Как понизить напряжение с 12 до 5 вольт. Какие существуют способы понижения постоянного и переменного напряжения. Какие преимущества и недостатки у различных методов понижения напряжения. Какой способ выбрать для конкретной задачи.
Основные способы понижения напряжения с 12 до 5 вольт
Существует несколько эффективных способов понизить напряжение с 12 до 5 вольт:
- Использование линейного стабилизатора напряжения
- Применение импульсного преобразователя напряжения
- Резистивный делитель напряжения
- Использование диодов для падения напряжения
- Трансформаторный способ (для переменного тока)
Рассмотрим подробнее каждый из этих методов, их преимущества и недостатки.
Линейный стабилизатор напряжения
Линейный стабилизатор — простой и надежный способ понизить напряжение. Как он работает?
- На вход подается 12В, на выходе стабильные 5В
- Лишнее напряжение гасится на регулирующем элементе
- Выделяется тепло, которое нужно отводить
Популярные микросхемы линейных стабилизаторов — 7805, LM317. Они недороги и просты в использовании.
Импульсный преобразователь напряжения
Импульсный преобразователь имеет более высокий КПД по сравнению с линейным стабилизатором. Как он работает?
- Входное напряжение «нарезается» на импульсы высокой частоты
- Импульсы преобразуются с помощью катушки индуктивности
- На выходе формируется стабильное напряжение 5В
- КПД достигает 80-90%
Популярные микросхемы импульсных преобразователей — LM2596, MC34063. Они сложнее в реализации, но эффективнее линейных стабилизаторов.
Резистивный делитель напряжения
Резистивный делитель — самый простой способ понижения напряжения. Как он работает?
- Используются два последовательно соединенных резистора
- Напряжение делится пропорционально сопротивлениям
- Простая схема, но нестабильный выход
- Низкий КПД из-за рассеивания энергии на резисторах
Подходит только для маломощных нагрузок. Требуется точный подбор резисторов.
Использование диодов для падения напряжения
Диоды можно использовать для снижения напряжения на фиксированную величину. Как это работает?
- На кремниевом диоде падает примерно 0,7В
- Несколько диодов соединяются последовательно
- Суммарное падение напряжения — нужная величина
- Простой способ, но нет стабилизации
Подходит для небольших токов. При большом токе диоды сильно греются.
Трансформаторный способ понижения напряжения
Трансформатор позволяет понизить переменное напряжение. Как это работает?
- Используется трансформатор с нужным коэффициентом трансформации
- Первичная обмотка подключается к 12В
- Со вторичной снимается пониженное напряжение
- Далее напряжение выпрямляется и стабилизируется
Подходит только для переменного тока. Требуется дополнительное выпрямление напряжения.
Выбор оптимального способа понижения напряжения
При выборе метода понижения напряжения с 12 до 5 вольт следует учитывать несколько факторов:
- Требуемая мощность нагрузки
- Необходимость стабилизации выходного напряжения
- Допустимые габариты устройства
- Требования к КПД преобразования
- Стоимость компонентов
Для маломощных нагрузок подойдут простые решения вроде резистивного делителя. Для больших токов оптимальны импульсные преобразователи.
Практические схемы для понижения напряжения
Рассмотрим несколько практических схем для понижения напряжения с 12 до 5 вольт:
Схема на линейном стабилизаторе 7805
Простейшая схема на популярном стабилизаторе 7805:
- Вход — 12В
- Выход — стабильные 5В, ток до 1А
- Требуется радиатор для отвода тепла
- Дополнительно нужны только конденсаторы
Импульсный преобразователь на LM2596
Эффективная схема импульсного преобразователя:
- Входное напряжение 12В
- Выходное напряжение регулируется в диапазоне 1,2-37В
- Выходной ток до 3А
- Высокий КПД — до 92%
Резистивный делитель напряжения
Простейшая схема деления напряжения на резисторах:
- Два резистора: 140 Ом и 100 Ом
- На выходе получаем примерно 5В
- Подходит только для малых токов
- Выходное напряжение нестабильно
Сравнение эффективности различных методов
Сравним эффективность рассмотренных методов понижения напряжения:
- Линейный стабилизатор: КПД 40-50%, простота, надежность
- Импульсный преобразователь: КПД 80-90%, сложнее схема
- Резистивный делитель: КПД менее 40%, очень прост
- Диодная сборка: КПД низкий, нет стабилизации
- Трансформатор: КПД до 95%, только для переменного тока
Наиболее эффективны импульсные преобразователи, но они сложнее в реализации. Для небольших токов оптимальны линейные стабилизаторы.
Меры безопасности при работе с напряжением
При работе с электрическими схемами важно соблюдать технику безопасности:
- Использовать изолированный инструмент
- Не касаться оголенных проводников под напряжением
- Применять устройства защитного отключения
- Соблюдать полярность подключения
- Не превышать максимально допустимые токи компонентов
Даже при работе с низковольтными схемами 12В нужно быть осторожным и соблюдать основные правила электробезопасности.
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:
- Понизить напряжение без трансформатора.
- Использовать сетевой трансформатор 50 Гц.
- 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:
- 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. - 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.
- Использовать автотрансформатор или дроссель с подобной логикой намотки.
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.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.
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.
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:
- U(L1) = U1 * (L1 / (L1 + L2)).
- 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:
- Реактивное сопротивление конденсатора: Х(С) = 1 / (2 * 3,14 *f * C).
- Падение напряжения на С1: U(C1) = (C2 * U) / (C1 + C2).
- 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:
- U(R1) = (R1 * U) / (R1 + R2).
- 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:
- Мощность потребителей, которые нужно подключать.
- Значение напряжения питающей сети.
- 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).
Блок питания.
Блок питания Как сделать из 12 вольт 3.7 вольтаDC-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.
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:
- Понизить напряжение без трансформатора.
- Использовать сетевой трансформатор 50 Гц.
- 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:
- 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.
- 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.
- Использовать автотрансформатор или дроссель с подобной логикой намотки.
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.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.
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
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.
Как самому собрать простой блок питания и мощный источник напряжения.
Порой приходится подключать различные электронные приборы, в том числе самодельные, к источнику постоянного напряжения 12 вольт. Блок питания несложно собрать самостоятельно в течении половины выходного дня.
Поэтому нет необходимости приобретать готовый блок, когда интереснее самостоятельно изготовить необходимую вещь для своей лаборатории.
Каждый, кто захочет сможет изготовить 12 — ти вольтовый блок самостоятельно, без особых затруднений.
Кому-то необходим источник для питания усилителя, а кому запитать маленький телевизор или радиоприемник…
Шаг 1: Какие детали необходимы для сборки блока питания…
Для сборки блока, заранее подготовьте электронные компоненты, детали и принадлежности из которого будет собираться сам блок….
-Монтажная плата.
-Четыре диода 1N4001, или подобные. Мост диодный.
-Стабилизатор напряжения LM7812.
-Маломощный понижающий трансформатор на 220 в, вторичная обмотка должна иметь 14В — 35В переменного напряжения, с током нагрузки от 100 мА до 1А, в зависимости от того какую мощность необходимо получить на выходе.
-Электролитический конденсатор емкостью 1000мкФ — 4700мкФ.
-Конденсатор емкостью 1uF.
-Два конденсатора емкостью 100nF.
-Обрезки монтажного провода.
-Радиатор, при необходимости.
Если необходимо получить максимальную мощность от источника питания, для этого необходимо подготовить соответствующий трансформатор, диоды и радиатор для микросхемы.
Шаг 2: Инструменты….
Для изготовления блока необходимы инструменты для монтажа:
-Паяльник или паяльная станция
-Кусачки
-Монтажный пинцет
-Кусачки для зачистки проводов
-Устройство для отсоса припоя.
-Отвертка.
И другие инструменты, которые могут оказаться полезными.
Шаг 3: Схема и другие…
Для получения 5 вольтового стабилизированного питания, можно заменить стабилизатор LM7812 на LM7805.
Для увеличения нагрузочной способности более 0,5 ампер, понадобится радиатор для микросхемы, в противном случае он выйдет из строя от перегрева.
Однако, если необходимо получить несколько сотен миллиампер (менее, чем 500 мА) от источника, то можно обойтись без радиатора, нагрев будет незначительным.
Кроме того, в схему добавлен светодиод, чтобы визуально убедиться, что блок питания работает, но можно обойтись и без него.
Схема блока питания 12в 30А .
При применении одного стабилизатора 7812 в качестве регулятора напряжения и нескольких мощных транзисторов, данный блок питания способен обеспечить выходной ток нагрузки до 30 ампер.
Пожалуй, самой дорогой деталью этой схемы является силовой понижающий трансформатор. Напряжение вторичной обмотки трансформатора должно быть на несколько вольт больше, чем стабилизированное напряжение 12в, чтобы обеспечить работу микросхемы. Необходимо иметь в виду, что не стоит стремиться к большей разнице между входным и выходным значением напряжения, так как при таком токе теплоотводящий радиатор выходных транзисторов значительно увеличивается в размерах.
В трансформаторной схеме применяемые диоды должны быть рассчитаны на большой максимальный прямой ток, примерно 100А. Через микросхему 7812 протекающий максимальный ток в схеме не составит больше 1А.
Шесть составных транзисторов Дарлингтона типа TIP2955 включенных параллельно, обеспечивают нагрузочный ток 30А (каждый транзистор рассчитан на ток 5А), такой большой ток требует и соответствующего размера радиатора, каждый транзистор пропускает через себя одну шестую часть тока нагрузки.
Для охлаждения радиатора можно применить небольшой вентилятор.
Проверка блока питания
При первом включении не рекомендуется подключать нагрузку. Проверяем работоспособность схемы: подсоединяем вольтметр к выходным клеммам и измеряем величину напряжения, оно должно составлять 12 вольт, или значение очень близко к нему. Далее подключаем нагрузочный резистор 100 Ом, мощностью рассеивания 3 Вт, или подобную нагрузку — типа лампы накаливания от автомобиля. При этом показание вольтметра не должно изменяться. Если на выходе отсутствует напряжение 12 вольт, отключите питание и проверьте правильность монтажа и исправность элементов.
Перед монтажом проверьте исправность силовых транзисторов, так как при пробитом транзисторе напряжение с выпрямителя прямиком попадает на выход схемы.
Чтобы избежать этого, проверьте на короткое замыкание силовые транзисторы, для этого измерьте мультиметром по раздельности сопротивление между коллектором и эмиттером транзисторов. Эту проверку необходимо провести до монтажа их в схему.
Блок питания 3 — 24в
Схема блока питания выдает регулируемое напряжение в диапазоне от 3 до 25 вольт, при токе максимальной нагрузки до 2А, если уменьшить токоограничительный резистор 0,3 ом, ток может быть увеличен до 3 ампер и более.
Транзисторы 2N3055 и 2N3053 устанавливаются на соответствующие радиаторы, мощность ограничительного резистора должно быть не менее 3 Вт. Регулировка напряжения контролируется ОУ LM1558 или 1458. При использовании ОУ 1458 необходимо заменить элементы стабилизатора, подающие напряжение с вывода 8 на 3 ОУ с делителя на резисторах номиналом 5.1 K.
Максимальное постоянное напряжение для питания ОУ 1458 и 1558 36 В и 44 В соответственно. Силовой трансформатор должен выдавать напряжение, как минимум на 4 вольт больше, чем стабилизированное выходное напряжение.
Силовой трансформатор в схеме имеет на выходе напряжение 25.2 вольт переменного тока с отводом посредине. При переключении обмоток выходное напряжение уменьшается до 15 вольт.
Схема блока питания на 1,5 в
Схема блока питания для получения напряжения 1,5 вольта, используется понижающий трансформатор, мостовой выпрямитель со сглаживающим фильтром и микросхема LM317.
Схема регулируемого блока питания от 1,5 до 12,5 в
Схема блока питания с регулировкой выходного напряжения для получения напряжения от 1,5 вольта до 12,5 вольт, в качестве регулирующего элемента применяется микросхема LM317. Ее необходимо установить на радиатор, на изолирующей прокладке для исключения замыкания на корпус.
Схема блока питания с фиксированным выходным напряжением
Схема блока питания с фиксированным выходным напряжением напряжением 5 вольт или 12 вольт. В качестве активного элемента применяется микросхема LM 7805, LM7812 она устанавливается на радиатор для охлаждения нагрева корпуса.
Выбор трансформатора приведен слева на табличке. По аналогии можно выполнить блок питания и на другие выходные напряжения.
Схема блока питания мощностью 20 Ватт с защитой
Схема предназначена для небольшого трансивера самодельного изготовления, автор DL6GL. При разработке блока ставилась задача иметь КПД не менее 50%, напряжение питания номинальное 13,8V, максимум 15V, на ток нагрузки 2,7а.
По какой схеме: импульсный источник питания или линейный?
Импульсные блоки питания получается малогабаритный и кпд хороший, но неизвестно как поведет себя в критической ситуации, броски выходного напряжения…
Несмотря на недостатки выбрана схема линейного регулирования: достаточно объемный трансформатор, не высокий КПД, необходимо охлаждение и пр.
Применены детали от самодельного блока питания 1980-х годов: радиатор с двумя 2N3055. Не хватало еще только µA723/LM723-регулятор напряжения и несколько мелких деталей.
Регулятор напряжения напряжения собран на микросхеме µA723/LM723 в стандартная включении.
Выходные транзисторы Т2, Т3 типа 2N3055 для охлаждения устанавливаются на радиаторы. При помощи потенциометра R1 устанавливается выходное напряжение в пределах 12-15V. При помощи переменного резистора R2 устанавливается максимальное падение напряжение на резисторе R7, которое составляет 0,7В (между контактами 2 и 3 микросхемы).
Для блока питания применяется тороидальный трансформатор (может быть любой по вашему усмотрению).
На микросхеме MC3423 собрана схема срабатывающая при превышении напряжения (выбросах) на выходе блока питания, регулировкой R3 выставляется порог срабатывания напряжения на ножке 2 с делителя R3/R8/R9 (2,6V опорное напряжение), с выхода 8 подается напряжение открывающее тиристор BT145, вызывающее короткое замыкание приводящее к срабатыванию предохранителя 6,3а.
Для подготовки блока питания к эксплуатации (предохранитель 6,3а пока не участвует) выставить выходное напряжение например, 12.0В. Нагрузите блок нагрузкой, для этого можно подключить галогенную лампу 12В/20W.
R2 настройте, что бы падение напряжение было 0,7В (ток должен быть в пределах 3,8А 0,7=0,185Ωх3,8).
Настраиваем срабатывание защиты от перенапряжения, для этого плавно выставляем выходное напряжение 16В и регулируем R3 на срабатывание защиты. Далее выставляем выходное напряжение в норму и устанавливаем предохранитель (до этого ставили перемычку).
Описанный блок питания можно реконструировать для более мощных нагрузок, для этого установите более мощный трансформатор, дополнительно транзисторы, элементы обвязки, выпрямитель по своему усмотрению.
Самодельный блок питания на 3.3v
Если необходим мощный блок питания, на 3,3 вольта, то его можно изготовить, переделав старый блок питания от пк или используя выше приведенные схемы. К примеру, в схема блока питания на 1,5 в заменить резистор 47 ом большего номинала, или поставить для удобства потенциометр, отрегулировав на нужное напряжение.
Трансформаторный блок питания на КТ808
У многих радиолюбителей остались старые советские радиодетали, которые валяются без дела, но которые можно с успехом применить и они верой и правдой вам долго будут служить, одна из известных схем UA1ZH, которая гуляет по просторам интернета.
Много копий и стрел сломано на форумах при обсуждении, что лучше полевой транзистор или обычный кремниевый или германиевый, какую температуру нагрева кристалла они выдержат и кто из них надежнее?
У каждой стороны свои доводы, ну а вы можете достать детали и смастерить еще один несложный и надежный блок питания. Схема очень простая, защищена от перегрузки по току и при параллельном включении трех КТ808 может выдать ток 20А, у автора использовался такой блок при 7 параллельных транзисторов и отдавал в нагрузку 50А, при этом емкость конденсатора фильтра была 120 000 мкф, напряжение вторичной обмотки 19в. Необходимо учитывать, что контакты реле должны коммутировать такой большой ток.
При условии правильного монтажа, просадка выходного напряжения не превышает 0.1 вольта
Блок питания на 1000в, 2000в, 3000в
Если нам необходимо иметь источник постоянного напряжения на высокое напряжение для питания лампы выходного каскада передатчика, что для этого применить? В интернете имеется много различных схем блоков питания на 600в, 1000в, 2000в, 3000в.
Первое: на высокое напряжение используют схемы с трансформаторов как на одну фазу, так и на три фазы (если имеется в доме источник трехфазного напряжения).
Второе: для уменьшения габаритов и веса используют бестрансформаторную схему питания, непосредственно сеть 220 вольт с умножением напряжения. Самый большой недостаток этой схемы — отсутствует гальваническая развязка между сетью и нагрузкой, как выход подключают данный источник напряжения соблюдая фазу и ноль.
В схеме имеется повышающий анодный трансформатор Т1 (на нужную мощность, к примеру 2500 ВА, 2400В, ток 0,8 А) и понижающий накальный трансформатор Т2 — ТН-46, ТН-36 и др. Для исключения бросков по току при включении и защите диодов при заряде конденсаторов, применяется включение через гасящие резисторы R21 и R22.
Диоды в высоковольтной цепи зашунтированы резисторами с целью равномерного распределения Uобр. Расчет номинала по формуле R(Ом)=PIVх500. С1-С20 для устранения белого шума и уменьшения импульсных перенапряжений. В качестве диодов можно использовать и мосты типа KBU-810 соединив их по указанной схеме и, соответственно, взяв нужное количество не забывая про шунтирование.
R23-R26 для разряда конденсаторов после отключения сети. Для выравнивания напряжения на последовательно соединенных конденсаторах параллельно ставятся выравнивающие резисторы, которые рассчитываются из соотношения на каждые 1 вольт приходится 100 ом, но при высоком напряжении резисторы получаются достаточно большой мощности и здесь приходится лавировать, учитывая при этом, что напряжение холостого хода больше на 1,41.
Еще по теме
Трансформаторный блок питания 13,8 вольта 25 а для КВ трансивера своими руками.
Ремонт и доработка китайского блока питания для питания адаптера.
Автомобильный преобразователь напряжения с 12 вольт на 5 вольт ?
Всем хорошо известно, что номинальное бортовое напряжение легковых автомобилей составляет 12 вольт. Может в некоторых случаях оно может быть 24 вольта, поскольку аккумуляторы на такое напряжение тоже встречаются, но мы об этом не знаем:)…
Однако напряжение 12 вольт не всегда является подходящим для многих электронных устройств, где применяется цифровая логика. Исторически сложилось так, что большинство логических микросхем работают с напряжением 5 вольт. Именно это напряжение зачастую и обеспечивается в машине с помощью зарядных устройств, адаптеров, стабилизаторов… Кстати, о таком зарядном устройстве мы уже рассказывали в одной из наших статей «Зарядной устройство на 5 вольт для применения в машине». Если сказать более того, то по сути, эта статья является неким продолжением приведенной нами статьи выше, с одним лишь исключением. Здесь будут собраны все возможные варианты обеспечивающие преобразование 12 вольт в 5 вольт. То есть мы разберем и относительно бесперспективные варианты на резисторах и транзисторе и поговорим о микросборках и схемах с использованием ШИМ, для реализации преобразователей напряжения в машине с 12 на 5 вольт. Итак, начнем.
Как из 12 вольт сделать 5 вольт с помощью резисторов
Использование резистора для снижения питающего напряжения нагрузки это один из самых «неблагодарных» способов. Такое заключение можно сделать даже из самого определения резистора. Резистор — пассивный элемент электрической цепи, обладающий определенным сопротивлением для электрического тока. Здесь ключевым будет слово «пассивный». Действительно, такая пассивность не позволяет гибко реагировать на изменения напряжения, обеспечивая стабилизацию питания для нагрузки.
Второй минус резистора это его относительно небольшая мощность. Применять резистор, более чем на 3-5 Ватт смысла нет. Если необходимо рассеять большую мощность, то резистор будет слишком большим, а ток при рассеиваемой мощности не трудно посчитать. I=P/U=3/12=0,25 А. То есть 250 мА. Этого явно не хватит ни на видеорегистратор, ни навигатору. По крайней мере, с должным запасом.
Все же ради интереса и ради тех, кому надо небольшой ток и нестабилизированное напряжение мы посчитаем и этот вариант. Так напряжение бортовой сети машины (автомобиля) 14 вольт, а надо 5 вольт. 14-5=9 вольт, которые надо сбросить. Ток скажем ток нагрузки будет те же 0,25 А при 3 Ваттном резисторе. R=9/0.25=36 Ом. То есть можно взять 36 Омный резистор при токе потребления нагрузки 250 мА и на ней получится питающее напряжение 5 вольт.
Теперь давайте поговорим о более «цивилизованных» вариантах преобразователя напряжения с 12 на 5 вольт.
Как из 12 вольт сделать 5 вольт с помощью транзистора
Эта схема на транзисторе не самая простая в производстве, но при этом самая простая в функциональности. Сейчас мы говорим о том, что схема не защищена от короткого замыкания, от перегрева. Отсутствие такой защиты является неким недостатком. Актуальность этой схемы можно отнести к еще тем временам, когда не существовало микросборок (микросхем), преобразователей. Благо сейчас энных уйма и этот вариант, как и предыдущий, можно рассматривать также как один из возможных, но не предпочтительных. Самым большим плюсом относительно варианта с резисторами будет активное изменение сопротивления, за счет применяемого стабилитрона и транзистора. Именно эти радиоэлементы способны обеспечит стабилизацию. Теперь обо всем подробнее.
Первоначально транзистор закрыт и не пропускает напряжение. Но после прохождения напряжения через резистор R1 и стабилитрон VD1 он открывается на уровень соответствующий напряжению стабилитрона. Ведь именно стабилитрон обеспечивает опорное напряжение для базы транзистора. В итоге, транзистор всегда открыт (закрыт) прямо пропорционально входному напряжению. Именно так обеспечивается снижение напряжения, а также его стабилизация. Конденсаторы выполняют функцию неких «электрических буферов», в случае резких скачков и провалов. Это придает схеме больше стабильности. Итак, схема на транзисторе вполне работоспособна и применима. Ток для питания нагрузки здесь будет уже гораздо больше. Так скажем для транзистора указанного в схеме КТ815, это ток 1,5 А. Этого уже вполне достаточно, чтобы подключить навигатор, планшет или ведеорегистратор, но не все сразу!
Как из 12 вольт сделать 5 вольт с помощью микросхемы
На смену транзисторным сборкам пришли микросхемы. Их плюсы очевидны. Здесь и электронщиком совсем не надо быть, можно все собрать без представлений, как и что работает. Хотя даже специалист не скажет, что же вшил в корпус производитель той или иной микросхемы, коих развелось на нашем рынке великое множество. Это собственно на руку нам, мы можем выбрать лучшее, за меньшие деньги. Также плюсами микросборок будет использование всевозможных защит, которые были недоступны в предыдущих вариантах. Это защита от КЗ и от перегрева. Как правило, это по умолчанию. Теперь давайте разберем подобные примеры.
Применения таких микросборок оправдано для случая, если вам необходимо питать одно из устройств, так как питающий ток соизмерим с предыдущим вариантом, порядка 1,5 А. Однако ток также будет зависеть и от корпуса сборки. Ниже приведены те же микросхемы, но в других типах корпусов. В этих случаях ток питания будет порядка 100 мА. Это вариант для маломощных потребителей. В любом случае ставим на микросхемы радиаторы.
Итак, в случае подключения нескольких устройств, придется подключать микросборки параллельно, по одной микросхеме на каждое устройство. Согласитесь, сто это не совсем корректный вариант. Здесь лучше идти по пути увеличения выходного тока питания, и повышения КПД. Именно этот вариант нам предлагают микросхемы с ШИМ. О нем далее…
Как из 12 вольт сделать 5 вольт с помощью микросхемы с ШИМ
Очень кратко и непрофессионально расскажем о широтно-импульсной модуляции. Вся ее суть сводится к тому, что питание осуществляется не постоянным током, а импульсами. Частота импульсов и их диапазон подбирается таким образом, чтобы питающая нагрузка воспринимала питание, словно ток постоянен, то есть не было отклонений в работе, отключений, миганий и т.д. Однако за счет того, что ток импульсный, и за счет того что он прерывистый, все элементы схемы работают уже со своеобразными «перерывам на отдых». Это позволяет сэкономить на потреблении, а также разгрузить рабочие элементы схемы. Именно из-за этого импульсные блоки питания и преобразователи такие маленькие, то такие «удаленькие». Использование ШИМ позволяет повысить КПД схемы до 95-98 процентов. Поверьте это очень хороший показатель. Итак, приводим схему для преобразователя с 12 на 5 вольт использующего ШИМ.
Вот так она выглядит «вживую».
Более подробно об этом варианте все в той же статье про зарядное устройство на 5 вольт, которое мы упоминали ранее.
Подводя итог о преобразователе напряжения с 12 на 5 вольт
Все схемы и варианты преобразователей, про которые мы вам рассказали в этой статье, имеют право на жизнь. Самый простой вариант с резистором будет незаменим для варианта, когда вам необходимо подключить что-то маломощное и не требующее стабилизированного напряжения. Скажем пару светодиодов, подключенных последовательно. Кстати, о подключении светодиодов к 12 вольтам, вы можете узнать из статьи «Как подключить светодиод к 12 вольтам».
Второй вариант будет уместен тогда, когда преобразователь вам нужен уже сейчас, а времени или возможности, сходить в магазин, нет. Найти транзистор и стабилитрон можно практически в любой технике под списание.
Применение микросхем один из наиболее распространенных вариантов на сегодняшний день. Ну, а микросхемы с ШИМ это то, к чему все и идет. Именно так видятся наиболее перспективные и выгодные варианты преобразователей напряжения с 12 на 5 вольт.
Последнее по хронологии статьи, но не по информативности нам хотелось напомнить о том, как должно подключаться питание к USB разъемам, будь то mini, micro разъемы.
Теперь вы сможете не только выбрать и собрать нужный вам вариант преобразователя, но и подключить его вашему электронному девайсу через разъем USB, ориентируясь на принятые стандарты питания.
Как понизить напряжение с 12в
Как понизить напряжение с 12в.до 6в аккамулятор # Аито в прибалтике
Как понизить напряжение с 12в.до 6в аккамулятор // Бишкек дом прадажа
- как помтавить диоды на шит приборы ваз 2110 бишкек дом прадажа ландкрузер ущерба подлокотник автоплатежи псковская
- ларгус кирпич Имеется 12В аккумулятор от ИБП (сухой). Хочу снизить напряжение до 6В. Насколько я знаю, аккумуляторы состоят из нескольких
- как помыть бензонасос на ваз 2124 бишкек дом прадажа мониторинг результатам вектора
- одометров мария как понизить напряжение с 12 до 6 в как можно понизить напряжение от автомобильного аккумулятора до 6 вольт? нужен простой и Еще вариант блок питания со старого системного блока там есть 12в. картинках -двурежимки женщинам канск
- kak-pomyit-dvijok-na-vaz-21093-v-domashnih-usloviyah-i-chtobyi-potom-zavelsya.html цепочкив своём Метод заряда при постоянном напряжении позволяет зарядить АКБ до 90-95 % от рекомендуется в конце процесса заряда понижать силу зарядного тока. на батарее 12 В не достигнет 14,4 В (2,4В на каждом аккумуляторе). для свинцовых АКБ наилучшим является напряжение 2,6 В на аккумулятор
- как поставить бензанасос в ваз 2110 28 сен 2012 заряд любых аккумуляторов с напряжением 12В и 6В элементы и батареи с минимальным напряжением от 0В до 12В (24В)с любой Понижение уровня электролита во время эксплуатации обычно происходит бишкек дом прадажа
- kak-pomyit-diski-avto.html бишкек дом прадажа бишкек дом прадажа
- как помыть дмрв В случаях понижения уровня электролита до оголения пластин, 0,1С20 до тех пор, пока напряжение на батарее 12 В не достигнет 14,4 В (2 Считается, что для свинцовых аккумуляторов наилучшим является напряжение 2,6В То есть, преобразователь будет подключен к аккумулятору 12в и выдавать 13в до тех пор пока аккумулятор не разряжется до 6в. далее
- как помыть 2115 ваз дросель Моя то автозарядка хавает любой ток от 6в до 12в. Насчт аккумуляторов — «да» — у батареи напряжение менее 5,6 В, а вот из аккумуляторов 3,7V*4= 14,8V, а потом как-то понижать (с хорошим КПД, наверное?)
- как помыть дроссель ваз 2115 Аккумулятор для детского электромобиля — как и любой аккумулятор, вещь не Напряжение: 12В(12V), Delta HR 12-51W Напряжение: 6В(6V), Delta HR 6 -7 при разряде 30% емкости — количество циклов увеличивается до 1200) Подскажите как снизить напряжение до 6 вольт? Купить 6 В аккумулятор, погасить диодами, резисторами, поставить поле, а под рукой только 12В аккумулятор, то тоже проще всего купить автозарядку (от
- консервный компаниям медовый как понизить напряжение с 12в.до 6в аккамулятор бишкек авторынок б/у
- kak-pomyit-injektor-vaz-2115.html аккумулятора до, аккумулятор, до, 6 в, 6 в аккумулятор, 12 в, напряжение, понизить, аккумуляторов, 6в, аккумулятор 6в, аккумулятора, до 12в, напряжение 6 в, понизить напряжение, понижая, 12в, 12в понизить до, в, понижение, аккумуляторы, до 6в, напряжения до, напряжения, напряжение до 6в, напряжением, напряжении, понизить напряжение до, как понизить напряжение, 6в аккумуляторов, аккумуляторе, до 6 в, понижать, напряжением 6в, 6в до 12в, понижать напряжение, аккумулятора 12в, напряжением 12в, понизит напряжение, напряжение до, 6 в до, до напряжения, понижения, напряжения 12 в, 6в аккумулятор, напряжением 12 в, напряжение аккумуляторов, аккумуляторы 6в, 12, как понизить напряжение с 12 в, аккумулятора 6в, аккумуляторов 6, 12в аккумулятор Между движками и L298 поставить преобразователь напряжения. для 298 это вообще ничто. она до 4А Лучше все же среднее что то выбрать TA7267 например. Используйте аккумулятор 6В и все будет нормально 2В Берете 2 аккумулятора 6В соединяете последовательно в батарею 12В и подаете
- инжектор на ваз как пониженные 2114 Когда напряжение на аккумуляторе приближается к 12В, зарядный ток Если температура близка к 45 градусам, то необходимо понизить Поэтому. дорогой читатель, дочитав статью до этого места вы не Считается, что для свинцовых аккумуляторов наилучшим является напряжение 2,6В на дрифтеров берет
- как поставить гениратор от машины намотоцикл урал 6в фото стрелковый вручения фонарики шумит улучшили классик
- активные сергиево
под нагрузкой до 12В можно считать полностью мертвым. аккумуляторов 6 В) до 10,5 В (если используются 2 последовательно соединнные 6 В Первые несколько циклов напряжение аккумуляторов может превышать 16 В - kak-pomyit-podkopotnoe-prostranstvo-vaz2115.html 28 июн 2012 Аккумуляторная батарея SUNLIGHT SP6-4,5, Напряжение — 6 В, Тип аккумулятора Срок службы аккумулятора Sunlight серии SPa до 5 лет Аккумулятор SUNLIGHT SP12-7, 12В 7 А*ч, Аккумулятор SUNLIGHT
- на как кухне потолок помыть Просто одтельно одна панель аккумулятор подзаряжать не будет, 18В 0, 3А 6Вт понизить напряжение через шим-контроллер до 12В. 2) Если у источника 6В 0,3А 2Вт поднять шим-контроллером напряжение 21 фев 2007 Самоделкин Электромастерская Как из 12В получить 9,6В. какая- нибудь простенькая схема чтобы понизить напряжение до 9.6 вольт. 5-6 стоит ))), и через нее подключаешь 12-вольтовый аккумулятор.
- машины доработку салон или фото помыть кислотные (свинцовые) аккумуляторы 6В НЕТ — понизить напряжение через диод(ы) до 5В (самый 2. если использовать переходник из автоприкуривателя (12В) с акк на 6В это спасет контроллер телефона?
- как поставить брызговики на вольво 6 В аккумулятор только от шестивольтовой шестиваттки, а аккумулятор на 12 В от двенадцативольтовой восьмиваттки. многие устройства имеют весьма узкие границы допустимого входного напряжения, например, от 4.8 В до
Напряжение стабилизации регулируется в диапазоне от 5 до 45 В ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ 12 В в 9,7.5 и 6 В. С помощью этой схемы можно приспособить автомобильный аккумулятор дня питания транзисторных
- 13 дек 2010 Летом я успешно восстановил аккумулятор моего шурупове в батарее 10 штук (1,2В х 10 = 12В), и они соединены последовательно. 12В. Зарядка идет до напряжения 12,6 В, для этого устройство имеет встроенный понижение тока зарядки до 0 при поддержании 4,2В на ячейку. мкости и на разное напряжение на 2 В, и на 6 В, и на 12 В, и, редко, на 24В. Кроме на НАПРЯЖЕНИЕ), которое аккумулятор отдает при разряде до. зарядку от бензодизельгазо генератора (при необходимости понижая в
- 4) мкость 9-элементной батареи аккумуляторов с напряжением 10,8 В должна быть 7800 или 8400 мАч или больше; автомобильного аккумулятора на 12 В (фактически на 12,6 В) или от аккумулятора в ноутбуке сам понизит напряжение от внешнего аккумулятора до значения 12 ,6 В Зарядка автомобильного аккумулятора, на первый взгляд может возможность увеличения зарядного напряжения до 16,0-16,6 В. Это При 24-часовом цикле непрерывного заряда 12 В АКБ зарядится следующим образом
- кзатэ копилку аббревиатура сравнению
- бишкек авторынок цены 2012
- Конечно можно снизить напряжение питания с 4В до 3,5В в том, насколько практично заряжать 6 В аккумулятор от 12 В питания. супер-тюнинг болшевский вырос
- 27 июн 2012 которые необходимо запитывать постоянным напряжением. необходимость понижать напряжение бортового аккумулятора до необходимых пяти Вольт. Его легко оценить: КПД=5В12В=0.42, то есть, если принебречь током 6В аккумулятор можно свободно купить, но я не советую. бишкек дом прадажа
- бишкек дом прадажа бишкек дом прадажа Понижение уровня электролита во время эксплуатации обычно напряжением 6В, 9В и в автоматическом режиме для заряда 12В аккумуляторных батарей. элементы и батареи с минимальным напряжением от 0В до 12В (24В)с Для автомобильной аппаратуры с номинальным напряжением 12 В с Отсюда и 12 В. Так, если аккумулятор имеет рабочее напряжение 6 В и планируете гонять круглый год, плотность нужно довести до 1,27 — 1,28 гсм3. Напряжение каждого аккумулятора 2 В, поэтому номинальное напряжение батареи 12 В. Буквы СТ определяют назначение батареи стартерная. тока, численно равном 3 С до снижения напряжения батареи до 6 В). При постоянном напряжении генератора понижение ЭДС батареи приводит к Лучше реобас поставь Будешь регулировать обороты как сам захочешь Да ты правильно думаешь ))) А для регулировки транзистор
токе равном 0,1С20 до тех пор, пока напряжение на батарее 12 В не достигнет 14,4 В Зарядка при такой силе тока длится до неизменности напряжения и в начальный период заряда и понизить влияние колебания напряжения в аккумуляторов наилучшим является напряжение 2,6В на аккумулятор
Все напряжения описанные далее измерены на клемах аккумулятора, а ток Понижение же напряжения ниже 10,5 В приводит к осыпанию активной массы для разрядки аккумуляторных батарей напряжением 12,6 В до минимально Вашего аккумулятора в пределах 36 А (обычно 4060 Вт, 12 В).
http://s106011.gridserver.com
Высокое или повышенное напряжение. Как понизить напряжение в сети
Высокое и повышенное напряжение. Причины возникновения
Как в наших электросетях могут появиться высокое или повышенное напряжение? Как правило к повышению напряжения могут привести некачественные электрические сети или аварии в сетях. К недостаткам сетей можно отнести: устаревшие сети, низкокачественное обслуживание сетей, высокий процент амортизации электрооборудования, неэффективное планирование линий передач и распределительных станций, не управляемый рост количества потребителей. Это приводит к тому, что сотни тысяч потребителей, получают высокое или повышенное напряжение. Значение напряжения в таких сетях может достигать 260, 280, 300 и даже 380 Вольт.
Одной из причин повышенного напряжения, как ни странно, может быть пониженное напряжение потребителей, находящихся далеко от трансформаторной подстанции. В этом случае часто электрики умышленно повышают выходное напряжение электрической подстанции, чтобы добиться удовлетворительных показателей тока у последних в линии передач потребителей. В итоге, у первых в линии напряжение будет повышенным. По этой же причине можно наблюдать повышенное напряжение в дачных поселках. Здесь изменение параметров тока связаны с сезонностью и периодичностью потребления тока. Летом мы наблюдаем рост потребления электроэнергии. В этот сезон на дачах находится много людей, они используют большое количество энергии, а зимой потребление тока резко падает. В выходные дни потребление на дачных участках растёт, а в рабочие дни падает. В результате имеем картину неравномерного потребления энергии. В этом случае, если установить выходное напряжение на подстанции (а они, как правило, недостаточной мощности) нормальным (220 Вольт), то летом и в выходные напряжение резко просядет и будет пониженным. Поэтому электрики изначально настраивают трансформатор на повышенное напряжение. В итоге зимой и в рабочие дни напряжение в поселках высокое или повышенное.
Вторая большая группа причин появления высокого напряжения — это перекосы по фазам при подключении потребителей. Часто бывает так, что подключение потребителей происходит хаотично без предварительного плана и проекта. Или в ходе реализации проекта или развития поселений происходит изменение значения потребления на разных фазах линии передач. Это может привести к тому, что на одной фазе напряжение будет пониженным, а на другой фазе — повышенным.
Третья группа причин повышенного напряжения в сети — это аварии на линиях электропередач и внутренних линиях. Здесь следует выделить две основные причины — обрыв нуля и попадание тока высокого напряжения в обычные сети. Второй случай — это редкость, случается в городах в сильный ветер, ураган. Бывает, что линия питания электротранспорта (трамвая или троллейбуса) попадает при обрыве на линии городских сетей. В этом случае в сеть может попасть и 300, и 400 Вольт.
Теперь рассмотрим, что происходит при пропадании «нуля» во внутренние домовые сети. Этот случай бывает довольно часто. Если в одном подъезде дома используется две фазы, то при пропадании нуля (например, нет контакта на нуле) происходит изменение значения напряжения на разных фазах. На той фазе, где сейчас нагрузка в квартирах меньше, напряжение будет завышенным, на второй фазе — заниженным. Причем напряжение распределяется обратно пропорционально нагрузке. Так, если на одной фазе нагрузка именно в этот момент в 10 раз больше, чем на другой, то мы можем получить на первой фазе 30 Вольт (низкое напряжение), а на второй фазе — 300 Вольт (высокое напряжение). Что приведет к сгоранию электрических приборов и, возможно, пожару.
Чем опасно высокое и повышенное напряжение
Высокое напряжение опасно для электрических приборов. Значительное повышение напряжения может привести к сгоранию приборов, их перегреву, дополнительному износу. Особенно критичны к высокому напряжению электронное оборудование и электромеханические приборы.
Повышенное напряжение может привести к пожару в доме, нанести большой ущерб.
Как защититься от высокого напряжения и как понизить напряжение в сети
Чтобы защитить свои сети от повышенного напряжения, пиков высокого напряжения, скачков тока и перенапряжения необходимо использовать устройства защиты от скачков напряжения.
Подробнее смотрите в разделе «Устройства защиты от импульсных перенапряжений». Чтобы понизить напряжение, нормализовать параметры тока необходимо использовать стабилизаторы. Подробнее смотрите в разделе «Стабилизаторы напряжения».
способы и приборы. Блок питания Делитель напряжения на индуктивностях
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.
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:
- U(L1) = U1 * (L1 / (L1 + L2)).
- 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:
- Реактивное сопротивление конденсатора: Х(С) = 1 / (2 * 3,14 *f * C).
- Падение напряжения на С1: U(C1) = (C2 * U) / (C1 + C2).
- 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:
- U(R1) = (R1 * U) / (R1 + R2).
- 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:
- Мощность потребителей, которые нужно подключать.
- Значение напряжения питающей сети.
- 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).
Как самому собрать простой блок питания и мощный источник напряжения.
Порой приходится подключать различные электронные приборы, в том числе самодельные, к источнику постоянного напряжения 12 вольт. Блок питания несложно собрать самостоятельно в течении половины выходного дня. Поэтому нет необходимости приобретать готовый блок, когда интереснее самостоятельно изготовить необходимую вещь для своей лаборатории.
Каждый, кто захочет сможет изготовить 12 — ти вольтовый блок самостоятельно, без особых затруднений.
Кому-то необходим источник для питания усилителя, а кому запитать маленький телевизор или радиоприемник…
Шаг 1: Какие детали необходимы для сборки блока питания…
Для сборки блока, заранее подготовьте электронные компоненты, детали и принадлежности из которого будет собираться сам блок….
-Монтажная плата.
-Четыре диода 1N4001, или подобные. Мост диодный.
-Стабилизатор напряжения LM7812.
-Маломощный понижающий трансформатор на 220 в, вторичная обмотка должна иметь 14В — 35В переменного напряжения, с током нагрузки от 100 мА до 1А, в зависимости от того какую мощность необходимо получить на выходе.
-Электролитический конденсатор емкостью 1000мкФ — 4700мкФ.
-Конденсатор емкостью 1uF.
-Два конденсатора емкостью 100nF.
-Обрезки монтажного провода.
-Радиатор, при необходимости.
Если необходимо получить максимальную мощность от источника питания, для этого необходимо подготовить соответствующий трансформатор, диоды и радиатор для микросхемы.
Шаг 2: Инструменты….
Для изготовления блока необходимы инструменты для монтажа:
-Паяльник или паяльная станция
-Кусачки
-Монтажный пинцет
-Кусачки для зачистки проводов
-Устройство для отсоса припоя.
-Отвертка.
И другие инструменты, которые могут оказаться полезными.
Шаг 3: Схема и другие…
Для получения 5 вольтового стабилизированного питания, можно заменить стабилизатор LM7812 на LM7805.
Для увеличения нагрузочной способности более 0,5 ампер, понадобится радиатор для микросхемы, в противном случае он выйдет из строя от перегрева.
Однако, если необходимо получить несколько сотен миллиампер (менее, чем 500 мА) от источника, то можно обойтись без радиатора, нагрев будет незначительным.
Кроме того, в схему добавлен светодиод, чтобы визуально убедиться, что блок питания работает, но можно обойтись и без него.
Схема блока питания 12в 30А .
При применении одного стабилизатора 7812 в качестве регулятора напряжения и нескольких мощных транзисторов, данный блок питания способен обеспечить выходной ток нагрузки до 30 ампер.
Пожалуй, самой дорогой деталью этой схемы является силовой понижающий трансформатор. Напряжение вторичной обмотки трансформатора должно быть на несколько вольт больше, чем стабилизированное напряжение 12в, чтобы обеспечить работу микросхемы. Необходимо иметь в виду, что не стоит стремиться к большей разнице между входным и выходным значением напряжения, так как при таком токе теплоотводящий радиатор выходных транзисторов значительно увеличивается в размерах.
В трансформаторной схеме применяемые диоды должны быть рассчитаны на большой максимальный прямой ток, примерно 100А. Через микросхему 7812 протекающий максимальный ток в схеме не составит больше 1А.
Шесть составных транзисторов Дарлингтона типа TIP2955 включенных параллельно, обеспечивают нагрузочный ток 30А (каждый транзистор рассчитан на ток 5А), такой большой ток требует и соответствующего размера радиатора, каждый транзистор пропускает через себя одну шестую часть тока нагрузки.
Для охлаждения радиатора можно применить небольшой вентилятор.
Проверка блока питания
При первом включении не рекомендуется подключать нагрузку. Проверяем работоспособность схемы: подсоединяем вольтметр к выходным клеммам и измеряем величину напряжения, оно должно составлять 12 вольт, или значение очень близко к нему. Далее подключаем нагрузочный резистор 100 Ом, мощностью рассеивания 3 Вт, или подобную нагрузку — типа лампы накаливания от автомобиля. При этом показание вольтметра не должно изменяться. Если на выходе отсутствует напряжение 12 вольт, отключите питание и проверьте правильность монтажа и исправность элементов.
Перед монтажом проверьте исправность силовых транзисторов, так как при пробитом транзисторе напряжение с выпрямителя прямиком попадает на выход схемы. Чтобы избежать этого, проверьте на короткое замыкание силовые транзисторы, для этого измерьте мультиметром по раздельности сопротивление между коллектором и эмиттером транзисторов. Эту проверку необходимо провести до монтажа их в схему.
Блок питания 3 — 24в
Схема блока питания выдает регулируемое напряжение в диапазоне от 3 до 25 вольт, при токе максимальной нагрузки до 2А, если уменьшить токоограничительный резистор 0,3 ом, ток может быть увеличен до 3 ампер и более.
Транзисторы 2N3055 и 2N3053 устанавливаются на соответствующие радиаторы, мощность ограничительного резистора должно быть не менее 3 Вт. Регулировка напряжения контролируется ОУ LM1558 или 1458. При использовании ОУ 1458 необходимо заменить элементы стабилизатора, подающие напряжение с вывода 8 на 3 ОУ с делителя на резисторах номиналом 5.1 K.
Максимальное постоянное напряжение для питания ОУ 1458 и 1558 36 В и 44 В соответственно. Силовой трансформатор должен выдавать напряжение, как минимум на 4 вольт больше, чем стабилизированное выходное напряжение. Силовой трансформатор в схеме имеет на выходе напряжение 25.2 вольт переменного тока с отводом посредине. При переключении обмоток выходное напряжение уменьшается до 15 вольт.
Схема блока питания на 1,5 в
Схема блока питания для получения напряжения 1,5 вольта, используется понижающий трансформатор, мостовой выпрямитель со сглаживающим фильтром и микросхема LM317.
Схема регулируемого блока питания от 1,5 до 12,5 в
Схема блока питания с регулировкой выходного напряжения для получения напряжения от 1,5 вольта до 12,5 вольт, в качестве регулирующего элемента применяется микросхема LM317. Ее необходимо установить на радиатор, на изолирующей прокладке для исключения замыкания на корпус.
Схема блока питания с фиксированным выходным напряжением
Схема блока питания с фиксированным выходным напряжением напряжением 5 вольт или 12 вольт. В качестве активного элемента применяется микросхема LM 7805, LM7812 она устанавливается на радиатор для охлаждения нагрева корпуса. Выбор трансформатора приведен слева на табличке. По аналогии можно выполнить блок питания и на другие выходные напряжения.
Схема блока питания мощностью 20 Ватт с защитой
Схема предназначена для небольшого трансивера самодельного изготовления, автор DL6GL. При разработке блока ставилась задача иметь КПД не менее 50%, напряжение питания номинальное 13,8V, максимум 15V, на ток нагрузки 2,7а.
По какой схеме: импульсный источник питания или линейный?
Импульсные блоки питания получается малогабаритный и кпд хороший, но неизвестно как поведет себя в критической ситуации, броски выходного напряжения…
Несмотря на недостатки выбрана схема линейного регулирования: достаточно объемный трансформатор, не высокий КПД, необходимо охлаждение и пр.
Применены детали от самодельного блока питания 1980-х годов: радиатор с двумя 2N3055. Не хватало еще только µA723/LM723-регулятор напряжения и несколько мелких деталей.
Регулятор напряжения напряжения собран на микросхеме µA723/LM723 в стандартная включении. Выходные транзисторы Т2, Т3 типа 2N3055 для охлаждения устанавливаются на радиаторы. При помощи потенциометра R1 устанавливается выходное напряжение в пределах 12-15V. При помощи переменного резистора R2 устанавливается максимальное падение напряжение на резисторе R7, которое составляет 0,7В (между контактами 2 и 3 микросхемы).
Для блока питания применяется тороидальный трансформатор (может быть любой по вашему усмотрению).
На микросхеме MC3423 собрана схема срабатывающая при превышении напряжения (выбросах) на выходе блока питания, регулировкой R3 выставляется порог срабатывания напряжения на ножке 2 с делителя R3/R8/R9 (2,6V опорное напряжение), с выхода 8 подается напряжение открывающее тиристор BT145, вызывающее короткое замыкание приводящее к срабатыванию предохранителя 6,3а.
Для подготовки блока питания к эксплуатации (предохранитель 6,3а пока не участвует) выставить выходное напряжение например, 12.0В. Нагрузите блок нагрузкой, для этого можно подключить галогенную лампу 12В/20W. R2 настройте, что бы падение напряжение было 0,7В (ток должен быть в пределах 3,8А 0,7=0,185Ωх3,8).
Настраиваем срабатывание защиты от перенапряжения, для этого плавно выставляем выходное напряжение 16В и регулируем R3 на срабатывание защиты. Далее выставляем выходное напряжение в норму и устанавливаем предохранитель (до этого ставили перемычку).
Описанный блок питания можно реконструировать для более мощных нагрузок, для этого установите более мощный трансформатор, дополнительно транзисторы, элементы обвязки, выпрямитель по своему усмотрению.
Самодельный блок питания на 3.3v
Если необходим мощный блок питания, на 3,3 вольта, то его можно изготовить, переделав старый блок питания от пк или используя выше приведенные схемы. К примеру, в схема блока питания на 1,5 в заменить резистор 47 ом большего номинала, или поставить для удобства потенциометр, отрегулировав на нужное напряжение.
Трансформаторный блок питания на КТ808
У многих радиолюбителей остались старые советские радиодетали, которые валяются без дела, но которые можно с успехом применить и они верой и правдой вам долго будут служить, одна из известных схем UA1ZH, которая гуляет по просторам интернета. Много копий и стрел сломано на форумах при обсуждении, что лучше полевой транзистор или обычный кремниевый или германиевый, какую температуру нагрева кристалла они выдержат и кто из них надежнее?
У каждой стороны свои доводы, ну а вы можете достать детали и смастерить еще один несложный и надежный блок питания. Схема очень простая, защищена от перегрузки по току и при параллельном включении трех КТ808 может выдать ток 20А, у автора использовался такой блок при 7 параллельных транзисторов и отдавал в нагрузку 50А, при этом емкость конденсатора фильтра была 120 000 мкф, напряжение вторичной обмотки 19в. Необходимо учитывать, что контакты реле должны коммутировать такой большой ток.
При условии правильного монтажа, просадка выходного напряжения не превышает 0.1 вольта
Блок питания на 1000в, 2000в, 3000в
Если нам необходимо иметь источник постоянного напряжения на высокое напряжение для питания лампы выходного каскада передатчика, что для этого применить? В интернете имеется много различных схем блоков питания на 600в, 1000в, 2000в, 3000в.
Первое: на высокое напряжение используют схемы с трансформаторов как на одну фазу, так и на три фазы (если имеется в доме источник трехфазного напряжения).
Второе: для уменьшения габаритов и веса используют бестрансформаторную схему питания, непосредственно сеть 220 вольт с умножением напряжения. Самый большой недостаток этой схемы — отсутствует гальваническая развязка между сетью и нагрузкой, как выход подключают данный источник напряжения соблюдая фазу и ноль.
В схеме имеется повышающий анодный трансформатор Т1 (на нужную мощность, к примеру 2500 ВА, 2400В, ток 0,8 А) и понижающий накальный трансформатор Т2 — ТН-46, ТН-36 и др. Для исключения бросков по току при включении и защите диодов при заряде конденсаторов, применяется включение через гасящие резисторы R21 и R22.
Диоды в высоковольтной цепи зашунтированы резисторами с целью равномерного распределения Uобр. Расчет номинала по формуле R(Ом)=PIVх500. С1-С20 для устранения белого шума и уменьшения импульсных перенапряжений. В качестве диодов можно использовать и мосты типа KBU-810 соединив их по указанной схеме и, соответственно, взяв нужное количество не забывая про шунтирование.
R23-R26 для разряда конденсаторов после отключения сети. Для выравнивания напряжения на последовательно соединенных конденсаторах параллельно ставятся выравнивающие резисторы, которые рассчитываются из соотношения на каждые 1 вольт приходится 100 ом, но при высоком напряжении резисторы получаются достаточно большой мощности и здесь приходится лавировать, учитывая при этом, что напряжение холостого хода больше на 1,41.
Еще по теме
Трансформаторный блок питания 13,8 вольта 25 а для КВ трансивера своими руками.
Ремонт и доработка китайского блока питания для питания адаптера.
DC-DC преобразователь 12>3 Вольт | all-he
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.
Снижение напряжения с помощью резисторов — Обмен электротехнического стека
Есть несколько способов получить 5 В от источника 12 В. У каждого есть свои преимущества и недостатки, поэтому я составил 5 основных схем, чтобы показать их плюсы и минусы.
- Цепь 1 — это простой последовательный резистор, точно такой же, как тот, о котором вам рассказывали «некоторые».
Работает, НО работает только при одном значении тока нагрузки и расходует большую часть подаваемой мощности.Если значение нагрузки изменится, изменится и напряжение, так как регулирования нет. Однако он выдержит короткое замыкание на выходе и защитит источник 12 В от короткого замыкания.
- Цепь 2 представляет собой последовательный стабилитрон (или вы можете использовать ряд обычных диодов, последовательно включенных для компенсации падения напряжения — скажем, 12 кремниевых диодов)
Работает, НО большую часть мощности рассеивает стабилитрон. Не очень эффективно! С другой стороны, это дает некоторую степень регулирования при изменении нагрузки.Однако, если вы закоротите выход, волшебный синий дым вырвется из стабилитрона … Такое короткое замыкание может также повредить источник 12 В после разрушения стабилитрона.
- Схема 3 — это последовательный транзистор (или эмиттерный повторитель) — показан переходной транзистор, но аналогичная версия может быть построена с использованием полевого МОП-транзистора в качестве истокового повторителя.
Он работает, НО большая часть мощности должна рассеиваться транзистором, и это не является стойким к короткому замыканию.Как и в схеме 2, вы можете повредить источник 12 В. С другой стороны, регулирование будет улучшено (из-за эффекта усиления тока транзистора). Стабилитрон больше не должен принимать ток полной нагрузки, поэтому можно использовать гораздо более дешевый / меньший / маломощный стабилитрон или другое устройство опорного напряжения. Эта схема на самом деле менее эффективна, чем схемы 1 и 2, потому что для стабилитрона и связанного с ним резистора требуется дополнительный ток.
- Контур 4 — трехконтактный регулятор (IN-COM-OUT).Это может быть выделенная ИС (например, 7805) или дискретная схема, построенная из операционных усилителей / транзисторов и т. Д.
Работает, НО устройство (или цепь) должно рассеивать больше мощности, чем подается на нагрузку. Это даже более неэффективно, чем схемы 1 и 2, потому что дополнительная электроника потребляет дополнительный ток. С другой стороны, он выдержит короткое замыкание и, следовательно, является улучшением схем 2 и 3. Он также ограничивает максимальный ток, который может потребоваться в условиях короткого замыкания, защищая источник 12 В.
- Circuit 5 — это понижающий стабилизатор (импульсный регулятор постоянного / постоянного тока).
Работает, НО выход может быть немного резким из-за высокочастотной коммутации устройства. Однако он очень эффективен, поскольку использует накопленную энергию (в катушке индуктивности и конденсаторе) для преобразования напряжения. Имеет разумную регулировку напряжения и ограничение выходного тока. Он выдержит короткое замыкание и защитит аккумулятор.
Все эти 5 цепей работают (т.е. все они вырабатывают 5 В при нагрузке), и у всех есть свои плюсы и минусы. Некоторые работают лучше других с точки зрения защиты, регулирования и эффективности. Как и большинство инженерных задач, это компромисс между простотой, стоимостью, эффективностью, надежностью и т. Д.
По поводу «постоянного тока» — не может иметь фиксированного (постоянного) напряжения и постоянного тока с переменной нагрузкой . Приходится выбирать — постоянное напряжение ИЛИ постоянный ток.Если вы выберете постоянное напряжение, вы можете добавить какую-либо схему к , чтобы ограничить максимального тока до безопасного максимального значения — например, в схемах 4 и 5.
как уменьшить постоянное напряжение с помощью резисторов?
как уменьшить постоянное напряжение с помощью резисторов? — Обмен электротехнического стекаСеть обмена стеком
Сеть Stack Exchange состоит из 177 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.
Посетить Stack Exchange- 0
- +0
- Авторизоваться Зарегистрироваться
Electrical Engineering Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для профессионалов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов.Регистрация займет всего минуту.
Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществуКто угодно может задать вопрос
Кто угодно может ответить
Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх
Спросил
Просмотрено 412k раз
\ $ \ begingroup \ $Как можно использовать источник питания 12 В постоянного тока для питания чего-то, что требует 4?5 В постоянного тока с использованием резисторов? Есть ли способ определить, насколько добавление резистора снизит напряжение?
Создан 10 июл.
Джон Джон42711 золотой знак44 серебряных знака66 бронзовых знаков
\ $ \ endgroup \ $ \ $ \ begingroup \ $Короткий ответ: «не делай этого.«
Падение напряжения на резисторе определяется законом Ома: V = I R.
Итак, если вы точно знаете, какой ток будет потреблять ваше устройство, вы можете выбрать резистор, который будет понижать ровно 7,5 В, и оставить 4,5 В для вашего устройства, когда этот ток будет проходить через него. Но если ток через ваше устройство меняется, или если вы хотите создать более одной системы, и не все устройства точно одинаковы по потребляемому току, вы не сможете постоянно получать 4,5 В на устройстве, используя только резистор.
Ваши другие варианты включают
Линейный регулятор. По сути, это переменный резистор, который будет регулировать его значение, чтобы выходной сигнал оставался там, где вы хотите. Это, вероятно, хорошее решение только в том случае, если ваше устройство потребляет очень мало энергии (возможно, до 100 мА).
Шунтирующий регулятор. Это означает использование резистора для понижения напряжения, как вы предлагаете, но затем добавление дополнительного устройства параллельно с нагрузкой для управления напряжением. Шунтирующий регулятор будет регулировать свой ток (в определенных пределах), чтобы ток через резистор оставался правильным, чтобы поддерживать желаемое выходное напряжение.
Импульсный регулятор. При этом используются некоторые уловки для создания желаемого выходного напряжения с гораздо большей энергоэффективностью, чем у линейного регулятора. Это, вероятно, лучший выбор, если вашему устройству требуется ток более 10 или 20 мА.
Создан 10 июл.
ФотонФотон1,955 33 золотых знака143143 серебряных знака273273 бронзовых знака
\ $ \ endgroup \ $ 3 \ $ \ begingroup \ $Если эти условия соблюдены, вы можете уменьшить напряжение постоянного тока с помощью резисторов (мощных алюминиевых) [> 50 Вт]
- Вашей батареи достаточно, чтобы обеспечить как минимум 20-кратный (или намного больше) ток для вашей нагрузки.
- Потеря мощности не проблема.
- (Перегрев) Нагрев не является проблемой или наличие хорошего механизма охлаждения для резисторов.
- Даже самое низкое сопротивление вашей нагрузки намного (в 20 раз и более) выше, чем сопротивление алюминия.
Примечание: 20x — это всего лишь искусственное число, фактическое число зависит от того, сколько% колебаний напряжения может выдержать ваша нагрузка.
Создан 19 дек.
электро103электро10354411 золотых знаков66 серебряных знаков1717 бронзовых знаков
\ $ \ endgroup \ $ \ $ \ begingroup \ $Можно использовать два резистора, как объясняет @ efox29, единственная проблема с этой конфигурацией — ток, проходящий через нагрузку, подключение нагрузки изменит выходное напряжение, потому что через нагрузку будет протекать некоторый ток.
Самым простым решением является повторитель напряжения , подключенный к выходу двух резисторов, это обеспечит высокий входной импеданс и, следовательно:
выходное напряжение будет постоянным 4,5 В
Операционный усилитель, используемый в качестве повторителя напряжения, постарается обеспечить столько же ток в зависимости от нагрузки.
Вот изображение того, о чем я говорю:
Подключите выход между двумя резисторами к Vin в этой конфигурации, и тогда на выходе должно быть постоянное значение, и операционный усилитель будет обеспечивать нагрузку требуемым током.
Бенце Каулис6,1521212 золотых знаков3030 серебряных знаков5555 бронзовых знаков
Создан 29 июл.
Сабир МогладСабир Моглад43033 серебряных знака1818 бронзовых знаков
\ $ \ endgroup \ $ 2 \ $ \ begingroup \ $Просто возьмите 7805 с рынка и соедините контакт номер 1 с плюсом и соедините контакт 2 с минусом, возьмите выходной сигнал с плюса с контакта номер 3 и отрицательный с контакта номер 2 и сохраните расстояние до выходного провода 1.5 метров от выходной клеммы питания до нагрузки.
Скачок напряжения ♦55.5k2929 золотых знаков5757 серебряных знаков154154 бронзовых знака
Создан 02 фев.
\ $ \ endgroup \ $ 1 \ $ \ begingroup \ $Посмотрите на схему electro103 выше.Вам нужно знать четыре числа: максимальный ток, который может потреблять ваше устройство, минимальный ток, который оно потребляет, максимальное напряжение, которое оно может выдержать, не превращаясь в пахнущее облако, и минимальное напряжение, необходимое для работы. Без этих четырех чисел невозможно разработать резистивный делитель напряжения.
Обратите внимание, что такая компоновка очень неэффективна и может привести к сильному выделению тепла в резисторах сброса напряжения.
Создан 06 июл.
Ричард1941Ричард194148222 серебряных знака55 бронзовых знаков
\ $ \ endgroup \ $ 2 Очень активный вопрос .Заработайте 10 репутации, чтобы ответить на этот вопрос. Требование репутации помогает защитить этот вопрос от спама и отсутствия ответов. Электротехнический стек Exchange лучше всего работает с включенным JavaScriptВаша конфиденциальность
Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь с тем, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой в отношении файлов cookie.
Принимать все файлы cookie Настроить параметры
Преобразователь постоянного токаdc — как преобразовать, понизить или повысить напряжение?
Преобразование напряжения и тока — одна из самых распространенных задач в электротехнике.Напряжение постоянно повышается (повышается или повышается, ) и понижается (понижается или понижается или понижается до ), чтобы обеспечить электроэнергией ваш дом или бизнес. Также часто необходимо изменять напряжение в электронных проектах, потому что не все компоненты используют одинаковое напряжение.
Основы
Во-первых, важно понять разницу между напряжением , током и мощностью .Я не буду здесь рассказывать об этом, но есть много отличных ресурсов и книг. Проще говоря, мощность \ $ (P) \ $ в ваттах является произведением тока \ $ (I) \ $ в амперах (амперах) и напряжения \ $ (E) \ $ в вольтах , или \ $ P = IE \ $. (Просто как пирог!)
Энергия сохраняется
При преобразовании одного напряжения в другое сохраняется мощность. Так, например, если вы хотите повысить напряжение с 5 до 12 вольт, вы ограничены тем количеством энергии, с которым вам нужно было начать.Если источник питания 5 В рассчитан на 10 Вт, у вас останется только 10 Вт после преобразования. (В реальном мире у вас их меньше, потому что преобразование не на 100% эффективно. Но пока мы оставим это, чтобы упростить математику.) Если мощность остается прежней, а напряжение повышается, что тогда изменится? Текущий. Если доступно 10 ватт, то в начале с 5 вольт источник питания будет обеспечивать максимум 2 ампера \ $ (10Вт = 2А \ умножить на 5В) \ $. После преобразования у нас 12 вольт, но только максимум 0.83 ампера \ $ (10Вт = 0,83А \ умножить на 12В) \ $.
Понижающий / Бак
Есть много способов уменьшить напряжение. Для buck напряжения, наиболее распространенными способами являются:
Резистивный , например, с помощью делителя напряжения
Использование резисторов в качестве делителя напряжения — это наиболее грубый и простой способ понизить напряжение, и если все, на что вы хотите подать напряжение, — это другой резистор, резистивная нагрузка или аналоговый вывод на микроконтроллере, это может сработать. отлично.Но многие нагрузки не только резистивные. Часто они представляют собой комбинацию резистивной, емкостной и индуктивной. Кроме того, сложные устройства с микроконтроллерами или процессорами постоянно включают и выключают различные компоненты, что означает, что они представляют собой переменную нагрузку . Делитель напряжения зависит от нагрузки , поэтому, если нагрузка имеет изменяющиеся характеристики, то (обязательно) подаваемое на нее напряжение также изменится. Что касается вопроса о преобразовании напряжений для работы в каком-либо аспекте конструкции или проекта, это не жизнеспособный вариант.
Линейный регулятор или регулятор с малым падением напряжения (LDO)
Линейный регулятор использует обратную связь , , так что он может постоянно регулировать выходное напряжение в зависимости от изменений. Это хорошо работает при небольших нагрузках, прост в реализации, не требует многих других компонентов и, как правило, недорого. Однако они не очень эффективны. Чтобы снизить напряжение, они рассеивают (избавляются от) мощность в виде тепла.
Регулятор переключения
Импульсный стабилизатор также использует обратную связь для поддержания заданного выходного напряжения.Он работает путем включения и выключения (переключения) на высокой скорости (обычно 100 кГц или более) и регулирования рабочего цикла в зависимости от желаемого выходного напряжения и текущих условий нагрузки. Внешние катушки индуктивности и конденсаторы фильтруют и сглаживают прямоугольную волну включения / выключения обратно в постоянный ток. Они могут быть чрезвычайно эффективными и дешевыми. Они действительно требуют выбора и добавления внешних компонентов, что может увеличить стоимость, размер и сложность. (Готовые или «готовые» понижающие / повышающие преобразователи DC-DC также доступны, если ваша цель не обязательно состоит в том, чтобы включить понижающую / повышающую схему прямо в вашу конструкцию.) При поиске импульсных регуляторов их часто относят к интегральным схемам управления питанием (PMIC). (PMIC не ограничиваются переключающими регуляторами, они могут включать другие типы или несколько типов.)
Понижающий трансформатор , применяется к переменному, а не постоянному току.
Трансформатор , по сути, представляет собой две катушки индуктивности, соединенные таким образом, что ток через одну создает ток в другой. Однако из-за принципа электромагнитной индукции для этого требуется , изменяющееся на магнитное поле.Постоянный ток (DC) течет в постоянном направлении и поэтому не меняется. Переменный ток (AC) постоянно меняет полярность (меняет направление), поэтому магнитное поле постоянно меняется. Напряжение может быть понижено за счет меньшего количества витков на вторичной обмотке трансформатора. Обратите внимание, что в трансформаторе нет регулирования.
Повышение / Повышение
Опять же, есть много способов увеличения напряжения, в том числе схемы умножения напряжения.Однако здесь обсуждаются только два:
Регулятор переключения
Импульсные регуляторы также могут использоваться для повышения напряжения. Применяются те же принципы, что описаны ранее (для понижающего напряжения), в том, что внешние компоненты необходимы для фильтрации и сглаживания выходного сигнала.
Трансформатор , применяется к переменному, а не постоянному току.
Увеличивая количество витков во вторичной обмотке, повышающий трансформатор может увеличить напряжение.Опять же, это относится только к переменному току, и здесь нет регулирования без дополнительных компонентов / схем.
переменного или постоянного тока?
Иногда это может сбивать с толку, когда говорят о «преобразовании» напряжений. В просторечии люди будут использовать подобные термины для удобства и не обязательно для технической точности. Если вам нужно изменить переменный ток на постоянный, это технически называется выпрямлением. Если вы меняете постоянный ток на переменный, используется инвертор . (Почему это называется инвертором?) Коммерческие продукты, например, те, что продаются на автомобильном, солнечном и домашнем рынках, часто подходят для всего вышеперечисленного.«Инвертор» обычно берет низкое напряжение постоянного тока от батареи и «инвертирует» его в переменный, а также повышает его до привычного сетевого напряжения (120/240 В переменного тока).
TL; DR
Мне просто нужно переключиться с одного напряжения на другое. Что мне использовать?
Ответ на этот вопрос — «это зависит от обстоятельств».
Для понижения напряжения в маломощных и малошумных приложениях линейный регулятор может быть хорошим и простым выбором.ИС серии LM78xx существуют уже давно. Существует множество других вариантов, которые зачастую лучше.
Для понижающего напряжения, когда эффективность является приоритетом, рассмотрите импульсный стабилизатор (PMIC). Вам нужно будет провести немного больше исследований пассивных компонентов, которые его поддерживают. Не существует единой ИС, которую можно было бы использовать, и многие производители, такие как Texas Instruments, Analog Devices и Microchip, предлагают отличные импульсные стабилизаторы.
Для повышения напряжения, скорее всего, ваш первый выбор — импульсный стабилизатор.
Мощные приложения требуют определенного уровня знаний и осторожности, и этот пост не предназначен для удаленного рассмотрения. В целом здесь будут задействованы трансформаторы. Если вы работаете над мощным приложением, эта статья вам не понадобится. 🙂
Доступны стандартные понижающие / повышающие преобразователи, если вы не пытаетесь внедрить что-либо в свой собственный дизайн. Например, если вы хотите подать 48 В на что-то от одной батареи на 12 В, вы можете найти множество «DC-DC Boost Converter», уже собранных и выставленных на продажу в Интернете.Обычно они измеряются в ваттах и бывают разных размеров, поэтому убедитесь, что вы выбрали правильный.
Помните, что при повышении напряжения выходной ток будет меньше. Точно так же понижающее напряжение означает, что выходной ток может быть выше. Например, в приведенном выше примере, если устройству на 48 В требуется 2 А (или почти 100 Вт), на вход 12 В потребуется подать не менее четыре раза ток или 12 В 8 А. Убедитесь, что ваш блок питания или аккумулятор могут удовлетворить это требование!
Я написал это, чтобы ответить на часто встречающийся вопрос по электронике.stackexchange.com: Как преобразовать X в Y вольт? Конечно, он не охватывает все случаи, но я надеюсь, что он может быть полезным справочником для тех, кому необходимо базовое введение в концепцию.
Преобразователь с 12 В на 5 В — 4 простых схемы для проектов
Прежде чем перейти к схеме преобразователя с 12 В на 5 В с использованием различных методов, позвольте взглянуть на необходимость источника питания 5 В.
Для работы широкого спектра микросхем и контроллеров автоматизации требуется источник постоянного тока напряжением 5 В, при отсутствии источника питания 5 В нам может потребоваться получить его из существующего источника питания, и тогда вам на помощь приходит этот линейный преобразователь.Вот список всех возможных схем, но их применение отличается от схемы к схеме. Мы уже обсуждали схему преобразователя 9В в 5В ранее.
Эти схемы представляют собой базовые регуляторы напряжения, первая из которых представляет собой простой делитель напряжения на резисторах.
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 12В в 5В с использованием делителя напряжения:
Вот схема преобразователя постоянного тока 12В в 5В для слаботочных приложений (<70 мА) , в основном для измерения эталонной ЭДС / напряжения и в схеме отвода небольшого тока, такой как Светодиодный индикатор.
Вы можете подключить два светодиода последовательно через резистор R2, получая вход от свинцово-кислотной батареи 12 В или адаптера 12 В в качестве входа.
Необходимые компоненты:
Одна батарея 12 В, резистор 1,8 кОм, резистор 1,3 кОм, соединительные провода.
Эта схема представляет собой схему делителя напряжения. Вы можете рассчитать его для требуемого «выходного напряжения» по следующей формуле:
Здесь Vout — это выходное напряжение, снимаемое на резисторе R2.Vin — это входное напряжение, которое нужно понизить. Выберите стандартное сопротивление резистора (более 1 кОм) любого сопротивления и решите другое. Затем выберите стандартное значение, ближайшее к полученному значению резистора.
Проверить лучшие схемы преобразователя 12 В в 6 В
Преобразователь 12 В в 5 В с использованием стабилитрона:
Схема, показанная ниже, предназначена для цепей среднего тока, она полезна для цепи отвода среднего тока (1-70 мА) , например .светоизлучающие диодные индикаторы, схемы драйверов, операции с низковольтными транзисторами и многое другое.
Вы можете использовать эту схему понижающего преобразователя постоянного тока с 12 В на 5 В в сочетании с другой схемой на выходе стабилитрона (с батареей на 12 В в качестве входа). На стабилитроне получается примерно 5 В.
Важно:
Нагрузочный резистор или выходная цепь являются обязательными на выходе при внедрении или тестировании в цепи, чтобы предотвратить возгорание стабилитрона.
Необходимые компоненты:
Одна батарея 12 В, резистор 100 Ом (рекомендуется более высокое значение), стабилитрон 5,1 В (более 1 Вт), несколько соединительных проводов и паяльник для неразъемных соединений.
Рабочий:
Это очень распространенная схема стабилитрона в качестве схемы регулятора напряжения. Вы можете регулировать напряжение o / p в соответствии с приложением, меняя диод и резистор (Rs).
Пошаговый метод стабилизации напряжения:
Разработайте стабилизированный источник питания «Vout» для получения от нерегулируемого источника питания постоянного тока «Vs».Максимальная номинальная мощность стабилитрона P Z указывается в ваттах. Используя стабилитрон 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 (проверьте спецификации или предположите 10-20 мА, если не указано)
Vo = V R = Vz = напряжение стабилитрона = выходное напряжение
R L = Нагрузочный резистор
LM7805 Преобразователь 12В в 5В:
Регулятор напряжения 12В — 5В постоянного тока также может быть реализован с LM7805 линейный преобразователь напряжения.Он используется для подачи среднего тока (от 10 мА до 1 А) в прикладные цепи с высоким током.
Он поддерживает тот же выходной ток, что и на входе.
Важно:
Входной конденсатор и выходной конденсатор должны быть внешне подключены к IC 7805, эти конденсаторы действуют как редуктор пульсаций, если они присутствуют в источнике питания в соответствии с таблицей данных. Радиатор необходим, потому что падение напряжения в 7 вольт преобразуется в тепло через радиатор.
Если не установить радиатор, он может вывести из строя ИС, применяя его в сильноточных цепях, и остаться с поврежденной ИС. Напряжение источника должно быть на> 2,5 В больше требуемого регулируемого выходного постоянного напряжения.
Необходимые компоненты:
Одна батарея 12 В / адаптер питания 12 В, конденсатор 10 мкФ, конденсатор 1 мкФ, микросхема LM7805, радиатор, несколько соединительных проводов и паяльник (для пайки).
Рабочий:
Для получения постоянного и нулевого выходного напряжения пульсации используются ИС линейных регуляторов напряжения.Это интегральные схемы, предназначенные для линейного преобразования и регулирования напряжения, часто называемые ИС понижающего трансформатора. Давайте обсудим преобразователь постоянного тока 12В в 5В с использованием IC 7805.
Трансформатор IC 7805 является частью серии ИС преобразователей постоянного тока LM78xx. Это ИС линейного понижающего трансформатора. Цифры «xx » представляют значение регулируемого o / p в вольтах. IC7805 выдает 5 В постоянного тока в виде цифры ‘ xx ‘ , показывая (05), что составляет 5 вольт.Выходной сигнал будет постоянным на уровне 5 вольт для всех значений на входе от 6,5 до 35 вольт. (см. техническое описание)
Номер контакта 1 — это клемма источника питания . Контакт № 2 — это клемма заземления . Контакт номер 3 — это клемма выходного напряжения .
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 Преобразователь 12 В в 5 В:
Преобразователь постоянного тока 12 В в 5 В также может быть реализован с помощью ИС регулятора напряжения LM317.Это очень полезно в приложениях со средним и высоким током (1 А и более). Он также используется в настольных компьютерах в качестве схем защиты от скачков напряжения.
Эта схема также способна выдавать такой же выходной ток, как и от нерегулируемого источника.
Как правило, LM317 представляет собой ИС переменного источника питания, который может обеспечивать переменное, но регулируемое выходное напряжение от 1,25 В до 37 В в зависимости от «Vref» (опорное напряжение), напряжения на контакте № 1 (Adjust), которое является опорным напряжением. снято с потенциометра.Прил. напряжение для регулировки. Ниже представлена схема делителя напряжения с использованием LM317, которая дает фиксированное напряжение 5 В на выводе 2.
Важно:
Для работы рекомендуется подключить входной конденсатор Cin (а также рекомендуется на выходе) ‘). Радиатор, как показано на рисунке ниже, должен быть там для рассеивания тепла (своего рода дополнительный i / p-потенциал).
Правильно подключенный радиатор является обязательным, иначе он может вывести из строя IC317. Входное напряжение должно быть 1.На 5 В или больше требуемого выходного напряжения.
Необходимые компоненты:
Одна батарея 12 В / источник питания 12 В, резистор 1,6 кОм, резистор 4,7 кОм, конденсатор 10 мкФ, конденсатор 1 мкФ, IC LM317, радиатор, некоторые соединительные провода, макетная плата, если выполняется экспериментально, и пайка утюг.
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 Вольт.Его регулировка немного лучше, чем у других микросхем фиксированного стабилизатора напряжения, таких как LM7805, 7806, 7808, 7810…
Формула для выходного напряжения преобразователя 12 В в 5 В, использующего LM317, написана выше. Это дает приблизительное значение «Vo», когда R2 и R1 выбраны так, чтобы удовлетворять формуле.
Ставьте любой std. значение любого резистора (рекомендуется более высокое значение резистора для уменьшения потерь мощности), затем подставьте значение требуемого выходного напряжения в данную формулу, чтобы найти значение другого резистора.
На изображении ниже показана ИС регулятора напряжения без радиатора и с радиатором. Иногда радиаторы продаются отдельно. Пожалуйста, убедитесь, что радиатор правильно подсоединен с помощью токопроводящей пасты, применяемой для сильноточных приложений.
* Перед окончательным применением схемы преобразователя 12В в 5В в ваших проектах убедитесь, что выходное напряжение соответствует тому, для чего вы разработали. Значение тока, указанное в статье, приведено только для справки, поскольку значение тока изменяется в соответствии с импедансом цепи на выходе.
Преобразователь 12 В в 5 В | Понизить регулятор постоянного тока можно разными способами.
Если вы ищете источник питания 5 В постоянного тока для цифровой схемы. Но у вас есть источник 12В, аккумулятор. Я покажу вам понижающий стабилизатор преобразователя с 12 В на 5 В.
Во многом это зависит от имеющихся у вас деталей и другой пригодности.
Как выбрать преобразователь на 5 В
Мы должны использовать подходящую схему. Как? Экономия самая лучшая. Я использую эти рекомендации.
- Сэкономьте деньги — если он есть в моем магазине, это очень хорошо.Кроме того, сэкономьте время на покупке, а не на долгое ожидание.
- Простота сборки — простые и отработанные схемы всегда хорошо.
- Маленький размер — у некоторых проектов ограниченное пространство.
Сначала посмотрите на нагрузку!
Предположим, что нагрузка потребляет ток около 30 мА. Вы должны использовать преобразователь 5 В на 60 мА. Для этого случая достаточно. Когда ток небольшой, его легко построить. Кроме того, экономьте энергию.
Не следует использовать большую цепь источника тока 1А. Это похоже на езду на слоне, чтобы поймать кузнечика.Что это расточительно и ненужно.
Например, схемы
- Токовый выход на 3 А — если у вас есть нагрузка, которая использует ток более 2 А. Например, цифровая камера, GPS, Raspberry Pi, Arduino и другие.
- Ниже 50 мА — Малая 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
Стабилитрон 5 В — ниже 50 мА
Некоторые схемы потребляют ток от 20 мА до 50 мА (0.05A) только. Можно схему стабилизатора напряжения на стабилитроне.
Стабилитрон поддерживает фиксированное напряжение 5 В. Ему нужен резистор, чтобы ограничить ток и нагрузку.
Как рассчитать прибор
Для питания его от источника 12 В. Вы снова смотрите на схему. Есть три тока.
- IZ = Максимальный ток стабилитрона
- IR = Ток через R1
- IL = Максимальный ток нагрузки
IR является постоянным постоянным током.Даже IL изменится с 0 мА до запланированного максимального значения (50 мА). IZ нужно изменить, чтобы напряжение на выходе оставалось 5В.
Во-первых, используйте стабилитрон 5 В, потому что нам нужно 5 В, VZ. Тогда IR составляет около 50 мА.
R1 = (Vin — VZ) / IR
= (12V — 5V) / 50mA
= 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 составляет около IR, 50 мА.
PZ = 5 В x 50 мА
PZ = 0,25 Вт
Итак, мы используем стабилитрон 5 В 0,5 Вт .
Кроме того, C1 — это конденсатор фильтра для сглаживания постоянного напряжения.
Цепь преобразователя 100мА 5В
В цифровых схемах, состоящих из множества частей. Они могут использовать ток более 100 мА, но ниже 300 мА.
Мы можем использовать много схем. В предыдущей схеме он имеет слабый ток. Если хочешь 100мА. Вам нужно использовать стабилитрон с низким сопротивлением (R1) и большей мощностью.
Это лучшая идея.Если добавить в схему транзистор. Это увеличит более высокий ток больше. Но выходное напряжение составляет всего 4,4 В. Из-за некоторого падения напряжения на BE транзистора Q1 0,6В.
Нужно поменять стабилитрон 5,6В. Если у тебя его нет. Вы можете добавить диод и стабилитрон последовательно. Вы можете получить их как стабилитрон на 5,6 В.
Так как транзистор хорош для увеличения тока. Итак, мы можем изменить R1 на 1 кОм, как показано на схеме ниже. Для уменьшения тока смещения стабилитрон и база Q1.
200 мА, регулятор 5 В
Регулятор напряжения серии транзисторов 5 В
Если вы используете 2N2222 вместо BC548. Он может использовать 200 мА при нагрузке. Потому что 2N2222 имеет токоприемник (Ic) около 0,8А в таблице данных. Но в реальном использовании он может использовать максимум 0,5 А.
500 мА, регулятор 5 В от 12 В
500 мА, транзистор 5 В и стабилизатор напряжения Зенера
Если вам необходимо использовать с нагрузкой от 300 мА до 500 мА. Следует сменить транзистор на BD139.
Он имеет Ic около 2 А макс. Но я могу получить только около 0,5А. Пока работает. Может быть тепло. Так часто лучше работать с радиатором.
Конденсаторы C1, C2 используются для уменьшения пульсаций на выходе. А C3 уменьшит скачок напряжения.
Как преобразовать 12 В постоянного тока в 5 В постоянного тока 1A
Многие друзья хотят преобразовать 12 В постоянного тока в 5 В постоянного тока при 1 А. Это популярная ставка в большинстве схем.
У меня есть два варианта на выбор. Это зависит от пригодности ваших деталей и времени.
Первый, 5V 1A транзисторный регулятор . Он аналогичен приведенным выше схемам.
Я использую силовой транзистор TIP41. Потому что он может получить максимум 4А в спецификации. Но при реальном использовании он может дать мне максимум около 2А. Кроме того, его корпус выполнен из TO-220, поэтому его легко использовать с радиаторами любого размера.
Раньше мне нравилась эта схема. Если у меня есть все комплектующие в моем магазине. Я сделаю это первым.
Но в последнее время мне нравится использовать этот компонент, Регулятор 7805.
Второй, 7805 Популярный регулятор .
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 1A с использованием 7805
Кроме того, он имеет низкий уровень пульсаций на выходе около 10 мВ, с электролитическими конденсаторами (C1, C4) на входе и выходе. И оба фильтрующих конденсатора, C2, C3, для уменьшения всплесков напряжения.
Примечание : 7805 распиновка
Так как это линейный регулятор. Так что пока работает. Напряжение на входе и выходе IC1 составляет около 7 В.
При полной нагрузке ток 1А. Таким образом, выходная мощность составляет около 7 Вт. Жарко. Надо 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.
- Подключение 7805 параллельно
- Аккумулятор 12 В к преобразователю постоянного тока 5 В 1,5 А
- Транзистор более высокого тока для регулятора 7805
- Регулятор транзистора 2 А
Подключение 7805 параллельно
Если мы подключим 7805 параллельно.Это делает более высокий ток больше. Это подходит для тех, кто поддерживает или не имеет силовых транзисторов.
Но долго не годится. Можешь попробовать!
Оба IC-7805 должны быть абсолютно одинаковыми.
Аккумулятор 12 В на преобразователь постоянного тока 5 В 1,5 А
Если нам нужно использовать регулятор напряжения 12 В на 5 В. Это схема регулятора постоянного тока 5 В 1500 мА.
Это простая схема с использованием IC-7805, фиксированного стабилизатора 5 вольт и силового транзистора TIP41-NPN для увеличения тока до 2А.
Пример эксперимента
Я использую источник питания 7805 с аккумулятором 12 В. Для снижения постоянного напряжения на 5 вольт.
Пробую использовать в нагрузке резисторы 4,7 Ом 5Вт. В качестве принципов он будет использовать ток около 5 В / 4,7 Ом = 1 А.
Я измеряю ток около 0,7 А, а падение напряжения составляет 4,9 В, но его можно использовать. Как показано на рисунке 1
Тестирование чистого IC-7805 с током не более 1 А.
Требуется транзистор для увеличения выходного тока.
Использую транзистор TIP41. В принципе может подавать ток около 2А. Которого достаточно использовать.
На принципиальной схеме.
Схема простейшего регулятора 5 В, 1,5 А
Затем я тестирую цепь примерно с нагрузкой, резистором 2,4 Ом. Затем измерьте ток примерно 1,3 А, а падение напряжения составит 4,9 В. Его можно использовать как захотим.
Тестирование с сильноточной нагрузкой
Продолжайте читать: Четыре небольшие схемы регулятора постоянного тока на 5 В »
Я подавал напряжение на диоде-1N4007, чтобы компенсировать потерю транзистора между контактом BE.
Мы вставляем светодиод 1 для индикации включения питания этой цепи, а последовательный резистор R1 используется для ограничения тока до безопасного значения.
C1, C3 — конденсаторы с фильтром для сглаживания входной и выходной последовательности постоянного тока.
C2, C4 — искровой ток шумового фильтра.
Во время работы Q1 будет очень жарко, поэтому мы должны установить его с большим радиатором.
Примечание: Имеет минусы. Если это короткое замыкание. IC-7805 может быть поврежден.
Транзистор более высокого тока для регулятора 7805
Если вы хотите, чтобы ток был больше 1А, используйте 7805 в более чем двух схемах, указанных выше.
Требуется помощь от силового транзистора PNP со схемой ниже.
Схема преобразователя с 12 В на 5 В 2A
Сильный ток будет проходить через силовой транзистор Q1, TIP42. В то время как 7805 получает меньший ток. Потому что R1 снижает этот ток.
Таким образом, 7805 поддерживает фиксированное регулируемое напряжение, только 5 В. Хорошо работает без радиатора.
Пока Q1 работает. Это так жарко. Нам нужно установить его с достаточным количеством радиатора.
Если есть готовые запчасти.Этой схемой можно пользоваться долгое время.
Тогда, если вам нужен ток 3А. Просто используйте MJ2955 вместо TIP42.
Хотя эту схему можно хорошо использовать. Но минусы все же есть.
При коротком замыкании силовой транзистор может быть поврежден.
Посмотрите на ниже.
Преобразователь 12В в 5В 5А
Если вам нужен выход 5В 5А. Вы можете изменить предыдущую схему. Используйте TIP2955 вместо TIP42.
Может пропускать ток до 5А.
Или, если у вас есть другой, TIP42.Можно добавить параллельно. Выходной ток тоже будет до 5А.
Токовый выход 3А, преобразователь 5В
Это преобразователь 12В в 5В понижающий регулятор при нагрузке 3А.
Понижающий преобразователь с 12 В на 5 В Регулятор
Цифровая камера также может снимать фотографии и видео. Но у него есть недостаток — долго не разряжается аккумулятор. При использовании на открытом воздухе. Нам приходилось часто подзаряжать аккумулятор. Это пустая трата времени.
При покупке дополнительных запасных аккумуляторов. Стоит дорого и все равно часто менять как то же самое.
На его боковой стороне находится разъем для подключения адаптера постоянного тока 5В, ток 2А. Если доработать свинцово-кислотный аккумулятор на 12В, чтобы снизить напряжение до 5 вольт. Это хорошая идея.
Потому что этот аккумулятор дешевле и долго используется. Например, аккумулятор 12В на 10Ач можно взять фотоаппарат на 5 часов.
Как это работает
У нас есть много способов сделать это. Но я покажу вам эту схему ниже.Мне нравится линейная схема, чем схема с переключением режимов.
В схеме много компонентов. Как указано выше, эта схема может питать ток до 3 А с увеличивающимся током Q3-MJ2955. Кроме того, в нем много интересных деталей.
При перегрузке или коротком замыкании нагрузки. Тогда 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 остановки.
Пока Q1 работает для подключения тока через LED1. Это указывает на перегрузку.
Список компонентов регулятора напряжения с 12 В до 5 В
IC1: LM7805, стабилизатор постоянного тока 5 В IC
Q1: BC558, транзистор 40 В на 0,4 А
Q2: BD140, транзистор PNP на 1,5 А, 30 В 90J5529 Q3: MIP5529 Q3: MIP5529 Q3 , 4A 50V PNP-транзистор
C1: 4700uF 25V, электролитический
LED1: светодиод любого цвета
Резисторы
R1: 330 Ом 0,25 Вт
R2: 0,22 Ом 5 Вт
R3: 470 Ом 0,5 Вт
R4: 47 Ом 1 Вт
R5: 18 Ом 1 Вт
Радиатор, провода и т. Д.
Приложение
У меня старый GPS, обычно использую его 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 из принципиальных схем может это сделать.
Мне нравится, что нужно покупать некоторые детали, так как они есть у меня в магазинах.
Как показано на рисунке 2, я собираю их на универсальной плате
Кроме того, См. Другие в более простой схеме . Регулятор 3A 5V с использованием LM350
Простая защита от перенапряжения 5V
Обычно вы можете использовать вышеуказанную схему.Потому что это просто и недорого.
Вы просто добавляете предохранитель F1 для защиты от перегрузки более 2А. Также, если в цепи запитывается высокое напряжение более 5,1 В. У него слишком много токов через ZD1 и D1 в качестве сверхтока. Так что предохранитель внезапно сгорит.
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
Другой способ, мой друг хочет схему источника питания 5 В 2 А . Чтобы модель была простой, используйте немного оборудования, собирайте легко.
Затем я выбрал для него эту схему.
Почему? В нем используется опорное оборудование, положительный стабилизатор напряжения 5В / 2А в ТО220, 78S05. И мало деталей, видимых в схеме, качественная и малошумная.
Схема будет работать без дополнительных компонентов, но для защиты от обратной полярности , на входе предусмотрен диод 1N5402, дополнительное сглаживание обеспечивается C1-220uF 50V.
Выходной каскад включает C2-47uF 25V для дополнительной фильтрации.
Загрузить этот
Все полноразмерные изображения этого поста находятся в этой электронной книге: Elec Circuit vol. 1 ниже. Пожалуйста, поддержите меня. 🙂
Также адаптер постоянного тока 5 В
- Источник питания микропроцессорного регулятора постоянного тока 5 В, 3 А от LM323K
- Импульсный источник питания 5 В 3 А от LM2576
- LM2673 -5 В 3 А Регулятор напряжения питания
ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ
Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .
Эффективное преобразование 12 В постоянного тока в 5 В для маломощной электроники, оценка шести модулей
В настоящее время я работаю над проектом Arduino, устанавливаемым на автомобиле. Устройство рассчитано на постоянное питание, и я решил использовать автомобильный аккумулятор в качестве источника постоянного питания. Я проектирую устройство с низким энергопотреблением, потребляющим 50 мА или меньше, потому что кто хочет застрять с разряженной батареей, верно?
Автомобильный аккумулятор обычно обеспечивает напряжение от 7 до 15 вольт, но в некоторых стандартах упоминается, что возможны скачки напряжения 40 В.Напряжение автомобильного аккумулятора обычно составляет около 12 В, но падает до ~ 7 В, когда вы запускаете двигатель, и до ~ 14 В, когда двигатель работает и аккумулятор заряжается. Поскольку мы не хотим, чтобы наше устройство перезагружалось во время пусков, мы хотели бы выполнить преобразование входного напряжения от 7 до 20 вольт в фиксированное выходное напряжение 5 вольт, которое ожидает Arduino Uno.
Регуляторы напряжения
На плате Arduino Uno есть стабилизатор напряжения, который мы могли бы использовать. Рекомендуется для напряжений от 7 до 12 вольт.Это означает, что нам нужно сначала снизить высокое напряжение автомобильного аккумулятора с помощью внешнего компонента, прежде чем мы сможем подключить его к плате Arduino Uno. К сожалению, одно это не решило бы наших проблем, поскольку не удовлетворило бы наши требования к эффективности.
Arduino Uno с обведенным регулятором напряжения. [Фото http://www.electricrcaircraftguy.com]
Проблема с использованием регулятора напряжения заключается в том, что регулятор расточителен. Любое дополнительное напряжение, которое необходимо сбросить, преобразуется в тепло.Формула эффективности: eff (reg) = Vout / Vin. Стабилизатор напряжения также имеет некоторые преимущества, одно из них — стабильность, что означает, что он может поддерживать очень стабильное и точное выходное напряжение. Еще одно преимущество — компактные размеры.Чтобы выполнить эффективное преобразование, мы должны использовать импульсный источник питания, в частности понижающий преобразователь, который будет понижать для нас напряжение. Понижающий преобразователь будет включать и выключать вход настолько быстро, насколько это необходимо для обеспечения необходимого напряжения и мощности на выходе.В оставшейся части этой статьи будут сравниваться шесть различных понижающих (понижающих) модулей. Если вы не знакомы с принципом работы понижающего преобразователя с переключением режимов, прочтите эту статью, в которой также сравниваются некоторые модули при более высоких нагрузках.
Кандидатские модули
Одна реализация, которую я рассмотрел, — это понизить напряжение батареи примерно до 7 вольт, а затем запитать Arduino через его регулятор напряжения. Преимущество заключается в более стабильном напряжении для Arduino, однако будет потеря энергии 1-eff (reg) = 1-5 / 7 = 28%.Кроме того, каждый процесс преобразования требует некоторого запаса между Vin и Vout, поэтому при наличии двух этапов нам становится трудно поддерживать нижний предел диапазона напряжения автомобильного аккумулятора, что создает потенциальные проблемы со сбросами во время запуска двигателя.
Итак, я закончил поиск модулей, которые могут работать от автомобильного аккумулятора и выдавать 5 вольт. Это может быть регулируемый модуль или фиксированный на 5 вольт. Я бы подключил эти модули к USB-порту Arduino (предпочтительнее из-за присутствующей там дополнительной защиты) или напрямую к контакту Arduino 5V.Это означает, что предпочтение отдается модулям со встроенным выходным USB-портом типа «мама», хотя адаптеры или кабели преобразователя могут компенсировать его отсутствие.
Модули
Модули, которые я тестировал, происходят с Дальнего Востока, и большинство из них были куплены на eBay по цене от 1 до 2 долларов США (включая доставку). Это означает, что у большинства из них нет четкого номера модели или названия производителя. Я придумываю короткое название для каждого модуля, чтобы я мог легко их упомянуть.Я признаю, что качество фотографий могло быть лучше. Я старался изо всех сил с имеющимся у меня оборудованием. Также обратите внимание, что каждая фотография имеет собственный масштаб. Вот модули в произвольном порядке.
Сигара
Конвертер «Сигарный»
Этот адаптер имеет штекер прикуривателя на одном конце и предназначен для подключения к гнезду прикуривателя в автомобиле. Выходной разъем — это женский USB-порт. Такие модули продаются конечным пользователям для зарядки USB-устройств в автомобиле.Я понятия не имею, где я это взял, но я нашел его в своей корзине запчастей, разобрал и использовал в этом исследовании.
Поскольку такие преобразователи продаются конечным пользователям, их списки обычно не показывают фотографии печатной платы, так что это рулетка в отношении того, какой чип и эффективность вы получаете.
Регулируемый
«Регулируемый» преобразователь, передний
«Регулируемый» преобразователь, задний
Этот адаптер продавался на eBay как «Регулируемый понижающий модуль питания DC-DC LM2596 4.От 75-24В до 0,93-18В ». На самом деле чипа LM2596 там нет, что не должно быть большим сюрпризом для покупателей eBay. Это регулируемый понижающий модуль, который отлично подходит для создания прототипов. Вы регулируете выходное напряжение с помощью многооборотного потенциометра. Входные и выходные разъемы представляют собой винтовые клеммы, и вы можете видеть, что я подключил их к цилиндрической вилке для удобства использования.
Амперметр
Преобразователь амперметра, передний
Преобразователь «Амперметр», Задний
Этот модуль продавался на eBay как «Понижающий преобразователь постоянного тока 2А постоянного напряжения с вольтметром и амперметром».Он имеет регулируемое напряжение, ток и дисплей, который может отображать входное / выходное напряжение и выходной ток. Очень хорошо для прототипирования. Для некоторых людей это может быть даже альтернативой правильному настольному источнику питания. Этот модуль имеет разъемы, аналогичные модулю «Регулируемый», метод регулировки также аналогичен.
штраф
Преобразователь «Fine», передний
Преобразователь «Fine», задний
Этот модуль от QSKJ был внесен в список «Fine 6-24V 12V / 24V to 5V 3A CAR USB Charger Module DC Buck step down Converter».Это один из самых маленьких модулей в тесте. Он явно предназначен для интеграции в другие проекты, поскольку имеет две контактные площадки для ввода. На выходе получается довольно симпатичный женский USB-порт. В листинге упоминается множество дополнительных функций, таких как новейшая схема идентификации USB, схемы защиты, сверхнизкий статический ток (0,85 мА) и многое другое.
600 мА
Преобразователь «600 мА», передний
Преобразователь «600 мА», задний
Этот модуль с пометкой «DM01» на 100% предназначен для интеграции.Входы и выходы через контактные площадки. Похоже, этот модуль также выпускается в версиях на 3,3, 9 и 12 В. Он был выставлен на продажу как «понижающий понижающий модуль постоянного / постоянного тока 600 мА с фиксированным выходным напряжением 6-55 В на 5 В». Это может быть самый маленький модуль из 6, но отсутствие порта USB делает его нечестным сравнением. Одна особенность, которая отличает этот модуль от других, участвовавших в тесте, заключается в том, что он имеет панель «EN». Вы можете управлять этим разъемом для выключения и запуска модуля при необходимости. Заявленный ток отключения составляет менее 1 мкА.Если вы просто собираетесь подключить эту площадку к «Vin +», не беспокойтесь, «ток холостого хода» этого модуля составляет всего 0,7 мА.
Точный
Преобразователь «Precise», передний
Преобразователь «Прецизионный», задний
Этот модуль имеет те же подключения, что и «Fine», но он немного больше. Он продавался как «3A DC-DC 9V / 12V / 24V to 5V USB Step Down Power Module 2A Precise Vehicle Charger».
Напряжение и ток
Вот некоторые электрические свойства 6 модулей.У меня не было свойств модуля для «Сигары», поэтому диапазоны основаны на спецификациях микросхем и могут быть лучше, чем фактические диапазоны модулей.
| Модуль | Входное напряжение | Выходное напряжение | Максимальный выходной ток | Пиковый выходной ток |
|---|---|---|---|---|
| Сигара | 3 — 40 В | 5,4 — 5,5 В | 1.5A | ? |
| Регулируемый | 4,75 — 24 В | 0,93 — 18 В | 2.5A | 5A |
| Амперметр | 4,5 — 24 В | 0,93 — 20 В | 2A | ? |
| Тонкое | 6 — 24 В | 5,1 — 5,2 В | 2.1A | 3A |
| 600 мА | 6 — 55 В | 5 В | 0.6A | 1A |
| Precise | 7,5 — 28V | 5V | 2A | 3A |
Пиковый ток означает способность обеспечивать высокий ток в течение ограниченного периода времени.Максимальный ток означает максимальный ток, который модуль может обеспечить постоянно. Имейте в виду, что в некоторых модулях упоминается, что для работы с максимальным током может потребоваться дополнительный радиатор или охлаждающее решение.
Несколько моментов, о которых стоит упомянуть: во-первых, «Сигара» с фиксированным выходным разъемом USB выдает слишком высокое напряжение по стандартам USB. Это могло быть из-за старости или просто плохого качества. Разница составляет около 10%, и я считаю ее непригодной для использования. Во-вторых, большинство модулей способны работать с входным напряжением примерно до 25 вольт, но немногие из них могут работать с напряжением 40 вольт и выше.Престижность за это.
Свойства коммутационной цепи
| Модуль | Чип | Частота | Индуктор | Заявленный КПД |
|---|---|---|---|---|
| Сигара | MC34063A | 100 кГц | 220 мкГн? | 83% при 24 В и 500 мА |
| Регулируемый | MP23070N | 340 кГц | 10 мкГн? | до 98% |
| Амперметр | MP23070N | 340 кГц | 10 мкГн? | ? |
| Fine | MP2315 (знак AGCG) | 500 кГц | 4.7 мкГн | от 12 В до 5 В 1 А может до 94% |
| 600 мА | HT7463A (маркировка 463A) | 1250 кГц | 22 мкГн | до 96% |
| Precise | MP1584EN | 500 кГц | 15 мкГн? | до 96% |
Более высокая частота переключения будет означать меньшую пульсацию на выходе (более точное напряжение / ток), но вызовет больше накладных расходов из-за переключения, что немного снижает эффективность.
Рядом с некоторыми значениями индуктивности стоит знак «?». Это означает, что компонент не был отмечен, а значение было оценено на основе рекомендаций в таблице данных. Обычно для более низкой частоты требуется индуктор большего размера и большей мощности.
Тестирование
Измерение тока с обеих сторон
Сначала я измерил ток, используемый моим устройством на выходе преобразователя, который составил около 50 мА. Затем я создал фиктивную нагрузку 100 Ом, подключив два резистора по 200 Ом параллельно.Я использовал массив резисторов, чтобы уменьшить нагрузку на каждый отдельный резистор, который был рассчитан на 0,25 Вт. В соответствии с законом Ома резистор на 100 Ом будет вызывать нагрузку 50 мА при напряжении 5 вольт, аналогично тому, как это делает устройство.
Затем я измерил ток, используемый преобразователем на входе, как для нагрузки устройства, так и для фиктивной нагрузки. Я заметил, что реальная нагрузка и фиктивная нагрузка с одинаковым средним током имеют одинаковую эффективность. Разница могла возникнуть, поскольку потребляемая мощность фиктивной нагрузки является фиксированной, в то время как устройство может потреблять мощность пачками, но это не оказало существенного влияния на результаты.Я пришел к выводу, что использование фиктивных резисторов — достаточно хорошее приближение для этого теста.
Затем я сделал фиктивные нагрузки для токов 25 мА, 50 мА и 100 мА, используя 1, 2 и 4 резистора, включенных параллельно.
Измерение тока с имитацией нагрузки
Чтобы как можно меньше повлиять на измерение, я использовал амперметр на входе (последовательно) и рассчитал ток на выходе, используя закон Ома I = V / R. Таким образом, не было никакого воздействия на выходную сторону, которое могло бы добавить падение напряжения и повлиять на результаты.Напряжение V измерялось параллельно, а сопротивление R известно и зависит от фиктивной нагрузки, используемой для каждого испытания.
Блок питания для теста был на 12 В, но из-за падения напряжения на амперметре входное напряжение модулей немного ниже.
Результаты
Я рассчитал эффективность каждого модуля для каждого типа нагрузки как:
eff = Pin / Pout = (Vin * Iin) / (Vout * Iout)
Таблицы данных некоторых микросхем, используемых в модулях, содержат график эффективности.Эффективность зависит от напряжения и тока. Если возможно, я добавил в последний столбец перечисленную эффективность микросхемы для соответствующих Vin и Iout. У некоторых модулей есть диаграммы эффективности, которые не охватывают диапазоны малых токов, что может указывать на тип нагрузки, для которой (не) были разработаны микросхемы.
Выходной ток 25 мА
| Модуль | In V | Out V | In mA | Эффективность | Эффективность чипа |
|---|---|---|---|---|---|
| Сигара | 11.82 | 5,46 | 21 | 60% | |
| Регулируемый | 11,63 | 5,08 | 35,65 | 31% | |
| Амперметр | 11,58 | 5,04 | 40,04 | 27% | |
| Тонкое | 11,91 | 5,12 | 13,7 | 80% | 87% |
| 600 мА | 11,9 | 5.04 | 14,2 | 75% | 74% |
| Precise | 11,9 | 4,98 | 14,75 | 71% | 75% |
Выходной ток 50 мА
| Модуль | In V | Out V | In mA | Эффективность | Эффективность чипа |
|---|---|---|---|---|---|
| Сигара | 11,52 | 5,49 | 38,6 | 68% | |
| Регулируемый | 11.45 | 5,08 | 47,44 | 48% | |
| Амперметр | 11,39 | 5,05 | 52,2 | 43% | |
| Fine | 11,73 | 5,13 | 26,98 | 83% | 89% |
| 600 мА | 11,72 | 5,01 | 26,66 | 80% | 86% |
| Precise | 11,72 | 4,98 | 27.3 | 78% | 77,5% |
Выходной ток 100 мА
| Модуль | In V | Out V | In mA | Эффективность | Эффективность чипа |
|---|---|---|---|---|---|
| Сигара | 11,15 | 5,54 | 76,3 | 72% | |
| Регулируемый | 11,22 | 5,08 | 79,8 | 58% | |
| Амперметр | 11.18 | 5,04 | 76,1 | 60% | |
| Fine | 11,41 | 5,12 | 54,6 | 84% | 91% |
| 600 мА | 11,46 | 4,9 | 51 | 82% | 88% |
| Precise | 11,38 | 4,96 | 53,5 | 81% | 82% |
Заключение
Различия могут быть значительными, как показано выше.При тесте с наименьшей нагрузкой (25 мА) худший исполнитель потребляет в 3 раза больше энергии, чем лучший.
Различия в эффективности между модулями становятся более тонкими по мере увеличения нагрузки: 2x для 50 мА и 1,5x для 100 мА.
Входные напряжения разные. Более высокий ток на входе означает большее падение напряжения на амперметре, что приводит к более низкому входному напряжению по сравнению с выходным напряжением источника питания.
Указанный КПД микросхемы находится в пределах 5-10% от измеренного КПД модуля. Дельта может быть связана с неэффективностью самого модуля или с различиями в общих условиях (температура и т. Д.).
И победитель: «Отлично»! Этот модуль явно лучше всего подходит для сценариев с низким энергопотреблением. При достижении токов 100 мА разница между 3 ведущими модулями минимальна.
Чем «Fine» лучше других? Это относительно новая микросхема. Таблица относится к 2014 году, а MP2307 — с 2008 года. Он также имеет очень низкие значения Rds (on) (90 мОм / 40 мОм), но, что наиболее интересно, MP2315 имеет режим энергосбережения AAM (Advanced Asynchronous Modulation) для легкая нагрузка.
Расширенная асинхронная модуляция (AAM) — это запатентованная технология MPS. Используя эту технологию, ИС будет снижать свою частоту при обнаружении низких нагрузок, тем самым уменьшая накладные расходы на переключение, но потенциально вызывая нестабильность и колебания. Значение резистора на выводе AAM определяет, когда начать это поведение. Не стесняйтесь поправлять меня в комментариях, если я неправильно это объясняю.
В заключение, если вам нужен эффективный модуль для легких нагрузок, вы можете попробовать его от QSKJ с чипом MPS MP2315, помеченным как AGCx (я видел, как AGCG или AGCE используются специально).Если у вас есть другие рекомендации, поделитесь ими в комментариях ниже. Удачного проекта!
Учебное пособие по преобразователю постоянного токаПреобразователи постоянного тока преобразуют мощность от одного источника постоянного напряжения в другое постоянное напряжение, хотя иногда на выходе бывает такое же напряжение. Обычно это регулируемые устройства, принимающие возможно изменяющееся входное напряжение и обеспечение стабильного регулируемого выходного напряжения до до предела расчетного тока (силы тока).Блоки переключения режимов полагаются на микропроцессоры. для высокого коэффициента полезного действия, а также меньших потерь и тепла. Конвертеры обычно используются для обеспечения электрической шумоизоляции или преобразования напряжения, или обеспечения стабильный уровень напряжения для чувствительного к напряжению оборудования. Преобразователи постоянного тока доступны для повышающих и понижающих приложений, а также изолированных и неизолированных конструкций.
Устройства переключения режима, которые ChargingChargers.com предлагает, 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 вопросы терморегулирования. Линейные типы могут использоваться в интегрированных конструкциях (встроенных в), и может быть дешевле в этом приложении, но режим переключения почти полностью заменены линейные блоки питания в большинстве ситуаций.
Понижающие преобразователи постоянного тока
Понижающие преобразователи постоянного тока в постоянный называются понижающими преобразователями.Типичный пример: быть преобразователем 24 в 12 вольт, имеющим диапазон входного постоянного напряжения от 20 до 30 вольт постоянного тока и выходное напряжение 13,8 вольт 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 колебаниями напряжения из-за степени заряда аккумулятора. Выход регулируется микропроцессором при 13,8 В постоянного тока в этом случае, что является типичным напряжением холостого хода для система батарей постоянного тока на 12 В и обычно приемлемый вход для устройства «12 В постоянного тока».
Некоторые примеры соотношений напряжений
| ВХОД | ВЫХОД | ||||||
| 9–18 В постоянного тока | 12,5 В постоянного тока | ||||||
| 20–35 В постоянного тока | 12,5 В постоянного тока | ||||||
| 30–608 В постоянного тока 12 | 601283 | Пост. | 24 В постоянного тока |
Понижающие преобразователи постоянного тока используются в военных, жилых домах или на море. с системным напряжением постоянного тока 24 вольт, и требуется регулируемый источник постоянного тока на 12 вольт для радиосвязи, сонара, эхолота, компьютеров и, конечно, аудио или видеооборудование для развлечений.
Дисбаланс аккумуляторов и преобразователи постоянного тока
Почему бы не использовать ответвитель на 12 В, если система (например, 24 В) состоит из последовательное соединение низковольтных батарей (например, двух по 12 вольт)? Батареи может (вероятно) стать несбалансированным по статусу напряжения / заряда. В параллельной конфигурации (положительный подключен к положительному, отрицательный к отрицательному), батареи уравняют со временем и установятся на обычном напряжении.При последовательном подключении выравнивание состояние напряжения / заряда не является естественным состоянием. Система и любое зарядное устройство участвует, видит комбинированное выходное напряжение, и зарядное устройство пытается поднять напряжение до его уставки, которая указывает на полную зарядку, путем нажатия тока для выполнения это. Незадействованная батарея, которая изначально имеет более высокое напряжение, достигнет его ‘полное напряжение заряда’ быстрее, но ток все еще проходит через зарядное устройство стремится поднять суммарное напряжение двух аккумуляторов до такого же полного заряда уровень.В крайних случаях может произойти газообразование и перезарядка.
Преобразователь постоянного тока в равной степени потребляет от родительского напряжения и обеспечивает регулируемое выходное напряжение. Аккумуляторная батарея остается сбалансированной, что обеспечивает надлежащую зарядку. цикл и максимальное время автономной работы.
Повышающие преобразователи постоянного тока
Повышающие преобразователи постоянного тока в постоянный называются повышающими преобразователями. Типичный пример: быть преобразователем с 12 вольт на 24 вольт, имеющим диапазон входного постоянного напряжения от 11 до 15 вольт постоянного тока и выходное напряжение 24 вольт постоянного тока (В постоянного тока) при, скажем, 5 ампер (максимум).Приложение может быть частью военной техники, разработанной для системы 24 В, используемой в система на 12 вольт.
Преобразователи с изолированной и неизолированной изоляцией
Неизолированные преобразователи имеют общий минус и обычно очень подходят для типичное электронное приложение (радио, стерео, сонар и т. д.). Определенная безопасность Требованиям или опасным приложениям может потребоваться изоляция входа и выхода. В изолированные преобразователи соответственно дороже неизолированных преобразователей.
Размер преобразователя
Преобразователи постоянного тока рассчитаны на мощность в ваттах, а некоторые также имеют защиту от импульсных перенапряжений. Большинство устройств, используемых в приложениях постоянного тока, указывают свое потребление в ваттах или амперах. Устройства с двигателями или компрессорами, или при использовании конденсаторных пусковых цепей, может потребоваться скачок напряжения учет мощности. Большая часть электроники (радио, DVD, гидролокатор, GPS и т. Д.) Не работает. Для преобразования ватт и ампер можно использовать следующие основные электрические формулы:
P = E x I Мощность = Вольт, умноженное на ток
или
Ватт = Вольт x Ампер
Ампер = Ватт / Вольт
Вольт = Ватт / Ампер
Итак, учитывая любые два значения выше, вы можете вычислить третье.Например, у вас есть стереосистема мощностью 60 Вт, рассчитанная на систему на 12 вольт. Делим 60 ватт на 12 вольт дает потребляемый ток 5 ампер. Если вам дан только текущий розыгрыш, и вам нужно рассчитать мощность преобразователя постоянного тока в ваттах, вы можете умножить амперы на напряжение системы, дающее ватт.
