Как повысить напряжение блока питания с 5 до 12 Вольт
У каждого дома наверняка валяется не один блок питания (зарядка) от различных моделей сотовых телефонов. Все они имеют выходное напряжение 5 В. Естественно, применить такой источник в хозяйстве можно, то порой столько целей нет, сколько есть в наличии таких источников с одинаковым напряжением. А можно ли как-то изменить напряжение этого блока? Тогда было бы больше возможностей его использовать.
На самом деле сделать это довольно просто, так как все зарядки от телефонов плюс-минус имеют одинаковую схему.
Как изменить напряжение блока?
Выходное напряжение можно не только уменьшить, но у увеличь в пределах 3-15 В. И в крации сначала расскажу как. На плате каждого импульсного источника питания, преимущественно в центре, расположен трансформатор. Визуально он делит высоковольтную часть блока и низковольтную. Эти части гальванически развязаны, но имеют обратную связь через оптрон. На низковольтной части платы в цепи оптрона стоит стабилитрон, который как раз и отвечает за уровень выходного напряжения.
Если вам нужно понизить напряжение до 3 В, достаточно просто заменить стабилитрон и пользоваться, а вот если повысить, то тогда потребуется заменить выходной фильтрующий конденсатор на другой с более высоким напряжением.
Я думаю, концепция внесения изменений вам понятна. Перейдем к делу.
Детали
Для изменения напряжения, конкретно в этом источнике, понадобятся следующие наименования деталей:
- Стабилитрон 12 В.
- Конденсатор 470 мкФ 25 В.
Повышаем напряжение импульсного источника своими руками
Вскрываем корпус. Находим стабилитрон. Он всегда расположен в низковольтной части блока.
Также рядом расположен фильтрующий конденсатор.
Предварительно можно включить блок в сеть и проверить, но конечно это лучше сделать заранее, пока крышка закрыта.
Выпаиваем стабилитрон и конденсатор.
Вместо них впаиваем новые. Самое главное не ошибиться с полярностью.
Как все будет готово, можно проверять.
Получились немного завышенные значения. Можно попробовать подобрать стабилитрон на более низкое напряжение, но для этого блока и так сойдет. Так как там, где он будет использоваться, превышение на 1-2 Вольта совсем не критично.
Смотрите видео
Как получить напряжение 12 Вольт от внешнего аккумулятора на 5 Вольт с поддержкой «быстрой зарядки»
Как получить напряжение 9 или 12 Вольт от внешнего
аккумулятора на 5 Вольт с поддержкой «быстрой зарядки»
Лайфхак
Как получить напряжение
9 или 12 Вольт от внешнего аккумулятора (повербанка) на 5 Вольт с поддержкой
«быстрой зарядки»
Оглавление
1. Теория вопроса и сложный способ
2. Простой способ
Внешние аккумуляторы
получили сейчас очень большое распространение и продаются буквально «на
каждом углу».
Но есть проблема: подавляющее
большинство из них рассчитаны на выходное напряжение 5 Вольт; а
пользователю иногда бывает нужно и другое напряжение. Часто требуется, например, напряжение в 12 Вольт. Таким напряжением питаются многие планшеты и
малогабаритные ноутбуки.
Эта проблема — решаемая, если Ваш
внешний аккумулятор поддерживает «быструю зарядку» на выходе.
Если же повербанк не поддерживает
режим «быстрой зарядки» (не может повышать напряжение на выходе выше 5
В), то получить от него другое напряжение (в т.ч. 9 и 12 В) тоже можно с
помощью внешних DC-DC преобразователей (обзор
одного из таких преобразователей —
здесь).
Но в варианте с
DC-DC преобразователями есть две проблемы.
Во-первых, из-за относительно
небольшой выходной мощности «обычных» повербанков (до 10 Вт) не удастся
получить на выходе подключенного DC-DC
преобразователя большого тока (для напряжения 12 В максимальный ток на
выходе будет 0.6 — 0.7 А, и то не у всякого DC-DC
преобразователя).
Во-вторых, из-за наличия двух
последовательных DC-DC преобразований (одно —
в повербанке, другое — во внешнем DC-DC
преобразователе) КПД такой системы будет невысоким. Заряд аккумулятора в
повербанке будет таять очень быстро!
В связи с этим вернёмся к основному
варианту: использованию повербанков с поддержкой режима «быстрой
зарядки».
Режим «быстрой зарядки» в
источниках питания (в т. ч. и в повербанках) работает на
основе того, что от смартфона на источник питания поступает команда
поднятия выходного напряжения. Теоретически напряжение может быть
поднято до 20 Вольт, но практически во внешних аккумуляторах выходное
напряжение может достигать только 12 Вольт (возможны исключения).
Задача пользователя состоит только
в том, чтобы каким-либо образом «подменить» команду, поступающую от
смартфона, на команду, поступающую от пользователя.
Для этого можно использовать
недорогие устройства, изготовляемые в братском Китае — тестеры для
проверки аккумуляторов и эмуляторы режима «быстрой зарядки» с кнопочным
управлением.
Тестер используется для контроля
установки правильного напряжения, а эмулятор — для подачи команд на его установку. Если
попытаться установить напряжение без тестера (т. е. без контроля), то
возможны ошибки, из-за которых заряжаемое устройство может либо не
заряжаться (если будет установлено напряжение ниже нормы), либо выйти из
строя (если оно — выше нормы).
Так выглядит тестер (точнее -
USB tester, так он называется на китайских
интернет-площадках):
(кликнуть для увеличения)
При «боевом» включении он
показывает ток, напряжение и прошедший через него заряд в
миллиампер-часах. Последнее нам не нужно, поскольку представляет лишь
академический интерес (но можно проверить реальную отдаваемую/закачиваемую
ёмкость и, тем самым, честность производителей).
На устройстве находится
единственная кнопка — «Reset»; с её помощью
можно сбросить показания счетчика миллиампер-часов.
А так выглядит эмулятор «быстрой
зарядки»:
Это устройство — сложнее и содержит
целых три кнопки.
Левая кнопка («Mode»)
служит для установки одного из режимов «быстрой зарядки» -
Quick Charge 2.0 QC2.0) или
Quick Charge 3.0 (QC3.0). Как правило, достаточно
режима
QC2.0; да и не все повербанки поддерживают
QC3.0.
Следующие две кнопки служат для
повышения или понижения выходного напряжения. Осуществляется это
изменение не самим эмулятором, а тем повербанком, к которому Вы его
подключили. Эмулятор лишь формирует и передаёт команды.
Контроль успешного входа в режим
«быстрой зарядки» осуществляется светодиодами в верхней строке. Правда,
контроль этот — грубый, о точном значении напряжения он представления
дать не может.
Если войти в режим «быстрой
зарядки» с помощью кнопок на эмуляторе не удалось, то на нём останется светящимся только
светодиод с обозначением «4-6. 9V». Но иногда
требуется терпение и несколько дополнительных попыток. Если Ваш
повербанк не поддерживает «быстрой зарядки», то переключение в оный
режим не произойдёт никогда (проверяйте наличие поддержки в документации
или в обозначениях на корпусе повербанка).
Ещё одна очевидная деталь, которая
нам потребуется, но которая может потребовать от нас дополнительных
действий — это подходящий кабель для соединения выходного порта
USB эмулятора с входным разъёмом питания того девайса, который Вы
хотите запитать от повербанка.
Этот кабель может быть и в
комплекте повербанка (либо в «явном» виде, либо в виде
USB-кабеля с набором переходников), либо в
продаже в торговых точках, либо нигде (так и оказалось в моём случае).
Тогда его можно изготовить
самостоятельно («сколхозить») из частей подходящих, но ненужных кабелей:
На фото место соединения частей
кабелей показано без изоляции только для наглядности, в жизни контакты
должны быть обязательно заизолированы!
При изготовлении кабеля особое
внимание надо обратить на соблюдение полярности, иначе можно что-нибудь
сжечь. Да и для готовых «фирменных» кабелей проверить полярность не
повредит.
Итак, теперь, когда у нас все
материалы и принадлежности готовы, приступаем к исполнению плана.
Первым делом последовательно
соединяем повербанк, USB tester и эмулятор
«быстрой зарядки».
Если при подключении этой цепочки к
повербанку он сам не включился, то принудительно включаем его кнопкой на
нём:
После включения кнопками на
эмуляторе устанавливаем напряжение 12V (или
другое, какое Вам необходимо — например, 9V).
Напряжение контролируем по показаниям USB-тестера.
После установки требуемого
напряжения быстренько подключаем нагрузку (заряжаемое или просто
эксплуатируемое устройство, если оно своего аккумулятора не имеет).
Почему «быстренько»? Потому что все повербанки без нагрузки через
некоторое время автоматически выключаются.
На следующем фото — вся система в
сборе и в работе совместно с фоторамкой Samsung:
В дополнение — еще несколько
слов об особенностях аппаратуры.
Часто эмуляторы «быстрой зарядки»
делаются с запоминанием последнего включенного режима. Если Ваш — именно
такой, то после установки режима может не потребоваться далее
использование USB-тестера для контроля
напряжения.
Также без него можно будет обойтись
и в том случае, если повербанк, действительно, окажется не в состоянии
отдать свыше 12 Вольт на выходе. Тогда можно будет смело устанавливать
кнопками на эмуляторе максимальное напряжение, оно и окажется равным 12
V.
Ещё один важный момент: должны
совпадать типы технологии «быстрой зарядки» на повербанке и в
примененном эмуляторе. Самая распространённая сейчас система -
Qualcomm Quick Charge 2.0/3.0; на её основе и
проводился описанный в этой статье эксперимент.
Но существуют и другие системы
«быстрой зарядки», например, MediaTek Pump Express (MTK
PE), и другие. К сожалению, все они не совместимы друг с другом
(но существуют повербанки, поддерживающие несколько систем).
Простой способ получения 9 В или 12 В от
повербанка с поддержкой быстрой зарядки (дополнение к статье от 14 марта
2021 г.)
По многочисленным просьбам
трудящихся, наши китайские товарищи освоили производство триггеров
(«приманок» для 9 и 12 В) с ползунковыми переключателями напряжения
повербанка.
Здесь сразу устанавливается
выбранное напряжение (9 или 12 Вольт), и в дальнейшем его контролировать
не требуется. Но, на всякий случай, рекомендуется проконтролировать один
раз при первом включении, чтобы убедиться, что на выходе действительно
получается требуемое напряжение.
Выглядит эта «приманка» так
(обзор):
Купить такую «приманку» (триггер
QC3 / QC2) можно на Алиэкспресс
здесь. Цена с учётом
доставки — около $10 (дороговато, но если
найдётся дешевле, то хорошо — на Али поиск помогает сберечь средства!).
Если не требуется
возможности переключения напряжений между 9 и 12 Вольт, то можно
приобрести «приманку» на фиксированное напряжение 9 или 12 Вольт. Стоит
она значительно дешевле (ок. $1 с учётом
доставки) и выглядит она так:
Купить можно
здесь. Там же есть в продаже «приманки» на напряжение 20 В, но
надо иметь в виду, что мало какие повербанки и зарядные устройства
поддерживают выдачу такого напряжения (надо досконально изучать
технические данные).
Теперь снова вернёмся к теории.
Важный вопрос: в чем смысл
всей этой возни, если можно приобрести сразу повербанк с переключаемыми
напряжениями или с напряжением 12 Вольт?
Во-первых, такие повербанки очень
редко стали встречаться в продаже.
Во-вторых, если у Вас
уже есть повербанк с поддержкой «быстрой зарядки» для Вашего телефона
(что полезно, если телефон тоже её поддерживает), то Вы можете добавить
к нему еще одну функцию. Заодно у Вас и тестер аккумуляторов появится
(при выборе «сложного» метода).
🙂
Примечание: в эксперименте
использовался повербанк
Anker PowerCore Speed
10000 (обзор).
Где купить необходимое
оборудование.
Сам повербанк с поддержкой быстрой
зарядки можно купить как с помощью российских
сервисов сравнения цен, например,
Яндекс.Маркет
(приведена ссылка на выбор повербанков с поддержкой быстрой зарядки),
так и на
Aliexpress
(приведена ссылка на категорию повербанков с поддержкой быстрой
зарядки, но описания всё равно надо читать внимательно).
Покупать
просто в ближайшем магазине не рекомендуется — цены по разным торговым
точкам могут отличаться очень сильно.
Использованный в статье
USB-тестер марки Keweisi
уже снят с производства, но эта фирма производит новые похожие
модели, посмотреть и приобрести можно на
AliExpress. Цена вопроса —
около $3.1.
При выборе обязательно проверьте в описании, что диапазон входных
напряжений — не ниже, чем до 12 Вольт.
Более функционально (это уже для
совмещения с углублённой проверкой аккумуляторов)
другое устройство, но оно стоит дороже — около
$5.
Использованный в статье эмулятор
«быстрой зарядки» именуется «USB триггер
QC2.0/3.0». Приобрести можно на китайской интернет-площадке AliExpress, цена вопроса — около $4.7.
Искренне
Ваш,
Доктор
22 июля 2018 г.
Последнее изменение страницы 24.10.2021.
Порекомендуйте эту страницу друзьям и одноклассникам
В комментариях запрещены, как
обычно, флуд, флейм и оффтопик.
Также запрещено нарушать общепринятые нормы и правила поведения, в том
числе размещать экстремистские призывы, оскорбления, клевету, нецензурные
выражения, пропагандировать или одобрять противозаконные действия. Соблюдение
законов — в Ваших же интересах!
При копировании (перепечатке) материалов ссылка на источник (сайт SmartPuls.ru) обязательна!
Детали для преобразователяДля сборки преобразователя своими руками понадобится минимум деталей: два транзистора КТ837К, электролитический конденсатор ёмкостью 10-100 мкФ и с рабочим напряжением 16-50 В, ферритовое кольцо с размерами 16x8x5 мм, радиаторы для транзисторов и примерно два метра эмалированного провода диаметром 0,5 мм. | |
Схема устройстваПреобразователь представляет собой однокаскадный двухтактный генератор, поэтому желательно, чтобы транзисторы имели максимально близкие параметры — максимально допустимые напряжения и токи, а также — коэффициент усиления. Данные обмоток трансформатора: I и II — 6 витков провода диаметром 0,5 мм. Обмотки наматываются проводом, сложенным вдвое. III и IV — 10-11 витков того же провода, что и в обмотках I и II, способ намотки — тот же. Катушки наматываются на ферритовом кольце с предварительно сточенными надфилем острыми гранями. Можно использовать близкие по габаритам кольца от неисправных материнских плат или блоков питания компьютеров — такие детали острых граней, способных повредить изоляцию провода, не имеют. | |
Намотка трансформатораНа снимке изображён только что намотанный трансформатор. Первичные обмотки — I и II — имеют более длинные отводы. | |
Вызваниваем обмотки, начало I-й соединяем с концом II-й; начало IV-й — с концом III-й. Чтобы при дальнейшей сборке не запутаться, на выводы надеваем цветные кембрики (изоляция от проводов) — первичные обмотки — синие трубки, вторичные — красные. Кроме того, начало обмоток отмечено длинной трубкой, отвод от середины — средней и конец — короткой. | |
Выводы трансформатора нужно зачистить и облудить, после чего обрезать излишки с таким расчётом, чтобы залуженная часть провода составляла 4-7 мм. Для предотвращения излишней вибрации проводов обмоток трансформатор можно обмотать несколькими слоями изоленты или пропитать лаком либо эпоксидной смолой. | |
Подготовка транзисторовТранзисторы устанавливаем на радиаторы. В случае сборки схемы с целью эксперимента можно обойтись радиаторами небольших размеров, если предстоит «настоящая» эксплуатация преобразователя — радиаторы должны иметь площадь не менее 25 см2. | |
Припаиваем выводы трансформатора к транзисторам так, как указано на фото. | |
Теперь очередь за проводами подвода питающего напряжения и выхода на нагрузку. Припаиваем и последнюю оставшуюся деталь — электролитический конденсатор. | |
Проверка работы преобразователяДля проверки работоспособности преобразователя подготавливаем источник питания с напряжением 5-6 В (например, аккумулятор от фонаря) и автомобильную лампу 12 В 10-12 Вт. В моём случае использована лампа 12 В 21 Вт, что превышает допустимую мощность нагрузки почти в два раза. | |
Подключаем лампу, питание и — да будет свет! Несмотря на чрезмерную нагрузку, напряжение на лампе составляет 11,19 В. | |
Сила тока, протекающего через лампу — 1,72 А. Переходы транзисторов КТ837 способны выдержать и более высокие токи, но злоупотреблять тут не стоит — через несколько десятков секунд радиаторы уже ощутимо нагрелись. | |
Как видно на снимке, напряжение нового, но ещё не бывавшего на зарядке аккумулятора просело до 5,78 В. | |
Измеряем потребляемый устройством ток. Учитывая, что преобразователь работает с почти двойной перегрузкой, то 6,25 А — вполне ожидаемый результат. | |
При снятии нагрузки потребляемый устройством ток ничтожно мал. Интересная особенность такого преобразователя напряжения — при отсутствии нагрузки он запускается уверенно; если при работе на холостом ходу подключить нагрузку, генерация не срывается. Для читателей, решивших повторить конструкцию, добавлю, что можно обойтись одним общим большим радиатором, но в этом случае металлические части транзисторов должны быть от него надёжно изолированы. |
Преобразователь 12 В в 5 В | Понижающий регулятор постоянного тока во многих отношениях
Если вы ищете источник питания постоянного тока 5 В для цифровой схемы. Но у вас есть источник 12В, аккумулятор. Я покажу вам преобразователь с 12 В на 5 В, понижающий регулятор.
Во многих отношениях для использования, это зависит от имеющихся у вас деталей и другой пригодности.
Как выбрать преобразователь 5В
Мы должны использовать подходящую схему. Как? Экономия лучшая. Я использую эти рекомендации.
- Экономьте деньги — если они есть в моем магазине, это очень хорошо. Кроме того, экономия времени на покупку, а не долгое ожидание.
- Простота сборки — простые и проверенные схемы всегда хороши.
- Небольшой размер — у некоторых проектов ограниченное пространство.
Сначала посмотрите на груз!
Предположим, что нагрузка потребляет ток около 30 мА. Вы должны использовать преобразователь 5 В на 60 мА. Для этого случая достаточно. Когда ток мал, он мал и его легко построить. Кроме того, экономьте энергию.
Не следует использовать большую цепь источника тока 1 А. Это как сесть на слона, чтобы поймать кузнечика.Что расточительно и ненужно.
Например, цепи
- Токовый выход 3 А — если у вас есть нагрузка, использующая ток более 2 А. Например, цифровая камера, GPS, Raspberry Pi, Arduino и многое другое.
- Менее 50 мА — небольшая схема, например, цифровая КМОП
- Как преобразовать 12 В постоянного тока в 5 В постоянного тока 1 А
- Схема преобразователя 12 В в 5 В 2 А до 50 мА (0. 05А) только. Можно схему регулятора напряжения на стабилитроне.
Зенеровский диод поддерживает фиксированное напряжение 5В. Ему нужен резистор для ограничения тока на него и нагрузки.
Как рассчитать устройство
Для питания от источника 12В. Вы снова смотрите на схему. Есть три течения.
- IZ = Максимальный ток стабилитрона
- IR = Ток через резистор R1
- IL = Максимальный ток нагрузки
IR постоянно постоянно.Даже IL изменится от 0 мА до запланированного максимального значения (50 мА). ИЖ нужно изменить, чтобы напряжение на выходе было 5В.
Во-первых, используйте стабилитрон 5V, потому что нам нужно 5V, VZ. Затем IR составляет около IL, 50 мА.
R1 = (Vin – VZ)/ IR
= (12V – 5V)/ 50 мА
= 140 Ом
или около 150 Ом .PR — мощность R1.
PR = VR x IR
= 7 В x 50 мА
= 0,35 Вт или используйте 0,5 Вт.Но мы забываем, мощность стабилитрона, PZ
PZ = VZ x IZ
Примечание: IZ примерно IR, 50мА.PZ = 5 В x 50 мА
PZ = 0,25 Вт
Поэтому мы используем 5 В 0,5 Вт стабилитрон .Кроме того, C1 является фильтрующим конденсатором для сглаживания постоянного напряжения.
Схема преобразователя 100 мА 5 В
В цифровых схемах, состоящих из многих частей. Они могут использовать ток более 100 мА, но ниже 300 мА.
Мы можем использовать множество схем. В предыдущей схеме он имеет малый ток. Если вы хотите 100 мА. Вам нужно использовать стабилитрон с низким сопротивлением (R1) и большей мощностью.
Это лучше.Если в схему добавить транзистор. Это увеличит более высокий ток больше. Но выходное напряжение составляет всего 4,4 В. Из-за некоторого падения напряжения на ВЕ транзистора Q1, 0,6В.
Нужно поменять стабилитрон на 5,6В. Если у вас его нет. Вы можете добавить диод и стабилитрон последовательно. Вы можете получить их как 5,6-вольтовый стабилитрон.
Так как транзистор хорош для увеличения тока. Итак, мы можем изменить R1 на 1K, как показано ниже. Для уменьшения тока смещения стабилитрон и база Q1.
Регулятор напряжения 200 мА, 5 В
Последовательный транзисторный регулятор напряжения 5 В
Если вы используете 2N2222 вместо BC548. Он может использовать 200 мА при нагрузке. Потому что 2N2222 имеет токосъемник (Ic) около 0,8А в даташите. Но в реальном использовании он может использовать максимум 0,5 А.
500 мА, стабилизатор 5 В от 12 В
500 мА, транзистор 5 В и регулятор напряжения Зенера
Если вам необходимо использовать нагрузку от 300 мА до 500 мА. Следует поменять транзистор на BD139.
Максимальный ток Ic около 2 А в спецификации. Но я могу получить только около 0,5А. Пока работает. Может быть тепло. Поэтому часто лучше работать с радиатором.
Конденсаторы С1, С2 используются для уменьшения пульсаций на выходе. А C3 уменьшит пиковое напряжение.
Как преобразовать 12 В постоянного тока в 5 В постоянного тока 1 А
Многие друзья хотят преобразовать 12 В постоянного тока в 5 В постоянного тока в 1 А. Это популярный тариф в большинстве схем.
У меня есть два варианта на выбор. Это зависит от пригодности ваших деталей и времени.
Первый, Транзисторный регулятор 5В 1А . Она аналогична приведенным выше схемам.
Я использую силовой транзистор TIP41. Потому что он может получить максимум 4А в спецификации. Но в реальном использовании это может дать мне только около 2А макс. Кроме того, его корпус TO-220, поэтому его легко использовать с радиатором любого размера.
Раньше мне нравилась эта схема. Если у меня есть все компоненты в моем магазине. Я сделаю это первым.
Но в последнее время мне нравится использовать этот компонент, Регулятор 7805.
Второй, 7805 Регулятор популярный .
Это так просто, быстрее, чем другие. Потому что его корпус такой же, как у TIP41, без стабилитрона и резистора смещения.
Преобразователь 12 В в 5 В 1 А с использованием 7805
Кроме того, он имеет низкую пульсацию на выходе около 10 мВ с электролитическими конденсаторами (C1, C4) на входе и выходе. И оба конденсатора фильтра, C2, C3, чтобы уменьшить пиковое напряжение.
Примечание : 7805 распиновка
Так как это линейный регулятор. Так что пока работает. Напряжение на входе и выходе IC1 составляет около 7В.
При полной нагрузке имеет ток 1А. Таким образом, выходная мощность составляет около 7 Вт. Жарко. Мы должны установить его на достаточном количестве радиатора.
Преобразователь 12 В в 5 В Выход 1,5 А
Иногда нам нужен выходной ток около 1,5 А. У нас есть 3 способа сделать это.
- Параллельное подключение 7805
- 12 В к преобразователю постоянного тока 5 В 1,5 А
- Мощный транзистор для регулятора 7805
5
- MicroProcessor DC регулятор питания 5V 3A от LM323K
- 5V 3A переключающий источник питания от LM2576
- LM2673 -5V 3A переключающий регулятор напряжения
- верхний линейный регулятор питания 5V 5A с 7812 и LM723
- Требуется несколько внешних компонентов
- Вход 5 В постоянного тока
- Выход 12 В постоянного тока
- Выходная нагрузка 800 мА
- Работа в режиме тока для улучшенной переходной характеристики, линейного регулирования и ограничения тока
- Внутренний генератор 52 кГц
- Функция плавного пуска снижает пусковой ток во время пуска
- Выходной переключатель с защитой от ограничения тока, блокировки при пониженном напряжении и отключения при перегреве
- Размеры печатной платы: 45. 72 х 34,29 мм
- Мощность (энергия) (P) = Вт
- Ток (расход) (I) = амперы
- Напряжение (давление) (В) = вольты Группа аккумуляторов) = совокупность элементов, соединенных последовательно или параллельно вольт
- 20 000 ватт = 83 ампера при 230 вольт
- 1–1500 Вт = система 12 В
- 1500–3000 Вт = система 24 В
- 300-300-00 ватты = 48-вольтовая система
Это делает более высокий ток больше. Это подходит для тех, кто носит или не имеет силовых транзисторов.
Но это ненадолго. Можешь попробовать!
Оба IC-7805 должны быть абсолютно одинаковыми.Батарея 12 В в преобразователь постоянного тока 5 В 1,5 А
Если нам нужно использовать регулятор напряжения 12 В в 5 В. Это схема регулятора постоянного тока 5В 1500мА.
Это простая схема, использующая IC-7805, фиксированный стабилизатор 5 вольт и силовой транзистор TIP41-NPN для увеличения тока до 2А.
Пример эксперимента
Я использую блок питания 7805 с батареей 12 В. Для уменьшения постоянного напряжения 5 вольт.
Пытаюсь использовать нагрузку 4,7 Ом резисторы 5Вт. Как правило, он будет использовать ток около 5 В / 4,7 Ом = 1 А.
Измеряю ток около 0,7А и падение напряжения 4,9В, но еще можно использовать. Как показано на рисунке 1
Тестирование чистого IC-7805 с током не более 1 А.
Для увеличения выходного тока требуется транзистор.
Использую транзистор TIP41. В принципе может выдать ток около 2А. Который достаточно использовать.
На принципиальной схеме.
Простейшая электрическая схема стабилизатора 5В 1,5А
Затем я тестирую схему с нагрузкой, резистором 2,4 Ом. Далее измеряем ток примерно 1,3А, а падение напряжения 4,9В. Его можно использовать, как мы хотим.
Тестирование с большой токовой нагрузкой
Продолжайте читать: Четыре небольших цепи регулятора постоянного тока на 5 В »
Я поместил напряжение диода 1N4007, чтобы компенсировать потерю транзистора между контактом BE.
Мы вставляем LED1 для индикации включения этой цепи, а последовательный резистор R1 используется для ограничения тока до безопасного значения.
Конденсаторы C1, C3 с фильтрами для сглаживания входной и выходной последовательности постоянного тока.
C2, C4 — ток искрового разряда фильтра помех.Во время работы Q1 будет очень сильно нагреваться, поэтому мы должны установить его с большим радиатором.
Примечание: Имеет минусы. Если короткое замыкание. IC-7805 может быть поврежден.
Транзистор с большим током для регулятора 7805
Если вам нужен ток более 1 А, используйте 7805 лучше, чем 2 схемы выше.
Требуется помощь силового PNP-транзистора со схемой ниже.Схема преобразователя 12 В в 5 В 2 А
Большой ток будет протекать через силовой транзистор Q1, TIP42. В то время как 7805 получает более низкий ток. Потому что R1 уменьшает этот ток вниз.
Таким образом, 7805 поддерживает фиксированное регулируемое напряжение, только 5 В. Без радиатора работает нормально.
Пока Q1 работает. Это так жарко. Нам нужно установить его с достаточным количеством радиатора.
Если у вас есть готовые детали.Вы можете использовать эту схему в течение длительного времени.
Потом, если хотите 3А ток. Просто используйте MJ2955 вместо TIP42.
Хотя эту схему вполне можно использовать. Но у него все еще есть недостатки.
При коротком замыкании может быть поврежден силовой транзистор.Смотрите ниже.
Преобразователь 12 В в 5 В 5 А
Если вам нужен выход 5 В 5 А. Вы можете изменить предыдущую схему. Используйте TIP2955 вместо TIP42.
Выдерживает ток до 5А.
Или если у вас есть другой, TIP42.Можно добавить параллельно. Выходной ток также будет до 5А.
Токовый выход 3А, преобразователь 5В
Это Преобразователь 12В в 5В Понижающий регулятор на нагрузке 3А.
Преобразователь с 12 В на 5 В Понижающий Регулятор
Цифровая камера также может снимать фотографии и видео. Но у него есть недостаток — не долго садится батарея. При использовании на открытом воздухе. Приходилось часто подзаряжать аккумулятор. Это пустая трата времени.
При покупке дополнительных запасных батарей. Это дорого и все равно часто менять так же.
Сбоку имеется гнездо для подключения адаптера постоянного тока 5В, ток 2А. Если мы модифицируем 12-вольтовую свинцово-кислотную батарею, чтобы снизить напряжение до 5 вольт. Это очень хорошая идея.
Потому что этот аккумулятор дешевле и долго используется. Например, с аккумулятором 12В 10Ач можно взять камеру на 5 часов.
Как это работает
У нас есть много способов сделать это. Но я покажу вам эту схему ниже.Мне больше нравится линейная схема, чем схема с режимом переключения.
В схеме много компонентов. Как указано выше, эта схема может питать ток до 3 А с увеличением тока Q3-MJ2955. Кроме того, в нем есть много интересных частей.
При перегрузке или коротком замыкании нагрузки. Затем напряжение на R2 составляет около 0,6 В. Итак, Q2 получает напряжение смещения, он работает. После этого VBE Q3 становится низким, Q3 работает ниже до упора.
Пока Q1 работает на подключение тока через LED1. Это указывает на перегрузку.
Список компонентов 12 В до 5В регулятор напряжения
IC1: LM7805, 5V DC Regulator IC
Q1: BC558, 0,4A 40V транзистор
Q2: BD140, 1.5A 30V PNP транзистор
Q3: MJ2955 или Tip2955 , 4А 50 В PNP Power Transistor
C1: 4,700UF 25V, Electrolytic
LED1: LED Любой цвет, как вам нравится
Резисторы
R1: 330 Ом 0,25 Вт
R2: 0. 22 Ом 5W
R3: 470 Ом 0,5 Вт
R4: 47 Ом 1 Вт
R5: 18 Ом 1 Вт
Радиатор, провода и т.д.Заявка
У меня старый GPS, обычно им пользуюсь в машине. Нам нужна схема преобразователя постоянного тока в постоянный, которая может снизить напряжение с 12 В до 5 В при токе более 2 А.
Какая принципиальная схема может сделать это.Мне нравится, что нужно купить некоторые детали, так как они есть и в моих магазинах.
Как показано на рисунке 2, я собираю их на универсальной плате
Также См. другие схемы попроще. Регулятор 3A 5V с использованием LM350
Простая защита от перенапряжения 5V
Обычно вы можете использовать приведенную выше схему.Потому что это просто и недорого.
Вы просто добавляете Fuse-F1 для защиты от перегрузок более 2А. Также, если схема питает высокое напряжение более 5,1В. Он имеет слишком много токов через ZD1 и D1 в качестве сверхтока. Так предохранитель сгорит внезапно.
Преобразователь 12 В в 5 В на 2 А с использованием 7805 и транзистора с защитой от перенапряжения
Источник питания 5 В 2 А с использованием 78S05
Еще один способ. Мой друг хочет Цепь питания 5 В 2 А . Модель должна быть простой, использовать мало оборудования, легко строить.
Затем я выбираю для него эту схему.
Почему? В ней используется столбовое оборудование, положительный стабилизатор напряжения 5В /2А в ТО220, 78С05. И мало деталей видно в цепи, качественно и малошумно.
Схема будет работать и без дополнительных компонентов, но для защиты от переполюсовки на входе предусмотрен диод 1N5402, дополнительный сглаживающий обеспечивается С1-220мкФ 50В.
Выходной каскад включает C2-47uF 25V для дополнительной фильтрации.
Download This
Все полноразмерные изображения этого поста находятся в этой электронной книге: Elec Circuit vol. 1 ниже. Пожалуйста, поддержите меня. 🙂
также 5V DC Adapter
ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ
Я всегда стараюсь, чтобы электроника Обучение было легким .
Преобразователи постоянного тока в постоянный с 12 В на 4 В для производства водорода
Понижающий преобразователь, уменьшающий номинальное значение 12
вольт до диапазона от 3 до 5 вольт при постоянном токе. Выход
ток номинально 30 ампер, но может быть изменен с помощью ручки на передней панели.Поскольку требуется всего около 1,5 вольта, чтобы расщепить любой избыток воды.
напряжение превращается в тепло. Вот почему, когда вы используете электролитическую ячейку
подключенный непосредственно к генератору автомобиля, трудно управлять теплом.При напряжении 1,5 В принимается очень небольшой ток, поэтому
немного поднимите напряжение выше этого. Наш преобразователь постоянного тока устанавливает этот компромисс на
около 4 вольт, что позволяет обеспечить максимальную генерацию газа при высокоэффективном
использование электроэнергии и разумного электролита
концентрации.Еще одним преимуществом является то, что этот преобразователь будет использовать только
около 12 ампер 13,8 вольт от генератора автомобиля для производства 30 ампер
водорода. Это преимущество связано с использованием эффективного переключаемого постоянного тока.
преобразовательная технология и поэтому намного бережнее относится к электрической части легкового или грузового автомобиля.
системы и генератора, чем пытаться запустить гальванический элемент от 12
вольт.В электрохимии важен ток. Два электрона
необходимо, чтобы отделить два атома водорода от атома кислорода в воде
молекула. Амперы пропорциональны электронам в секунду, протекающим по проводу или
через жидкость. Напряжение вызывает реакцию, но увеличение напряжения
не увеличит образование водорода, если не будет также увеличения
Текущий.Таким образом, этот преобразователь постоянного тока предназначен для работы в
режим постоянного тока.Сопротивление электролитической ячейки зависит от
концентрация электролита и температура, поэтому типичное постоянное напряжение
источник приведет к генерированию водорода (а также рассеиванию тепла) к
отличаться. На самом деле, чем выше температура, тем больше будет потребляемый ток.
через него, делая электролит еще более горячим. Это делает клетку невозможной
контролировать. Поэтому наш преобразователь постоянного тока разработан таким образом, чтобы
независимо от температуры или концентрации электролита он будет
попробуй выставить постоянные 30 ампер. Когда сопротивление электролита выходит за пределы
о режиме работы преобразователя сообщит сигналами светодиодов (см.
ниже).Мы продаем только преобразователь постоянного тока, у нас нет опыта
помочь вам купить или сделать электролитическую ячейку. Есть много веб-сайтов на
Интернет, который поможет вам в этом.ПРИМЕЧАНИЕ. Это не ширина импульса.
схема модуляции (ШИМ). Хотя ШИМ просты в разработке и дешевы в изготовлении,
они не подходят для этого приложения.Причина в том, что они все еще доставляют
14 вольт на электролит (хотя и импульсами). Берем 14 вольт и
преобразовать его в 4 вольта, по сути, умножив ампер. Так как усилители
пропорционально электронам в секунду, именно ампер производит
водород.Номер модели и цена PST-DC1204-30
Количество 1-9 170,00 $
10-99
158,00 $
100+ 130,00 $
Нет в наличии, спецзаказДиапазон входного напряжения от 9 В до 14 В пост. тока
Новая функция: не будет
выключаться при запуске автомобиля, если напряжение остается выше 6 вольтВыходное напряжение 4 В пост. тока Номинальное, будет варьироваться от 3.от 5 до 5,3 В до
старайтесь поддерживать постоянный ток.Пиковая выходная мощность Максимум 160 Вт Номинальный выходной ток 30 А ± 5 % Регулировка тока Примерно от 28 до 32 ампер с передним
ручка панелиНепрерывная выходная мощность 120 Вт Накладные расходы без нагрузки 150 мА Выходное напряжение без нагрузки 6.3 вольта. При подключении нагрузки
напряжение будет автоматически регулироваться, чтобы регулировать выходной ток на уровне 30 ампер. Если
не может (потому что сопротивление нагрузки слишком велико) то выход останется
на 6,3 вольта.Защита от перегрузки по мощности Всякий раз, когда выходное напряжение превышает 5,5
вольт преобразователь урежет выход до 3 ампер. Преобразователь будет пульсировать
от 3 ампер до 30 ампер, пока нагрузка не будет скорректирована.Изоляция На операцию не влияет
отрицательная сторона электролитической ячейки заземлена на автомобиль.Эффективность >70% (см. таблицу ниже) Дополнительный термистор Можно подключить дополнительный термистор.
Когда термистор обнаруживает температуру выше 76°C, он отключает выходной сигнал.
ток примерно на 10 ампер, пока температура не снизится. Это можно использовать на
электролизере или на корпусе преобразователя постоянного тока.Светодиоды Красный для включения питания, зеленый для нормального режима работы
работа
Зеленый светодиод мигает при запуске, когда нет нагрузкиСветодиод для замены воды Поскольку вода подвергается электролизу,
увеличивается концентрация солей в электролите и снижается
сопротивление.Это означает, что преобразователь постоянного тока должен понизить свое напряжение, чтобы поддерживать
на выходе 30 ампер. Когда выходное напряжение достигает конца своего соответствия
(около 3,5 вольт) сигнал подается на пару винтовых клемм, которые можно
используется для питания светодиода. Когда светодиод начнет мигать, пора добавить воду.Соединения Соединения выполнены с помощью винтов
терминалы. Доступны следующие соединения:
1. Вход
2.
Выход
3.Дополнительный термистор
4. Дополнительный светодиод для индикации низкого уровня воды
уровень
5. Дистанционное включение (подайте 12 вольт на эту клемму, чтобы включить преобразователь постоянного тока).
тел.)Защита Автоматическое возобновление для всех из них:
(1)
Входная полярность
(2) Низкое и высокое входное напряжение
(3) Короткое замыкание на выходе
Цепь
(4) Перенапряжение на выходе
(5) ПерегревРазмеры 200 х 170 х 70 мм
7.9 х 6,7 х 2,8
дюймовЧертеж Щелкните здесь для
ЧертежМасса 1 кг, 2,2 фунта Поиск и устранение неисправностей 1. Ручка просто регулирует ток на 2
усилители, это для тонкой настройки.
2. Если блок не выдает 30 ампер, но
напряжение выше 6, то сопротивление вашей ячейки слишком велико. Вы либо
требуется больше квадратных дюймов электрода или больше растворенного электролита, чтобы снизить
сопротивление клетки.Указания по применению: Если напряжение колеблется около 6,5 В, а
вы не получаете ожидаемую силу тока, потому что у вас слишком
большое сопротивление в клетке. Сопротивление ячейки должно быть 4В/30А = 0,13 Ом.
чтобы получить 30 ампер на 4 вольта.Повышающий преобразователь постоянного тока с 5 В на 12 В
Повышающий DC-DC преобразователь
основан на микросхеме LM2577-ADJ, этот проект обеспечивает выход 12 В при входе 5 В, максимальная выходная нагрузка 800 мА.LM2577 представляют собой монолитные интегральные схемы, обеспечивающие все функции питания и управления для импульсных стабилизаторов с повышающим, обратноходовым и прямым преобразователем. Устройство доступно в трех различных версиях выходного напряжения: 12 В, 15 В и регулируемое.
Требующие минимального количества внешних компонентов, эти регуляторы экономичны и просты в использовании. В этом техническом паспорте перечислены стандартные катушки индуктивности и обратноходовые трансформаторы, предназначенные для работы с этими импульсными стабилизаторами. В состав микросхемы входит переключатель NPN на 3,0 А и связанная с ним схема защиты, состоящая из ограничения тока и перегрева, а также блокировки при пониженном напряжении. Другие функции включают генератор с фиксированной частотой 52 кГц, не требующий внешних компонентов, режим плавного пуска для снижения пускового тока во время запуска и управление режимом тока для улучшенного подавления переходных процессов входного напряжения и выходной нагрузки.
Особенности
Проект основан на микросхеме LM2577-ADJ для гибкости получения других выходных напряжений путем изменения сопротивления резисторов обратной связи R2 и R3
Формула выходного напряжения В на выходе = 1,23 В (1+R2/R3) (дополнительную информацию о значении индуктивности, конденсаторе, резисторах обратной связи, выходном токе и напряжении см. в листе технических данных)
Схема
Как это работает
LM2577 включает и выключает свой выход на частоте 52 КГц, и это создает энергию в дросселе L1.
Когда переключатель NPN включается, ток катушки индуктивности увеличивается со скоростью vin/L1, сохраняя ток в катушке индуктивности. Когда ключ выключается, нижний конец индуктора пролетает над Vin, разряжая свой ток через диод в выходной конденсатор со скоростью (Vout-Vin)/L1. Таким образом, энергия, запасенная в
Индуктор
во время включения переводится на выход во время выключения. Выходное напряжение регулируется количеством передаваемой энергии, которое, в свою очередь, регулируется путем модуляции пикового тока индуктора. Это делается путем обратной подачи части выходного напряжения на усилитель ошибки, который усиливает разницу между напряжением обратной связи и опорным напряжением 1,23 В. Выходное напряжение усилителя ошибки сравнивается с напряжением, пропорциональным току переключателя (то есть току катушки индуктивности во время включения)
Компаратор завершает время включения, когда два напряжения равны, тем самым контролируя пиковый ток переключения для поддержания постоянного выходного напряжения.
Список деталей
Видео
LM2577 Лист данных
лм2577
12 В, 24 В или 48 В
Вопрос: Что выбрать: автономную систему питания на 12 В, 24 В или 48 В?
Ответ: Короче говоря, потребление энергии должно определять напряжение вашей энергосистемы.У вас не должно быть постоянного тока более 100 ампер.
Ознакомьтесь с примерами наших автономных систем и узнайте, как потребление связано с напряжением. В примерах перечислены типичные бытовые приборы, используемые в обычных семьях; получите бесплатную цитату, пока вы там.
Основы
Чем выше ток (измеряемый в амперах), тем крупнее должны быть проводка и компоненты защиты цепи.Для больших токов требуются кабели большего диаметра и предохранители/выключатели, оба из которых дороги. Удваивая напряжение (I = P/V), вы получаете двойную мощность (Ватт) при том же токе.
Работа с токами свыше 100 А является дорогостоящей (и, следовательно, неэффективной) и потенциально опасной. Перспектива: стандартный бытовой удлинитель, рассчитанный на максимальный ток 10 ампер (обычное значение). 100А расплавит его и может начаться пожар!
Промышленный стандарт
12 вольт раньше были стандартом для энергосистем сверхнизкого напряжения.Сегодня большинство систем имеют напряжение 24 В или 48 В и включают инвертор переменного тока на 230 В. Это означает, что проводка в доме не должна отличаться от проводки в любом другом доме, подключенном к сети, а стоимость кабелей значительно снижается.
Для электропроводки 230 В (низкого напряжения) вы должны вызвать квалифицированного электрика для подключения вашего дома к сети 230 В переменного тока. Таким образом, вы можете использовать стандартные приборы переменного тока и освещение, большинство из которых намного дешевле купить, а многие из них становятся все более эффективными.
Размер системы
В прошлом мы пытались снизить стоимость автономной системы за счет ограничения ее размера.Это было достигнуто за счет использования приборов и освещения на 12 В или 24 В, для которых не требуется инвертор. В последние годы инверторы и солнечные панели стали более эффективными и доступными. Кроме того, большинство клиентов, похоже, хотят больше мощности с годами. Систему 12 В постоянного тока с крошечным инвертором трудно, если вообще возможно, модернизировать/увеличить. Не говоря уже о том, что лишь очень немногие компании продают приборы или освещение сверхнизкого напряжения и обслуживают в основном рынок жилых автофургонов. Кроме того, стремление к более широкому использованию химических элементов на основе лития ограничивает экономику до 24 и 48 В, исходя из экономии за счет масштаба производства.
Подводя итог: большинство систем, которые мы разрабатываем, рассчитаны на 24 В или 48 В с инвертором на 230 В. Критерии, которые мы используем, — энергопотребление и масштабируемость. Мы бы предложили систему питания постоянного тока 12 В (например, Rainbow Power Pouch), только если вам нужно несколько ламп в сарае или караване и вы хотите подключить их самостоятельно.
Размер блока батарей
Ограничения
При использовании солнечных панелей в качестве основного источника энергии традиционно рекомендуется хранить батареи не менее 5 дней, при этом батарея сохраняет не менее 50% заряда после окончания срока службы. эти 5 дней.Один доступный аккумуляторный блок обеспечит X ампер-часов в течение 100-часового периода, чтобы быть разряженным на 50% в конце этого периода. Не рекомендуется увеличивать емкость аккумулятора, соединяя два или более аккумуляторных блока рядом (параллельно). Однако при удвоении количества элементов в батарее напряжение батареи удваивается, поэтому ток (ампер) от нагрузки уменьшается вдвое, поэтому удвоение напряжения имеет тот же эффект, что и удвоение емкости батареи в ампер-часах без потери банк аккумуляторов подключен параллельно.
Напряжение аккумуляторов, обычно используемых для автономных систем питания, составляет 12 В, 24 В, 48 В, 120 В постоянного тока.
Решение
Дополнительные элементы могут быть размещены последовательно, чтобы увеличить напряжение системы для большей эффективности. Если требуется более низкое напряжение питания, можно использовать преобразователь постоянного тока в постоянный.
Размер инвертора
Ограничения
Для любого конкретного напряжения батареи существует ограничение на размер доступного инвертора. С более высоким напряжением батареи доступны более крупные инверторы. Поэтому, если вы ожидаете большие нагрузки 230 В переменного тока, выберите более высокое напряжение для вашей автономной системы
Питание инвертора — напряжение батареи
Решения
Если ваши требования со временем увеличились, и более высокое напряжение для вашей системы не представляется возможным, вы можете преодолеть недостаток инвертора, используя несколько инверторов или инверторы которые могут работать в тандеме.
Длина и размер кабеля
Ограничения
Чем ниже напряжение батареи, тем больше ток, потребляемый блоком батарей для питания данной нагрузки (измеряется в ваттах). Существует приемлемый предел падения напряжения в кабеле, прежде чем падение напряжения станет чрезмерным, а результирующее выходное напряжение станет слишком низким. Более серьезным ограничением кабеля является его «нагрузочная способность по току» (ccc). Если значение ccc превышено, кабель расплавится и/или загорится.
Решения
Удвоение напряжения фактически вдвое снижает нагрузку постоянного тока и вдвое снижает падение напряжения. Поскольку напряжение батареи удваивается, процент падения напряжения по отношению к напряжению батареи составляет только четверть процентного падения при более низком напряжении батареи. Следовательно, в системе на 24 В диаметр кабеля должен составлять только четверть диаметра, как в системе на 12 В. Если только кабельные трассы не являются исключительно длинными или потребляемая мощность (ампер) нагрузок не является исключительно высокой, это соображение не будет проблемой.
Вместо того, чтобы выбрать более высокое напряжение, увеличение размера кабеля также могло бы решить проблему. Как напряжение батареи, так и емкость аккумуляторной батареи в ампер-часах должны соответствовать вашим потребностям. Избегайте параллельной установки большого количества маленьких батарей. Элементы батареи, соединенные последовательно, в порядке.
См. нашу таблицу кабелей/проводки.
Количество необходимых солнечных панелей
Ограничения
Регуляторы солнечной энергии обычно ограничены максимальным током 100 ампер.Для большой 12-вольтовой системы может потребоваться в два раза больше кабелей и в два раза больше регуляторов, чем для эквивалентной 24-вольтовой системы.
Решения
Это ограничение может быть преодолено путем подключения нескольких солнечных батарей через отдельные регуляторы. Следует помнить, что максимальная скорость зарядки большинства свинцово-кислотных аккумуляторных батарей составляет 10% от их емкости в ампер-часах; больше для литиевых батарей (см. Максимальная скорость зарядки).
Максимальная скорость зарядки
Выдержка из
Ограничения
Традиционно максимальная скорость зарядки для группы аккумуляторов обычно составляет 10% от емкости в ампер-часах для типов свинцово-кислотных аккумуляторов, измеренной при 10-часовой скорости (C10). .Поэтому аккумулятор емкостью 600 Ач не следует заряжать током более 60 ампер. Емкость обычно указывается в ампер-часах (Ач), но также может быть указана в киловатт-часах (кВтч).
Батареи на основе лития, как правило, имеют более высокую способность к заряду, часто со скоростью 1 час (C1), хотя она значительно варьируется в зависимости от различных конфигураций литиевого химического состава. Мощность обычно указывается в ватт-часах (Втч) или киловатт-часах (кВтч).
Решения
Для увеличения скорости зарядки необходимо увеличить общую емкость аккумулятора в ампер-часах / киловаттах-часах.
Напряжение источника зарядки
Ограничения
Если в систему включена большая ветряная турбина с выходом постоянного тока или большой генератор постоянного тока, напряжение системы будет определяться наличием и напряжением этих источников зарядки.
Решения
Разместите элементы последовательно с отдельными источниками зарядки, регуляторами и нагрузками.
Широкий вход от 5 В до 140 В для источника питания смещения 12 В, 200 мА
Введение
Современные автомобильные и промышленные системы требуют стабильного источника напряжения, даже если входное напряжение системы колеблется от одного крайнего значения к другому.В автомобильных системах значительные колебания напряжения на рейке могут быть вызваны запуском холодного двигателя, деактивацией/активацией цилиндров в системах динамического управления подачей топлива или значительными изменениями нагрузки двигателя. Аналогичным образом, в промышленных приложениях проблемой являются перебои в линии, а включение двигателей в мощном оборудовании может привести к серьезным падениям входного напряжения.
Даже когда системы преобразования энергии не могут обеспечить полную мощность нагрузки при низком входном напряжении, многие из этих систем должны оставаться в рабочем состоянии независимо от уровня входного напряжения.Например, в широко используемых высоковольтных повышающих и понижающих преобразователях используются высоковольтные МОП-транзисторы со стандартным уровнем затвора. При отключении входного сигнала напряжение смещения должно оставаться выше 10 В, чтобы драйверы затворов оставались работоспособными. Критические цифровые системы управления и информации также должны быть предвзятыми и функциональными независимо от входных условий.
В этой статье описаны решения для поддержания напряжения смещения в электрических системах в широком диапазоне напряжений источника, от 5 В до 140 В.
Описание схемы и функционирование
Если ожидается, что входное напряжение не упадет ниже желаемого уровня смещения, а цель разработки состоит в том, чтобы иметь внешний источник питания смещения для минимизации рассеиваемой мощности переключающих контроллеров, то можно использовать простой понижающий преобразователь.
Этот подход показан на рис. 1. В основе решения лежит высоковольтный понижающий контроллер LTC7138 с внутренними переключающими транзисторами. Силовая передача также включает катушку индуктивности L1, диод D1 и выходные конденсаторы C2 и C3. Для минимизации профиля решения, менее 3 мм, на входе использовались только керамические конденсаторы. Можно использовать и дополнительный поляризованный конденсатор (например, экономичный 22 мкФ 200 В, EMVE201 ARA220MKG5S), но он значительно увеличивает высоту источника питания смещения.
Рис. 1. Электрическая схема высоковольтной цепи смещения на основе понижающего преобразователя, где V IN имеет напряжение от 12,5 В до 140 В, а V OUT — 12 В при 0,2 А.
Эта схема была проверена и протестирована, а формы сигналов иллюстрируют функциональность схемы, представленной на рис. 2.Начальный уровень входного напряжения 100 В падает до 12 В, но выход обеспечивает 0,2 А стабильного напряжения 12 В на нагрузку.
Рис. 2. Формы сигналов высоковольтной цепи смещения на основе понижающего преобразователя, где V IN имеет значение 20 В/дел, V OUT — 5 В/дел, а временная шкала — 50 мс/дел.
Перспективы производительности этой конструкции значительно меняются, если входное напряжение падает ниже желаемого уровня смещения. В этом случае использования только понижающего преобразователя недостаточно, поскольку выходное напряжение следует за входным, когда оно падает ниже желаемого выходного значения.На рис. 3 показано решение этой проблемы с использованием двухкаскадного источника питания смещения. Первый, основной каскад представляет собой высоковольтный понижающий преобразователь, аналогичный тому, что показан на рисунке 1. Его выход подключен к повышающему преобразователю и выполнен на микросхеме преобразователя LT8330 со встроенным силовым транзистором. Силовая передача включает катушку индуктивности L2, диод D2 и выходной фильтр. Нагрузка по напряжению на компоненты схемы повышающего преобразователя намного ниже по сравнению с понижающим входным каскадом, что позволяет использовать относительно недорогие детали и снижает общую стоимость.
Рис. 3. Электрическая схема высоковольтной двухкаскадной цепи, где вход V IN составляет от 5 В до 140 В, а выход V OUT — 10,5 В при токе от 0,1 до 0,15 А.
Выход понижающего преобразователя в этой схеме установлен на 12,5 В. Однако выход повышающего преобразователя настроен на более низкое напряжение 10,5 В, достаточное для правильной работы нагрузки. Преобразователи никогда не работают одновременно. Если один переключается, то второй нет.
В нормальных условиях эксплуатации (V IN > 12.5 В), при изменении входного напряжения от 12,5 В до 100 В активен только понижающий преобразователь, обеспечивающий 12,5 В в нагрузку. Ток поступает на клемму нагрузки V OUT через дроссель и диод повышающего преобразователя. Благодаря относительно низким уровням тока потери в этом пути тока минимальны.
Пока V IN > 12,5 В, напряжение на выходе повышающего преобразователя составляет 12,5 В и намного превышает заданное значение 10,5 В, поэтому в повышающей секции нет действия переключения, и активен только понижающий преобразователь. .
Когда входное напряжение снижается до уровня 12,5 В или ниже, понижающий преобразователь перестает переключаться, но поддерживает внутренний P-канальный полевой МОП-транзистор во включенном состоянии, обеспечивая 100% рабочий цикл.
Если входное напряжение падает ниже 12,5 В, то оба напряжения, V RAIL (промежуточная шина) и V OUT , падают до уровня V IN . В диапазоне 10,5 В < V RAIL < 12,5 В промежуточной шины как понижающий, так и повышающий преобразователи не переключаются.
Если входное напряжение продолжает падать, а уровень V RAIL падает ниже 10,5 В, включается повышающий преобразователь, поддерживая напряжение V OUT на уровне 10,5 В.
Осциллограммы, иллюстрирующие работу данного преобразователя, представлены на рис. 4. Минимальное входное напряжение 5,5 В при токе нагрузки 0,15 А. Снижение нагрузки до 0,1 А соответствует минимальному входному напряжению 5,0 В, как показано на рис. 5. Рост входного напряжения с 5 В до 100 В показан на рисунке 6.Фото преобразователя показано на рисунке 7.
Рис. 4. Осциллограммы высоковольтной двухкаскадной цепи смещения. Ток нагрузки составляет 0,15 А, а временная шкала — 50 мс/дел.
Рис. 5. Осциллограммы высоковольтной двухкаскадной цепи смещения. Ток нагрузки составляет 0,1 А, а временная шкала — 50 мс/дел.
Рис. 6. Кривые нарастания входного напряжения. Ток нагрузки составляет 0,1 А, а временная шкала — 50 мс/дел.
Рис. 7. Макетная плата преобразователя LTC7138.
Основные соображения по выбору компонентов преобразователя
Максимальное входное напряжение и токи нагрузки определяют минимальное рабочее входное напряжение усилителя и, соответственно, минимальное входное напряжение всего источника питания.
Предполагая, что V O , I MAX и I O заданы, тогда минимальное напряжение повышения можно описать как
Однако, если заданы V O , VIN MIN и I MAX , максимальный выходной ток I O равен
Заключение
Важно поддерживать работоспособность основных энергосистем в широком диапазоне входного напряжения. В этой статье обсуждаются пути решения этой задачи. Представленные здесь схемы обеспечивают стабильный уровень смещения при входных напряжениях до 140 В и до 5 В при провалах входного напряжения. Безопасный уровень смещения гарантирует нормальную работу высоковольтных МОП-транзисторов и блоков управления. Предлагаемые схемы с высокоинтегрированными преобразователями сокращают количество компонентов и общую стоимость. Можно внести коррективы, чтобы свести к минимуму высоту раствора, если это требуется приложением.
Что нужно знать о батареях для автофургонов
Советы по автофургону
Все, что вам нужно знать о батареях для жилых автофургонов
Чтобы правильно обслуживать и продлевать срок службы батарей вашего RV, вам необходимо иметь общее представление о том, что такое батарея и как она работает.Аккумуляторы, используемые в жилых автофургонах, представляют собой свинцово-кислотные батареи, что означает, что они состоят из нескольких элементов, соединенных последовательно. Каждая ячейка вырабатывает приблизительно 2,1 вольта, поэтому 12-вольтовая батарея с шестью последовательно соединенными ячейками дает выходное напряжение 12,6 вольта. Свинцово-кислотные батареи состоят из пластин, свинца и оксида свинца, погруженных в электролит, состоящий из 36 процентов серной кислоты и 64 процентов воды. Свинцово-кислотные аккумуляторы не производят электричество, они хранят электричество. Размер свинцовых пластин и количество электролита определяют количество заряда, которое может хранить аккумулятор.
Теперь очень важно, чтобы вы использовали правильный аккумулятор для типа приложения. Батарея, используемая для запуска и работы двигателя, называется батареей шасси или пусковой батареей. Стартеры транспортных средств требуют больших пусковых токов в течение коротких периодов времени. Пусковые батареи имеют большое количество тонких пластин, чтобы максимально увеличить площадь пластин, контактирующих с электролитом. Именно это обеспечивает большую величину тока в коротких импульсах. Пусковые батареи рассчитаны на ток холодного пуска (CCA).CCA — это количество ампер, которое батарея может отдать при температуре 0 градусов по Фаренгейту в течение 30 секунд и не упасть ниже 7,2 вольт. Пусковые батареи не следует использовать для приложений глубокого цикла.
Аккумулятор или аккумуляторы, используемые для подачи 12-вольтового напряжения на автофургон, обычно называют домашними аккумуляторами. Домашние батареи должны быть батареями глубокого цикла, которые предназначены для обеспечения постоянного тока в течение длительного периода времени. Пусковые батареи и морские батареи не должны использоваться в этом приложении.Настоящие батареи глубокого цикла имеют гораздо более толстые пластины и рассчитаны на многократную глубокую разрядку и перезарядку. Эти батареи оцениваются в ампер-часах (Ач) и, в последнее время, в резервной емкости (RC).
Номинал в ампер-часах — это, по сути, сколько ампер может выдавать батарея в течение скольких часов до разрядки батареи. Ампер умножить на часы. Другими словами, батарея, которая может подавать 5 ампер в течение 20 часов, прежде чем она разрядится, будет иметь номинальную мощность 100 ампер в час: 5 ампер х 20 часов = 100 ампер часов.Эта же батарея может обеспечить 20 ампер в течение 5 часов 20 ампер х 5 часов = 100 ампер часов. Рейтинг резервной емкости (RC) — это количество минут при температуре 80 градусов по Фаренгейту, в течение которых батарея может выдавать 25 ампер, пока напряжение не упадет ниже 10,5 вольт. Чтобы вычислить рейтинг в ампер-часах, вы можете умножить рейтинг RC на 60 процентов. RC X 60 процентов
Двумя основными типами конструкции аккумуляторов глубокого цикла являются залитые свинцово-кислотные аккумуляторы и свинцово-кислотные аккумуляторы с регулируемым клапаном. Залитые свинцово-кислотные батареи являются наиболее распространенным типом и бывают двух видов.Обслуживаемый со съемными крышками, чтобы вы могли осматривать и выполнять техническое обслуживание или необслуживаемый тип. В батареях VRLA электролит суспендирован либо в геле, либо в мате из стекловолокна. В гелевых батареях используется аккумуляторная кислота в виде геля. Они герметичны и поэтому хорошо подходят для морских применений.
У гелевых аккумуляторов для жилых автофургонов есть несколько недостатков. Самое главное, они должны заряжаться медленнее и при более низком напряжении, чем аккумуляторы с заливными ячейками.Любая перезарядка может привести к необратимому повреждению клеток. Абсорбированный стеклянный мат, или технология AGM, использует волокнистый мат между пластинами, который на 90 процентов пропитан электролитом. Они дороже, чем стандартные батареи глубокого цикла, но у них есть некоторые преимущества. Их можно заряжать так же, как стандартную свинцово-кислотную батарею, они не выделяют воду, не дают течи, практически не требуют технического обслуживания и их практически невозможно заморозить.
Срок службы аккумуляторов вашего RV зависит от вас.То, как они используются, насколько хорошо они обслуживаются, как они разряжаются, как перезаряжаются и как хранятся — все это влияет на срок службы батарей. Цикл работы батареи — это один полный разряд со 100 процентов до примерно 50 процентов, а затем повторная зарядка до 100 процентов. Одним из важных факторов, влияющих на срок службы батареи, является то, насколько глубоко батарея заряжается каждый раз. Если батарея разряжается до 50 процентов каждый день, она прослужит в два раза дольше, чем если бы она была разряжена до 80 процентов. Имейте это в виду, когда будете рассматривать номинал батареи в ампер-часах.Номинал в ампер-часах действительно сокращается вдвое, потому что вы не хотите полностью разряжать аккумулятор перед его зарядкой. Ожидаемый срок службы батареи зависит от того, как скоро разряженная батарея будет перезаряжена. Чем раньше он будет перезаряжен, тем лучше.
Что все это значит для вас? Это зависит от того, как вы используете свой RV. Если большую часть вашего кемпинга вы проводите там, где вы подключены к источнику электроэнергии, то ваша главная задача — правильно поддерживать аккумуляторы глубокого разряда. Но если вам действительно нравится уходить от всего этого и вы делаете серьезный сухой кемпинг, вам понадобится самая высокая емкость в ампер-часах, которую вы можете поместить в свой дом на колесах.
Батареи глубокого разряда бывают разных размеров. Некоторые из них обозначены размером группы, например, группы 24, 27 и 31. По сути, чем больше батарея, тем больше ампер-часов вы получаете. В зависимости от ваших потребностей и количества доступного места, есть несколько вариантов, когда дело доходит до батарей.
Можно использовать одну 12-вольтовую батарею глубокого разряда с 24 группами, обеспечивающую емкость от 70 до 85 Ач.
Вы можете использовать два 12-вольтовых 24-х групповых аккумулятора, соединенных параллельно, что обеспечивает емкость от 140 до 170 Ач.Параллельное подключение увеличивает ампер-часы, но не напряжение.
Если у вас есть место, вы можете сделать то, что делают многие владельцы RV, и переключиться со стандартных 12-вольтовых батарей на две более крупные 6-вольтовые батареи для гольф-каров. Эти пары 6-вольтовых батарей должны быть соединены последовательно для получения требуемых 12 вольт, и они обеспечат от 180 до 220 Ач. Последовательная проводка увеличивает напряжение, но не ампер-часы.
Если это по-прежнему не удовлетворяет вашим требованиям, вы можете создать более крупные группы батарей, используя четыре 6-вольтовых батареи, соединенных последовательно / параллельно, что даст вам 12 вольт и удвоит вашу емкость в Ач.
Двумя наиболее распространенными причинами выхода из строя аккумуляторной батареи RV являются недостаточная и чрезмерная зарядка. Недостаточный заряд — это результат многократной разрядки и неполной зарядки аккумуляторов между циклами. Если аккумулятор не заряжать, сульфатный материал, который прикрепляется к разряженным частям пластин, начинает затвердевать и превращаться в кристаллы. Со временем этот сульфат не может быть преобразован обратно в активный материал пластины, и аккумулятор разрушается. Это также происходит, когда батарея остается разряженной в течение длительного периода времени. Сульфатация является основной причиной выхода из строя аккумуляторной батареи. Второй по значимости причиной выхода из строя аккумуляторов является перезарядка. Перезаряд аккумуляторов приводит к сильной потере воды и коррозии пластин. Хорошая новость заключается в том, что обеих этих проблем можно избежать.
Готов отправиться в путь на своем автофургоне? Забронируйте номер в кемпинге KOA уже сегодня!
Зарезервируйте место для вашего дома на колесах
Постоянный эксперт KOA по автодомам Марк Полк и его жена Дон основали RV Education 101 в 1999 году. С тех пор RV Education 101 помогла миллионам владельцев автодомов и энтузиастов узнать, как правильно и безопасно использовать и обслуживать их дома на колесах.Любимое времяпрепровождение Марка — это поездки на колесах в их 35-футовом доме на колесах типа А и восстановление старинных домов на колесах, классических автомобилей и грузовиков. Для получения дополнительной информации о том, как легко узнать о RV, посетите RV Education 101. Обязательно ознакомьтесь с их онлайн-курсом обучения RV!
Учебное пособие по преобразователю постоянного тока в постоянный
Преобразователи постоянного тока преобразуют мощность от одного источника постоянного напряжения в другое постоянное напряжение, хотя
иногда на выходе такое же напряжение.Обычно это регулируемые устройства, принимающие
возможно изменяющееся входное напряжение и обеспечение стабильного регулируемого выходного напряжения до
расчетному току (силе тока). Устройства переключения режимов основаны на микропроцессорах.
для высокого коэффициента полезного действия и меньше потерь и тепла. Преобразователи обычно используются
обеспечить изоляцию от электрических помех, или преобразование напряжения, или обеспечение
стабильный уровень напряжения для чувствительного к напряжению оборудования. Преобразователи постоянного тока доступны
для повышающих и понижающих приложений, а также изолированных и неизолированных конструкций.Устройства с переключением режимов, которые предлагает ChargingChargers.com, имеют преимущества по сравнению с линейными.
конструкции. Эффективность переключения может быть выше, чем у линейного блока, что приводит к меньшему
потери энергии при передаче, что означает меньшее количество тепла, меньшие компоненты и меньшее
проблемы управления температурой. Линейные типы могут использоваться в интегрированных конструкциях (встроенных
дюймов) и может быть дешевле в этом приложении, но режим переключения почти
полностью заменили линейные блоки питания в большинстве ситуаций.Понижающие преобразователи постоянного тока
Понижающие преобразователи постоянного тока в постоянный называются «понижающими» преобразователями. Типичный пример
быть преобразователем 24 вольта в 12 вольт, имеющим диапазон входного напряжения постоянного тока от 20 до 30
вольт постоянного тока и выход 13,8 вольт постоянного тока (В постоянного тока) при, скажем, 12 ампер (максимум). Вход
напряжение может быть просто некоторым доступным системным напряжением в этом диапазоне или 24-вольтовой батареей.
система с колеблющимся напряжением из-за состояния заряда батареи.Выход регулируется
микропроцессором при 13,8 В постоянного тока в этом случае, что является типичным плавающим напряжением для
аккумуляторная система на 12 вольт постоянного тока и обычно приемлемый вход для устройства «12 вольт постоянного тока».Некоторые примеры коэффициентов напряжения
Производство 9 — 18 VDC 12.5 VDC 12.5.5.0439 20 — 35 VDC 12,5 VDC 12,5 VDC 30 — 60 VDC 12. 5 VDC 60439 60439 60 — 120 VDC 12.5 VDC 9 — 18 VDC 24 VDC 24 VDC 20 — 35 VDC 24 VDC 30 — 60 VDC 24 VDC 60–120 В пост. тока 24 В пост. тока Понижающие преобразователи постоянного тока очевидным образом используются в военных, жилых и морских транспортных средствах.
при напряжении системы постоянного тока 24 вольта и требуется регулируемый источник постоянного тока 12 вольт
для радиосвязи, сонара, эхолота, компьютеров и, конечно же, аудио или
видеооборудование для развлечений.Дисбаланс батарей и преобразователи постоянного тока
Почему бы не использовать отвод на 12 вольт, если система (например, на 24 вольта) состоит из
последовательное соединение аккумуляторов более низкого напряжения (например, двух по 12 вольт)? Батареи
может (вероятно) стать несбалансированным для состояния напряжения/зарядки. В параллельной конфигурации
(положительный подключен к положительному, отрицательный к отрицательному), батареи уравняются
со временем и установится при общем напряжении.При последовательном соединении выравнивание
состояние напряжения/заряда не является естественным состоянием. Система и любое зарядное устройство
участвует, видит комбинированное выходное напряжение, и зарядное устройство попытается поднять
напряжение до заданного значения, которое указывает на полный заряд, путем подачи тока для достижения
это. Неиспользованная батарея, которая изначально имеет более высокое напряжение, достигнет
его «полное напряжение заряда» быстрее, но ток все еще передается зарядному устройству
стремится поднять комбинированное напряжение от двух батарей до такого же полного заряда
уровень.В крайних случаях может наблюдаться газообразование и перезарядка.Преобразователь постоянного тока в равной степени потребляет исходное напряжение и обеспечивает регулируемое
выходное напряжение. Аккумулятор остается сбалансированным, обеспечивая надлежащий заряд
цикла и максимальное время автономной работы.Повышающие преобразователи постоянного тока
Повышающие преобразователи постоянного тока в постоянный называются повышающими преобразователями. Типичный пример
быть преобразователем 12 вольт в 24 вольта, имеющим диапазон входного напряжения постоянного тока от 11 до 15
вольт постоянного тока и выход 24 вольта постоянного тока (VDC) при, скажем, 5 ампер (максимум).Приложение
может быть частью военного оборудования, предназначенного для 24-вольтовой системы, используемой в
система на 12 вольт.Изолированные и неизолированные преобразователи
Неизолированные преобразователи имеют общий минус и обычно очень подходят для
типичное электронное приложение (радио, стереосистема, сонар и т. д.). Определенная безопасность
требованиям или опасным приложениям может потребоваться изоляция входа и выхода. То
изолированные преобразователи соответственно дороже, чем неизолированные типы.Размер преобразователя
Преобразователи постоянного тока рассчитаны на мощность в ваттах, а некоторые также имеют рейтинг перенапряжения.
Большинство устройств, используемых в приложениях постоянного тока, указывают свое потребление в ваттах или амперах. Устройства
с двигателями или компрессорами или с использованием конденсаторных пусковых цепей может потребоваться перенапряжение
учет мощности. Большая часть электроники (радио, DVD, сонар, GPS и т. д.) не будет.
Для преобразования ватт в ампер можно использовать следующие основные электрические формулы:P = E x I Мощность = Вольты, умноженные на ток
или
Ватт = Вольты x Ампер
Ампер = Ватт/Вольт
Вольт = Ватт/АмперИтак, зная любые два приведенных выше значения, можно вычислить третье.В качестве примера у вас есть
стереосистема мощностью 60 Вт, рассчитанная на 12-вольтовую систему.