Is – I L

Где,
I L = ток через нагрузку
Is = ток через резистор серии Rs
Iz = ток через стабилитрон (проверьте технические описания или примите 10-20 мА, если не указано)
Vo =V R =Vz = напряжение стабилитрона = выходное напряжение
R L = нагрузочный резистор

Проверить схему повышающего преобразователя 3,7 В в 5 В с различными микросхемами Преобразование постоянного тока от 12 В до 5 В также можно реализовать с помощью линейного преобразователя напряжения LM7805.Он используется для (от 10 мА до 1 А) от среднего тока до сильноточных прикладных цепей.
Он имеет функцию поддержания того же выходного тока, что и на входе.

 

       

Важно:
Входной конденсатор и выходной конденсатор должны быть подключены снаружи к IC 7805. Эти конденсаторы действуют как подавитель пульсаций, если он присутствует в источнике питания согласно техническому описанию. Радиатор является обязательным, потому что падение напряжения в 7 вольт преобразуется в тепло через радиатор.

Если не прикрепить радиатор, он может разрушить ИС при использовании в сильноточных цепях и остаться с поврежденной ИС. Напряжение источника должно быть >2,5 В больше, чем требуемое регулируемое выходное напряжение постоянного тока.

Требуемые компоненты:
Одна батарея 12 В/адаптерный источник питания 12 В, конденсатор 10 мкФ, конденсатор 1 мкФ, микросхема LM7805, радиатор, несколько соединительных проводов и паяльник (для пайки).

 

Рабочий:

Для получения стабильного выходного напряжения с нулевыми пульсациями используются микросхемы линейных регуляторов напряжения.Это интегральные схемы, которые предназначены для линейного преобразования напряжения и регулирования, часто называемые ИС понижающего трансформатора. Давайте обсудим преобразователь постоянного тока 12 В в 5 В с использованием IC 7805.

Преобразователь IC 7805 является частью серии LM78xx преобразователей постоянного тока. Это ИС линейного понижающего трансформатора. Цифры «хх » представляют собой значение регулируемого выхода в вольтах. IC7805 дает 5 В постоянного тока в виде цифры   xx  , показывающей (05), что составляет 5 вольт.Выход будет постоянным на уровне 5 вольт для всех значений входа от 6,5 вольт до 35 вольт. (см. техническое описание)

Контакт № 1 — это клемма источника питания . Контакт № 2 — это клемма заземления . Контакт номер 3 — это клемма напряжения вывода .

Посмотрите это видео для справки: (входной конденсатор не используется, но рекомендуется), также номиналы конденсатора могут отличаться в зависимости от наличия и области применения)

Преобразователь LM317 12 В в 5 В:

Преобразователь постоянного тока 12 В в 5 В также может быть реализован с помощью ИС регулятора напряжения LM317.Это очень полезно в приложениях со средним и высоким током (1 ампер и более). Он также встречается в настольных компьютерах в качестве цепей защиты от перенапряжения.
Эта схема также способна обеспечить такой же выходной ток, как и нерегулируемый источник.

Как правило, LM317 представляет собой микросхему переменного источника питания, которая может обеспечивать переменное, но регулируемое выходное напряжение от 1,25 В до 37 В в зависимости от «Vref» (опорное напряжение), напряжения на контакте № 1 (Adj.), которое является опорным напряжением. снято с потенциометра.Прил. напряжение для регулировки. Ниже приведена схема делителя напряжения, построенная на LM317, которая дает фиксированное напряжение 5 В на выводе № 2.

      

‘). Радиатор, как показано на рисунке ниже, должен быть там для рассеивания тепла (своего рода дополнительный потенциал i/p).

Правильно подключенный радиатор обязателен, иначе он может разрушить IC317. Входное напряжение должно быть 1.5 В или более, чем требуемое выходное напряжение.

Требуемые компоненты:
Одна батарея 12 В/блок питания 12 В, резистор 1,6 кОм, резистор 4,7 кОм, конденсатор 10 мкФ, конденсатор 1 мкФ, микросхема LM317, радиатор, несколько соединительных проводов, макетная плата для экспериментальных целей и пайка. железо.

 

Рабочий:
LM317 представляет собой регулируемый стабилизатор напряжения на ИС, способный подавать ток более 1,0 Ампера с широким диапазоном выходного напряжения от 1,25 В до 37 В.Его регулировка немного лучше, чем у других микросхем стабилизаторов постоянного напряжения, таких как LM7805, 7806, 7808, 7810 …

Формула для выходного напряжения преобразователя 12 В в 5 В с использованием LM317 написана выше. Это дает приблизительное значение «Vo», когда R2 и R1 выбраны так, чтобы удовлетворять формуле.

Поставить любой станд. значение любого из резисторов (рекомендуется более высокое значение резистора, чтобы уменьшить потери мощности), затем подставьте значение требуемого выходного напряжения в данную формулу, чтобы найти значение другого резистора.

На изображении ниже показана микросхема регулятора напряжения без радиатора и с радиатором. Иногда радиаторы продаются отдельно. Пожалуйста, убедитесь, что радиатор правильно подсоединен с помощью токопроводящей пасты, применяемой для сильноточных приложений.

 

 

* Перед окончательным применением схемы преобразователя 12 В в 5 В в ваших проектах убедитесь, что выходное напряжение соответствует тому, для чего вы разработали. Значение тока, упомянутое в статье, предназначено только для справки, так как значение тока изменяется в зависимости от импеданса цепи на выходе.

Преобразователь 12 В в 5 В | Понижающий регулятор постоянного тока во многих отношениях

Если вы ищете источник питания постоянного тока 5 В для цифровой схемы. Но у вас есть источник 12В, аккумулятор. Я покажу вам преобразователь с 12 В на 5 В, понижающий регулятор.

Во многих отношениях для использования, это зависит от имеющихся у вас деталей и другой пригодности.

Как выбрать преобразователь 5В

Мы должны использовать подходящую схему. Как? Экономия лучшая. Я использую эти рекомендации.

  • Экономьте деньги — если они есть в моем магазине, это очень хорошо.Кроме того, экономия времени на покупку, а не долгое ожидание.
  • Простота сборки — простые и проверенные схемы всегда хороши.
  • Небольшой размер — у некоторых проектов ограниченное пространство.

Сначала посмотрите на груз!

Предположим, что нагрузка потребляет ток около 30 мА. Вы должны использовать преобразователь 5 В на 60 мА. Для этого случая достаточно. Когда ток мал, он мал и его легко построить. Кроме того, экономьте энергию.

Не следует использовать большую цепь источника тока 1 А. Это как сесть на слона, чтобы поймать кузнечика.Что расточительно и ненужно.

Например, схемы

  • Токовый выход 3 А — если у вас есть нагрузка, использующая ток более 2 А. Например, цифровая камера, GPS, Raspberry Pi, Arduino и многое другое.
  • Менее 50 мА — небольшая схема, например, цифровая КМОП
  • Как преобразовать 12 В постоянного тока в 5 В постоянного тока 1 А
  • Схема преобразователя 12 В в 5 В 2 А до 50 мА (0.05А) только. Можно схему регулятора напряжения на стабилитроне.


    Зенеровский диод поддерживает фиксированное напряжение 5В. Ему нужен резистор для ограничения тока на него и нагрузки.

    Как рассчитать прибор

    Для питания от источника 12В. Вы снова смотрите на схему. Есть три течения.

    • IZ = Максимальный ток стабилитрона
    • IR = Ток через резистор R1
    • IL = Максимальный ток нагрузки

    IR постоянно постоянен.Даже IL изменится от 0 мА до запланированного максимального значения (50 мА). ИЖ нужно изменить, чтобы напряжение на выходе было 5В.

    Во-первых, используйте стабилитрон 5V, потому что нам нужно 5V, VZ. Затем IR составляет около IL, 50 мА.

    R1 = (Vin – VZ)/ IR
    = (12V – 5V)/ 50 мА
    = 140 Ом
    или около 150 Ом .

    PR — мощность R1.
    PR = VR x IR
    = 7 В x 50 мА
    = 0,35 Вт или используйте 0,5 Вт.

    Но мы забываем, мощность стабилитрона, PZ
    PZ = VZ x IZ
    Примечание: IZ примерно IR, 50мА.

    PZ = 5 В x 50 мА
    PZ = 0,25 Вт
    Поэтому мы используем стабилитрон 5 В 0,5 Вт .

    Кроме того, C1 является фильтрующим конденсатором для сглаживания постоянного напряжения.

    Схема преобразователя 100 мА 5 В

    В цифровых схемах, состоящих из многих частей. Они могут использовать ток более 100 мА, но ниже 300 мА.

    Мы можем использовать множество схем. В предыдущей схеме он имеет малый ток. Если вы хотите 100 мА. Вам нужно использовать стабилитрон с низким сопротивлением (R1) и большей мощностью.

    Это лучше.Если в схему добавить транзистор. Это увеличит более высокий ток больше. Но выходное напряжение составляет всего 4,4 В. Из-за некоторого падения напряжения на ВЕ транзистора Q1, 0,6В.

    Нужно поменять стабилитрон на 5,6В. Если у вас его нет. Вы можете добавить диод и стабилитрон последовательно. Вы можете получить их как 5,6-вольтовый стабилитрон.

    Так как транзистор хорош для увеличения тока. Итак, мы можем изменить R1 на 1K, как показано ниже. Для уменьшения тока смещения стабилитрон и база Q1.

    200 мА, 5 В регулятор

    5 В транзисторный последовательный регулятор напряжения

    Если вы используете 2N2222 вместо BC548. Он может использовать 200 мА при нагрузке. Потому что 2N2222 имеет токосъемник (Ic) около 0,8А в даташите. Но в реальном использовании он может использовать максимум 0,5 А.

    500 мА, стабилизатор 5 В от 12 В

    500 мА, транзистор 5 В и стабилизатор напряжения Зенера

    Если вам необходимо использовать нагрузку от 300 мА до 500 мА. Следует поменять транзистор на BD139.

    Максимальный ток Ic около 2 А в спецификации. Но я могу получить только около 0,5А. Пока работает. Может быть тепло. Поэтому часто лучше работать с радиатором.

    Конденсаторы С1, С2 используются для уменьшения пульсаций на выходе. А C3 уменьшит пиковое напряжение.

    Как преобразовать 12 В постоянного тока в 5 В постоянного тока 1 А

    Многие друзья хотят преобразовать 12 В постоянного тока в 5 В постоянного тока в 1 А. Это популярный тариф в большинстве схем.

    У меня есть два варианта на выбор. Это зависит от пригодности ваших деталей и времени.

    Первый, Транзисторный регулятор 5В 1А . Она аналогична приведенным выше схемам.

    Я использую силовой транзистор TIP41. Потому что он может получить максимум 4А в спецификации. Но в реальном использовании это может дать мне только около 2А макс. Кроме того, его корпус TO-220, поэтому его легко использовать с радиатором любого размера.

    Раньше мне нравилась эта схема. Если у меня есть все компоненты в моем магазине. Я сделаю это первым.

    Но в последнее время мне нравится использовать этот компонент, Регулятор 7805.

    Второй, 7805 Регулятор популярный .

    Это так просто, быстрее, чем другие. Потому что его корпус такой же, как у TIP41, без стабилитрона и резистора смещения.

    Преобразователь 12 В в 5 В 1 А с использованием 7805

    Кроме того, он имеет низкую пульсацию на выходе около 10 мВ с электролитическими конденсаторами (C1, C4) на входе и выходе. И оба конденсатора фильтра, C2, C3, чтобы уменьшить пиковое напряжение.

    Примечание : 7805 распиновка

    Так как это линейный регулятор. Так что пока работает. Напряжение на входе и выходе IC1 составляет около 7В.

    При полной нагрузке имеет ток 1А. Таким образом, выходная мощность составляет около 7 Вт. Жарко. Мы должны установить его на достаточном количестве радиатора.

    Преобразователь 12 В в 5 В Выход 1,5 А

    Иногда нам нужен выходной ток около 1,5 А. У нас есть 3 способа сделать это.

    • Параллельное подключение 7805
    • Батарея 12 В в преобразователь постоянного тока 5 В 1,5 А
    • Мощный транзистор для регулятора 7805
    • Транзисторный регулятор 2 А
    Если подключить 7082 параллельно 90.784
    Это делает более высокий ток больше. Это подходит для тех, кто носит или не имеет силовых транзисторов.

    Но это ненадолго. Можешь попробовать!
    Оба IC-7805 должны быть абсолютно одинаковыми.

    Батарея 12 В в преобразователь постоянного тока 5 В 1,5 А

    Если нам нужно использовать регулятор напряжения 12 В в 5 В. Это схема регулятора постоянного тока 5В 1500мА.

    Простая схема с использованием микросхемы IC-7805, фиксированного стабилизатора 5 вольт и силового транзистора TIP41-NPN для увеличения тока до 2А.

    Пример эксперимента

    Я использую блок питания 7805 с батареей 12 В. Для уменьшения постоянного напряжения 5 вольт.

    Пытаюсь использовать нагрузку 4,7 Ом резисторы 5Вт. Как правило, он будет использовать ток около 5 В / 4,7 Ом = 1 А.

    Измеряю ток около 0,7А и падение напряжения 4,9В, но еще можно использовать. Как показано на рисунке 1

    Тестирование чистого IC-7805 с током не более 1 А.

    Требуется транзистор для увеличения выходного тока.

    Использую транзистор TIP41. В принципе может выдать ток около 2А. Который достаточно использовать.

    На принципиальной схеме.

    Простейшая схема регулятора 5 В 1,5 А

    Затем я тестирую схему с нагрузкой, резистором 2,4 Ом. Далее измеряем ток примерно 1,3А, а падение напряжения 4,9В. Его можно использовать, как мы хотим.

    Тестирование с большой токовой нагрузкой

    Продолжайте читать: Четыре небольших цепи регулятора постоянного тока на 5 В »

    Я поместил напряжение диода 1N4007, чтобы компенсировать потерю транзистора между контактом BE.

    Мы вставляем LED1 для индикации включения этой цепи, а последовательный резистор R1 используется для ограничения тока до безопасного значения.

    Конденсаторы C1, C3 с фильтрами для сглаживания входной и выходной последовательности постоянного тока.
    C2, C4 — ток искрового разряда фильтра помех.

    Во время работы Q1 будет очень сильно нагреваться, поэтому мы должны установить его с большим радиатором.

    Примечание: Имеет минусы. Если короткое замыкание. IC-7805 может быть поврежден.

    Транзистор с большим током для регулятора 7805

    Если вам нужен ток более 1 А, используйте 7805 лучше, чем 2 схемы выше.
    Требуется помощь силового PNP-транзистора со схемой ниже.

    Схема преобразователя 12 В в 5 В 2 А

    Большой ток будет протекать через силовой транзистор Q1, TIP42. В то время как 7805 получает более низкий ток. Потому что R1 уменьшает этот ток вниз.

    Таким образом, 7805 поддерживает фиксированное регулируемое напряжение, только 5 В. Без радиатора работает нормально.

    Пока Q1 работает. Это так жарко. Нам нужно установить его с достаточным количеством радиатора.

    Если у вас есть готовые детали.Вы можете использовать эту схему в течение длительного времени.

    Потом, если хотите 3А ток. Просто используйте MJ2955 вместо TIP42.

    Хотя эту схему вполне можно использовать. Но у него все еще есть недостатки.
    При коротком замыкании может быть поврежден силовой транзистор.

    Смотрите ниже.

    Преобразователь 12 В в 5 В 5 А

    Если вам нужен выход 5 В 5 А. Вы можете изменить предыдущую схему. Используйте TIP2955 вместо TIP42.

    Выдерживает ток до 5А.

    Или если у вас есть другой, TIP42.Можно добавить параллельно. Выходной ток также будет до 5А.

    Токовый выход 3А, преобразователь 5В

    Это Преобразователь 12В в 5В Понижающий регулятор на нагрузке 3А.

    Преобразователь с 12 В на 5 В Понижающий Регулятор

    Цифровая камера также может снимать фотографии и видео. Но у него есть недостаток — не долго садится батарея. При использовании на открытом воздухе. Приходилось часто подзаряжать аккумулятор. Это пустая трата времени.

    При покупке дополнительных запасных батарей. Это дорого и все равно часто менять так же.

    Сбоку имеется гнездо для подключения адаптера постоянного тока 5В, ток 2А. Если мы модифицируем 12-вольтовую свинцово-кислотную батарею, чтобы снизить напряжение до 5 вольт. Это очень хорошая идея.

    Потому что этот аккумулятор дешевле и долго используется. Например, с аккумулятором 12В 10Ач можно взять камеру на 5 часов.

    Как это работает


    У нас есть много способов сделать это. Но я покажу вам эту схему ниже.Мне больше нравится линейная схема, чем схема с режимом переключения.

    В схеме много компонентов. Как указано выше, эта схема может питать ток до 3 А с увеличением тока Q3-MJ2955. Кроме того, в нем есть много интересных частей.

    При перегрузке или коротком замыкании нагрузки. Затем напряжение на R2 составляет около 0,6 В. Итак, Q2 получает напряжение смещения, он работает. После этого VBE Q3 становится низким, Q3 работает ниже до упора.

    Пока Q1 работает на подключение тока через LED1. Это указывает на перегрузку.

    2

    Список компонентов 12 В до 5В регулятора напряжения

    IC1: LM7805, 5V DC Регулятор IC
    Q1: BC558, 0,4A 40V транзистор
    Q2: BD140, 1.5A 30V PNP транзистор
    Q3: MJ2955 или TIP2955 , 4A 50V PNP Power Transistor
    C1: 4,700UF 25V, электролитические
    LED1: LED Любой цвет, как вам нравится
    Резисторы
    R1: 330 Ом 0,25 Вт
    R2: 0.22 Ом 5 ​​Вт
    R3: 470 Ом 0,5 Вт
    R4: 47 Ом 1 Вт
    R5: 18 Ом 1 Вт
    Радиатор, провода и т.д.

    Заявка


    У меня старый GPS, обычно им пользуюсь в машине. Нам нужна схема преобразователя постоянного тока в постоянный, которая может снизить напряжение с 12 В до 5 В при токе более 2 А.
    Какая принципиальная схема может сделать это.

    Мне нравится, что нужно купить некоторые детали, так как они есть и в моих магазинах.

    Как показано на рисунке 2, я собираю их на универсальной плате

    Также См. другие схемы попроще. Регулятор 3A 5V с использованием LM350

    Простая защита от перенапряжения 5V

    Обычно вы можете использовать приведенную выше схему.Потому что это просто и недорого.

    Вы просто добавляете Fuse-F1 для защиты от перегрузок более 2А. Также, если схема питает высокое напряжение более 5,1В. Он имеет слишком много токов через ZD1 и D1 в качестве сверхтока. Так предохранитель сгорит внезапно.

    Преобразователь 12 В в 5 В на 2 А с использованием 7805 и транзистора с защитой от перенапряжения

    Источник питания 5 В 2 А с использованием 78S05

    Еще один способ: мой друг хочет 5 В 2 А цепь питания . Модель должна быть простой, использовать мало оборудования, легко строить.

    Затем я выбираю для него эту схему.

    Почему? В ней используется столбовое оборудование, положительный стабилизатор напряжения /2А в ТО220, 78С05. И мало деталей видно в цепи, качественно и малошумно.

    Схема будет работать и без доп компонентов, но для защиты от переполюсовки на входе предусмотрен диод 1N5402, доп сглаживающий обеспечивается С1-220мкФ 50В.

    Выходной каскад включает C2-47uF 25V для дополнительной фильтрации.

    Download This

    Все полноразмерные изображения этого поста находятся в этой электронной книге: Elec Circuit vol. 1 ниже. Пожалуйста, поддержите меня. 🙂

    также 5V DC Adapter

    1. микропроцессор DC регулятор питания 5 В 3А на LM323K 9A 4a переключающий источник питания на LM2576
    2. LM2673 -5V 3A переключающий регулятор напряжения
    3. лучший линейный регулятор питания 5V 5A с 7812 и LM723

    ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

    Я всегда стараюсь, чтобы электроника Обучение было легким .

    Повышающий преобразователь постоянного тока с 5 В на 12 В

    Повышающий DC-DC преобразователь

    основан на микросхеме LM2577-ADJ, этот проект обеспечивает выход 12 В при входе 5 В, максимальная выходная нагрузка 800 мА. LM2577 представляют собой монолитные интегральные схемы, обеспечивающие все функции питания и управления для импульсных стабилизаторов с повышающим, обратноходовым и прямым преобразователем. Устройство доступно в трех различных версиях выходного напряжения: 12 В, 15 В и регулируемое.

    Требующие минимального количества внешних компонентов, эти регуляторы экономичны и просты в использовании.В этом техническом паспорте перечислены стандартные катушки индуктивности и обратноходовые трансформаторы, предназначенные для работы с этими импульсными стабилизаторами. В состав микросхемы входит переключатель NPN на 3,0 А и связанная с ним схема защиты, состоящая из ограничения тока и перегрева, а также блокировки при пониженном напряжении. Другие функции включают генератор с фиксированной частотой 52 кГц, не требующий внешних компонентов, режим плавного пуска для снижения пускового тока во время запуска и управление режимом тока для улучшенного подавления переходных процессов входного напряжения и выходной нагрузки.

    Характеристики

    • Требуется несколько внешних компонентов
    • Вход 5 В постоянного тока
    • Выход 12 В пост. тока
    • Выходная нагрузка 800 мА
    • Работа в режиме тока для улучшенной переходной характеристики, линейного регулирования и ограничения тока
    • Внутренний осциллятор 52 кГц
    • Функция плавного пуска снижает пусковой ток во время запуска
    • Выходной переключатель с защитой от ограничения тока, блокировки при пониженном напряжении и отключения при перегреве
    • Размеры печатной платы: 45.72 х 34,29 мм

    Проект основан на микросхеме LM2577-ADJ для гибкости получения других выходных напряжений путем изменения сопротивления резисторов обратной связи R2 и R3

    Формула выходного напряжения В Выход = 1,23 В (1+R2/R3) (см. Лист технических данных для получения дополнительной информации о значении индуктивности, конденсаторе, резисторах обратной связи, выходном токе и напряжении)

    Схема

    Как это работает

    LM2577 включает и выключает свой выход на частоте 52 КГц, и это создает энергию в дросселе L1.

    Когда переключатель NPN включается, ток катушки индуктивности увеличивается со скоростью vin/L1, сохраняя ток в катушке индуктивности. Когда ключ выключается, нижний конец индуктора пролетает над Vin, разряжая свой ток через диод в выходной конденсатор со скоростью (Vout-Vin)/L1. Таким образом, энергия, запасенная в

    Индуктор

    во время включения переводится на выход во время выключения. Выходное напряжение регулируется количеством передаваемой энергии, которое, в свою очередь, регулируется путем модуляции пикового тока индуктора.Это делается путем обратной подачи части выходного напряжения на усилитель ошибки, который усиливает разницу между напряжением обратной связи и опорным напряжением 1,23 В. Выходное напряжение усилителя ошибки сравнивается с напряжением, пропорциональным току переключателя (то есть току катушки индуктивности во время включения)

    Компаратор завершает время включения, когда два напряжения равны, тем самым контролируя пиковый ток переключения для поддержания постоянного выходного напряжения.

    Список деталей

    Видео

    LM2577 Лист данных

    лм2577

    Эффективное преобразование постоянного тока 12 В в 5 В для маломощной электроники, оценка шести модулей

    В настоящее время я работаю над проектом Arduino, устанавливаемым на автомобиле.Устройство рассчитано на постоянное питание, и я решил использовать автомобильный аккумулятор в качестве источника постоянного питания. Я разрабатываю устройство с низким энергопотреблением, потребляя 50 мА или меньше, потому что кто хочет застрять с разряженной батареей, верно?

    Автомобильный аккумулятор

    обычно обеспечивает напряжение от 7 до 15 вольт, но в некоторых стандартах упоминается, что возможны пики 40 вольт. Напряжение автомобильного аккумулятора обычно составляет около 12 В, но падает до ~ 7 В, когда вы запускаете двигатель, и поднимается до ~ 14 В, когда двигатель работает и аккумулятор заряжается.Поскольку мы не хотим, чтобы наше устройство сбрасывалось во время запуска, мы хотели бы выполнить преобразование входного напряжения от 7 до 20 вольт в фиксированное выходное напряжение 5 вольт, которое ожидает Arduino Uno.

    Регуляторы напряжения

    На плате Arduino Uno есть регулятор напряжения, который мы могли бы использовать. Рекомендуется для напряжения от 7 до 12 вольт. Это означает, что нам придется сначала понизить высокое напряжение автомобильного аккумулятора с помощью внешнего компонента, прежде чем мы сможем подать его на плату Arduino Uno.К сожалению, это само по себе не решило бы наших проблем, поскольку не отвечало бы нашим требованиям к эффективности.

    Arduino Uno с регулятором напряжения, обведенным кружком. [Фото с сайта http://www.electricrcaircraftguy.com]

    Проблема с использованием регулятора напряжения заключается в том, что регулятор является расточительным. Любое дополнительное напряжение, которое необходимо сбросить, преобразуется в тепло. Формула эффективности: eff(reg)=Vout/Vin. Стабилизатор напряжения также имеет некоторые преимущества, одним из которых является стабильность, что означает, что он может поддерживать очень стабильное и точное выходное напряжение.Еще одним преимуществом является его компактный размер.

    Чтобы выполнить эффективное преобразование, нам пришлось бы использовать импульсный источник питания, в частности, понижающий преобразователь, который будет понижать для нас напряжение. Понижающий преобразователь будет включать и выключать вход настолько быстро, насколько это необходимо для обеспечения необходимого напряжения и мощности на выходе. В оставшейся части этой статьи мы сравним шесть различных понижающих (понижающих) модулей. Если вы не знакомы с тем, как работает импульсный понижающий преобразователь, прочтите эту статью, в которой также сравниваются некоторые модули при более высоких нагрузках.

    Модули-кандидаты

    Я рассматривал одну из реализаций: понизить напряжение батареи примерно до 7 вольт, а затем подать питание на Arduino через регулятор напряжения. Преимущество заключается в более стабильном напряжении для Arduino, однако будет потеря энергии 1-eff(reg)=1-5/7=28%. Кроме того, каждый процесс преобразования требует некоторого запаса между Vin и Vout, поэтому, имея две ступени, нам становится трудно поддерживать нижний предел диапазона напряжения автомобильного аккумулятора, что создает потенциальные проблемы со сбросом во время запуска двигателя.

    В итоге я стал искать модули, способные работать от автомобильного аккумулятора и выдавать 5 вольт. Это может быть регулируемый модуль или фиксированный на 5 вольт. Я бы подключил эти модули к USB-порту Arduino (предпочтительнее из-за наличия там дополнительной защиты) или напрямую к контакту Arduino 5V. Это означает, что предпочтение отдается модулям со встроенным гнездовым выходным USB-портом, хотя для компенсации его отсутствия можно использовать адаптеры или кабели-преобразователи.

    Модули

    Модули, которые я протестировал, родом с Дальнего Востока, и большинство из них были куплены на eBay по цене от 1 до 2 долларов США (включая доставку).Это означает, что у большинства из них нет четкого номера модели или названия производителя. Я придумаю краткое название для каждого модуля, чтобы мне было легче упоминать их. Я признаю, что качество фотографий могло бы быть лучше. Я старался изо всех сил с тем оборудованием, которое у меня было. Также обратите внимание, что каждая фотография имеет собственный масштаб. Вот модули в произвольном порядке.

    Сигара

    Преобразователь «Сигара»

    Этот адаптер имеет штекер прикуривателя на одном конце и предназначен для подключения к гнезду прикуривателя в автомобиле.Выходное гнездо представляет собой гнездо USB-порта. Такие модули продаются конечным пользователям для зарядки USB-устройств в автомобиле. Я понятия не имею, где я это взял, но я нашел его в своей корзине для деталей, разобрал и использовал в этом исследовании.

    Поскольку такие преобразователи продаются конечным пользователям, в их списках обычно нет фотографии печатной платы, так что это рулетка в отношении того, какой чип и эффективность вы получаете.

    Регулируемый

    «Регулируемый» преобразователь, передний

    «Регулируемый» преобразователь, задний

    Этот адаптер продавался на eBay как «Регулируемый понижающий модуль питания постоянного тока LM2596 4.75-24В до 0,93-18В”. На самом деле чипа LM2596 там нет, что не должно сильно удивлять покупателей eBay. Это регулируемый понижающий модуль, который отлично подходит для прототипирования. Вы регулируете выходное напряжение с помощью многооборотного потенциометра. Входные и выходные разъемы представляют собой винтовые клеммы, и вы можете видеть, что я подключил их к цилиндрической вилке для удобства использования.

    Амперметр

    Преобразователь «Амперметр», передний

    Преобразователь «Амперметр», задний

    Этот модуль продавался на eBay как «Понижающий преобразователь постоянного тока, 2 А, ток постоянного напряжения с вольтметром-амперметром».Он имеет регулируемое напряжение, ток и дисплей, который может отображать входное/выходное напряжение и выходной ток. Очень удобно для прототипирования. Для некоторых это может даже стать альтернативой настольному блоку питания. Этот модуль имеет разъемы, аналогичные модулю «Регулируемый», способ настройки также аналогичен.

    Штраф

    Преобразователь «Fine», передний

    Преобразователь «Точный», задний

    Этот модуль QSKJ был указан как «Fine 6-24V 12V/24V to 5V 3A CAR USB Charger Module DC Buck step down Converter».Это один из самых маленьких модулей в тесте. Он явно создан для интеграции в другие проекты, поскольку имеет две площадки для пайки для ввода. На выходе — довольно симпатичный женский USB-порт. В листинге упоминается множество дополнительных функций, таких как новейшая схема идентификации USB, схемы защиты, сверхнизкий статический ток (0,85 мА) и многое другое.

    600 мА

    Преобразователь «600 мА», передний

    Преобразователь «600 мА», задний

    Этот модуль с маркировкой «DM01» на 100% предназначен для интеграции.Входы и выходы через контактные площадки. Похоже, этот модуль также выпускается в версиях на 3,3, 9 и 12 вольт. Он был выставлен на продажу как «Модуль понижающего преобразователя постоянного тока 600 мА 6-55 В до 5 В, регулятор фиксированного выходного напряжения». Это может быть самый маленький модуль из 6, но отсутствие порта USB делает его несправедливым сравнением. Одна особенность, которая отличает этот модуль от других в тесте, заключается в том, что он имеет контактную площадку «EN». Вы можете управлять этим разъемом, чтобы отключать и запускать модуль, когда это необходимо. Ток выключения заявлен как менее 1 мкА.Если вы просто собираетесь соединить эту площадку с «Vin+», не беспокойтесь, «ток холостого хода» этого модуля составляет всего 0,7 мА.

    Точный

    Преобразователь «Точный», передний

    Преобразователь «Точный», задний

    Этот модуль имеет те же соединения, что и «Fine», но немного крупнее. Он продавался как «3A DC-DC 9V/12V/24V to 5V USB Step Down Power Module 2A Precise Vehicle Charger».

    Напряжение и ток

    Вот некоторые электрические свойства 6 модулей.У меня не было свойств модуля для «Cigar», поэтому диапазоны основаны на спецификациях чипа и могут быть лучше, чем фактические диапазоны модулей.

    Модуль Входное напряжение Выходное напряжение Максимальный выходной ток Пиковый выходной ток
    Сигара 3 — 40 В 5,4 — 5,5 В 1,5 А ?
    Регулируемый 4,75 — 24 В 0,93 — 18 В 2.5А
    Амперметр 4,5–24 В 0,93–20 В 2 А ?
    Мелкий 6–24 В 5,1–5,2 В 2,1 А 3 А
    600 мА 6 — 55 В 5 В 0,6 А 1 А
    Precise 7,5 — 28 В 5 В 2A 3A

    Пиковый ток относится к способности обеспечивать высокий ток в течение ограниченного периода времени.Максимальный ток относится к максимальному току, который модуль может постоянно обеспечивать. Имейте в виду, что в некоторых модулях упоминается, что для работы при максимальном токе может потребоваться дополнительный радиатор или решение для охлаждения.

    Несколько моментов, заслуживающих упоминания: во-первых, «Сигара» с фиксированным выходным разъемом USB обеспечивает слишком высокое напряжение по стандартам USB. Это может быть из-за старости или просто плохого качества. Разница составляет около 10%, и я бы посчитал ее непригодной для использования. Во-вторых, большинство модулей могут работать с входным напряжением до 25 вольт, но немногие могут работать с напряжением 40 вольт и выше.Спасибо за это.

    Свойства цепи переключения

    Модуль Микросхема Частота Индуктор Заявленная эффективность
    Сигара MC34063A
    100 кГц 220 мкГн ? 83 % при 24 В и 500 мА
    Регулируемый MP23070N 340 кГц
    10 мкГн ? до 98%
    Амперметр MP23070N 340 кГц
    10 мкГн ? ?
    Fine MP2315 (метка AGCG)
    500 кГц 4.7 мкГн от 12 В до 5 В 1 А может до 94 %
    600 мА HT7463A (маркировка 463A)
    1250 кГц
    22 мкГн до 96%
    Точный MP1584EN 500 кГц
    15 мкГн ? до 96%

    Более высокая частота коммутации будет означать меньшую пульсацию на выходе (более точное напряжение/ток), но приведет к увеличению накладных расходов из-за переключения, что немного снижает эффективность.

    Рядом с некоторыми значениями индуктивности стоит знак «?». Это означает, что компонент не был помечен, а значение было оценено на основе рекомендаций в таблице данных. Обычно более низкая частота требует катушки индуктивности большего размера.

    Тестирование

    Измерение тока с обеих сторон

    Сначала я измерил потребляемый моим устройством ток на выходе преобразователя, который составил около 50 мА. Затем я создал фиктивную нагрузку 100 Ом, используя два резистора по 200 Ом параллельно.Я использовал массив резисторов, чтобы уменьшить нагрузку на каждый отдельный резистор, который был рассчитан на 0,25 Вт. Согласно закону Ома, резистор на 100 Ом вызовет нагрузку 50 мА при напряжении 5 вольт, подобно тому, как это сделает устройство.

    Затем я измерил ток, потребляемый преобразователем на стороне входа, как для нагрузки устройства, так и для фиктивной нагрузки. Я заметил, что реальная нагрузка и фиктивная нагрузка с одинаковым средним током имеют одинаковую эффективность. Разница могла возникнуть, поскольку фиктивная нагрузка потребляла фиксированную мощность, в то время как устройство могло потреблять мощность всплесками, но это не оказало существенного влияния на результаты.Я пришел к выводу, что использование фиктивных резисторов является достаточно хорошим приближением для этого теста.

    Затем я сделал фиктивные нагрузки для токов 25 мА, 50 мА и 100 мА, используя 1, 2 и 4 резистора параллельно.

    Измерение тока с эквивалентной нагрузкой

    Чтобы как можно меньше влиять на измерение, я использовал амперметр на входной стороне (последовательно) и рассчитал ток на выходной стороне, используя закон Ома I=V/R. Таким образом, не было никакого воздействия на выходную сторону, которое могло добавить падение напряжения и повлиять на результаты.Напряжение V измерялось параллельно, а сопротивление R известно и зависит от фиктивной нагрузки, используемой для каждого испытания.

    Блок питания для теста выдавал 12В, но из-за падения напряжения на амперметре входное напряжение модулей немного ниже.

    Результаты

    Я рассчитал эффективность каждого модуля для каждого типа нагрузки следующим образом:

     eff = Контакт/Pвых = (Vin*Iin)/(Vвых*Iвых) 

    Даташиты некоторых микросхем, используемых в модулях, содержали график эффективности.КПД зависит от напряжения и тока. Когда это было доступно, я добавлял указанную эффективность чипа для соответствующих Vin и Iout в последний столбец. Некоторые модули имеют диаграммы эффективности, которые не охватывают диапазоны низких токов, что может указывать на тип нагрузки, для которой чипы были (не) предназначены.

    Выходной ток 25 мА

    Модуль In, В Out, В In, мА Эффективность Эффективность чипа
    Сигара 11.82 5,46 21 60%
    Регулируемый 11,63
    5,08 35,65 31%
    Амперметр 11,58 5,04
    40,04 27%
    Мелкий 11,91 5,12 13,7 80% 87%
    600 мА 11,9
    5.04 14,2 75% 74%
    Точный 11,9
    4,98 14,75 71% 75%

    Выходной ток 50 мА

    Модуль In, В Out, В In, мА Эффективность Эффективность чипа
    Сигара 11,52 5,49 38,6 68%
    Регулируемый 11.45 5,08 47,44 48%
    Амперметр 11,39 5,05 52,2 43%
    Мелкий 11,73 5,13 26,98 83% 89%
    600 мА 11,72 5,01 26,66 80 % 86 %
    Точный 11,72 4,98 27.3 78% 77,5%

    Выходной ток 100 мА

    Модуль In, В Out, В In, мА Эффективность Эффективность чипа
    Сигара 11,15 5,54 76,3 72%
    Регулируемый 11,22 5,08 79,8 58%
    Амперметр 11.18 5,04 76,1 60%
    Мелкий 11,41 5,12 54,6 84% 91%
    600 мА 11,46 4,9 51 82% 88%
    Точный 11,38 4,96 53,5 81% 82%

    Заключение

    Различия могут быть значительными, как показано выше.В тесте с самой низкой нагрузкой (25 мА) худший производитель потребляет в 3 раза больше энергии, чем лучший.

    Различия в эффективности между модулями становятся более тонкими по мере увеличения нагрузки: 2x для 50 мА и 1,5x для 100 мА.

    Различное входное напряжение. Более высокий ток на входе означает более высокое падение напряжения на амперметре, что приводит к более низкому входному напряжению по сравнению с выходным напряжением источника питания.

    Указанный КПД чипа находится в пределах 5-10% от измеренного КПД модуля. Дельта может быть связана с неэффективностью самого модуля или с различиями в общих условиях (температура и т. д.).

    И победитель: «Отлично»! Этот модуль явно лучше всего подходит для сценариев с низким энергопотреблением. При достижении токов 100 мА различия между тремя ведущими модулями минимальны.

    Чем «Хорошо» лучше других? Это относительно новая ИС. Техническое описание датировано 2014 годом, тогда как, для сравнения, MP2307 — 2008 года. Он также имеет очень низкие значения Rds(on) (90 мОм/40 мОм), но, что наиболее интересно, MP2315 имеет режим энергосбережения AAM (Advanced Asynchronous Modulation) для легкая нагрузка.

    Расширенная асинхронная модуляция

    (AAM) — это запатентованная технология MPS. При использовании этой технологии ИС будет снижать свою частоту при обнаружении низких нагрузок, тем самым уменьшая накладные расходы на переключение, но потенциально вызывая нестабильность и пульсации. Значение резистора на выводе AAM определяет, когда начать это поведение. Не стесняйтесь исправлять меня в комментариях, если я не правильно объясняю.

    В заключение, если вам нужен эффективный модуль для легких нагрузок, вы можете попробовать этот модуль от QSKJ с микросхемой MPS MP2315, помеченной как AGCx (я видел, что специально используются AGCG или AGCE).Если у вас есть другие рекомендации, поделитесь ими в комментариях ниже. Удачного проекта!

    питание вашего крепления от USB? (Преобразователь постоянного тока 5 В -> 12 В постоянного тока?) — Крепления

    Привет всем,

     

    Несколько недель назад я задал этот вопрос по эту сторону Атлантики, но без ответа, поэтому повторил попытку: 

     

    Блоки питания

    USB легко доступны, а блоки питания USB достаточно малы, чтобы поместиться в кармане куртки холодными зимними ночами, и они не требуют обслуживания и ухода, которые требуются свинцово-кислотным аккумуляторам.

    Следовательно, я хотел бы запитать свои два мотоцикла Vixen MT-1 от USB через телефонную трубку, рассчитанную на входное напряжение 12 В.

     

     

    Мой телефон потребляет примерно 0,4 А при входном напряжении 12 В для отслеживания прямого восхождения и 0,8 А при одновременном повороте по прямому восхождению и склонению. В настоящее время я запитываю его от USB через повышающий преобразователь (https://en.wikipedia…Boost_converter) и обычно получаю 4 часа отслеживания и случайного поворота из моего (крошечного) номинального 36 Втч (и к настоящему времени, вероятно, довольно старого ) USB-блок питания.Многие современные блоки питания хранят гораздо больше энергии и, вероятно, могут легко работать в течение ночи отслеживания. Мне интересно, есть ли более элегантные/эффективные решения, и не подвергаю ли я свой телефон риску таких скачков напряжения. Но одно за другим. Я вижу два простых варианта питания моего крепления от USB:

    .

     

    • (1) В настоящее время многие настенные зарядные устройства USB поддерживают выходное напряжение 12 В (например, настенные зарядные устройства, совместимые с Qualcomm Quick Charge 3), некоторые из них рассчитаны на силу тока более 2 А при напряжении 12 В.То же самое верно и для блоков питания QC3, которые могут выдавать аналогичный ток при напряжении 12 В. Схема для запроса 12 В вместо обычных 5 В от USB хорошо задокументирована в Интернете, и разъемы, содержащие эту схему «рукопожатия», легко доступны. Я мог легко подключить адаптер QC3 USB 12 В к 5,5-мм штекеру постоянного тока моего телефона.

     

    • (2) Решение, которое я уже реализовал, через повышающий преобразователь dc dc 5V -> 12 V. Имеет то преимущество, что работает со всеми «обычными» (т.е. не QC3) USB-розетки и блоки питания, если они могут выдавать примерно 2 А при 5 В — чтобы подавать 0,8 А при 12 В на мой контроллер крепления (если я ограничусь отслеживанием RA, подойдет ~ 1 А при 5 В, что также мой самое старое настенное зарядное устройство обеспечивает; обратите внимание, однако, что USB-разъемы в большинстве устройств, которые не являются зарядными устройствами, обеспечивают только 0,5 А при 5 В, поэтому их нельзя использовать.). Опять же, адаптироваться к штекеру постоянного тока 5,5 мм легко.

     

    Решение 1 выглядит заманчиво, если 12 В, подаваемые от блоков питания/зарядных устройств QC3, лучше защищены от скачков напряжения (и, возможно, содержат внутри более эффективную схему преобразования постоянного тока в постоянный, чем схема повышающего преобразователя, которую я получил в сети).Решение 2 работает для меня, хотя я беспокоюсь о скачках напряжения повышающего преобразователя, которые могут повредить контроллер моего шагового двигателя… Как эти схемы обычно выходят из строя после того, как они выходят из строя?

     

    Есть еще идеи?

    Спасибо!

    Рафа

    Отредактировал erraph, 08 февраля 2021 г. — 06:08.

    5 В на 12 В, схема повышающего преобразователя постоянного тока в постоянный

    Gadgetronicx > Электроника > Электрические схемы и схемы > Цепи питания > Схема повышающего преобразователя с 5 В на 12 В постоянного тока