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.
Какова функциональность инвертора?
Если вы регулярно используете свой ноутбук в автомобиле или автодоме, лучше использовать такой адаптер. Независимо от того, создает ли преобразователь напряжения истинную синусоидальную кривую или только модифицированная синусоидальная кривая безразлична для многих конечных устройств, но не для всех. Устройства, которые поставляют только модифицированную синусоидальную кривую, значительно дешевле приобрести.
Важной особенностью преобразователя напряжения является максимально возможная постоянная мощность, а также максимальная пиковая мощность в течение короткого периода времени. Если питание слишком низкое, работа многих устройств невозможна. Проверьте требования устройств, которые вы хотите использовать, и соответственно выберите оптимальный трансформатор напряжения. Имейте в виду, что в будущем вы захотите использовать другое устройство, а воздух вверх будет иметь смысл. Также интересна эффективность инвертора.
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.
Хорошие устройства имеют эффективность более 90 процентов, дешевые устройства тратят значительно больше энергии во время конверсии. Чтобы аккумулятор вашего автомобиля не был полностью разряжен случайно, необходима соответствующая защита от глубокого разряда. Благодаря хорошим устройствам эта защита интегрирована, так что они автоматически выключаются. Хорошие устройства оснащены защитой от перегрева, защитой от перегрузки и защитой от перенапряжения. Терминалы и другое оборудование, подключенное к транспортной сети, настолько надежны.
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.
Преобразователь напряжения от 12 до 220 В - 200 Вт
Маленький должен быть для лодки, каравана. Предлагая преобразователь напряжения, потому что он мне больше не нужен. Преобразователь напряжения от 12в до 220В идеально подходит для кемпинга.
Преобразователь напряжения Электропитание 220 В до 12 В Разъемы прикуривателя
Рассмотрим схему, которую мы будем использовать.На диаграмме выпрямление и фильтрация напряжения 12 В были отклонены, и эта часть преобразователя известна, и у меня есть пара переключателей с имитируемыми нагрузками, а также амперметр и вольтметр, чтобы проверить их возможности. Соответственно, при нагрузке с импедансом 2 Ом ток течет 1'62А с отклонением 0'05 мВ. В случае более низкой нагрузки, заданной 3 Ом, отклонение напряжения отсутствует.
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!
Заключение. Конвертер может быть получен с очень небольшим количеством общих компонентов. Эти устройства имеют логическое преобразование уровня, используя только напряжение питания. Таким образом, если устройство по своим характеристикам подается на 5 В, выходные сигналы могут уничтожить второе устройство, которое поддерживает только 3 В3, то есть когда мы должны применять преобразователь напряжений.
Многим не рекомендуется иметь электрический велосипед, потому что они думают, что сбережения, которые они получат, время от времени будут выходить из-под повреждения батареи, не являются ложными, но это не совсем так. Априори - это те, которые имеют наименьший срок полезного использования, но, если мы заботимся о них, всегда сохраняем их с полной нагрузкой, если это возможно, потому что, как мы знаем, если мы забудем батарею в углу, и мы не взимаем плату в течение длительного времени, очень вероятно, перезагружая его снова, мы не получаем полную плату.
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.
Нам не нужно много опыта, с тинтором и небольшим разъяснением с кучей кабелей довольно легко. Модули защитных цепей для литиевых батарей. Выбор правильной схемы и ее применение жизненно важно для обеспечения долговечности батарей и для нашей собственной безопасности.
- Напряжение: общее напряжение или индивидуальное напряжение каждой ячейки.
- Температура: средняя температура или температура отдельных ячеек.
- Состояние заряда или глубина разряда для регулировки уровня заряда батареи.
- Состояние здоровья меры по общему состоянию батареи Ток, вход или выход батареи.
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.
Технические характеристики. Это не должно быть проблемой, если мы загрузим смарт-зарядное устройство. Если вы заряжаете мобильный телефон с напряжением 4, 2 вольта, напряжение на нем не будет превышать 4, 2 вольта, даже если вы заряжаете камеру в течение нескольких недель. Никто не хочет загружать ячейку за пределы своей точки загрузки. Когда зарядка аккумулятора закончится, смарт-зарядное устройство отключится.
Если напряжение литиево-ионной батареи падает до нуля или даже чуть ниже 2 вольт, вам будет нанесен серьезный ущерб, и вы никогда не сможете его перезарядить. Мобильные телефоны имеют такую же защиту. Если вы измеряете напряжение батареи «мертвого» мобильного телефона, вы увидите, что он доставляет 5 вольт.
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...
Он будет отключен для сохранения, когда он находится в диапазоне от 4 до 6 ампер. Это практически ничего и не будет исчерпывать батарею в любом случае.
- Защита от короткого замыкания: автоматическое восстановление.
- Цепи защиты.
Батареи или ячейки используются взаимозаменяемо, разница состоит в том, что ячейка является самой маленькой и неделимой частью батареи, в которой хранится энергия, а батарея может состоять из многих ячеек. Мы возьмем пример батареи с 16 ячейками. Это означает, что 4 последовательно и 4 параллельно. Лучше всего взять ваттметр, и вы будете знать точную емкость.
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.
Большинство старых ноутбуков питаются от таких ячеек. Вы можете узнать даты изготовления и емкость, посмотрев идентификационные номера ячеек. Нет никакого способа узнать, сколько циклов они должны использовать, но думайте, что сбережения настолько велики, что это действительно того стоит.
Следующим шагом будет подключение всех ячеек. Мы можем сделать это различными способами: от изоляционной ленты или американской ленты, через повторяющуюся штамповочную машину до точечных сварочных аппаратов, которые используются профессиональными производителями.
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.
Мы также можем построить собственный спот-сварщик. Держатели батарей являются чистым и легким вариантом, поскольку вы можете легко заменить и заменить ячейки, если они закончились. Скорее всего, если вы работаете с использованными батареями. Не забудьте сварить контакты сзади, чтобы все положительные элементы были связаны с другими позитивами и с отрицательными. В конце процесса у нас будет только два выступающих провода, один положительный и один отрицательный.
Вы можете использовать любое количество ячеек, если у вас есть число, делящееся на. Нам нужно хорошее жилье для вставки батарейных отсеков или пакета ячеек, которые мы установили, в случае, когда они свободны, но не могут подпрыгивать внутри этого, чтобы избежать будущих сбоев из-за ударов или любого небольшого удара.
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.
Мало того, что мы должны подготовить пространство для ячеек, а также для необходимой проводки, хотя, как и раньше, может показаться, что они не занимают места, если они не отрезаны хорошо отрегулированными для измерения, все кабели, когда-то законченные, занимают значительное место. Не забудьте плотно прикрутить их. Целесообразно использовать некоторую изоляцию между слоями батарей. Держатели батарей покрыты острыми металлическими предметами, которые могут вызвать короткое замыкание.
Самый простой способ подключиться ко всей проводке - использовать европейские клеммы блока, прост в использовании и чистить, будучи винтовыми клеммами, если мы смущаем его, будет очень просто и быстро изменить соединения. Не забудьте принять соответствующие меры предосторожности, вы не можете гореть с электроприводом с напряжением 16, 8 вольт, но при небольшом ожоге.
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.
Для зарядки мобильных устройств обычно используются 5-вольтовые блоки питания, работающие от сетевого напряжения. Напряжение в 5 В можно также получить из 12-вольтовой сети автомобиля или от сетевого блока питания на 12 В. Это можно осуществить, используя несложные схемы с различными стабилизаторами напряжения.
16, 8-вольтовый аккумулятор - это технически аккумулятор на 14, 4 вольт. Это хороший гид, и все должно хорошо работать. Проводьте остальные черные кабели в соответствии с остальными ячейками. В этом веб-сайте вы найдете схемы соединений и различные способы подключения батарей в соответствии с конфигурациями.
Существует два способа зарядки аккумулятора. Он может питаться от 4, 2 вольт до отдельных ячеек или может заряжать всю батарею на 16, 8 вольт, что является наиболее логичным. Если мы используем использованные батареи, которые мы повторно использовали, последняя форма не будет использоваться, потому что каждая ячейка будет иметь другой уровень заряда. Когда новые пакеты собраны, все они используют совершенно новые батареи с одинаковым рейтингом ампер. Таким образом, их можно заряжать сотни раз, не заряжая батарею больше, чем другую.
В таких схемах стабилизатор будет ощутимо греться, что ухудшит его параметры выходного тока. Чтобы стабилизатор не перегрелся и не вышел из строя, его необходимо поместить на теплоотвод. Напряжение на входе в стабилизатор не должно быть выше 15 В.
Большинство мобильных устройств определяют подключение к зарядному устройству по наличию перемычки между вторым и третьим пинами. Но схемы коммутации USB могут быть и другими. Об этом лучше почитать в статье .
Этот баланс продлит срок службы любого аккумулятора. Это означает, что ячейки не находятся в равновесии и почему это действительно плохо. Неизбежно клетки будут работать в разных соотношениях. Предположим, что напряжение каждой ячейки в упаковке составляет 4, 2 вольта после того, как заряжается при новом.
Вся батарея имеет 8 вольт. Представьте себе, что одна из ячеек не может достигать 4, 2 вольта. Теперь ячейка 1 заряжает до 3, 8 вольта. Зарядное устройство не знает и все еще заряжает до 8 вольт, поддерживая другие ячейки плюс напряжение для компенсации, в этом случае может быть до 4.
В схеме используются всего три компонента: сам стабилизатор напряжения и два 16-вольтовых конденсатора номиналом 100 и 330 нФ.
Стабилизаторы напряжения можно использовать советские: 2-амперный КР142ЕН5А или 1,5-амперный КР142ЕН5B. Естественно, возможна их замена на зарубежные аналоги, указанные на картинке, где изображен преобразователь на стабилизаторе КР142ЕН5:
Часто бывает видно, как клетка в плохом состоянии может испортить клетки в хорошем состоянии, которые удерживают больше нагрузки. Балансные зарядные устройства никогда не обеспечивают большую мощность для ячеек выше 4, 2 вольта и говорят нам, что камера отказывается полностью заряжать. Вольтметр идеально подходит для поддержания здоровья клеток.
Люди используют литиевые полимерные аккумуляторные батареи для питания радиоуправляемых транспортных средств, таких как вертолеты, самолеты, лодки и т.д. они требуют баланса и большей осторожности, чем литий-ионные батареи. Это означает, что при 5 амперах батарея может подавать 250 ампер и полностью разряжаться всего за несколько минут! Используемая химия почти идентична, поэтому зарядные устройства могут быть взаимозаменяемы.
В том случае если ваш преобразователь имеет на выходе ток не больше 0,1 А, то можно воспользоваться стабилизаторами, исполненными в корпусе SO-8, SOT-89 или TO-92. Схемы с такими конвертерами представлены на рисунках ниже:
Стоит добавить, что наипростейший способ сделать преобразователь - это вытащить плату из готового автомобильного адаптера для прикуривателя. Плату этого адаптера необходимо приспособить для работы вне автомобиля. Об этом можно найти много информации.
Дополнительная информация:
Такие стабилизаторы напряжения можно найти в телевизорах с кинескопами. Чаще всего там встречаются микросхемы серии 7805 и 7809.
При отсутствии конденсаторов схема вполне работоспособна. Стабилизатор обладает защитой от перегрева, правда, диапазон достаточно большой - от 65 до 140. Потом наблюдается резкое падение напряжения, и появляются пульсации микросхемы.
Другими словами, если схема питается от батареи, то во входном конденсаторе нет необходимости. Конденсатор на выходе рекомендуется ставить номиналом 1 мкФ и менее, иначе его разряд может сжечь схему, если произойдет короткое замыкание на входе (с той стороны, где располагается батарея).
Броски от индуктивной нагрузки не критичны для этой схемы.