РазноеКак из 5 вольт сделать 5 вольт: Как уменьшить напряжение с 5 до 3.3 вольт? — Хабр Q&A

Как из 5 вольт сделать 5 вольт: Как уменьшить напряжение с 5 до 3.3 вольт? — Хабр Q&A

Содержание

Получить 3 вольта из 5 вольт. Блок питания

Схема устройства

Схема, изображенная на рисунке 1, представляет собой регулируемый стабилизатор напряжения и позволяет получить выходное напряжение в пределах 1.25 — 30 вольт. Это позволяет использовать данный стабилизатор для питания пейджеров с 1.5 вольтовым питанием (например Ultra Page UP-10 и т.п.), так и для питания 3-х вольтовых устройств. В моем случае она используется для питания пейджера «Moongose PS-3050», то есть выходное напряжение установлено в 3 вольта.

Работа схемы

При помощи переменного резистора R2 можно установить необходимое выходное напряжение. Выходное напряжение можно рассчитать по формуле Uвых=1.25(1 + R2/R1) .
В качестве регулятора напряжения используется микросхема SD 1083/1084 . Без всяких изменений можно использовать российские аналоги этих микросхем 142 КРЕН22А/142 КРЕН22 . Они различаются только выходным током и в нашем случае это несущественно. На микросхему необходимо установить небольшой радиатор, так как при низком выходном напряжении регулятор работает в токовом режиме и существенно нагревается даже на «холостом» ходу.

Монтаж устройства

Устройство собрано на печатной плате размером 20х40мм. Так как схема очень простая рисунок печатной платы не привожу. Можно собрать и без платы с помощью навесного монтажа.
Собранная плата помещается а отдельную коробочку или монтируется непосредственно в корпусе блока питания. Я разместил свою в корпусе AC-DC адаптера на 12 вольт для радиотелефонов.

Примечание.

Необходимо сначала установить рабочее напряжение на выходе стабилизатора (при помощи резистора R2) и лишь, затем подключать нагрузку.

Другие схемы стабилизаторов.

Это одна из самых простых схем, которую можно собрать на доступной микросхеме LM317LZ . Путем подключения/отключения резистора в цепи обратной связи мы получаем на выходе два разных напряжения. При этом, ток нагрузки может достигать 100 мА.

Только обратите внимание на распиновку микросхемы LM317LZ. Она немного отличается от привычных стабилизаторов.

Простой стабилизатор на различные фиксированные напряжения (от 1,5 до 5 вольт) и ток до 1А. можно собрать на микросхеме AMS1117 -X.X (CX1117-X.X) (где X.X — выходное напряжение). Есть экземпляры микросхем на следующие напряжения: 1.5, 1.8, 2.5, 2.85, 3.3, 5.0 вольт. Также есть микросхемы с регулируемым выходом с обозначением ADJ. Этих микросхем очень много на старых компьютерных платах. Одним из достоинств этого стабилизатора является низкое падение напряжения — всего 1,2 вольта и небольшой размер стабилизатора адаптированный под СМД-монтаж.

Для его работы требуется всего пара конденсаторов. Для эффективного отвода тепла при значительных нагрузках необходимо предусмотреть теплоотводную площадку в районе вывода Vout. Этот стабилизатор также доступен в корпусе TO-252.

Метеостанции на .

Подумав, я пришел к выводу, что самой дорогой и объёмной частью метеостанции является плата Arduino Uno. Самым дешевым вариантом замены может стать плата Arduino Pro Mini. Плата Arduino Pro Mini производится в четырех вариантах. Для решения моей задачи подходит вариант с микроконтроллером Mega328P и напряжением питания 5 вольт. Но есть еще вариант на напряжение 3,3 вольта. Чем эти варианты отличаются? Давайте разберемся. Дело в том, что на платах Arduino Pro Mini устанавливается экономичный стабилизатор напряжения. Например такой, как MIC5205 c выходным напряжением 5 вольт. Эти 5 вольт подаются на вывод Vcc платы Arduino Pro Mini, поэтому и плата будет называться «плата Arduino Pro Mini с напряжением питания 5 вольт». А если вместо микросхемы MIC5205 будет поставлена другая микросхема с выходным напряжением 3,3 вольта, то плата будет называться «плата Arduino Pro Mini с напряжением питания 3,3 вольт»

Плата Arduino Pro Mini может получать энергию от внешнего нестабилизированного блока питания с напряжением до 12 вольт. Это питание должно подаваться на вывод RAW платы Arduino Pro Mini. Но, ознакомившись с даташитом (техническим документом) на микросхему MIC5205, я увидел, что диапазон питания, подаваемого на плату Arduino Pro Mini, может быть шире. Если, конечно, на плате стоит именно микросхема MIC5205.

Даташит на микросхема MIC5205:


Входное напряжение, подаваемое на микросхему MIC5205, может быть от 2,5 вольт до 16 вольт. При этом на выходе схемы стандартного включения должно быть напряжение около 5 вольт без заявленной точности в 1%. Если воспользоваться сведениями из даташита: VIN = VOUT + 1V to 16V (Vвходное = Vвыходное + 1V to 16V) и приняв Vвыходное за 5 вольт, мы получим то, что напряжение питания платы Arduino Pro Mini, подаваемое на вывод RAW, может быть от 6 вольт до 16 вольт при точности в 1%.

Даташит на микросхему MIC5205:
Для питания платы GY-BMP280-3.3 для измерения барометрического давления и температуры я хочу применить модуль с микросхемой AMS1117-3.3. Микросхема AMS1117 - это линейный стабилизатор напряжения с малым падением напряжения.
Фото модуль с микросхемой AMS1117-3.3:


Даташиты на микросхему AMS1117:
Схема модуля с микросхемой AMS1117-3.3:


Я указал на схеме модуля с микросхемой AMS1117-3.3 входное напряжение от 6,5 вольт до 12 вольт, основывая это документацией на микросхему AMS1117.


Продавец указывает входное напряжение от 4,5 вольт до 7 вольт. Самое интересное, что другой продавец на Aliexpress.com указывает другой диапазон напряжений - от 4,2 вольт до 10 вольт.


В чем же дело? Я думаю, что производители впаивают во входные цепи конденсаторы с максимально допустимым напряжением меньшим, чем позволяют параметры микросхемы - 7 вольт, 10 вольт. И, может быть, даже ставят бракованные микросхемы с ограниченным диапазоном питающих напряжений. Что произойдет, если на купленную мной плату с микросхемой AMS1117-3.3, подать напряжение 12 вольт, я не знаю.
Возможно для повышения надежности китайской платы с микросхемой AMS1117-3.3 надо будет поменять керамические конденсаторы на электролитические танталовые конденсаторы. Такую схему включения рекомендует производитель микросхем AMS1117А минский завод УП "Завод ТРАНЗИСТОР".

Доступность и относительно невысокие цены на сверхъяркие светодиоды (LED) позволяют использовать их в различных любительских устройствах. Начинающие радиолюбители, впервые применяющие LED в своих конструкциях, часто задаются вопросом, как подключить светодиод к батарейке? Прочтя этот материал, читатель узнает, как зажечь светодиод практически от любой батарейки, какие схемы подключения LED можно использовать в том или ином случае, как выполнить расчет элементов схемы.

К каким батарейкам можно подключать светодиод?

В принципе, просто зажечь светодиод, можно от любой батарейки. Разработанные радиолюбителями и профессионалами электронные схемы позволяют успешно справиться с этой задачей. Другое дело, сколько времени будет непрерывно работать схема с конкретным светодиодом (светодиодами) и конкретной батарейкой или батарейками.

Для оценки этого времени следует знать, что одной из основных характеристик любых батарей, будь то химический элемент или аккумулятор, является емкость. Емкость батареи – С выражается в ампер-часах. Например, емкость распространенных пальчиковых батареек формата ААА, в зависимости от типа и производителя, может составлять от 0.5 до 2.5 ампер-часов. В свою очередь светоизлучающие диоды характеризуются рабочим током, который может составлять десятки и сотни миллиампер. Таким образом, приблизительно рассчитать, на сколько хватит батареи, можно по формуле:

T= (C*U бат)/(U раб. led *I раб. led)

В данной формуле в числителе стоит работа, которую может совершить батарея, а в знаменателе мощность, которую потребляет светоизлучающий диод. Формула не учитывает КПД конкретно схемы и того факта, что полностью использовать всю емкость батареи крайне проблематично.

При конструировании приборов с батарейным питанием обычно стараются, чтобы их ток потребления не превышал 10 – 30% емкости батареи. Руководствуясь этим соображением и приведенной выше формулой можно оценить сколько нужно батареек данной емкости для питания того или иного светодиода.

Как подключить от пальчиковой батарейки АА 1,5В

К сожалению, не существует простого способа запитать светодиод от одной пальчиковой батарейки. Дело в том, что рабочее напряжение светоизлучающих диодов обычно превышает 1.5 В. Для эта величина лежит в диапазоне 3.2 – 3.4В. Поэтому для питания светодиода от одной батарейки потребуется собрать преобразователь напряжения. Ниже приведена схема простого преобразователя напряжения на двух транзисторах с помощью которого можно питать 1 – 2 сверхъярких LED с рабочим током 20 миллиампер.

Данный преобразователь представляет собой блокинг-генератор, собранный на транзисторе VT2, трансформаторе Т1 и резисторе R1. Блокинг-генератор вырабатывает импульсы напряжения, которые в несколько раз превышают напряжение источника питания. Диод VD1 выпрямляет эти импульсы. Дроссель L1, конденсаторы C2 и С3 являются элементами сглаживающего фильтра.

Транзистор VT1, резистор R2 и стабилитрон VD2 являются элементами стабилизатора напряжения. Когда напряжение на конденсаторе С2 превысит 3.3 В, стабилитрон открывается и на резисторе R2 создается падение напряжения. Одновременно откроется первый транзистор и запирет VT2, блокинг-генератор прекратит работу. Тем самым достигается стабилизация выходного напряжения преобразователя на уровне 3.3 В.

В качестве VD1 лучше использовать диоды Шоттки, которые имеют малое падение напряжения в открытом состоянии.

Трансформатор Т1 можно намотать на кольце из феррита марки 2000НН. Диаметр кольца может быть 7 – 15 мм. В качестве сердечника можно использовать кольца от преобразователей энергосберегающих лампочек, катушек фильтров компьютерных блоков питания и т. д. Обмотки выполняют эмалированным проводом диаметром 0.3 мм по 25 витков каждая.

Данную схему можно безболезненно упростить, исключив элементы стабилизации. В принципе схема может обойтись и без дросселя и одного из конденсаторов С2 или С3 . Упрощенную схему может собрать своими руками даже начинающий радиолюбитель.

Cхема хороша еще тем, что будет непрерывно работать, пока напряжение источника питания не снизится до 0.8 В.

Как подключить от 3В батарейки

Подключить сверхъяркий светодиод к батарее 3 В можно не используя никаких дополнительных деталей. Так как рабочее напряжение светодиода несколько больше 3 В, то светодиод будет светить не в полную силу. Иногда это может быть даже полезным. Например, используя светодиод с выключателем и дисковый аккумулятор на 3 В (в народе называемая таблеткой), применяемый в материнских платах компьютера, можно сделать небольшой брелок-фонарик. Такой миниатюрный фонарик может пригодиться в разных ситуациях.

От такой батарейки — таблетки на 3 Вольта можно запитать светодиод

Используя пару батареек 1.5 В и покупной или самодельный преобразователь для питания одного или нескольких LED, можно изготовить более серьезную конструкцию. Схема одного из подобных преобразователей (бустеров) изображена на рисунке.

Бустер на основе микросхемы LM3410 и нескольких навесных элементов имеет следующие характеристики:

  • входное напряжение 2. 7 – 5.5 В.
  • максимальный выходной ток до 2.4 А.
  • количество подключаемых LED от 1 до 5.
  • частота преобразования от 0.8 до 1.6 МГц.

Выходной ток преобразователя можно регулировать, изменяя сопротивление измерительного резистора R1. Несмотря на то, что из технической документации следует, что микросхема рассчитана на подключение 5-ти светодиодов, на самом деле к ней можно подключать и 6. Это обусловлено тем, что максимальное выходное напряжение чипа 24 В. Еще LM3410 позволяет свечения светодиодов (диммирование). Для этих целей служит четвертый вывод микросхемы (DIMM). Диммирование можно осуществлять, изменяя входной ток этого вывода.

Как подключить от 9В батарейки Крона

«Крона» имеет относительно небольшую емкость и не очень подходит для питания мощных светодиодов. Максимальный ток такой батареи не должен превышать 30 – 40 мА. Поэтому к ней лучше подключить 3 последовательно соединенных светоизлучающих диода с рабочим током 20 мА. Они, как и в случае подключения к батарейке 3 вольта не будут светить в полную силу, но зато, батарея прослужит дольше.

Схема питания от батарейки крона

В одном материале трудно осветить все многообразие способов подключения светодиодов к батареям с различным напряжением и емкостью. Мы постарались рассказать о самых надежных и простых конструкциях. Надеемся, что этот материал будет полезен как начинающим, так и более опытным радиолюбителям.

Как получить нестандартное напряжение, которое не укладывается в диапазон стандартного?

Стандартное напряжение — это такое напряжение, которое очень часто используется в ваших электронных безделушках. Это напряжение в 1,5 Вольта, 3 Вольта, 5 Вольт, 9 Вольт, 12 Вольт, 24 Вольт и тд. Например, в ваш допотопный МР3 плеер вмещалась одна батарейка в 1,5 Вольта. На пульте дистанционного управления ТВ используются уже две батарейки по 1,5 Вольта, включенные последовательно, значит уже 3 Вольта. В USB разъеме самые крайние контакты с потенциалом в 5 Вольт. Наверное, у всех в детстве была Денди? Чтобы питать Денди нужно было подавать на нее напряжение в 9 Вольт. Ну 12 Вольт используется практически во всех автомобилях. 24 Вольта используется уже в основном в промышленности. Также для этого, условно говоря, стандартного ряда «заточены» различные потребители этого напряжения: лампочки, проигрыватели, и тд.

Но, увы, наш мир не идеален. Иногда просто ну очень надо получить напряжение не из стандартного ряда. Например, 9,6 Вольт. Ну ни так ни сяк… Да, здесь нас выручает Блок питания . Но опять же, если использовать готовый блок питания, то наряду с электронной безделушкой придется таскать и его. Как же решить этот вопрос? Итак, я Вам приведу три варианта:

Вариант №1

Сделать в схеме электронной безделушки регулятор напряжения вот по такой схеме (более подробно ):

Вариант №2

На Трехвыводных стабилизаторах напряжения построить стабильный источник нестандартного напряжения. Схемы в студию!


Что мы в результате видим? Видим стабилизатор напряжения и стабилитрон, подключенный к среднему выводу стабилизатора. ХХ — это две последние цифры, написанные на стабилизаторе. Там могут быть цифры 05, 09, 12 , 15, 18, 24. Может уже есть даже больше 24. Не знаю, врать не буду. Эти две последние цифры говорят нам о напряжении, которое будет выдавать стабилизатор по классической схеме включения:


Здесь стабилизатор 7805 выдает нам по такой схеме 5 Вольт на выходе. 7812 будет выдавать 12 Вольт, 7815 — 15 Вольт. Более подробно про стабилизаторы можно прочитать .

U стабилитрона — это напряжение стабилизации на стабилитроне. Если мы возьмем стабилитрон с напряжением стабилизации 3 Вольта и стабилизатор напряжение 7805, то на выходе получим 8 Вольт. 8 Вольт — уже нестандартный ряд напряжения;-). Получается, что подобрав нужный стабилизатор и нужный стабилитрон, можно с легкостью получить очень стабильное напряжение из нестандартного ряда напряжений;-).

Давайте все это рассмотрим на примере. Так как я просто замеряю напряжение на выводах стабилизатора, поэтому конденсаторы не использую. Если бы я питал нагрузку, тогда бы использовал и конденсаторы. Подопытным кроликом у нас является стабилизатор 7805. Подаем на вход этого стабилизатора 9 Вольт от балды:


Следовательно, на выходе будет 5 Вольт, все таки как-никак стабилизатор 7805.


Теперь берем стабилитрон на U стабилизации =2,4 Вольта и вставляем его по этой схеме, можно и без конденсаторов, все-таки делаем просто замеры напряжения.



Опа-на, 7,3 Вольта! 5+2,4 Вольта. Работает! Так как у меня стабилитроны не высокоточные (прецизионные), то и напряжение стабилитрона может чуточку различаться от паспортного (напряжение, заявленное производителем). Ну, я думаю, это не беда. 0,1 Вольт для нас погоды не сделают. Как я уже сказал, таким образом можно подобрать любое значение из ряда вон.

Вариант №3

Есть также другой подобный способ, но здесь используются диоды. Может быть Вам известно, что падение напряжение на прямом переходе кремниевого диода составляет 0,6-0,7 Вольт, а германиевого диода — 0,3-0,4 Вольта ? Именно этим свойством диода и воспользуемся;-).

Итак, схему в студию!


Собираем по схеме данную конструкцию. Нестабилизированное входное постоянное напряжение также и осталось 9 Вольт. Стабилизатор 7805.


Итак, что на выходе?


Почти 5.7 Вольт;-), что и требовалось доказать.

Если два диода соединять последовательно, то на каждом из них будет падать напряжение, следовательно, оно будет суммироваться:


На каждом кремниевом диоде падает по 0,7 Вольт, значит, 0,7+0,7=1,4 Вольта. Также и с германиевыми. Можно соединить и три, и четыре диода, тогда нужно суммировать напряжения на каждом. На практике более трех диодов не используют. Диоды можно ставить даже малой мощности, так как в этом случае ток через них все равно будет мал.

Светодиоды разного цвета имеют свою рабочую зону напряжения. Если мы видим светодиод на 3 вольта, то он может давать белый, голубой или зеленый свет. Напрямую подключать его к источнику питания, который генерирует более 3 вольт нельзя.

Расчет сопротивления резистора

Чтобы понизить напряжение на светодиоде, в цепь перед ним последовательно включают резистор. Основная задача электрика или любителя будет заключаться в том, чтобы правильно подобрать сопротивление.

В этом нет особой сложности. Главное, знать электрические параметры светодиодной лампочки, вспомнить закон Ома и определение мощности тока.

R=Uна резисторе/Iсветодиода

Iсветодиода – это допустимый ток для светодиода. Он обязательно указывается в характеристиках прибора вместе с прямым падением напряжения. Нельзя, чтобы ток, проходящий по цепи, превысил допустимую величину. Это может вывести светодиодный прибор из строя.

Зачастую на готовых к использованию светодиодных приборах пишут мощность (Вт) и напряжение или ток. Но зная две из этих характеристик, всегда можно найти третью. Самые простые осветительные приборы потребляют мощность порядка 0,06 Вт.

При последовательном включении общее напряжение источника питания U складывается из Uна рез. и Uна светодиоде. Тогда Uна рез.=U-Uна светодиоде

Предположим, необходимо подключить светодиодную лампочку с прямым напряжением 3 вольта и током 20 мА к источнику питания 12 вольт. Получаем:

R=(12-3)/0,02=450 Ом.

Обычно, сопротивление берут с запасом. Для того ток умножают на коэффициент 0,75. Это равносильно умножению сопротивления на 1,33.

Следовательно, необходимо взять сопротивление 450*1,33=598,5=0,6 кОм или чуть больше.

Мощность резистора

Для определения мощности сопротивления применяется формула:

P=U²/ R= Iсветодиода*(U-Uна светодиоде)

В нашем случае: P=0,02*(12-3)=0,18 Вт

Такой мощности резисторы не выпускаются, поэтому необходимо брать ближайший к нему элемент с большим значением, а именно 0,25 ватта. Если у вас нет резистора мощность 0,25 Вт, то можно включить параллельно два сопротивления меньшей мощности.

Количество светодиодов в гирлянде

Аналогичным образом рассчитывается резистор, если в цепь последовательно включено несколько светодиодов на 3 вольта. В этом случае от общего напряжения вычитается сумма напряжений всех лампочек.

Все светодиоды для гирлянды из нескольких лампочек следует брать одинаковыми, чтобы через цепь проходил постоянный одинаковый ток.

Максимальное количество лампочек можно узнать, если разделить U сети на U одного светодиода и на коэффициент запаса 1,15.

N=12:3:1,15=3,48

К источнику в 12 вольт можно спокойно подключить 3 излучающих свет полупроводника с напряжением 3 вольта и получить яркое свечение каждого из них.

Мощность такой гирлянды довольно маленькая. В этом и заключается преимущество светодиодных лампочек. Даже большая гирлянда будет потреблять у вас минимум энергии. Этим с успехом пользуются дизайнеры, украшая интерьеры, делая подсветку мебели и техники.

На сегодняшний день выпускаются сверхяркие модели с напряжением 3 вольта и повышенным допустимым током. Мощность каждого из них достигает 1 Вт и более, и применение у таких моделей уже несколько иное. Светодиод, потребляющий 1-2 Вт, применяют в модулях для прожекторов, фонарей, фар и рабочего освещения помещений.

Примером может служить продукция компании CREE, которая предлагает светодиодные продукты мощностью 1 Вт, 3Вт и т. д. Они созданы по технологиям, которые открывают новые возможности в этой отрасли.

Преобразователь напряжения 1,5 В в 5 В

Во многих случаях бывает удобно преобразовать 1.5 вольта в 5 вольт. Тогда можно питать микроконтроллер или светодиод от одной батарейки формата AA или AAA. Это легко сделать с помощью специализированных микросхем, таких как MAXIM MAX1674 или MAX7176. Это повышающий DC-DC преобразователь, который преобразует напряжения от 0.7 В в любое в диапазоне от 2 В до 3,5 В. MAX1676 также имеет выводы для фиксированного напряжения 3.3 В и 5 В, что повышает удобство интеграции с  3.3-   5-ти вольтовыми схемами. Микросхема может рассеивать мощность до  444 мВт.

На рисунке показа схема преобразователя  с 1.5 вольта в 5 вольт.

Допустим, нам нужен максимальный выходной ток 300 мА, тогда мы должны приложить некоторые усилия. Поскольку выходная мощность будет 5 В·0.3 А=1.5 Вт. Допустим, КПД преодразователя равен 100%, тогда мощность, отбираемая от батареи будет тоже 1.5 Вт. При напряжении в 1.5 В это будет ток 1A. Не все батарейки могут дать такой ток. Другая важная деталь - это дроссель. Нам необходим дроссель с высоким током насыщения, что увеличивает габариты устройства.

 

  • Если ток больше 300mA, индуктивность дросселя равна 47мкГн;
  • Если ток больше 120mA, индуктивность дросселя равна 22мкГн;
  • Если ток больше 70mA, индуктивность дросселя равна 10мкГн;

Рекомендуемую индуктивность дросселя можно найти в  даташите.

 

В нашем случае вывод FB микросхемы MAX1614 соединен с землей, поэтому выходное напряжение равно 5 В. Если вывод FB соединить с выводом OUT то выходное напряжение будет 3.3 В. Если на вывод FB подать напряжение, промежуточное между выводами OUT и землей (например, через делитель на потенциометре), то выходное напряжение можно регулировать в диапазоне от 3.3 В до 5 В. Наибольший КПД преобразователя достигается на токе 120mA и равен 94%.

Дроссель должен иметь как можно меньшее сопротивление постоянному току. Реальное устройство показывает высокий КПД на больших нагрузках.

 

 

Как понизить напряжение с 12 до 5 вольт. Как понизить постоянное и переменное напряжение — обзор способов

Напряжение 12 Вольт используется для питания большого количества электроприборов: приемники и магнитолы, усилители, ноутбуки, шуруповерты, светодиодные ленты и прочее. Часто они работают от аккумуляторов или от блоков питания, но когда те или другие выходят из строя перед пользователем возникает вопрос: «Как получить 12 Вольт переменного тока»? Об этом мы расскажем далее, предоставив обзор наиболее рациональных способов.

Получаем 12 Вольт из 220

Наиболее часто стоит задача получить 12 вольт из бытовой электросети 220В. Это можно сделать несколькими способами:

  1. Понизить напряжение без трансформатора.
  2. Использовать сетевой трансформатор 50 Гц.
  3. Использовать импульсный блок питания, возможно в паре с импульсным или линейным преобразователем.

Понижение напряжения без трансформатора

Преобразовать напряжение из 220 Вольт в 12 без трансформатора можно 3-мя способами:

  1. Понизить напряжение с помощью балластного конденсатора. Универсальный способ используется для питания маломощной электроники, например светодиодных ламп, и для заряда небольших аккумуляторов, как в фонариках. Недостатком является низкий косинус Фи у схемы и невысокая надежность, но это не мешает её повсеместно использовать в дешевых электроприборах.
  2. Понизить напряжение (ограничить ток) с помощью резистора. Способ не очень хороший, но имеет право на существование, подойдет, чтобы запитать какую-то очень слабую нагрузку, типа светодиода. Его основной недостаток – это выделение большого количества активной мощности в виде тепла на резисторе.
  3. Использовать автотрансформатор или дроссель с подобной логикой намотки.

Гасящий конденсатор

Прежде чем приступить к рассмотрению этой схемы предварительно стоит сказать об условиях, которые вы должны соблюдать:

  • Блок питания не универсальный, поэтому его рассчитывают и используют только для работы с одним заведомо известным прибором.
  • Все внешние элементы блока питания, например регуляторы, если вы будете использовать дополнительные компоненты для схемы, должны быть изолированы, а на металлических ручках потенциометров надеты пластиковые колпачки. Не касайтесь платы блока питания и проводов для подключения выходного напряжения, если к ним не подключена нагрузка или если в схеме не установлен стабилитрон или стабилизатор для низкого постоянного напряжения.

Тем не менее, такая схема вряд ли вас убьёт, но удар электрическим током получить можно.

Схема изображена на рисунке ниже:

R1 – нужен для разрядки гасящего конденсатора, C1 – основной элемент, гасящий конденсатор, R2 – ограничивает токи при включении схемы, VD1 – диодный мост, VD2 – стабилитрон на нужное напряжение, для 12 вольт подойдут: Д814Д, КС207В, 1N4742A. Можно использовать и линейный преобразователь.

Или усиленный вариант первой схемы:

Номинал гасящего конденсатора рассчитывают по формуле:

С(мкФ) = 3200*I(нагрузки)/√(Uвход²-Uвыход²)

С(мкФ) = 3200*I(нагрузки)/√Uвход

Но можно и воспользоваться калькуляторами, они есть в онлайн или в виде программы для ПК, например как вариант от Гончарука Вадима, можете поискать в интернете.

Конденсаторы должны быть такими – пленочными:

Или такие:

Остальные перечисленные способы рассматривать не имеет смысла, т.к. понижение напряжения с 220 до 12 Вольт с помощью резистора не эффективно ввиду большого тепловыделения (размеры и мощность резистора будут соответствующие), а мотать дроссель с отводом от определенного витка чтобы получить 12 вольт нецелесообразно ввиду трудозатрат и габаритов.

Блок питания на сетевом трансформаторе

Классическая и надежная схема, идеально подходит для питания усилителей звука, например колонок и магнитол. При условии установки нормального фильтрующего конденсатора, который обеспечит требуемый уровень пульсаций.

В дополнение можно установить стабилизатор на 12 вольт, типа КРЕН или L7812 или любой другой для нужного напряжения. Без него выходное напряжение будет изменяться соответственно скачкам напряжения в сети и будет равно:

Uвых=Uвх*Ктр

Ктр – коэффициент трансформации.

Здесь стоит отметить, что выходное напряжение после диодного моста должно быть на 2-3 вольта больше, чем выходное напряжение БП – 12В, но не более 30В, оно ограничено техническими характеристиками стабилизатора, и КПД зависит от разницы напряжений между входом и выходом.

Трансформатор должен выдавать 12-15В переменного тока. Стоит отметить, что выпрямленное и сглаженное напряжение будет в 1,41 раз больше входного. Оно будет близко к амплитудному значению входной синусоиды.

Также хочется добавить схему регулируемого БП на LM317. С его помощью вы можете получить любое напряжение от 1,1 В до величины выпрямленного напряжения с трансформатора.

12 Вольт из 24 Вольт или другого повышенного постоянного напряжения

Чтобы понизить напряжение постоянного тока из 24 Вольт в 12 Вольт можно использовать линейный или импульсный стабилизатор. Такая необходимость может возникнуть, если нужно запитать 12 В нагрузку от бортовой сети автобуса или грузовика напряжением в 24 В. Кроме того вы получите стабилизированное напряжение в сети автомобиля, которое часто изменяется. Даже в авто и мотоциклах с бортовой сетью в 12 В оно достигает 14,7 В при работающем двигателе. Поэтому эту схему можно использовать и для питания светодиодных лент и светодиодов на транспортных средствах.

Схема с линейным стабилизатором упоминалась в предыдущем пункте.

К ней можно подключить нагрузку током до 1-1,5А. Чтобы усилить ток, можно использовать проходной транзистор, но выходное напряжение может немного снизится – на 0,5В.

Подобным образом можно использовать LDO-стабилизаторы, это такие же линейные стабилизаторы напряжения, но с низким падением напряжения, типа AMS-1117-12v.

Или импульсные аналоги типа AMSR-7812Z, AMSR1-7812-NZ.

Схемы подключения аналогичны L7812 и КРЕНкам. Также эти варианты подойдут и для понижения напряжения от блока питания от ноутбука.

Эффективнее использовать импульсные понижающие преобразователи напряжения, например на базе ИМС LM2596. На плате подписаны контактные площадки In (вход +) и (- Out выход) соответственно. В продаже можно найти версию с фиксированным выходным напряжением и с регулируемым, как на фото сверху в правой части вы видите многооборотный потенциометр синего цвета.

12 Вольт из 5 Вольт или другого пониженного напряжения

Вы можете получить 12В из 5В, например, от USB-порта или зарядного устройства для мобильного телефона, также можно использовать и с популярными сейчас литиевыми аккумуляторами с напряжением 3,7-4,2В.

Если речь вести о блоках питания, можно и вмешаться во внутреннюю схему, править источник опорного напряжения, но для этого нужно иметь определенные знания в электронике. Но можно сделать проще и получить 12В с помощью повышающего преобразователя, например на базе ИМС XL6009. В продаже имеются варианты с фиксированным выходом 12В либо регулируемые с регулировкой в диапазоне от 3,2 до 30В. Выходной ток – 3А.

Он продаётся на готовой плате, и на ней есть пометки с назначением выводов – вход и выход. Еще вариант — использовать MT3608 LM2977, повышает до 24В и выдерживает выходной ток до 2А. Также на фото отчетливо видны подписи к контактным площадкам.

Как получить 12В из подручных средств

Самый простой способ получить напряжение 12В – это соединить последовательно 8 пальчиковых батареек по 1,5 В.

Или использовать готовую 12В батарейку с маркировкой 23АЕ или 27А, такие используются в пультах дистанционного управления. В ней внутри подборка из маленьких «таблеток», которые вы видите на фото.

Мы рассмотрели набор вариантов для получения 12В в домашних условиях. Каждый из них имеет свои плюсы и минусы, различную степень эффективности, надежности и КПД. Какой вариант лучше использовать, вы должны выбрать самостоятельно исходя из возможностей и потребностей.

Также стоит отметить, что мы не рассмотрели один из вариантов. Получить 12 вольт можно и от блока питания для компьютера формата ATX. Для его запуска без ПК нужно замкнуть зеленый провод на любой из черных. 12 вольт находятся на желтом проводе. Обычно мощность 12В линии несколько сотен Ватт и ток в десятки Ампер.

Теперь вы знаете, как получить 12 Вольт из 220 или других доступных значений. Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео

Повышающий DC-DC преобразователь 5-12 вольт, проще всего собрать на LM2577, которая обеспечивает выход 12V, используя входной сигнал 5V и максимальный ток нагрузки 800 мА. М\С LM2577 - это повышающий прямоходовый импульсный преобразователь. Она доступна в трех различных версиях выходного напряжения: 12 В, 15 В и регулируемая. Вот подробная документация .

Схема на ней требует минимального количества внешних компонентов, а также такие регуляторы экономически эффективным и простые в использовании. Другие особенности: встроенный генератор на фиксированной частоте 52 кГц, который не требует никаких внешних компонентов, мягкий режим запуска для снижения пускового тока и режим регулирования по току для улучшения отклонении входного напряжения и выходной переменной нагрузки.

Характеристики преобразователя на LM2577

  • Входное напряжение 5 В постоянного тока
  • Выходное 12 В постоянного тока
  • Нагрузочный ток 800 мА
  • Функция плавного пуска
  • Отключение при перегреве

Здесь применена регулируемая микросхема LM2577-adj . Для получения других выходных напряжений надо изменить величину резистора обратной связи R2 и R3. Выходное напряжение рассчитывается по формуле:

V Out = 1.23V (1+R2/R3)

В общем LM2577 стоит недорого, дроссель в этой схеме унифицированный - на 100 мкГн и предельный ток 1 А. Благодаря импульсной работе каких-то больших радиаторов для охлаждения не требуется - так что эту схему преобразователя можно смело рекомендовать для повторения. Особенно она пригодится в случаях, когда из USB выхода надо получить 12 вольт.

DC-DC преобразователь 12>3 Вольт, был создан для запитки маломощных плееров с питанием от двух пальчиковых батареек. Поскольку плееры были предназначены для работы в автомобиле, а бортовая сеть автомобиля доставляет 12 Вольт, то каким-то образом нужно было понизить напряжения до номинала 3-4 Вольт.

При заведенном двигателе автомобиля, напряжение бортовой сети повышается до 14 Вольт, это тоже нужно принять во внимание.

Недолго думая, решил изготовить самый простой понижающий преобразователь, если представленное устройство вообще можно назвать преобразователем. Конструкция DC-DC преобразователя довольно проста и основана на явлении спада напряжения, которое проходит через кристалл полупроводникового диода. Как известно, проходя через полупроводниковый диод, номинал постоянного напряжения спадает в районе 0,7 Вольт. Поэтому, чтобы получить нужный спад напряжения, были использованы 12 дешевых полупроводниковых диода серии IN4007. Это обычные выпрямительные диоды с током 1 Ампер и с обратным напряжением порядка 1000 Вольт, желательно использовать именно эти диоды, поскольку они являются самым доступным и дешевым вариантом. Ни в коем случае не стоит использовать диоды с барьером Шоттки , на них спад напряжения слишком мал, следовательно, для наших целей они не подходят.


После диодов желательно поставить конденсатор (электролит 100-470мкФ) для сглаживания пульсаций и помех.

Выходное напряжение нашего «DC-DC преобразователя» составляет 3,3-3,7 Вольт, выходной ток (максимальный) до 1 Ампер. В ходе работы диоды должны чуток перегреваться, но это вполне нормально.


Весь монтаж можно выполнить на обычной макетной плате или же навесным образом, но не стоит забывать, что вибрации могут разрушить места припоев, поэтому в случае использования навесного варианта, диоды желательно приклеить друг к другу с помощью термоклея.


Аналогичным способом можно понизить напряжение бортовой сети автомобиля до 5 Вольт, для зарядки портативной цифровой электроники — планшетных компьютеров, навигаторов, GPS приемников и мобильных телефонов.

Нужно знать, как понизить напряжение в цепи, чтобы не повредить электрические приборы. Всем известно, что к домам подходит два провода - ноль и фаза. Это называется однофазной крайне редко используется в частном секторе и многоквартирных домах. Необходимости в ней просто нет, так как вся бытовая техника питается от сети переменного однофазного тока. Но вот в самой технике требуется делать преобразования - понижать переменное напряжение, преобразовывать его в постоянное, изменять амплитуду и прочие характеристики. Именно эти моменты и нужно рассмотреть.

Снижение напряжения с помощью трансформаторов

Самый простой способ - это использовать трансформатор пониженного напряжения, который совершает преобразования. Первичная обмотка содержит большее число витков, чем вторичная. Если есть необходимость снизить напряжение вдвое или втрое, вторичную обмотку можно и не использовать. Первичная обмотка трансформатора используется в качестве индуктивного делителя (если от нее имеются отводы). В бытовой технике используются трансформаторы, со вторичных обмоток которых снимается напряжение 5, 12 или 24 Вольта.

Это наиболее часто используемые значения в современной бытовой технике. 20-30 лет назад большая часть техники питалась напряжением в 9 Вольт. А ламповые телевизоры и усилители требовали наличия постоянного напряжения 150-250 В и переменного для нитей накала 6,3 (некоторые лампы питались от 12,6 В). Поэтому вторичная обмотка трансформаторов содержала такое же количество витков, как и первичная. В современной технике все чаще используются инверторные блоки питания (как на компьютерных БП), в их конструкцию входит трансформатор повышающего типа, он имеет очень маленькие габариты.

Делитель напряжения на индуктивностях

Индуктивность - это катушка, намотанная медным (как правило) проводом на металлическом или ферромагнитном сердечнике. Трансформатор - это один из видов индуктивности. Если от середины первичной обмотки сделать отвод, то между ним и крайними выводами будет равное напряжение. И оно будет равно половине напряжения питания. Но это в том случае, если сам трансформатор рассчитан на работу именно с таким питающим напряжением.

Но можно использовать несколько катушек (для примера можно взять две), соединить их последовательно и включить в сеть переменного тока. Зная значения индуктивностей, несложно произвести расчет падения на каждой из них:

  1. U(L1) = U1 * (L1 / (L1 + L2)).
  2. U(L2) = U1 * (L2 / (L1 + L2)).

В этих формулах L1 и L2 - индуктивности первой и второй катушек, U1 - напряжение питающей сети в Вольтах, U(L1) и U(L2) - падение напряжения на первой и второй индуктивностях соответственно. Схема такого делителя широко применяется в цепях измерительных устройств.

Делитель на конденсаторах

Очень популярная схема, используется для снижения значения питающей сети переменного тока. Применять ее в цепях постоянного тока нельзя, так как конденсатор, по теореме Кирхгофа, в цепи постоянного тока - это разрыв. Другими словами, ток по нему протекать не будет. Но зато при работе в цепи переменного тока конденсатор обладает реактивным сопротивлением, которое и способно погасить напряжение. Схема делителя похожа на ту, которая была описана выше, но вместо индуктивностей используются конденсаторы. Расчет производится по следующим формулам:

  1. Реактивное сопротивление конденсатора: Х(С) = 1 / (2 * 3,14 *f * C).
  2. Падение напряжения на С1: U(C1) = (C2 * U) / (C1 + C2).
  3. Падение напряжения на С2: U(C1) = (C1 * U) / (C1 + C2).

Здесь С1 и С2 - емкости конденсаторов, U - напряжение в питающей сети, f - частота тока.

Делитель на резисторах

Схема во многом похожа на предыдущие, но используются постоянные резисторы. Методика расчета такого делителя немного отличается от приведенных выше. Использоваться схема может как в цепях переменного, так и постоянного тока. Можно сказать, что она универсальная. С ее помощью можно собрать понижающий преобразователь напряжения. Расчет падения на каждом резисторе производится по следующим формулам:

  1. U(R1) = (R1 * U) / (R1 + R2).
  2. U(R2) = (R2 * U) / (R1 + R2).

Нужно отметить один нюанс: величина сопротивления нагрузки должна быть на 1-2 порядка меньше, чем у делительных резисторов. В противном случае точность расчета будет очень грубая.

Практическая схема блока питания: трансформатор

Для выбора питающего трансформатора вам потребуется знать несколько основных данных:

  1. Мощность потребителей, которые нужно подключать.
  2. Значение напряжения питающей сети.
  3. Значение необходимого напряжения во вторичной обмотке.

S = 1,2 * √P1.

А мощность Р1 = Р2 / КПД. Коэффициент полезного действия трансформатора никогда не будет более 0,8 (или 80%). Поэтому при расчете берется максимальное значение - 0,8.

Мощность во вторичной обмотке:

Р2 = U2 * I2.

Эти данные известны по умолчанию, поэтому произвести расчет не составит труда. Вот как понизить напряжение до 12 вольт, используя трансформатор. Но это не все: бытовая техника питается постоянным током, а на выходе вторичной обмотки - переменный. Потребуется совершить еще несколько преобразований.

Схема блока питания: выпрямитель и фильтр

Далее идет преобразование переменного тока в постоянный. Для этого используются полупроводниковые диоды или сборки. Самый простой тип выпрямителя состоит из одного диода. Называется он однополупериодный. Но максимальное распространение получила мостовая схема, которая позволяет не просто выпрямить переменный ток, но и избавиться максимально от пульсаций. Но такая схема преобразователя все равно неполная, так как от переменной составляющей одними полупроводниковыми диодами не избавиться. А понижающие трансформаторы способны преобразовать переменное напряжение в такое же по частоте, но с меньшим значением.

Электролитические конденсаторы используются в блоках питания в качестве фильтров. По теореме Кирхгофа, такой конденсатор в цепи переменного тока является проводником, а при работе с постоянным - разрывом. Поэтому постоянная составляющая будет протекать беспрепятственно, а переменная замкнется сама на себя, следовательно, не пройдет дальше этого фильтра. Простота и надежность - это именно то, что характеризует такие фильтры. Также могут применяться сопротивления и индуктивности для сглаживания пульсаций. Подобные конструкции используются даже в автомобильных генераторах.

Стабилизация напряжения

Вы узнали, как понизить напряжение до нужного уровня. Теперь его нужно стабилизировать. Для этого используются специальные приборы - стабилитроны, которые изготовлены из полупроводниковых компонентов. Они устанавливаются на выходе блока питания постоянного тока. Принцип работы заключается в том, что полупроводник способен пропустить определенное напряжение, излишек преобразуется в тепло и отдается посредством радиатора в атмосферу. Другими словами, если на выходе БП 15 вольт, а установлен стабилизатор на 12 В, то он пропустит именно столько, сколько нужно. А разница в 3 В пойдет на нагрев элемента (закон сохранения энергии действует).

Заключение

Совершенно другая конструкция - это стабилизатор напряжения понижающий, он делает несколько преобразований. Сначала напряжение сети преобразуется в постоянное с большой частотой (до 50 000 Гц). Оно стабилизируется и подается на импульсный трансформатор. Далее происходит обратное преобразование до рабочего напряжения (сетевого или меньшего по значению). Благодаря использованию электронных ключей (тиристоров) постоянное напряжение преобразуется в переменное с необходимой частотой (в сетях нашей страны - 50 Гц).

5 вольт к макетной плате не работает



Я пытаюсь проверить, что у меня есть питание, и проверить положительные и отрицательные провода от штекера cyberpower. Я не могу заставить этот светодиод загореться. Я собираюсь прикрепить две фотографии-одну из макетной установки и одну из силового модуля. Силовой модуль имеет скользящий переключатель, который я установил на 5 вольт. Резистор-680 Ом, блок питания-до 1300 ма.

Длинная ножка светодиода подключена к резистору. Я переключил черный и красный цвета с положительного на отрицательный на доске.

Я знаю, что это, вероятно, глупый вопрос, но мы все должны с чего-то начать.

Спасибо Марк

arduino led
Поделиться Источник Mark     21 апреля 2017 в 20:43

2 ответа




0

Некоторые макеты имеют зазоры в середине блока питания rails, которые необходимо перемешать. Используйте DMM, чтобы убедиться, что это так и есть на вашем компьютере.

Поделиться Ignacio Vazquez-Abrams     21 апреля 2017 в 22:15



-1

Ну а через один мультиметр я обнаружил, что 5 на ползунке блока питания, должно быть, было .5, потому что при установке на 4.5 выше шкалы мультиметр показывает 5 вольт, и все работает. Теперь у меня есть esp8266, работающий с nodemcu .9 devboard, работающий с клиентом mqtt, работающим с подпиской и публикацией питания макета. что и было сегодняшней целью.

Поблагодарить каждого.

Поделиться Mark     21 апреля 2017 в 23:25


Похожие вопросы:


Подключите телефон Android к плате WiFly

Моя команда и я пытаемся подключить телефон Android к плате WiFly. У нас возникли проблемы с подключением этого устройства. Возможно ли, что некоторые телефоны не поддерживают эту функцию или...


Как получить температуру окружающей среды от датчика температуры Arduino Lilypad

Я подключаю датчик температуры LilyPad к основной плате LilyPad Arduino 328 с целью считывания довольно точных показаний температуры окружающей среды. Датчик получает питание и дает ответ, который я...


Как подключить PC к ubuntu плате Beagle

У меня есть PC, подключенный к плате beagle через последовательный порт. Ubuntu работает как на плате PC, так и на плате beagle. У меня есть датчик, прикрепленный к борту бигля. Эти данные датчика...


Как отправить 5 вольт питания на кабель RS232 через код .net?

Я хочу отправить 5 вольт питания на кабель RS232 с помощью кода c#. Как это сделать?


Как можно отправлять и получать +5 вольт через порт usb D+ и D - pin

Я сделал программное обеспечение для сравнения изображений. которые начинают обработку после нажатия на кнопку. Но я хочу получить сигнал 5 вольт от порта usb, используя белые(D-) и зеленые(D+)...


Подключение к плате через ssh не удалось-переформатировать карту SD

Я пытаюсь подключиться к плате FOX G20 V через ssh, набрав ssh [email protected] . Однако есть проблема с подключением, потому что карта SD повреждена, поэтому я не могу подключиться к плате (как...


5 вольт выходной максимальный ток для Arduino Mega 2560 rev3

Ну, я смотрел и смотрел и просто не могу найти данные о максимальном токе выхода 5 В (или даже предполагаемом разумном максимуме) Все они упоминают 50 мА для выхода 3.3v. Глядя на чип, это меньшая...


Измерьте Вольт DC с аналогового входа в массив и вычислите Вольт DC в RMS

Я разрабатываю автоматизацию тестирования в GeoTest ATEasy и LabWindows\CVI, в тестах я измеряю аналоговые и цифровые outputs\inputs. В одном из тестов мне нужно измерить аналоговый вход, который...


ClientConfig.setHeavyweight - Вольтовой Сети 1 & Вольт Жнец Нить

В ClientConfig Javaoc говорит, что клиент будет использовать Runtime.coresAvailable / 2 (скажем, N = Core / 2), это означает, что должно быть N вольтовых сетевых потоков и N вольтовых потоков Жнеца...


Добавление продукта к плате за полосу?

Я знаю, что мы можем добавить идентификатор продукта к плате за полосу, используя метаданные. Можно ли добавить его непосредственно к одному из атрибутов заряда? Например, мы можем поместить...

Источник 5 вольт 10 ампер случилось что мне понадобился инвертор

Источник 5 вольт 10 ампер случилось так, что мне понадобился инвертор, который при входном напряжении нескольких вольт выдавал на выходе 5 В / 10А. Я решил, что это будет инвертор, построенный из самых распространенных и самых дешевых запчастей, по возможности, из б.у. деталей. Хотя эффективность 80 … 85% и значительный уровень помех не являются моделью совершенства, возможно, каждый любитель электроники может сделать это без поездки в магазин. Дополнительным любопытством является нетипичная исполнительная система с транзистором MOSFET N. Полученные свойства настолько привлекательны, что стоит ознакомиться с представленной конструкцией.

Источник 5 вольт 10 ампер схема которого показана на рисунке.

Принцип работы классический, за исключением того, как управляется транзистор регулятора, что должно произойти. Я использовал популярный чип MC34063 в инверторе из-за цены и доступности. Он используется во многих устройствах, например, автомобильных зарядных устройствах. В инверторе можно было бы использовать транзистор в качестве ключа PNP (как показано на рисунке из каталога) или MOSFET с каналом P.

В моей версии MOSFET N работает (в модели это BUZ11) из-за доступности такого транзистора и, следовательно, вероятность того, что у нас он найдется в ящике.

Подумав о том, как управлять таким транзистором во встроенном преобразователе, я разработал простое решение с транзистором PNP, диодом и конденсатором. Эта система гарантирует, что затвор транзистора переключается на напряжение выше напряжения питания. Таким образом, транзистор успешно работает в общей системе. Транзистор с меньшим значением параметра Росона. Чем меньше сопротивление коммутируемого транзистора, тем меньше потери.

Диод Шоттки и дроссель, используемые в регуляторе, были изъяты из блоков питания ATX, блоки которых можно найти в любой мастерской. Двойной диод D2 поступает из ветви 5 В (два диода, расположенные внутри этого элемента, подключены параллельно). Выходной дроссель моего инвертора в исходной системе питания ATX работает как основной стабилизационный дроссель. Это характерный много обмоточный дроссель на выходе источника питания. Я удалил все секции, кроме обмотки на 12 В. Фильтрующие конденсаторы также можно использовать от импульсных источников питания. Убедитесь, что они находятся в хорошем рабочем состоянии (внешний вид конденсатора корпуса не может быть выпуклым или треснутым). Резистор R4 ограничивает максимальный ток транзистора Q2. Я сделал это с двумя проводами от линии TLWY 0,125 мм2.

Провода, соединенные параллельно, припаиваются непосредственно к печатной плате. В моем случае расстояние между площадками оказалось более или менее адекватным. Этот резистор следует выбирать как можно больше, если только преобразователь «сжимает» предполагаемый ток. Если читатель решит выполнить этот резистор аналогично мне, тогда я советую вам начать с пайки более длинного участка проводов, а затем постепенно сокращать его до тех пор, пока вы не получите ток 10A при напряжении 5 В.

Это, в частности. «Входной» обратный диод – это не требуется. У входа я использовал предохранитель со значением 10А. При использовании типичных колодок следует обратить внимание на качество держателя предохранителей. Для многих типов ток 5А может быть проблемой.

На выход инвертора я подключил через резистор светодиод, сигнализирующий о наличии выходного напряжения.

Источник питания 5 вольт 10 ампер может работать с небольшой нагрузкой или ее полным отсутствием, но из-за используемого дросселя появляются небольшие пульсации выходного напряжения.

Следует также помнить, что из-за простоты и довольно больших токов в системе выходное напряжение содержит импульсы с работой преобразователя частоты. Чтобы улучшить качество выходного напряжения, стоит добавить дополнительный фильтр LC. Вероятно, элементы, необходимые для этого, также будут найдены в источнике питания ATX, потому что у многих моделей были такие фильтры. Если система будет питаться с напряжением не более 12 В, C2 и C3 могут быть на 16 В. Преобразователь после замыкания выхода потреблял электроэнергию от источника в 2,5 … ЗА. Такое поведение обеспечивает устойчивость к повреждениям в условиях временного короткого замыкания. Во время короткого замыкания диод D2 был наиболее нагретым.

Монтаж и настройка источник 5 вольт 10 ампер

Источник 5 вольт 10 ампер был собран на печатной плате, схема сборки которой показана на рисунке, а на фото печатная плата изготовлена ​​в домашних условиях.

Транзистор Q2 требует небольшого радиатора. Запланированная медная площадка на монтажной плате рядом с ним. Она используется для припаивания радиатора к плате после сверления соответствующих отверстий, если это требует радиатор. Печатная плата требует пайки двух перемычек (сечение четыре квадрата в близи R3 и IC1). На фотографии показан внешний вид источника питания.

Входное напряжение, подающее на преобразователь, должно быть в пределах 10…18 В. На выходе система обеспечивает напряжение 5 В при токовом выходе 10А. Максимальное значение тока зависит от условий охлаждения.

Источник 5 вольт 10 ампер я использовал небольшой радиатор для транзистора и корпус без вентиляционных отверстий. В этих условиях инвертор был термически безопасен для непрерывного выходного тока 5А (испытание проводилось при комнатной температуре окружающая среды). Работа с током 10А должна была выполняться в коротко временном режиме, что в моем случае не было проблемой. Обеспечивая лучшее охлаждение, вы можете безопасно нагружать 10A в непрерывном режиме. Инвертор устойчив к временному короткому замыканию (я тестировал на короткое замыкание, продолжающееся 60 секунд, с холодным устройством).

Преобразователь 9В в 5В - 4 простых схемы

Перед тем, как перейти к схеме преобразователя 9В в 5В с использованием различных схем, давайте немного поговорим об этом.

Широкому спектру ИС и устройств требуется источник постоянного тока 5 В для правильной работы. При работе с аккумуляторным питанием 9 В становится довольно сложно получить для схем источник питания постоянного тока 5 В. Вот простые схемы, которые обеспечивают + 5В от 9В радиобатареи. Я перечислил все возможные схемы, но их применение отличается от схемы к схеме.

проверьте здесь: Схема преобразователя 12В в 6В

Эти схемы представляют собой базовые регуляторы напряжения, первая представляет собой простой делитель напряжения с использованием резисторов.
Все схемы имеют разную производительность. Схема делителя напряжения не рекомендуется для использования в сильноточных приложениях, поскольку она имеет низкий выходной ток и меньшую эффективность.

Преобразователь 9В в 5В с использованием делителя напряжения:

Схема, показанная здесь, представляет собой схему для приложений с низким током (1-30 мА) , предположим, мы должны взять опорное напряжение для сравнения или схему рисования очень низкого тока светодиодный индикатор.

Вы можете подключить два светодиода последовательно к выходу резистора R2, если вы используете 9-вольтовую батарею в качестве входа.

Необходимые компоненты:

Одна батарея 9 В, резистор 1,5 кОм, резистор 1,2 кОм, несколько разноцветных соединительных проводов.

Это простая конфигурация делителя напряжения. Вы можете рассчитать выходное напряжение в соответствии с вашими потребностями, используя следующую формулу:

Где, Vo - это напряжение на резисторе R2.Vin - входное напряжение. Выберите любое сопротивление резистора R1 или R2 (более 1 кОм) и рассчитайте другое. Затем выберите ближайшее стандартное значение резистора.

Преобразователь 9В в 5В с использованием стабилитрона:

Схема, показанная ниже, предназначена для приложений среднего тока, она полезна для схемы рисования среднего тока (1-100 мА) , например. Светодиодные индикаторы, схемы управления, транзисторные переключатели, схемы LDR.

Используйте эту схему преобразователя 9В в 5В (понижающую) с любой другой схемой, параллельной выходу стабилитрона (с батареей 9В в качестве входа).Вы получите ок. 5В на выходе.

Важно:
Нагрузка должна быть постоянно подключена к выходному концу во время тестирования или при использовании ее в цепи, чтобы предотвратить повреждение стабилитрона.

Необходимые компоненты:
Одна батарея 9 В, резистор 100 Ом (≥22 Ом), стабилитрон 5,1 В (≥1 Вт), некоторые провода или разъемы.

Рабочий:
Это наиболее распространенная схема стабилитрона в конфигурации регулятора напряжения.Вы заставляете выходное напряжение работать в соответствии с вашими требованиями, изменяя номиналы стабилитрона и Rs (последовательный резистор).

Конструкция стабилизированного источника питания «Vo» должна производиться от источника питания постоянного тока «Vs». Максимальная номинальная мощность стабилитрона P Z указывается в «Вт». Используя схему стабилитрона и рассчитайте по следующим формулам:

Максимальный ток, протекающий через стабилитрон.
Id = (Вт / напряжение)

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

Ток нагрузки I L , если резистор нагрузки 1 кОм подключен к стабилитрону.
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 (предположим, 10-20 мА, если не указан)
Vo = V R = Vz = напряжение стабилитрона = выходное напряжение
R L = Нагрузочный резистор

LM7805 Преобразователь 9В в 5В:

Стабилизатор напряжения 9В в 5В может быть реализован с понижающим преобразователем напряжения LM7805 .Он используется для приложений среднего и высокого тока (от 10 мА до 1 А и более).
Уникальность этой схемы заключается в ее способности обеспечивать такой же выходной ток, как и на входе.

Важно:
Необходимо подключить входной конденсатор и выходной конденсатор к IC 7805 для работы, как указано в таблице данных. Радиатор необходим, потому что падение напряжения в 4 вольта должно рассеиваться в виде тепла через радиатор.

Отсутствие радиатора приведет к повреждению ИС, и вы получите поврежденную ИС. Входное напряжение должно быть как минимум на 2,5 В выше номинального выходного напряжения.

Необходимые компоненты:
Одна батарея 9 В / адаптер питания 9 В, конденсатор 10 мкФ, конденсатор 0,1 мкФ, микросхема LM7805, радиатор, некоторые провода или разъемы и паяльник.

Рабочий:

Для получения стабильного и надежного выходного напряжения используются ИС регуляторов напряжения.Интегральные схемы, которые предлагают линейное преобразование и регулирование напряжения, часто называют трансформаторными ИС. Здесь мы обсудили преобразователь постоянного тока с 9 В на 5 В с использованием IC 7805.

Трансформатор IC 7805 является частью серии трансформаторных ИС LM78xx. Это ИС линейного трансформатора. Цифры «xx » представляют значение регулируемого выходного напряжения. Микросхема 7805 выдает 5 В постоянного тока в виде цифры xx , показывающей (05). Входное напряжение может достигать 35 В, а выходное напряжение будет постоянным 5 В для любого значения входа.

Контакт 1 - это вход питания . Контакт 2 - это клемма заземления . Контакт 3 - это вывод питания output .

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

LM317 9v Преобразователь в 5 В:

Преобразователь 9 В в 5 В постоянного тока также может быть реализован с регулятором напряжения LM317.Это полезно в приложениях со средним и высоким током (1 А и более).
Эта схема также может обеспечивать такой же выходной ток, как на входном конце.

Как правило, LM317 используется в качестве источника переменного тока, который может обеспечивать переменное выходное напряжение (от 1,25 В до 37 В) в зависимости от регулировки напряжения на контакте № 1 (Adjust), которое является опорным напряжением, снимаемым с потенциометра. Вот схема делителя напряжения, с помощью которой LM317 выдает фиксированное выходное напряжение 5 В.

Важно:
Рекомендуется подключить входной конденсатор (также выходной конденсатор).Радиатор должен быть там, чтобы отводить дополнительную разность потенциалов в виде тепла через радиатор.

Наличие радиатора является обязательным, иначе он разрушит ИС, и ИС выйдет из строя. Входное напряжение должно быть как минимум на 1,5 В выше номинального выходного напряжения.

Необходимые компоненты:
Одна батарея 9 В / источник питания 9 В, резистор 10 кОм, резистор 2,7 кОм, конденсатор 10 мкФ, конденсатор 0,1 мкФ, IC LM317, радиатор, некоторые провода и паяльник.

Рабочий:
LM317 - это ИС регулируемого регулятора напряжения, способная подавать ток более 1,0 А с широким диапазоном выходного напряжения от 1,25 В до 37 В. Его регулировка намного лучше, чем у микросхем фиксированного стабилизатора напряжения, таких как LM7805, LM7806, LM7808, LM7810 и т. Д.

Это формула для выходного напряжения преобразователя 9В в 5В с использованием LM317. Это дает приблизительный требуемый выход, когда R1 и R2 выбраны так, чтобы удовлетворять формуле.

Введите любое стандартное значение любого резистора (выше 100 Ом, но рекомендуется более высокое значение), также введите значение требуемого выходного напряжения в приведенную выше формулу и затем найдите значение другого резистора.

* Перед применением этой схемы преобразователя 9В в 5В в проектах проверьте выходные напряжения, чтобы убедиться в правильной работе схем. Значение тока, указанное в статье, носит справочный характер, так как значение тока зависит от сопротивления нагрузки.

Design Источник питания 5 В постоянного тока (простое пошаговое руководство)

Ищете помощь в разработке источника питания 5 В самостоятельно? Что ж, добро пожаловать. В этом посте мы не только проектируем блок питания, но и узнаем о расчетных расчетах, которые вы можете сделать сами.

Схема источника питания - это очень простая схема в обучении электронике. Почти каждый в электронике пытается это сделать. И я не могу сказать вам, насколько это весело, когда вы завершаете свой первый дизайн блока питания, тестируете его, и он работает нормально.

Хорошо!

Блок питания, который мы здесь разработаем, очень простой. Это линейный дизайн, основанный на технологиях, он будет проходить вас на каждом этапе проектирования, попытается представить все простым языком, выполнит некоторые математические вычисления i.е. Если в схеме используется конденсатор, вы должны знать, зачем он нужен и как рассчитывается его значение.

Надеюсь, вам понравится этот пост и вы чему-нибудь научитесь. На всякий случай, если вам нравится заниматься электроникой своими руками, то этот комплект для сборки блока питания (нажмите здесь) подойдет именно вам. Развлекайтесь 😀

Конструкция блока питания 5В постоянного тока

Проектирование любой схемы начинается с хорошо составленной общей блок-схемы. Это помогает нам спроектировать отдельные части схемы, а затем, в конце концов, собрать их вместе, чтобы получить полную схему, готовую к использованию.

Общая блок-схема этого проекта представлена ​​ниже. Все очень просто. Он состоит из следующих четырех основных подблоков.

  • Трансформатор
  • Схема выпрямителя
  • Фильтр
  • Регулятор

Сначала я объясню каждый блок в целом, а затем перейдем к проектированию. Я думаю, вам нужно понимать, какой блок что делает в первую очередь.

Итак, давайте попробуем разобраться в каждом разделе по отдельности.

Трансформатор входной

Трансформатор - это устройство, которое может повышать или понижать уровни напряжения в соответствии с законом передачи энергии.

Вопрос в том, зачем нам это нужно в нашей конструкции снабжения?

Что ж, в зависимости от вашей страны, переменный ток, поступающий в ваш дом, имеет уровень напряжения 220/120 В. Нам нужен входной трансформатор, чтобы понизить входящий переменный ток до требуемого нижнего уровня, то есть близкого к 5 В (переменный ток). Этот более низкий уровень в дальнейшем используется другими блоками для получения необходимых 5 В постоянного тока.

Трансформатор - это устройство, которое используется для повышения или понижения уровня переменного напряжения, сохраняя одинаковую входную и выходную мощность.

Будьте осторожны, играя с этим устройством.

Поскольку вы используете сетевое напряжение, которое может быть слишком опасным. Никогда не прикасайтесь к клеммам голыми руками или плохими инструментами. Имейте хороший и достойный бесконтактный тестер напряжения и используйте его, чтобы всегда быть уверенным в том, какая линия находится под напряжением, идущим к трансформатору.

Выпрямительная цепь

Если вы думаете, что трансформатор просто снизил напряжение до 5 В постоянного тока. Прости, ты ошибаешься, как когда-то был я. Пониженное напряжение по-прежнему остается переменным. Чтобы преобразовать его в постоянный ток, нужна хорошая выпрямительная схема.

Схема выпрямителя - это комбинация диодов, расположенных таким образом, чтобы преобразовывать переменное напряжение в постоянное напряжение.

Без выпрямительной схемы невозможно получить необходимое выходное напряжение 5 В постоянного тока.Эта схема поставляется в красивых интегрированных корпусах, или вы также можете сделать ее с использованием четырех диодов. Вы увидите, как мы его проектируем, в следующих разделах.

В основном, существует два типа выпрямительных схем; полуволновой и двухполупериодный. Однако нас интересует полноценный выпрямитель, так как он более энергоэффективен, чем первый.

Фильтр

В практической электронике нет ничего идеального. Схема выпрямителя преобразует входящий переменный ток в постоянный, но, к сожалению, не превращает его в чистый постоянный ток.Выход выпрямителя пульсирует и называется пульсирующим постоянным током. Этот пульсирующий постоянный ток не считается подходящим для питания чувствительных устройств.
Итак, выпрямленный постоянный ток не очень чистый и имеет рябь. Задача фильтра - отфильтровывать эти пульсации и обеспечивать совместимость напряжения для регулирования.

Конденсаторный фильтр используется, когда нам нужно преобразовать пульсирующий постоянный ток в чистый или удалить искажения из сигнала

Практическое правило: напряжение постоянного тока должно иметь пульсации менее 10 процентов, чтобы можно было точно регулировать.

Лучшим фильтром в нашем случае является конденсаторный. Вы, наверное, слышали, конденсатор - это устройство, накапливающее заряд. Но на самом деле его лучше всего использовать как фильтр. Это самый недорогой фильтр для нашей базовой конструкции блока питания 5 В.

Регулятор

Стабилизатор - это линейная интегральная схема, в которой используется стабилизированное постоянное выходное напряжение. Регулировка напряжения очень важна, потому что нам не нужно изменять выходное напряжение при изменении нагрузки.

Всегда требуется выходное напряжение, независимое от нагрузки.ИС регулятора не только делает выходное напряжение независимым от переменных нагрузок, но и от изменений напряжения в сети.

Регулятор - это интегральная схема, используемая для обеспечения постоянного выходного напряжения независимо от изменений входного напряжения.

Надеюсь, вы разработали несколько основных концепций проектирования источников питания. Давайте пойдем дальше с реальной принципиальной схемой для нашей конкретной конструкции блока питания 5 В постоянного тока.

Принципиальная схема источника питания 5В постоянного тока

Ниже представлена ​​принципиальная схема указанного проекта.Вы получаете основной запас; напряжение и частота могут зависеть от вашей страны, предохранителя; для защиты цепи, трансформатора, выпрямителя, конденсаторного фильтра, светодиодного индикатора и регулятора IC.

Блок-схема реализована в программном обеспечении NI Multisim, хорошем программном обеспечении для моделирования для студентов и начинающих электронщиков. Я рекомендую потратить немного времени на то, чтобы поиграть с ним.

Теперь перейдем к собственному дизайну.

Пошаговый метод проектирования источника питания постоянного тока 5 В

Вот в чем дело, мы сначала спроектируем каждую секцию, а затем соберем каждую из них, чтобы наш источник питания постоянного тока был готов для питания наших проектов.

Итак, приступим к делу.

Вы думаете, я бы начал объяснение конструкции с трансформатора, но это не так. Трансформатор выбирается не сразу.

Шаг 1: Выбор регулятора IC

Выбор микросхемы регулятора зависит от вашего выходного напряжения. В нашем случае мы проектируем для выходного напряжения 5В, мы выберем ИС линейного регулятора LM7805.

Следующим шагом в процессе проектирования является определение номинальных значений напряжения, тока и мощности выбранной ИС регулятора.Это делается с помощью таблицы данных регулятора IC.

Ниже приведены номинальные характеристики и схема контактов LM7805 из таблицы данных.

В техническом описании 7805 также предписывается использование конденсатора 0,1 мкФ на выходной стороне, чтобы избежать переходных изменений напряжения из-за изменений нагрузки. И 0,1 мкФ на входе регулятора, чтобы избежать пульсаций, если фильтрация находится далеко от регулятора.

Для дополнительной информации, для вывода положительного напряжения мы используем LM78XX.XX указывает значение выходного напряжения, а 78 указывает положительное выходное напряжение. Для выхода с отрицательным напряжением используйте LM79XX, 79 указывает отрицательное напряжение, а XX указывает значение выхода.

Шаг 2: Выбор трансформатора

Правильный выбор трансформатора означает экономию денег. Мы узнали, что минимальный вход для выбранной нами микросхемы регулятора составляет 7 В (см. Значения в таблице выше). Итак, нам нужен трансформатор для понижения основного переменного тока, по крайней мере, до этого значения.

Но между регулятором и вторичной обмоткой трансформатора тоже есть выпрямитель на диодном мосту.Выпрямитель имеет собственное падение напряжения, то есть 1,4 В. Нам также необходимо компенсировать это значение.

Итак, математически:

Это означает, что мы должны выбрать трансформатор со значением вторичного напряжения, равным 9 В или как минимум на 10% больше, чем 9 В.

Исходя из этого, для конструкции блока питания 5 В постоянного тока мы можем выбрать трансформатор с номинальным током 1 А и вторичным напряжением 9 В. Почему ток 1А? Поскольку IC регулятора имеет номинальный ток 1 А, это означает, что мы не можем пропускать ток, превышающий это значение.Выбор трансформатора с номинальным током выше этого потребует дополнительных денег. И нам это не нужно.

Шаг 3: Выбор диодов для моста

Как вы видите на принципиальной схеме, схема выпрямителя состоит из нескольких диодов. Чтобы сделать выпрямитель, нам нужно подобрать для него подходящие диоды. При выборе диода для мостовой схемы. Имейте в виду выходной ток нагрузки и максимальное пиковое вторичное напряжение трансформатора i-e 9В в нашем случае.

Вместо отдельных диодов вы также можете использовать один отдельный мост, который поставляется в корпусе IC. Но я не хочу, чтобы вы использовали его здесь, просто для изучения и игры с отдельными диодами.

Выбранный диод должен иметь номинальный ток больше, чем ток нагрузки (т.е. в данном случае 500 мА). И пиковое обратное напряжение (PIV) больше пикового вторичного напряжения трансформатора

Мы выбрали диод IN4001, потому что он имеет номинальный ток на 1 А больше, чем мы желаем, и пиковое обратное напряжение 50 В.Пиковое обратное напряжение - это напряжение, которое диод может выдерживать при обратном смещении.

Шаг 4: Выбор сглаживающего конденсатора и расчеты

При выборе подходящего конденсаторного фильтра необходимо учитывать его напряжение, номинальную мощность и значение емкости. Номинальное напряжение рассчитывается на основе вторичного напряжения трансформатора.

Практическое правило: номинальное напряжение конденсатора должно быть как минимум на 20% больше, чем вторичное напряжение. Итак, если вторичное напряжение составляет 13 В (пиковое значение для 9 В), то номинальное напряжение конденсатора должно быть не менее 50 В.

Во-вторых, нам нужно рассчитать правильное значение емкости. Это зависит от выходного напряжения и выходного тока. Чтобы найти правильное значение емкости, используйте формулу ниже:

Где,

Io = ток нагрузки, т. Е. 500 мА в нашем исполнении, Vo = выходное напряжение, т. Е. В нашем случае 5 В, f = частота, т. Е. 50 Гц

В нашем случае:

Частота 50 Гц, потому что в нашей стране переменный ток 220 @ 50 Гц.У вас может быть сеть переменного тока 120 В при 60 Гц. Если да, то укажите значения соответственно.

Используя формулу конденсатора, практическое стандартное значение, близкое к этому значению, i-e 3.1847E-4, составляет 470 мкФ.

Другая важная формула приведена ниже. Это также можно использовать для расчета емкости конденсатора.

В данном случае R - это сопротивление нагрузки

. Rf - коэффициент пульсации, который должен быть менее 10% для хорошей конструкции. И на этом мы почти закончили с дизайном блока питания на 5 В.

Шаг 5. Обеспечение безопасности источника питания

Каждая конструкция должна иметь защитные приспособления для защиты от возгорания. Точно так же наш простой источник питания должен иметь один, то есть входной предохранитель. Входной предохранитель защитит наш источник питания в случае перегрузки.

Например, наша желаемая нагрузка может выдержать 500 мА. Если в случае, если наша нагрузка начнет плохо себя вести, есть вероятность заусенцев компонентов. Предохранитель защитит наши поставки.

Практическое правило для выбора номинала предохранителя: он должен быть как минимум на 20% больше, чем ток нагрузки.

Разработанный нами простой блок питания способен выдавать ток 1 А, что в некоторых случаях может быть использовано. Если вы решили использовать его для таких случаев, то не забудьте прикрепить радиатор к микросхеме регулятора.

Больше удовольствия с электроникой

Электроника - это очень весело. Как только вы окунетесь в мир электроники, у вас всегда есть чем заняться.

Если вам нравится делать электронику своими руками, вам понравился этот пост, вы узнали все концепции дизайна, а теперь хотите создать свой собственный проект источника питания DIY.Вы хотите спаять и поиграть со всеми вышеупомянутыми компонентами, затем проверьте это, комплект источника питания Elenco (Amazon Link), вам будет интересен.

Также есть забавная книга под названием Make Electronics: Learning through discovery (Amazon link), , которая научит вас многим классным электронным устройствам с помощью практических занятий. Если вы найдете эту книгу интересной, попробуйте, и вы многому научитесь.

Заключение

Для меня, если вы любитель электроники или новичок, изучаете основы электроники, я бы порекомендовал вам разработать собственный лабораторный источник питания.

Он поможет вам изучить электронику, а также даст вам лучший лабораторный источник питания.

Я называю его лучшим, потому что вы сделаете его сами. И я не могу выразить словами, насколько весело играть с электроникой в ​​безопасной среде. Это похоже на обучение на практике

Не указывайте только источник питания 500 мА. Это может быть ваш источник питания 5 В постоянного тока с допустимым током до 500 мА. И это было то, что я знаю, как проектировать источник питания постоянного тока на 5 Вольт.

Надеюсь, это была вам какая-то помощь.

Спасибо и удачной жизни.


Прочие полезные сообщения

шагов по преобразованию 230 В в 5 В постоянного тока для питания цепей

Каждое электрическое и электронное устройство, которое мы используем в повседневной жизни, требует источника питания. Как правило, мы используем источник переменного тока 230 В, 50 Гц, но эту мощность необходимо изменить в требуемую форму с требуемыми значениями или диапазоном напряжения для обеспечения питания различных типов устройств.Существуют различные типы силовых электронных преобразователей, такие как понижающий преобразователь, повышающий преобразователь, стабилизатор напряжения, преобразователь переменного тока в постоянный, преобразователь постоянного тока в постоянный, преобразователь постоянного тока в переменный и так далее. Например, рассмотрим микроконтроллеры, которые часто используются для разработки многих проектов на основе встроенных систем и комплектов, используемых в приложениях реального времени. Эти микроконтроллеры требуют питания 5 В постоянного тока, поэтому 230 В переменного тока необходимо преобразовать в 5 В постоянного тока с помощью понижающего преобразователя в их цепи питания.

Схема источника питания

Схема понижающего преобразователя

Схема источника питания, само название указывает, что эта схема используется для подачи питания на другие электрические и электронные схемы или устройства. Существуют различные типы цепей питания в зависимости от мощности, которую они используют для обеспечения устройств. Например, используются схемы на основе микроконтроллера, обычно это схемы регулируемого источника питания 5 В постоянного тока, которые могут быть спроектированы с использованием различных методов для преобразования имеющейся мощности 230 В переменного тока в мощность 5 В постоянного тока.Обычно преобразователи с выходным напряжением меньше входного напряжения называются понижающими преобразователями.


4 этапа преобразования 230 В переменного тока в 5 В постоянного тока

1. Понижение уровня напряжения

Понижающие преобразователи используются для преобразования высокого напряжения в низкое. Преобразователь с выходным напряжением меньше входного напряжения называется понижающим преобразователем, а преобразователь с выходным напряжением больше входного напряжения называется повышающим преобразователем.Существуют повышающие и понижающие трансформаторы, которые используются для повышения или понижения уровней напряжения. 230 В переменного тока преобразуется в 12 В переменного тока с помощью понижающего трансформатора. Выход 12 В понижающего трансформатора представляет собой среднеквадратичное значение, а его пиковое значение определяется как произведение квадратного корня из двух на среднеквадратичное значение, которое составляет примерно 17 В.

Понижающий трансформатор

Понижающий трансформатор состоит из двух обмоток, а именно первичной и вторичной обмоток, при этом первичная обмотка может быть спроектирована с использованием провода меньшего сечения с большим количеством витков, поскольку он используется для передачи слаботочной энергии высокого напряжения, и вторичная обмотка с использованием провода большого сечения с меньшим количеством витков, поскольку он используется для передачи сильноточной энергии низкого напряжения.Трансформаторы работают по принципу законов электромагнитной индукции Фарадея.

2. Преобразование переменного тока в постоянный

Мощность 230 В переменного тока преобразуется в 12 В переменного тока (среднеквадратичное значение 12 В, пиковое значение которого составляет около 17 В), но требуемая мощность составляет 5 В постоянного тока; для этой цели мощность 17 В переменного тока должна быть в первую очередь преобразована в мощность постоянного тока, а затем она может быть понижена до 5 В постоянного тока. Но прежде всего мы должны знать, как преобразовать переменный ток в постоянный? Мощность переменного тока может быть преобразована в постоянный ток с помощью одного из силовых электронных преобразователей, называемых выпрямителем.Существуют различные типы выпрямителей, такие как однополупериодный выпрямитель, двухполупериодный выпрямитель и мостовой выпрямитель. Благодаря преимуществам мостового выпрямителя над полуволновым и двухполупериодным выпрямителями, мостовой выпрямитель часто используется для преобразования переменного тока в постоянный.

Мостовой выпрямитель

Мостовой выпрямитель состоит из четырех диодов, соединенных в виде моста. Мы знаем, что диод - это неуправляемый выпрямитель, который будет проводить только прямое смещение и не проводить при обратном смещении.Если напряжение на аноде диода больше напряжения на катоде, то говорят, что диод находится в прямом смещении. Во время положительного полупериода диоды D2 и D4 будут проводить, а во время отрицательного полупериода диоды D1 и D3 будут проводить. Таким образом, переменный ток преобразуется в постоянный; здесь полученный не является чистым постоянным током, так как он состоит из импульсов. Следовательно, это называется пульсирующей мощностью постоянного тока. Но падение напряжения на диодах составляет (2 * 0,7В) 1,4В; следовательно, пиковое напряжение на выходе этой схемы выпрямителя составляет примерно 15 В (17–1,4).


3. Сглаживание пульсаций с помощью фильтра

15 В постоянного тока можно преобразовать в 5 В постоянного тока с помощью понижающего преобразователя, но перед этим необходимо получить чистую мощность постоянного тока. Выход диодного моста - это постоянный ток, состоящий из пульсаций, также называемый пульсирующим постоянным током. Этот пульсирующий постоянный ток может быть отфильтрован с помощью индуктивного фильтра, конденсаторного фильтра или резистивно-конденсаторного фильтра для удаления пульсаций. Рассмотрим конденсаторный фильтр, который в большинстве случаев часто используется для сглаживания.

Фильтр

Мы знаем, что конденсатор - это элемент, накапливающий энергию. В схеме конденсатор накапливает энергию, в то время как входной сигнал увеличивается от нуля до пикового значения, и, когда напряжение питания уменьшается с пикового значения до нуля, конденсатор начинает разряжаться. Эта зарядка и разрядка конденсатора превратят пульсирующий постоянный ток в чистый постоянный ток, как показано на рисунке.

4. Преобразование 12 В постоянного тока в 5 В постоянного тока с помощью регулятора напряжения

Напряжение 15 В постоянного тока можно понизить до напряжения 5 В постоянного тока с помощью понижающего преобразователя постоянного тока, называемого регулятором напряжения IC7805.Первые две цифры «78» регулятора напряжения IC7805 представляют регуляторы напряжения положительной серии, а последние две цифры «05» представляют выходное напряжение регулятора напряжения.

Внутренняя блок-схема регулятора напряжения IC7805

Блок-схема регулятора напряжения IC7805, показанная на рисунке, состоит из операционного усилителя, действующего как усилитель ошибки, стабилитрона, используемого для обеспечения опорного напряжения, как показано на рисунке.

Стабилитрон как источник опорного напряжения

Транзистор как элемент последовательного прохода, используемый для рассеивания дополнительной энергии в виде тепла; Защита SOA (безопасная рабочая зона) и радиатор используются для тепловой защиты в случае чрезмерного напряжения питания.В целом, регулятор IC7805 может выдерживать напряжение от 7,2 В до 35 В и обеспечивает максимальную эффективность 7,2 В, а если напряжение превышает 7,2 В, то происходит потеря энергии в виде тепла. Для защиты регулятора от перегрева предусмотрена тепловая защита с помощью радиатора. Таким образом, от источника переменного тока 230 В получается 5 В постоянного тока.

Мы можем напрямую преобразовать 230 В переменного тока в 5 В постоянного тока без использования трансформатора, но нам могут потребоваться высокопроизводительные диоды и другие компоненты, которые обеспечивают меньшую эффективность.Если у нас есть источник питания 230 В постоянного тока, то мы можем преобразовать 230 В постоянного тока в 5 В постоянного тока с помощью понижающего преобразователя постоянного тока в постоянный.

Понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный с 230 В в 5 В:

Давайте начнем со схемы источника питания постоянного тока, разработанной с использованием понижающего преобразователя постоянного тока. Если у нас есть источник питания 230 В постоянного тока, мы можем использовать понижающий преобразователь постоянного тока для преобразования 230 В постоянного тока в источник питания 5 В постоянного тока. Понижающий преобразователь DC-DC состоит из конденсатора, полевого МОП-транзистора, управления ШИМ, диодов и индукторов. Базовая топология понижающего преобразователя постоянного тока показана на рисунке ниже.

Понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный

Падение напряжения на катушке индуктивности и изменения электрического тока, протекающего через устройство, пропорциональны друг другу. Следовательно, понижающий преобразователь работает по принципу энергии, запасенной в катушке индуктивности. Силовой полупроводниковый MOSFET или IGBT, используемый в качестве переключающего элемента, может использоваться для переключения схемы понижающего преобразователя между двумя различными состояниями путем замыкания или размыкания и выключения или включения с помощью переключающего элемента. Если переключатель находится во включенном состоянии, то на катушке индуктивности создается потенциал из-за пускового тока, который будет противодействовать напряжению питания, тем самым уменьшая результирующее выходное напряжение.Поскольку диод смещен в обратном направлении, через диод не будет протекать ток.

Если переключатель разомкнут, то ток через катушку индуктивности внезапно прерывается, и диод начинает проводить проводимость, таким образом обеспечивается обратный путь для тока катушки индуктивности. Падение напряжения на индукторе, находящемся под напряжением, меняется на противоположное, что можно рассматривать как основной источник выходной мощности во время этого цикла переключения, и это связано с быстрым изменением тока. Сохраненная энергия катушки индуктивности непрерывно передается в нагрузку, и, таким образом, ток катушки индуктивности начинает падать до тех пор, пока ток не достигнет своего предыдущего значения или следующего включенного состояния.Продолжение подачи энергии к нагрузке приводит к падению тока катушки индуктивности до тех пор, пока ток не достигнет своего предыдущего значения. Это явление называется пульсацией на выходе, которую можно уменьшить до приемлемого значения, используя сглаживающий конденсатор параллельно выходу. Таким образом, преобразователь постоянного тока в постоянный действует как понижающий преобразователь.

Понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный ток с использованием ШИМ Cotrol

На рисунке показан принцип работы понижающего преобразователя постоянного тока, управляемого с помощью генератора ШИМ для высокочастотного переключения, а обратная связь связана с усилителем ошибки.

Все проекты электроники на базе встроенных систем требуют фиксированного или регулируемого регулятора напряжения, который используется для обеспечения необходимого питания электрических и электронных схем или комплектов. Существует множество современных автоматических регуляторов напряжения, способных автоматически регулировать выходное напряжение в зависимости от критериев применения. Для получения дополнительной технической помощи относительно схемы источника питания и понижающего преобразователя, отправляйте свои запросы в виде комментариев в разделе комментариев ниже.

AR # 2505: Системы смешанного напряжения

Решение

1
Подключение устройств на 5 В к ПЛИС Xilinx 3,3 В.

XC4000XL
========

Выходы 5 В, управляющие входами XC4000XL
------------------------------- ---------------
Структуры ввода-вывода XC4000XL были спроектированы так, чтобы выдерживать постоянное входное напряжение
5,5 В при использовании только одного источника питания
3,3 В, подключенного к устройству. Фактически, они выдерживают 5 Вольт
даже без включения.Это означает, что любые 3,3 или 5
В (CMOS, TTL, Pullup или Vcc) могут быть безопасно подключены к входу
XC4000XL без использования каких-либо токоограничивающих резисторов
и без забот о последовательности включения питания.

XC4000XL Управление входами 5 В с порогами TTL
---------------------------------------- ------
XC4000XL может напрямую управлять любым устройством 5 В с пороговыми уровнями TTL
. Таким образом, XC4000XL выводит приводную рейку на рейку и
полностью соответствует всем стандартным спецификациям TTL.

XC4000XL Управление входами 5 В с порогами CMOS
---------------------------------------- -------
В соответствии со стандартными спецификациями для пороговых значений CMOS,
VIHmin (логическое входное напряжение высокого минимального напряжения) составляет 70%
VCC (где VCC - это напряжение целевого устройства), что составляет 70% от 5
вольт = 3,5 вольт. Выходы XC4000XL подключаются к шине
, которая составляет 3,3 В. Таким образом, из-за числа наихудшего случая мы пропустили
на 0,2 вольта в этих условиях.
К счастью, у нас есть варианты:

Можно ли игнорировать 0,2 Вольт?

1. Да. Типичные устройства не соответствуют минимальным требованиям
. Например, на устройстве xc4000XL нет
реальных VIH и VIL. Существует один фактический пороговый уровень
1,8 В с гистерезисом 100 мВ. Все спецификации
очень консервативны для отрасли. Маловероятно, что устройство
5 В CMOS будет интерпретировать 3,3 В на входе как логический НИЗКИЙ уровень
.

Если это несоответствие 0,2 вольт нельзя простить, выберите
из следующих ...

2. Увеличьте напряжение питания XC4000XL до 3,6 вольт. Этот
повысит выходное напряжение выше указанного минимума.

3. Решение для вывода с открытым стоком. Сконфигурируйте выходы
конструкции XC4000XL для использования OBUFT так, чтобы они управляли LOW
и с тремя состояниями для логических LOW и HIGH, соответственно. Подключите отдельные подтягивающие резисторы
от выходов с открытым стоком к целевому напряжению питания
(5 В).Чем меньше используемый резистор
, тем быстрее будет получен переход.

Примечание. См. Также протокол решения 2760.

XC3000L и XC3100L
=====================

Выходы 5 В для входов XC3000L и XC3100L
---- ---- ---------------------------------------------
XC3000L и XC3100L Схема защиты разработана в более традиционном стиле
, который не может выдерживать напряжения выше
В постоянного тока (3,3 В) в течение любого промежутка времени. Из-за этого рекомендуется использовать токоограничивающий резистор
на 150 Ом, чтобы гарантировать входной ток
менее 10 мА, который обычно считается безопасным уровнем
, протекающим через диоды ESD.

XC3000L и XC3100L Управление входами 5 В
-------------------------------------
Указанное VOH Минимальное значение для семейств XC3000L и XC3100L
составляет 2,4 В, что превышает указанные минимальные 2,0 В
для пороговых уровней TTL, таким образом, эти семейства устройств могут иметь интерфейс
с любым входом уровня TTL 5 В. Если семейства XC3000L
и XC3100L необходимы для управления уровнями КМОП 5 В или уровнями
, близкими к 5 В, необходимо добавить внешние схемы для управления этим порогом
.

2
ПРИМЕЧАНИЕ. Это решение содержит более одного разрешения.

При подключении 5-вольтовой FPGA к 3-вольтовому устройству FPGA должна быть настроена на использование пороговых значений уровня TTL. VCCIO CPLD могут быть подключены к интерфейсному напряжению (3,3 В).

XC4000, XC4000H, XC4000E, XC4000EX
======================================== ===

Управление входами 3,3 В
-------------------
ПЛИС XC4000 имеют n-канальные структуры вывода "тотем-полюс", которые управляют небольшим током на VOH. .Благодаря этому, устройство XC4000 может напрямую безопасно управлять входом 3,3 В (без токоограничивающего резистора) при условии, что напряжение питания 5 В не превышает 5,25 В, а выходы устройства настроены на пороговые уровни TTL.

Получение выходов 3,3 В
---------------------
Устройства CMOS 3,3 В могут напрямую управлять любым устройством XC4000. Минимальный верхний порог входной логики VIHmin для семейства XC4000 с входами уровня TTL составляет 2,0 В, что меньше, чем спецификация минимального порога VOH (CMOS) для 3.Устройства на 3 В.

XC2000, XC3000 / A, XC3100 / A и XC5200
===================================== ===

Управление входами 3,3 В
-------------------
Эти семейства устройств имеют дополнительные выходные структуры. Рекомендуется подключать токоограничивающие резисторы к входам / выходам для всех устройств с напряжением 3,3 В, кроме 5 В, для защиты входов устройств 3,3 В и схемы защиты от электростатического разряда. Размер токоограничивающего резистора должен быть не менее 150 Ом. Это должно гарантировать входной ток ниже 10 мА.Обычно это считается безопасным для большинства устройств CMOS 3,3 В, но, пожалуйста, ознакомьтесь со спецификациями устройства или свяжитесь с производителем, чтобы убедиться, что это так.

В общем, следует проявлять осторожность, чтобы не повышать напряжение питания 3,3 В выше максимального значения 3,6 В всякий раз, когда большое количество активных входов
управляет устройством 3,3 В. Возможно, это может привести к изменению направления тока питания 3,3 В в обратном направлении. Кроме того, питание 3,3 В постоянного тока должно быть включено перед подачей входов устройства от устройства 5 В.

Получение выходов 3,3 В
----------------------
Устройства CMOS 3,3 В могут напрямую управлять любой ПЛИС XC2000, XC3000 или XC5200, если она не является ПЛИС настроен на вход TTL
уровней. Минимальное высокое напряжение входной логики (VIH) для этих устройств составляет 2,0 В, что меньше стандартного порогового напряжения TTL VOH, равного 2,4 В.

XC7300 и XC9500
=================

Управление входами 3,3 В и 5 В
------------------ ---------
Для CPLD Xilinx кольцо ввода-вывода может получать питание от VCCIO 5 В или от 3.3V VCCIO. Когда ввод / вывод питается от 3.3V Vccio,
CPLD может безопасно управлять любым 3.3V или 5V (с уровнями TTL) устройством. Если устройство подключено к одиночному источнику питания (VCCIO = 5 В), рекомендуется подключить резистор ограничения тока между выходом CPLD и входом устройства 3,3 В, не допускающего 5 В, не менее 150 Ом.

Получение выходов 3,3 и 5 В
----------------------------
Независимо от напряжения питания на выводе VCCIO, XC7300 и XC9500 может принимать 3.Входы уровня 3 В и 5 В (CMOS или TTL).

3
Проблемы конфигурации со смешанными устройствами 3,3 В и 5 В
==================================== ===============

Конфигурирование ПЛИС 5 В с ПЗУ 3.3 В
------------------------ --------------

Поскольку все выводы конфигурации ПЛИС 5 В являются входами и выходами уровня TTL, ППЗУ на 3,3 В можно напрямую подключить к ПЛИС семейства XC4000 без каких-либо внешних схем. Для семейств XC3000 и XC5200, если PROM не имеет входов / выходов, устойчивых к 5 В, на всех выходах XC3000 или XC5200, которые подключаются напрямую к 3.3В ПРОМ.

Гирляндное соединение устройств смешанного напряжения
------------------------------------
Все выводы конфигурации Xilinx FPGA совместимы с TTL. Конфигурация гирляндной цепи может выполняться с ПЛИС смешанного напряжения без дополнительных схем.

Единственное исключение - это когда семейства XC3000L и XC3100L являются ведущими устройствами в гирляндной цепи, за которой следуют семейства XC4000 и / или XC5200 на 3,3 В или 5 В. В этом случае следует рассмотреть два варианта.

1.Разместите XC3000L и / или XC3100L в задней части гирляндной цепи и отделите устройства 5 В от устройств 3,3 В с токоограничивающими резисторами на всех контактах конфигурации интерфейса.

2. Используйте XC3000L или XC3100L в качестве ведущего устройства и используйте схему, описанную на стр. 4-55 справочника 1996 г., чтобы добавить дополнительные необходимые CCLK для устройств XC4000 и XC5200 в гирляндную цепь.

Использование XCHECKER с ПЛИС 3,3 В
----------------------------------
Кабель XCHECKER можно раньше скачивал до 3.ПЛИС 3 В и гирляндные цепи смешанного напряжения. Поскольку кабель XCHECKER содержит ПЛИС 5 В, на кабель либо должен подаваться источник 5 В с общим заземлением к плате загрузки, либо необходимо использовать адаптер 3,3 В, чтобы кабель мог работать с источником питания 3,3 В.

При загрузке в XC4000XL или XC5200XL XCHECKER может быть напрямую подключен к FPGA обычным способом
, независимо от того, питается ли он от источника 5 В или адаптера 3,3 В. Если кабель должен быть подключен к XC3000L или XC3100L, рекомендуется использовать 3.Адаптер 3V и кабель XCHECKER могут быть подключены к устройству напрямую. Если адаптер
3,3 В недоступен, XCHECKER может питаться от источника 5 В и использовать токоограничивающий резистор на всех кабельных соединениях с ПЛИС с сопротивлением не менее 150 Ом.

ПРИМЕЧАНИЕ. Для получения информации о приобретении адаптера 3,3 В для кабеля XCHECKER обратитесь к местному дистрибьютору или торговому представителю Xilinx.

Как сделать 5В из 1,5В

Во многих случаях может быть очень удобно преобразовать 1.От 5В до 5В. Затем вы можете запитать микроконтроллер или светодиод от одной батарейки AA или AAA. Это просто сделать, так как существуют специальные микросхемы MAXIM MAX1674 или MAX7176. Это повышающий преобразователь постоянного тока в постоянный, который может преобразовывать напряжение от 0,7 В до любого в диапазоне от 2 В до 5,5 В. MAX1676 уже имеет предустановленные контакты для 3,3 В и 5 В, что упрощает интеграцию в цепи 3,3 и 5 В. IC может рассеивать до 444 мВт.

Bellow - это схема, преобразующая 1,5 В в 5 В.

Нам нужно получить максимальный выход тока 300мА; тогда нам нужно приложить некоторые усилия.Поскольку выходная мощность составляет 5 В · 0,3 А = 1,5 Вт, допустим, КПД равен 100%, тогда мощность, потребляемая от батареи, также будет 1,5 Вт. При напряжении 1,5 В это будет ток 1 А. Не все аккумуляторы выдерживают такие токи. Еще одна важная деталь - индуктор. Для этого нужен индуктор с большим током насыщения, что обычно приводит к увеличению габаритов.

  • Если ток превышает 300 мА, то индуктивность индуктора 47 мкГн;
  • Если ток превышает 120 мА, то индуктивность индуктора 22 мкГн;
  • Если ток превышает 70 мА, то индуктивность индуктора 10 мкГн;

Рекомендуемые катушки индуктивности вы найдете в техническом описании.

В этом случае, если вывод FB MAX1614 подключен к земле, то выходное напряжение равно 5В. Если бы FB был подключен к выводу OUT, то выходное напряжение было бы 3,3 В. Если мы поместим напряжение между выходом и землей, мы сможем контролировать выходное напряжение от 3,3 В до 5 В.

Наибольший реальный КПД ИС при 120 мА - 94%.

Производитель рекомендует проектировать печатную плату с сортированными и толстыми дорожками. Катушка индуктивности должна иметь минимальное сопротивление.

Настоящее устройство показывает значительный КПД при высоких нагрузках.Схема и печатная плата действительно компактны, что позволяет создавать небольшие конструкции.

Как схема работает со светодиодом Luxeon без токоограничивающего резистора, вы можете увидеть на картинке. Схема питается от щелочной батареи 1,5 В. Эта схема может использоваться для питания светодиодных фонарей, аварийной зарядки сотового телефона, компактных встроенных конструкций с микроконтроллерами и жучков.

Закладка.

Объяснение 4 простых схем бестрансформаторного источника питания

В этом посте мы обсуждаем 4 простые в сборке, компактные простые схемы бестрансформаторного источника питания.Все схемы, представленные здесь, построены с использованием теории емкостного реактивного сопротивления для понижения входного сетевого напряжения переменного тока. Все представленные здесь конструкции работают независимо без трансформатора или без трансформатора .

Концепция бестрансформаторного источника питания

Как следует из названия, бестрансформаторная схема источника питания обеспечивает низкий постоянный ток от сети высокого напряжения переменного тока без использования трансформатора или катушки индуктивности.

Он работает за счет использования высоковольтного конденсатора для снижения сетевого переменного тока до необходимого более низкого уровня, который может быть подходящим для подключенной электронной схемы или нагрузки.

Характеристики напряжения этого конденсатора выбраны таким образом, чтобы его пиковое значение действующего напряжения было намного выше, чем пиковое напряжение сети переменного тока, чтобы гарантировать безопасное функционирование конденсатора. Пример конденсатора, который обычно используется в цепях бестрансформаторного питания, показан ниже:

Этот конденсатор подключается последовательно с одним из входов сети, предпочтительно с фазовой линией переменного тока.

Когда сетевой переменный ток поступает на этот конденсатор, в зависимости от номинала конденсатора, реактивное сопротивление конденсатора вступает в действие и ограничивает сетевой переменный ток от превышения заданного уровня, как указано номиналом конденсатора.

Однако, несмотря на то, что ток ограничен, напряжение нет, поэтому, если вы измеряете выпрямленный выход бестрансформаторного источника питания, вы обнаружите, что напряжение равно пиковому значению сетевого переменного тока, что составляет около 310 В, и это может насторожить любого нового любителя.

Но поскольку конденсатор может значительно снизить уровень тока, с этим высоким пиковым напряжением можно легко справиться и стабилизировать с помощью стабилитрона на выходе мостового выпрямителя.

Мощность стабилитрона должна быть выбрана соответствующим образом в соответствии с допустимым уровнем тока конденсатора.

ВНИМАНИЕ: прочтите предупреждающее сообщение в конце сообщения

Преимущества использования схемы бестрансформаторного источника питания

Идея недорогая, но очень эффективная для приложений, требующих малой мощности для работы.

Использование трансформатора в источниках питания постоянного тока, вероятно, довольно распространено, и мы много слышали об этом.

Однако одним из недостатков использования трансформатора является то, что вы не можете сделать устройство компактным.

Даже если текущие требования к вашей схеме невысоки, вы должны включить тяжелый и громоздкий трансформатор, что сделает вещи действительно громоздкими и беспорядочными.

Схема бестрансформаторного источника питания, описанная здесь, очень эффективно заменяет обычный трансформатор для приложений, требующих тока ниже 100 мА.

Здесь на входе используется высоковольтный металлизированный конденсатор для необходимого понижения мощности сети, а предыдущая схема представляет собой не что иное, как простые мостовые конфигурации для преобразования пониженного переменного напряжения в постоянное.

Схема, показанная на схеме выше, представляет собой классическую конструкцию, может использоваться в качестве источника питания постоянного тока 12 В для большинства электронных схем.

Однако, обсудив преимущества вышеупомянутой конструкции, стоит сосредоточиться на нескольких серьезных недостатках, которые эта концепция может включать.

Недостатки схемы бестрансформаторного источника питания

Во-первых, схема не может выдавать сильноточные выходы, но это не будет проблемой для большинства приложений.

Еще один недостаток, который, безусловно, требует некоторого внимания, заключается в том, что данная концепция не изолирует цепь от опасных потенциалов сети переменного тока.

Этот недостаток может иметь серьезные последствия для конструкций с оконечными выводами или металлическими шкафами, но не имеет значения для устройств, в которых все находится в непроводящем корпусе.

Таким образом, начинающие любители должны работать с этой схемой очень осторожно, чтобы избежать поражения электрическим током. И последнее, но не менее важное: вышеупомянутая схема позволяет скачкам напряжения проходить через нее, что может вызвать серьезное повреждение цепи с питанием и самой цепи питания.

Однако в предложенной простой схеме бестрансформаторного источника питания этот недостаток был разумно устранен путем введения различных типов стабилизирующих каскадов после мостового выпрямителя.

Этот конденсатор заземляет мгновенные скачки высокого напряжения, тем самым эффективно защищая связанную с ним электронику.

Как работает схема

Работу этого источника питания без преобразования можно понять по следующим пунктам:

  1. Когда вход сети переменного тока включен, конденсатор C1 блокирует вход сетевого тока и ограничивает его до более низкого уровня. уровень, определяемый значением реактивного сопротивления C1.Здесь можно приблизительно принять значение около 50 мА.
  2. Однако напряжение не ограничено, и поэтому полные 220 В или что-то еще, что может быть на входе, может достигать следующей ступени мостового выпрямителя.
  3. Мостовой выпрямитель выпрямляет эти 220 В постоянного тока до более высоких 310 В постоянного тока из-за преобразования среднеквадратичного значения в пиковое значение сигнала переменного тока.
  4. Это значение 310 В постоянного тока мгновенно понижается до постоянного низкого уровня с помощью следующего каскада стабилитрона, который шунтирует его на значение стабилитрона. Если используется стабилитрон 12 В, он станет 12 В и так далее.
  5. C2, наконец, фильтрует 12 В постоянного тока с рябью в относительно чистый 12 В постоянного тока.

1) Базовая бестрансформаторная конструкция

Давайте попробуем более подробно разобраться в функциях каждой из частей, используемых в приведенной выше схеме:

  1. Конденсатор C1 становится наиболее важной частью схемы, поскольку он является единственной. который снижает высокий ток из сети 220 В или 120 В до желаемого более низкого уровня, чтобы соответствовать выходной нагрузке постоянного тока. Как показывает практика, каждая отдельная микрофарада этого конденсатора обеспечивает выходную нагрузку током около 50 мА.Это означает, что 2 мкФ обеспечит 100 мА и так далее. Если вы хотите узнать расчеты более точно, вы можете обратиться к этой статье.
  2. Резистор R1 используется для обеспечения пути разряда для высоковольтного конденсатора C1 всякий раз, когда цепь отключена от сетевого входа. Потому что C1 может сохранять в себе сетевой потенциал 220 В, когда он отсоединен от сети, и может подвергнуться риску поражения высоким напряжением любого, кто дотронется до контактов вилки. R1 быстро разряжает C1, предотвращая любую подобную аварию.
  3. Диоды D1 --- D4 работают как мостовой выпрямитель для преобразования слаботочного переменного тока от конденсатора C1 в слаботочный постоянный ток. Конденсатор C1 ограничивает ток до 50 мА, но не ограничивает напряжение. Это означает, что постоянный ток на выходе мостового выпрямителя является пиковым значением 220 В переменного тока. Это можно рассчитать как: 220 x 1,41 = 310 В постоянного тока приблизительно . Итак, у нас на выходе моста 310 В, 50 мА.
  4. Однако напряжение 310 В постоянного тока может быть слишком высоким для любого устройства с низким напряжением, кроме реле.Поэтому стабилитрон подходящего номинала используется для шунтирования 310 В постоянного тока на желаемое более низкое значение, такое как 12 В, 5 В, 24 В и т. Д., В зависимости от характеристик нагрузки.
  5. Резистор R2 используется как токоограничивающий резистор. Вы можете почувствовать, когда C1 уже существует для ограничения тока, зачем нам нужен R2. Это связано с тем, что во время периодов мгновенного включения питания, то есть когда входной переменный ток впервые подается на схему, конденсатор C1 просто действует как короткое замыкание в течение нескольких миллисекунд.Эти несколько начальных миллисекунд периода включения позволяют полному высокому току 220 В переменного тока войти в цепь, чего может быть достаточно, чтобы разрушить уязвимую нагрузку постоянного тока на выходе. Чтобы этого не произошло, введем R2. Однако лучшим вариантом может быть использование NTC вместо R2.
  6. C2 - это конденсатор фильтра, который сглаживает пульсации 100 Гц от выпрямленного моста до более чистого постоянного тока. Хотя на схеме показан высоковольтный конденсатор 10uF 250V, вы можете просто заменить его на 220uF / 50V из-за наличия стабилитрона.

Схема печатной платы для объясненного выше простого бестрансформаторного источника питания показана на следующем изображении. Обратите внимание, что я предусмотрел место для MOV также на печатной плате со стороны входа сети.

Пример схемы для приложения светодиодного декоративного освещения

Следующая схема бестрансформаторного или емкостного источника питания может использоваться в качестве схемы светодиодной лампы для безопасного освещения второстепенных светодиодных цепей, таких как небольшие светодиодные лампы или светодиодные гирлянды.

Идею запросил г-н.Jayesh:

Требования к спецификации

Струна состоит из примерно 65-68 светодиодов на 3 В, соединенных последовательно примерно на расстоянии, скажем, 2 фута, такие 6 струн связаны вместе, чтобы образовать одну струну, так что расположение лампочки составляет 4 дюйма в окончательной веревке. итак всего 390 - 408 светодиодных лампочек в финальной тросе.
Итак, пожалуйста, предложите мне лучшую схему драйвера для работы
1) одна строка из 65-68 строк.
или
2) полный канат, состоящий из 6 струн вместе.
у нас есть еще одна веревка из 3-х струн. Струна состоит из примерно 65-68 светодиодов с напряжением 3 В, соединенных последовательно примерно на расстоянии, скажем, 2 фута, такие 3 струны связаны вместе, чтобы образовать одну струну, поэтому расположение лампочки получается, что длина последней веревки составляет 4 дюйма. итак всего 195-204 светодиодных лампочки в готовом тросе.
Итак, пожалуйста, предложите мне лучшую схему драйвера для работы
1) одна строка из 65-68 строк.
или
2) полная веревка из 3-х струн вместе.
Пожалуйста, предложите лучшую надежную схему с устройством защиты от перенапряжения и посоветуйте, какие дополнительные устройства необходимо подключить для защиты цепей.
и обратите внимание, что на принципиальных схемах указаны значения, необходимые для того же, поскольку мы не являемся техническим специалистом в этой области.

Конструкция схемы

Схема драйвера, показанная ниже, подходит для управления любой цепочкой светодиодных ламп , имеющей менее 100 светодиодов (для входа 220 В), каждый светодиод рассчитан на 20 мА, 3,3 В, 5 мм светодиоды:

Здесь вход конденсатор 0,33 мкФ / 400 В определяет величину тока, подаваемого на светодиодную цепочку. В этом примере это будет около 17 мА, что примерно соответствует выбранной светодиодной цепочке.

Если один драйвер используется для большего количества параллельных цепочек светодиодов 60/70, то просто указанное значение конденсатора может быть пропорционально увеличено для поддержания оптимального освещения светодиодов.

Следовательно, для 2-х цепочек, параллельно подключенных, требуемое значение будет 0,68 мкФ / 400 В, для 3-х цепочек вы можете заменить его на 1 мкФ / 400 В. Аналогично, для 4-х струн его необходимо увеличить до 1,33 мкФ / 400 В и так далее.

Важно : Хотя я не показал ограничивающий резистор в конструкции, было бы неплохо включить резистор 33 Ом 2 Вт последовательно с каждой цепочкой светодиодов для дополнительной безопасности.Его можно было вставить в любое место последовательно с отдельными струнами.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: ВСЕ ЦЕПИ, УКАЗАННЫЕ В ДАННОЙ СТАТЬЕ, НЕ ИЗОЛИРОВАНЫ ОТ СЕТИ переменного тока, ПОЭТОМУ ВСЕ СЕКЦИИ ЦЕПИ ОПАСНЫ ПРИ ПОДКЛЮЧЕНИИ К СЕТИ AC ........

2) к бестрансформаторному источнику питания со стабилизированным напряжением

Теперь давайте посмотрим, как обычный емкостный источник питания может быть преобразован в бестрансформаторный источник питания со стабилизированным или регулируемым напряжением без перенапряжения, применимый практически ко всем стандартным электронным нагрузкам и схемам.Идея была предложена г-ном Чанданом Мэйти.

Технические характеристики

Если вы помните, я уже общался с вами раньше с комментариями в вашем блоге.

Бестрансформаторные схемы действительно хороши, я протестировал пару из них и использовал светодиоды мощностью 20 Вт, 30 Вт. Теперь я пытаюсь добавить контроллер, вентилятор и светодиоды вместе, поэтому мне нужен двойной источник питания.

Примерная спецификация:

Текущий рейтинг 300 мAP1 = 3.3-5 В 300 мА (для контроллера и т. Д.) P2 = 12-40 В (или более высокий диапазон), 300 мА (для светодиода)
Я решил использовать вашу вторую цепь, как упоминалось https://homemade-circuits.com/2012/08/ high-current-transformerless-power.html

Но я не могу заморозить способ получения 3,3 В без использования дополнительного конденсатора. 1. Можно ли поставить вторую схему с выхода первой? 2. Или второй мост TRIAC, который нужно разместить параллельно первому, после конденсатора, чтобы получить 3.3-5V

Буду рад, если вы любезно поможете.

Спасибо,

Конструкция

Функционирование различных компонентов, используемых на различных этапах показанной выше схемы управления напряжением, можно понять из следующих пунктов:

Напряжение сети выпрямляется четырьмя 1N4007 диоды и фильтруется конденсатором 10 мкФ / 400 В.

Выходной сигнал на 10 мкФ / 400 В теперь достигает примерно 310 В, что является пиковым выпрямленным напряжением, достигаемым от сети.

Сеть делителей напряжения, сконфигурированная в основании TIP122, обеспечивает снижение этого напряжения до ожидаемого уровня или требуемого уровня на выходе источника питания.

Вы также можете использовать MJE13005 вместо TIP122 для большей безопасности.

Если требуется 12 В, потенциометр 10 кОм может быть установлен для достижения этого через эмиттер / землю TIP122.

Конденсатор 220 мкФ / 50 В гарантирует, что во время включения база получает мгновенное нулевое напряжение, чтобы поддерживать ее в выключенном состоянии и защищать от начального скачка напряжения.

Катушка индуктивности также обеспечивает высокое сопротивление в течение периода включения катушки и предотвращает попадание любого пускового тока внутрь цепи, предотвращая возможное повреждение цепи.

Для достижения 5 В или любого другого прилагаемого пониженного напряжения можно использовать регулятор напряжения, такой как показанная 7805 IC.

Принципиальная схема

Использование полевого МОП-транзистора

Вышеупомянутая схема, использующая эмиттерный повторитель, может быть дополнительно улучшена за счет применения источника питания истокового повторителя МОП-транзистора вместе с дополнительным каскадом управления током с использованием транзистора BC547.

Полную принципиальную схему можно увидеть ниже:

Видео доказательство защиты от перенапряжения

3) Схема бестрансформаторного источника питания с нулевым переходом

Третий интерес объясняет важность обнаружения перехода через ноль в емкостных бестрансформаторных источниках питания для полной защиты от бросков импульсных токов при включении сетевого выключателя. Идея была предложена г-ном Фрэнсисом.

Технические характеристики

Я с большим интересом читал статьи о безтрансформаторных источниках питания на вашем сайте, и, если я правильно понимаю, основная проблема заключается в возможном пусковом токе в цепи при включении, и это вызвано тем, что включение не всегда происходит при нулевом напряжении цикла (переход через ноль).

Я новичок в электронике, и мои знания и практический опыт очень ограничены, но если проблема может быть решена, если реализован переход через нуль, почему бы не использовать компонент перехода через нуль для управления им, например, оптотриак с переходом через ноль.

Входная сторона Optotriac имеет малую мощность, поэтому можно использовать резистор малой мощности для понижения сетевого напряжения для работы Optotiac. Поэтому на входе оптотриака конденсатор не используется. Конденсатор подключен к выходу, который будет включаться симистором, который включается при переходе через ноль.

Если это применимо, это также решит проблемы с высокими требованиями к току, так как Optotriac, в свою очередь, может без каких-либо проблем управлять другим более высоким током и / или напряжением TRIAC. В цепи постоянного тока, подключенной к конденсатору, больше не должно быть проблем с пусковым током.

Было бы неплохо узнать ваше практическое мнение и спасибо, что прочитали мою почту.

С уважением,
Фрэнсис

Конструкция

Как правильно указано в приведенном выше предположении, вход переменного тока без контроля перехода через нуль может быть основной причиной броска импульсного тока в емкостных бестрансформаторных источниках питания.

Сегодня, с появлением сложных оптоизоляторов драйвера симистора, переключение сети переменного тока с контролем перехода через нуль больше не является сложной задачей и может быть легко реализовано с использованием этих устройств.

О оптопарах MOCxxxx

Драйверы симисторов серии MOC имеют форму оптопар и являются специалистами в этом отношении и могут использоваться с любым симистором для управления сетью переменного тока посредством обнаружения и контроля перехода через ноль.

Драйверы симисторов серии MOC включают в себя MOC3041, MOC3042, MOC3043 и т. Д., Все они почти идентичны по своим рабочим характеристикам с небольшими различиями в размах напряжений, и любой из них может быть использован для предлагаемого приложения для контроля перенапряжения в емкостных источниках питания.

Обнаружение и выполнение перехода через ноль обрабатываются внутри этих блоков оптических драйверов, и нужно только настроить силовой симистор с ним для наблюдения за предполагаемым управляемым срабатыванием при переходе через ноль интегральной схемы симистора.

Прежде чем исследовать схему бестрансформаторного питания симистора без перенапряжения с использованием концепции управления переходом через нуль, давайте сначала кратко разберемся, что такое переход через нуль, и связанные с ним особенности.

Что такое переход через нуль в сети переменного тока

Мы знаем, что потенциал сети переменного тока состоит из циклов напряжения, которые растут и падают с изменением полярности от нуля до максимума и наоборот по заданной шкале.Например, в нашей сети переменного тока 220 В напряжение переключается с 0 на пиковое значение +310 В) и обратно до нуля, затем идет вниз от 0 до -310 В и обратно к нулю, это происходит непрерывно 50 раз в секунду, составляя переменный ток 50 Гц. цикл.

Когда сетевое напряжение близко к мгновенному пику цикла, то есть около 220 В (для 220 В) на входе сети, оно находится в самой сильной зоне с точки зрения напряжения и тока, и если происходит включение емкостного источника питания в этот момент можно ожидать, что все 220 В выйдет из строя через источник питания и связанную с ним уязвимую нагрузку постоянного тока.Результатом может быть то, что мы обычно наблюдаем в таких блоках питания ... то есть мгновенное сгорание подключенной нагрузки.

Вышеупомянутые последствия обычно наблюдаются только в емкостных бестрансформаторных источниках питания, потому что конденсаторы имеют характеристики короткого замыкания в течение доли секунды, когда они подвергаются напряжению питания, после чего они заряжаются и настраиваются в соответствии с заданными параметрами. выходной уровень

Возвращаясь к проблеме пересечения нулевого уровня сети, в обратной ситуации, когда сеть приближается или пересекает нулевую линию своего фазового цикла, ее можно рассматривать как самую слабую зону с точки зрения тока и напряжения, и можно ожидать, что любое устройство, включенное в этот момент, будет полностью безопасным и не подверженным скачкам напряжения.

Следовательно, если емкостной источник питания включается в ситуациях, когда вход переменного тока проходит через нулевую фазу, мы можем ожидать, что выходной сигнал источника питания будет безопасным и не будет иметь импульсного тока.

Как это работает

Схема, показанная выше, использует драйвер оптоизолятора симистора MOC3041 и сконфигурирована таким образом, что всякий раз при включении питания он срабатывает и запускает подключенный симистор только во время первого перехода фазы переменного тока через ноль, а затем поддерживает нормально включенным переменный ток до тех пор, пока питание не будет отключено и снова не включено.

Обращаясь к рисунку, мы можем увидеть, как крошечный 6-контактный MOC 3041 IC соединен с симистором для выполнения процедур.

Вход на симистор подается через высоковольтный токоограничивающий конденсатор 105/400 В, нагрузку можно увидеть, подключенную к другому концу источника питания через конфигурацию мостового выпрямителя для достижения чистого постоянного тока на предполагаемой нагрузке, которая может светодиод.

Как контролируется импульсный ток

При включении питания сначала симистор остается выключенным (из-за отсутствия привода затвора), как и нагрузка, подключенная к мостовой сети.

Напряжение питания, получаемое с выхода конденсатора 105/400 В, достигает внутреннего ИК-светодиода через контакт 1/2 оптической микросхемы. Этот вход контролируется и обрабатывается внутри в соответствии с откликом светодиодного ИК-света ... и как только обнаруживается, что поданный цикл переменного тока достигает точки пересечения нуля, внутренний переключатель мгновенно переключает и запускает симистор и сохраняет систему включенной в течение оставшееся время до выключения и повторного включения агрегата.

При описанной выше настройке при каждом включении питания оптоизолирующий симистор MOC обеспечивает включение симистора только в тот период, когда сеть переменного тока пересекает нулевую линию своей фазы, что, в свою очередь, отлично поддерживает нагрузку. безопасный и свободный от опасного всплеска спешки.

Улучшение вышеуказанной конструкции

Здесь обсуждается комплексная схема емкостного источника питания, имеющая детектор перехода через ноль, ограничитель перенапряжения и регулятор напряжения, идея была представлена ​​г-ном Чами.

Разработка улучшенной схемы емкостного источника питания с Обнаружение пересечения нуля

Привет, Свагатам.

Это моя конструкция емкостного источника питания с защитой от перенапряжения с переходом через ноль и стабилизатором напряжения, я постараюсь перечислить все мои сомнения.
(я знаю, что это будет дорого для конденсаторов, но это только для целей тестирования)

1-Я не уверен, нужно ли менять BT136 на BTA06 для обеспечения большего тока.

2-Q1 (TIP31C) может обрабатывать только 100 В макс. Может его стоит поменять на транзистор 200В 2-3А?, Вроде 2SC4381.

3-R6 (200R 5W), я знаю, что этот резистор довольно маленький, и это моя неисправность
, я действительно хотел поставить резистор 1 кОм.А вот с резистором 200R 5W
работать будет?

4-Некоторые резисторы были изменены в соответствии с вашими рекомендациями, чтобы сделать его способным к напряжению 110 В. Может быть, резистор 10 кОм должен быть меньше?

Если вы знаете, как заставить его работать правильно, я буду очень рад исправить это. Если он работает, я могу сделать для него печатную плату, и вы можете опубликовать ее на своей странице (бесплатно, конечно).

Спасибо, что нашли время и просмотрели мою полную неисправностей схему.

Хорошего дня.

Chamy

Оценка дизайна

Здравствуйте, Chamy,

ваша схема мне нравится. Вот ответы на ваши вопросы:

1) да BT136 следует заменить на симистор более высокого номинала.
2) TIP31 следует заменить транзистором Дарлингтона, например, TIP142 и т. Д., Иначе он может работать некорректно.
3) при использовании Дарлингтона базовый резистор может быть высокого номинала, может быть, резистор 1 кОм / 2 ватт будет вполне нормальным.
Однако дизайн сам по себе выглядит излишним, гораздо более простую версию можно увидеть ниже https://homemade-circuits.com/2016/07/scr-shunt-for-protecting-capacitive-led.html
С уважением

Swagatam

Ссылка:

Zero Crossing Circuit

4) Импульсный бестрансформаторный источник питания с использованием IC 555

концепция схемы переключения при переходе через нуль, в которой входная мощность от сети может поступать в схему только во время перехода через нуль сигнала переменного тока, тем самым исключая возможность скачков напряжения.Идею подсказал один из заядлых читателей этого блога.

Технические характеристики

Будет ли работать бестрансформаторная схема с нулевым переходом для предотвращения начального пускового тока, не позволяя включаться до точки 0 в цикле 60/50 Гц?

Многие твердотельные реле, которые дешевы, менее 10,00 индийских рупий и имеют встроенную функцию.

Также я хотел бы управлять 20-ваттными светодиодами с этой конструкцией, но я не уверен, какой ток или насколько горячие конденсаторы получат, я полагаю, это зависит от того, как светодиоды подключены последовательно или параллельно, но допустим, что конденсатор рассчитан на 5 амперы или 125 мкФ конденсатор нагреется и взорвется ???

Как читать характеристики конденсаторов, чтобы определить, сколько энергии они могут рассеять.

Вышеупомянутый запрос побудил меня искать связанную конструкцию, включающую концепцию переключения перехода через нуль на основе IC 555, и натолкнулся на следующую превосходную схему бестрансформаторного источника питания, которую можно было бы использовать для убедительного устранения всех возможных шансов на скачки напряжения.

Что такое переключение с переходом через нуль:

Важно сначала изучить эту концепцию, прежде чем исследовать предлагаемую бестрансформаторную схему без перенапряжения.

Все мы знаем, как выглядит синусоида сетевого сигнала переменного тока.Мы знаем, что этот синусоидальный сигнал начинается с отметки нулевого потенциала и экспоненциально или постепенно повышается до точки пикового напряжения (220 или 120), а оттуда экспоненциально возвращается к отметке нулевого потенциала.

После этого положительного цикла форма сигнала опускается и повторяет вышеуказанный цикл, но в отрицательном направлении, пока снова не вернется к нулевой отметке.

Вышеупомянутая операция выполняется примерно от 50 до 60 раз в секунду в зависимости от технических характеристик электросети.
Поскольку именно эта форма сигнала входит в цепь, любая точка формы сигнала, кроме нуля, представляет потенциальную опасность выброса при включении из-за наличия в форме сигнала высокого тока.

Однако вышеупомянутой ситуации можно избежать, если нагрузка сталкивается с переключателем во время перехода через нуль, после чего экспоненциальный рост нагрузки не представляет никакой угрозы для нагрузки.

Именно это мы и попытались реализовать в предлагаемой схеме.

Работа схемы

Ссылаясь на приведенную ниже принципиальную схему, 4 диода 1N4007 образуют стандартную конфигурацию мостовых выпрямителей, катодный переход создает пульсацию на линии 100 Гц.
Вышеупомянутая частота 100 Гц снижается с помощью делителя потенциала (47 кОм / 20 кОм) и подается на положительную шину IC555. По этой линии потенциал соответствующим образом регулируется и фильтруется с помощью D1 и C1.

Вышеупомянутый потенциал также прикладывается к базе Q1 через резистор 100 кОм.

IC 555 сконфигурирован как моностабильный MV, что означает, что на его выходе будет высокий уровень каждый раз, когда его контакт №2 заземлен.

В течение периодов, в течение которых напряжение сети переменного тока выше (+) 0,6 В, Q1 остается выключенным, но как только форма сигнала переменного тока касается нулевой отметки, то значение ниже (+) 0.6 В, Q1 включает заземляющий контакт №2 ИС и обеспечивает положительный выход контакта №3 ИС.

Выход IC включает SCR и нагрузку и сохраняет его включенным, пока не истечет время MMV, чтобы начать новый цикл.

Время включения моностабильного может быть установлено изменением предустановки 1M.

Большее время включения обеспечивает больший ток нагрузки, делая ее ярче, если это светодиод, и наоборот.

Условия включения этой схемы бестрансформаторного питания на основе IC 555, таким образом, ограничиваются только тогда, когда переменный ток близок к нулю, что, в свою очередь, гарантирует отсутствие скачков напряжения при каждом включении нагрузки или цепи.

Принципиальная схема

для приложения драйвера светодиода

Если вы ищете бестрансформаторный источник питания для приложения драйвера светодиода на коммерческом уровне, то, вероятно, вы можете попробовать концепции, описанные здесь.

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть запрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

Опасность 5 В с M5StickC

M5StickC - это удобное устройство для обучения и создания прототипов из M5STack. Мое описание устройства находится здесь, а мои заметки по аппаратным аксессуарам - здесь.

Одной из серьезных проблем, связанных с устройством, является опасность его повреждения из-за подачи на его входные контакты напряжения 5 Вольт.

Краткое объяснение таково: устройство выдает 5 вольт на разъем Grove и на один из контактов разъема "мама".Однако основной ЦП, Espressif ESP32, не рассчитан на устойчивость к 5 вольт на входных контактах. Таким образом, если на M5StickC подать 5 вольт, это может привести к выходу устройства из строя.

Действительно ли 5в толерантно или нет?

Более длинная версия сложнее, и я также постараюсь разобрать практические варианты ниже.

В таблице данных ESP32 определенно указано, что он не переносит входное напряжение 5 В (5 В). Тем не менее, президент компании (Espressif) однажды написал в Facebook: «Я могу официально ответить здесь: на вводе-выводе допустимое напряжение 5 В, а напряжение питания - 3.3v. » Еще один сотрудник компании опубликовал на сайте Espressif, что их производители не будут гарантировать совместимость с питанием от сети 5 В, поэтому конечным пользователям не следует ожидать каких-либо изменений в таблице данных. Конечные пользователи сообщают как об успешной работе (в основном), так и о взорванных микросхемах (несколько) при 5В. M5Stack не опубликовал схемы M5StickC, поэтому нет никаких указаний на то, что они добавили защиту 5 В для ESP32 в свое устройство. В общем, это большой беспорядок.

Я любитель и педагог, а не инженер-электрик.Так что судите о следующем соответственно. Вот мои рекомендации по устранению «опасности 5 вольт» на M5StickC.

В таблице данных ESP32 оценивается как не устойчивый к 5В. Предположим, что любой входной сигнал выше официального 3,3 В (+3 В) подвергает опасности устройство.

Варианты для практики
  1. Если ваше внешнее устройство не отправляет питание обратно на M5StickC, вам не о чем беспокоиться. Таким образом, вы можете подключить сервопривод с питанием от 5 В или цепочку светодиодов 5 В к любому концу стика (штырьки заголовка или разъем Grove), и у вас не будет проблем, поскольку эти типы устройств не отправляют входной сигнал обратно на стик.Если ваша флешка не получает ввод от устройства или схемы, вы не можете уничтожить ее с помощью ввода-вывода 5 В.
  2. Используйте устройства, которые работают от 3,3 В, и подайте на них это напряжение с помощью штыря «3V3» на джойстике. Это довольно просто сделать при макетировании. Только будьте осторожны, вы используете только вывод питания 3,3 В. Однако разъем Grove подает только 5 В. Если вы используете устройство с разъемом Grove, которое будет работать от питания 3,3 В от ручки, вы можете вытащить провод из контакта «V» на разъеме Grove ручки и подключить его к контакту заголовка «3V3» на другом конце. с перемычкой.Кабель Grove сращен для обеспечения питания 3,3 В.

    Это должно хорошо работать для таких устройств, как кнопки, потенциометры и другие простые датчики, которые подтягивают вывод IO к высокому или низкому уровню или показания обратного сопротивления. Он не будет работать с устройствами Grove, которым требуется вход 5 В.

  3. Если вы используете устройство Grove, которое обменивается данными с флешкой по протоколу I2C (он же IIC) (или другие устройства, которые требуют 5 В и отправляют обратно на флешку более 3,6 В), у вас есть выбор.
    1. Первый вариант - использовать I2C-совместимый переключатель уровня между устройствами.Переключатели уровня разработаны специально для обеспечения безопасного взаимодействия устройств на 5 В и 3,3 В друг с другом и доступны всего за 1 доллар. В идеале вы должны получить двухканальный переключатель уровня, который питает сторону 3,3 В от стороны 5 В. Это упростило бы электромонтаж.

      Переключатель уровня, встроенный на трос Grove. Этот переключатель подает напряжение питания 5 В на сторону 3,3 В и сторону 5 В ..

    2. Второй вариант - просто пойти на это. Риск повреждения заключается в том, что слишком большая мощность приведет к сгоранию внутренней схемы в флешке.5 вольт - это слишком большое напряжение, но если вы подаете только крошечный ток, вам, скорее всего, это сойдет с рук, потому что мощность очень мала. Например, величина силы тока, которую I2C вернет к вашей палке, зависит от остальной схемы, но обычно она будет меньше 1 мА (1/1000 ампер). Это вряд ли повредит вашу палку. Здесь нет никаких гарантий, так как вы все еще перенапрягаете вход, но риск разрушения флешки с входом I2C от устройства 5 В низкий.

.
Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *