Как сделать устройство для безопасной зарядки гаджетов от любого источника питания напряжением от 6 до 36 вольт | Публикации

В этой статье предлагается рассмотреть такое устройство, которое позволит заряжать телефоны, смартфоны и планшеты практически от любого источника питания, обеспечивающего ток два и более ампер напряжением от 6 до 36 вольт. То есть мы в итоге получим небольшой зарядный блок, на вход которого можно будет подключить, допустим, автомобильный аккумулятор или 12 вольтовый блок питания, ну и т. д.

Такая зарядка будет актуальна в тех случаях, когда под рукой нет родной телефонной, но зато есть другие блоки питания с большим напряжением на выходе. Причем здесь представлен безопасный вариант такой схемы, которая на своём выходе дополнительно имеет блок защиты от перенапряжения. Изображение общей схемы устройства представлено ниже.

Схема зарядного устройства для телефона или планшета от любого блока питания

Теперь давайте разберемся, что к чему в этом зарядном устройстве. Основной частью ЗУ является обычный понижающий DC-DC-преобразователь типа XL4005.

Понижающий модуль DC-DC-преобразователя XL4005 для питания светодиодной ленты рабочего стола

Этот импульсный преобразователь имеет следующие характеристики:

• Диапазон входного напряжения 4-38 вольт, выходного — 1,25-36 вольт;
• Максимальный заявленный ток — 5 ампер;
• Коэффициент полезного действия — 95 %.

Касательно максимального тока XL4005 стоит сказать следующее. Поскольку это китайский товар, то, как и все подобные устройства, он имеет завышенные характеристики. То есть производителем заявляется ток до пяти ампер, хотя в действительности без самодельных дополнений и переделок этот модуль способен обеспечивать выходной ток всего до двух А. При токе уже более 2 А наблюдается значительный перегрев ШИМ-микросхемы, диода и дросселя — это в большинстве случаев приводит к быстрому выходу из строя устройства. Но в нашем случае имеющегося тока до 2 ампер будет более чем достаточно. Именно поэтому DC-DC преобразователь XL4005 полностью подходит для осуществления задуманного.

В отличие от линейных стабилизаторов типа LM317 и ему подобных импульсный преобразователь позволит использовать электрическую энергию более экономно. Его задача заключается в обеспечении заряжаемого устройства нужным напряжении величиной 5 вольт. А если точнее, то 5,3 вольта.

Для тех кто не в курсе — нормально допустимым диапазоном напряжения для зарядки телефонов, смартфонов, планшетов принято считать величину от 5 до 5,3 вольта. Причем лучше использовать именно 5,3 вольта. Поскольку при 5 вольтах, в некоторых случаях, (длинные, тонкие провода выхода) может присутствовать небольшое падение напряжения, которое уменьшить ток заряда.

Итак, любое входное постоянное напряжение от 6 до 36 вольт XL4005 будет экономно понижать до нужных нам значений в 5,3 вольта. При этом сила тока должна составлять не менее 2 ампер. Если обычные старотипные мобилки при зарядке потребляют ток до 1 ампера, то более новые модели смартфонов с функцией Fast charge работают именно при двух А.

Многие уже наверняка знают про использование понижающих DC-DC модулей в роли зарядного устройства от источника питания с напряжением более 5 вольт. Но в статье предлагается более безопасный вариант такой схемы. А именно — дополнительно на выход импульсного преобразователя установить простую схему защиты от случайного перенапряжения.

Дело в том, что сборка устройства китайская, значит, в том случае, когда и если на его вход будет подаваться значительное напряжение от блока питания (хотя бы 12 вольт), имеется определенная вероятность того, что при случайном выходе из строя этого преобразователя все имеющееся большое напряжение пойдет прямо в телефон. Естественно, смартфон после этого с высокой долей вероятности выйдет из строя и будет нуждаться в ремонте, поскольку выгорят входные цепи его питания.

Чтобы эту неприятную вероятность случайной поломки модуля преобразователя, а также телефона, исключить, можно собрать простую схему защиты от перенапряжения и поставить ее на XL4005. После всех манипуляций можно быть спокойным за свой мобильный девайс. Схема защиты от перенапряжения изображена ниже.

Схема защиты от перенапряжения для низковольтной нагрузки

Работа защиты проста: на входе схемы стоит линейный стабилизатор напряжения на TL431, обеспечивающий опорное напряжение. Подстроечным резистором мы задаем величину напряжения, при котором будет срабатывать пороговое устройство и отключать нагрузку на выходе нашего ЗУ. Поскольку лучше использовать напряжение 5,3 вольта для зарядки телефонов, то пороговым напряжением для схемы защиты будет величина 5,4 В. Именно его мы выставляем на схеме защиты от перенапряжения. И если вдруг DC-DC модуль вышел из строя, и чрезмерное напряжение пошло на выход, то защита сразу же сработает, разорвав цепь питания. Таким образом мы снимем напряжение с телефона и защитим его от выгорания.

Когда напряжение на стабилитроне поднимается выше порогового, это способствует открытию биполярного транзистора. А поскольку коллектор и эмиттер биполярного транзистора стоят параллельно управляющим выводам полевого транзистора, то открытие биполярника полностью закроет полевой транзистор. Эт, в свою очередь, приведет к разрыву цепи минуса. Ток уже не сможет пройти через канал «сток-исток», вследствие чего на выходе зарядного устройства также пропадет напряжение.

Хотя при этом опасная величина напряжения по прежнему будет присутствовать на выходе преобразователя. Защита от перенапряжения разблокируется только в том случае, когда напряжение на выходе DC-DC-модуля снова вернется в безопасное значение (5,3 вольта).

Поскольку при токе в два ампера все же наблюдается определенный нагрев микросхемы на модуле преобразователя, то неплохо поставить на него дополнительный радиатор. Это можно сделать, припаяв небольшую медную пластину прямо к краю микросхемы XL4005. Даже небольшой по размерам радиатор снизит общий нагрев ШИМ-микросхемы. На выход предлагаемого зарядного устройства можно поставить гнездо питания под круглый штекер типоразмера 5,5×2,1 мм. Поскольку у многих блоков питания штекер именно такого вида, то будет проще его подсоединять. Дополнительно делаем ещё и переходник — штекер с проводами, на которых оголенные концы. Это для тех случаев, когда блок питания имеет винтовые зажимы для проводов и наконечников.

Получившееся зарядное устройство можно собрать в небольшом корпусе. По размерам оно будет такое же, как и обычные зарядки для телефонов. В целом такая схема ЗУ уже неоднократно собиралась, проверялась и даже некоторое время использовалась автором публикации на практике. Схема защиты от перенапряжения работает надежно, четко срабатывая при превышении порога в 5,4 вольта.

Для наглядности предлагаем посмотреть и видеоролик с подробными инструкциями

#зарядноеУстройство #гаджеты

Помощь в выборе DC-DC преобразователя: руководство от Суперайс

---

Иногда создается ощущение, что стабилизаторы напряжения везде, даже там, где казалось им делать нечего. Они встречаются в повербанках, смартфонах, телевизионных приставках, USB разветвителях, роутерах и многих других устройствах.

DC-DC конвертеры продаются в виде отельных модулей, предназначенных как для радиолюбительского творчества, так для профессионального применения. В данной статье мы расскажем об особенностях этих «невидимых помощников».

Время чтения: 18 минут

Автор статьи — Андрей Кириченко

Особенности и характеристики стабилизаторов напряжения

Важное в статье:

• Особенности и характеристики стабилизаторов напряжения
• Понижающие модули питания постоянного тока
• Топология Step-Down
• Примеры понижающих DC-DC преобразователей
• Повышающие модули питания DC-DC
• Топология Step-Up
• Примеры повышающих DC-DC преобразователей
• Модули питания DC-DC с функцией ограничения тока
• DC-DC повышающе-понижающие преобразователи
• Топология Step-Up и Step-Down
• Топология SEPIC
• Топология на базе контроллера LTC3780
• Дополнительные особенности преобразователей
• Модули питания DC-DC фирмы YZXStudio
• Модули питания DC-DC фирмы muRata
• Модули питания DC-DC фирмы RCNUN

Универсальные DC-DC конверторы делятся на три подгруппы:

1. Buck-Boost – состоят из повышающего и понижающего стабилизатора
2. Автоматическое переключение между режимами понижения и повышения
3. SEPIC — полностью универсальный конвертер

Особенности стабилизаторов постоянного тока:

1. Гальваническая развязка входа/выхода
2. Несколько выходных напряжений
3. Инверсия выходного напряжения
4. Регулировка выходных значений
5. Индикация
6. Возможность работы с протоколами быстрого заряда Quick Charge, Power Delivery и т. п.

По списку вариантов исполнения (не считая комбинаций) существует много моделей конвертеров. А ведь бывают еще отличия, например, возможность подключения к компьютеру, сверхмалое потребление в дежурном режиме, повышенный диапазон входного напряжения, наличие синхронного выпрямителя для повышения КПД и т.д.

Следует помнить, что линейные стабилизаторы («КРЕНки») не являются конвертерами. Трансформаторы DC, например, при выходных 5 Вольт 3 Ампер и входном 15 Вольт, ток по входу будет пропорционально меньше, в отличие от линейных стабилизаторов, где ток одинаков всегда.

Понижающие модули питания постоянного тока

Топология Step-Down

Обычно понижающие конвертеры выполнены по топологии Step-Down, выходное напряжение всегда должно быть выше входного на 5-20%.

Схема топологии Step-Down

Примеры понижающих DC-DC преобразователей

Большое распространение получают компактные синхронные модули на базе MP2225, с заявленным максимальным выходным током до 5 Ампер, что при таком размере выглядит очень интересно.

DC-DC модуль питания DD4012SA «КРЕНки» позволяет заменить ей с увеличением КПД.

Синхронный преобразователь на базе MP2225 и DC-DC модуль питания DD4012SA

В радиолюбительской среде известны преобразователи на базе микросхем: LM2596S, XL4005, XL4015. Больше внимания заслуживают второй и третий вариант.

Преобразователи DC-DC имеют выходной ток до 3 или 5 Ампер, регулировку и диапазон входного напряжения от 4-5 до 30-40 Вольт. Отличием являются неплохие нагрузочные характеристики при не высокой цене.

Преобразователи на базе микросхем: LM2596S, XL4005, XL4015

На подобных платах встречаются два или три подстроечных резистора. Второй предназначен для регулировки ограничения тока, а если есть третий, то при помощи него настраивается порог индикации ограничения тока. Подобные платы используются там, где необходимо ограничение тока, например, питание мощных светодиодных матриц, заряд аккумуляторов.

Иногда на такие платы ставят индикатор для отображения значений, что повышает удобство пользования, превращая его в универсальное зарядное устройство.

Платы с индикатором отображения тока и напряжения

Выпускаются более мощные версии, например, на базе популярного контроллера XL4016. Для них обычно заявляется ток нагрузки до 8-12 Ампер. Причем иногда к подобным платам добавляют ампервольтметр и получают простенький лабораторный блок питания.

Если этого мало, то, например, на рисунке ниже показан стабилизатор с ограничением тока, входным напряжением 20-70 Вольт и выходным током до 30 Ампер при 2.5-58 Вольт. Его используют для питания автомобильного холодильника от 24 Вольт аккумулятора.

Стабилизатор напряжения с ограничением тока

Ниже сравним несколько понижающих преобразователей.

Наименование модели	XL4015	XL4005	XL4016	LM2596S
Входное напряжение	4 — 38 В	5 — 32 В	4 — 38 В	3,2 — 46 В
Выходное напряжение	1,25 — 36 В	0,8 — 24 В	1,25 — 36 В	1,25 — 35 В
Выходной ток	0 — 5 A	0 — 5 A	0 — 8 A	0 — 3 A

Сравнительная таблица технических характеристик DC-DC понижающих преобразователей

Повышающие модули питания DC-DC

Не менее интересный и полезный сегмент устройств, хотя не такой распространенный.

Топология Step-Up

Необходимо пояснить одну особенность большинства модулей по топологии Step-Up, которая поможет не сжечь ваше устройство или стабилизатор. Преобразователи, собранные по такой топологии, не могут выдавать на выход напряжение меньше, чем входное минус падение на диоде. Если на входе у него 20 Вольт, то на выходе никак не получится менее 19.5, это важно и следует учитывать.

Если у повышающего конвертера указан максимальный выходной ток – это значение при минимальном соотношении вход/выход, а ориентироваться правильнее на максимальный входной ток и считать мощность инвертора.

Учет указанных выше особенностей позволит избежать ошибок и использовать эффективнее повышающие модули DC-DC.

Схема топологии Step-Up

Примеры повышающих DC-DC преобразователей

Выделяют пару недорогих «народных» моделей, которые перекрывают большую часть потребностей радиолюбителей.

Две первые модели построены на базе контроллеров SX1308, MT3608. Начинают они работать при напряжении в 1.8-2 Вольт, это критично для устройств с аккумуляторным питанием.

В третьем модуле применена XL6009, минимальное входное напряжение составляет 5 Вольт, выходная мощность немного выше, чем у предыдущих, но в целом они похожи, поэтому SX1308, MT3608 более интересны за счет меньшего размера.

Модули питания, построенные на базе контроллеров SX1308, MT3608 и XL6009

Использовать подобные конвертеры удобно для питания маломощных потребителей, например, светодиодной подсветки на базе 12 вольт лент от одного-двух литий-ионных аккумуляторов.

Более мощные DC-DC преобразователи на базе XL6019 имеют минимальное входное напряжение в 5 Вольт и допускают ток встроенного ключа в 5 Ампер, что в два раза больше, чем у предыдущих.

Питание более мощной нагрузки, например, ноутбука от автомобильного аккумулятора, подойдет преобразователь QSKJ QS-1224CBD с током от 10 Ампер и мощностью до 150 Ватт.

Преобразователи на базе XL6019

Модули питания DC-DC с функцией ограничения тока

Часто необходимо иметь не только относительно большую выходную мощность, а и функцию ограничения тока. Это сильно расширяет сферу применения, позволяя заряжать аккумуляторы электровелосипедов, питать мощные светодиодные прожекторы. С повышающим стабилизатором используется все, что есть «под рукой», например, недорогие блоки питания 12 Вольт или автомобильный аккумулятор.

Но следует учитывать, что защиту от короткого замыкания такие преобразователи не имеют, ток ограничивают ровно до тех пор, пока напряжение на нагрузке не станет ниже чем напряжение источника.

Первый стабилизатор имеет мощность до 400 Ватт при максимальном токе до 12 Ампер.

QSKJ QS-2448CCBD более компактен с мощностью до 100 Ватт, все компоненты смонтированы на алюминиевой подложке, которую можно установить на радиатор для лучшего охлаждения.

Повышающий преобразователь BMM9201 кроме ограничения тока имеет еще дисплей, на который можно вывести информацию о токе или напряжении, как входном, так выходном, при помощи джампера.

Примеры повышающих преобразователей QS-2448CCBD и BMM9201

В случае если этого мало, можно использовать конвертер QSKJ QS-4884CCCV, он также имеет функцию ограничения выходного тока, но выпускается в двух вариантах, 1200 и 1800 Ватт. Причем разница в цене между ними минимальна, а ключевые отличия 1800 Ватт модели заключаются в более мощном дросселе и трех предохранителях против двух у младшей.

Обе модели имеют массивный радиатор и активное охлаждение.

Максимальный входной ток первой модели составляет 20 Ампер, а второй 25-30 Ампер, поэтому при питании от источника 12 Вольт получится только 240 или 360 Ватт.

Так как у повышающих преобразователей ток по входу выше, чем по выходу пропорционально коэффициенту преобразования, следует убедится, что сможет ли ваш источник обеспечить такой ток. Это касается всех повышающих стабилизаторов. Как пример, максимальный входной ток 10 Ампер, на выходе хотим получить 36 Вольт 5 Ампер, значит напряжение источника должно быть не менее (36х5)/10=18 Вольт без учета КПД, а так как КПД обычно около 90%, то получается надо минимум 20 Вольт, а лучше 24.

DC-DC конвертер QSKJ QS-4884CCCV

Ниже сравним несколько повышающих преобразователей.

Наименование модели	QS-4884CCCV	BMM9201	QS-2448CCBD	QS-1224CBD	XL6019	XL6009
Входное напряжение	10 — 60 В	3- 35 В	8,5 — 46 В	10 — 32 В	3 — 40 В	2 — 32 В
Выходное напряжение	13 — 97 В	3- 35 В	12 — 48 В	12 — 35 В	5 — 45 В	5 — 40 В
Выходной ток	0. 5 — 22 А	0,1 — 6 A	4.5 А	10 А	5 А	2 А

Сравнительная таблица технических характеристик DC-DC повышающих преобразователей

DC-DC повышающе-понижающие преобразователи

Особая серия конвертеров с возможностью работать как на повышение, так и на понижение напряжения. Применяются подобные преобразователи не так часто, как повышающие или понижающие, но иногда бывают ситуации, что без них никак. Пример применения — питание устройств которым надо 12 Вольт в автомобиле, где напряжение в зависимости от ситуации может меняться от 10 до 15 Вольт.

Топология Step-Up и Step-Down

Под таким названием продаются разные варианты, но правильным является тот, где на плате стоит два независимых преобразователя. При помощи первого входное напряжение повышается до некоего фиксированного, а затем при помощи второго понижается до требуемого.

Схема топологии Step-Up и Step-Down

Подобные стабилизаторы сложны, дороги, имеют низкий КПД, конструкцию «два в одном». Но при этом у них есть преимущество — низкий уровень пульсаций на выходе.

Из-за перечисленных особенностей встречаются редко. Например, небольшая плата, с относительными характеристиками и неплохой регулируемый инвертор DPS5005, который отличается хорошими характеристиками, довольно высоким КПД.

Преобразователь напряжения DPS5005

Топология SEPIC

Достаточно старая топология, но очень интересная так как из активных компонентов требуется только один ШИМ контроллер, один силовой транзистор и диод. Отличается двумя одинаковыми дросселями, хотя встречаются с одним двухобмоточным.

Преимущества — простая схемотехника, не высокая цена, высокий КПД, чем у повышающе-понижающего, но высокий уровень пульсаций.

Как и предыдущая топология использует регулировку не только выходного напряжения, но и тока, а также функцию полного отключения выхода.

Схема топологии SEPIC

Выбор модулей подобного типа большой, сложности с выбором подходящего нет.

SEPIC на базе очень известной XL6019, вход 5-32 Вольт, выход 1.25-35 Вольт, ток нагрузки до 1.5 Ампер, имеет дополнительный фильтр для снижения пульсаций по выходу.

Более продвинутый DC-DC преобразователь ZK-SJVA-4X, у него есть не только регулировка напряжения и тока, а и индикатор, диапазон входных напряжений 5.5-30 Вольт, выход 0.5-30 при токе до 4 Ампер.

Третий преобразователь хоть и не имеет регулировки выходного тока, но имеет защиту от перегрева и мощность до 80 Ватт, а также индикатор напряжения, что также может быть удобно.

Примеры DC-DC конвертеров топологии SEPIC

Топология на базе контроллера LTC3780

Очень необычная топология конвертера, отличающаяся высоким КПД, более надежной работой, возможностью не только регулировки значений, а также минимального входного напряжения. Имеет два недостатка — цена и малый выбор моделей, так как строится в основном конвертер на базе контроллера LTC3780 производства фирмы Linear.

Данный инвертор является гибридным, содержит один ШИМ контроллер, один дроссель. Два силовых узла с синхронным выпрямлением, которые работают в зависимости от соотношения входного и выходного напряжения.

Схема топологии на базе контроллера LTC3780

Выбор моделей небольшой, различия минимальны, хотя существует сдвоенная версия, состоящая из двух модулей на одной плате, но встречается крайне редко.

Выбор моделей небольшой, различия минимальны, хотя существует сдвоенная версия, состоящая из двух модулей на одной плате, но встречается крайне редко.

Преобразователь на базе LTC3780 работает от 5-30 вольт, обеспечивая на выходе напряжение 0.5-30 вольт при токе до 8-10 ампер и мощности до 80-130 Вт.

Преобразователь на базе LTC3780 работает от 5-30 Вольт, обеспечивая на выходе напряжение 0. 5-30 Вольт при токе до 8-10 Ампер и мощности до 80-130 Ватт. Стабилизатор отлично подходит для заряда аккумуляторов, построения источников бесперебойного питания со стабилизированным выходом и вообще питания требовательных нагрузок.

Синхронный DC-DC преобразователь на базе LTC3780

Ниже сравним несколько повышающе-понижающих преобразователей.

Наименование модели	LTC3780	ZK-SJVA-4X	DPS5005
Входное напряжение	5 В — 32 В	5,5 — 30 В	6 — 55 В
Выходное напряжение	1 — 30 В	0,5 — 30 В	0 — 50 В
Выходной ток	10 A	4 А	0 — 5 А

Сравнительная таблица технических характеристик DC-DC повышающе-понижающих преобразователей

Дополнительные особенности преобразователей

В некоторых случаях стабилизаторы могут иметь дополнительный функционал или особенности, выделяющие их на фоне других, поэтому стоит их выделить в отдельную группу.

Существуют преобразователи с USB выходом для заряда или питания различных планшетов, смартфонов, получающих питание от USB.

Есть очень простые, особенность которых заключается только в низкой цене и возможности получить 5 Вольт от одного Li-Ion аккумулятора.

Бывают многоканальные понижающие, как QSKJ QS-1205CBUM. Но его особенность не в количестве каналов, а в наличии весьма современного ШИМ контроллера с синхронным выпрямлением и внешними силовыми транзисторами, что позволило получить выходной ток до 8 Ампер с высоким КПД. Также у него есть защита от неправильной полярности питания, «обманки» на каждом порту для корректного определения различными моделями смартфонов.

Конвертер MH-KC24 компактный, похож на первый, но имеет свою «фишку» — поддерживает работу с Quick Charge устройствами. Данный преобразователь также является понижающим, максимальное выходное напряжение 12 вольт.

DC-DC преобразователи с USB выходом

Модули питания DC-DC фирмы YZXStudio

Отдельно стоят в списке USB зарядных устройств модулей фирмы YZXStudio, помимо правильной схемотехники, качественных комплектующих и четкой работы они поддерживают большое количество протоколов быстрого заряда.

ZC822 — младшая модель, поддерживает QC/PD и выходную мощность до 27 Ватт.

ZC823 — поддерживает только QC/PD, возможность обеспечить 60 Вольт при выходном напряжении 20 Вольт.

ZC826P — редкий преобразователь, помимо функций быстрого заряда он является обратимым. Если его вход подключен к аккумулятору, а к USB Type-C выходу подключить не нагрузку, а блок питания, то конвертер начнет работать в обратную сторону и будет заряжать аккумулятор. Фактически имея такой преобразователь и аккумулятор можно самому сделать повербанк с мощным выходом, поддержкой большого количества протоколов. При этом обратимый преобразователь может выдавать от 5 до 20 Вольт при питании от 12 Вольт.

DC-DC модули питания ZC822, ZC823, ZC826 фирмы YZXStudio

Также фирма YZXStudio предлагает для своих устройств кросс-платы, установив в которые показанные модули можно сделать многоканальное зарядное устройство. Именно потому все модули имеют одинаковый размер и расположение разъемов.

Модули питания DC-DC фирмы muRata

Все больше распространение получает малый электротранспорт — гироборды, электросамокаты, электровелосипеды, скутеры, возникает необходимость получить от его батареи низкое напряжение.

В продаже существует много понижающих конвертеров собранных по топологии Step-Down. Но низкая надежность, отсутствие гальванической развязки может печально закончится для подключаемых устройств, его элементарно может пробить накоротко, а на нагрузке вы получите полное напряжение батареи.

Именно для таких применений рекомендуют фирменные модули производства muRata. Данные модули использовались для телекоммуникационного оборудования, но сейчас они встречаются и просто в продаже, причем за небольшую цену. Ключевое — качество конвертера, гальваническая развязка. Недостатки — фиксированное выходное напряжение, хотя и его при желании можно подстроить.

Из наиболее интересных — muRata HPH-12/30-D48NHL2-Y который при входном 36-75 Вольт выдает на выход 12 Вольт с током до 30 Ампер или 360 Ватт.

DC-DC преобразователь muRata HPH-12/30-D48NHL2-Y

Модули питания DC-DC фирмы RCNUN

Также выпускаются преобразователи для тяжелых условий эксплуатации, например, в автомобилях, катерах. Обычно такие модули имеют герметичное исполнение, корпус в виде радиатора при большой выходной мощности, дополнительные цепи защиты.

Например, большой ассортимент подобных преобразователей выпускает фирма RCNUN. Они бывают понижающие, повышающие, универсальные, регулируемые, с фиксированным напряжением, просто с проводами, с клеммниками и USB разъемами.

DC-DC преобразователи напряжения RC120503, RC8-40S1210, RC12240540 фирмы RCNUN

Как можно наблюдать из статьи, выбор топологий, моделей и вариантов исполнения DC-DC преобразователей действительно огромен, а ведь показана лишь меньшая часть из того, что сейчас выпускается.

Теперь главная задача, подобрать то, что необходимо для определенного применения. Надеемся, что данная статья сможет вам в этом помочь.

Аккумуляторы Часть 1 — 12 В, 24 В и 36 В

Это первая часть из трех статей о батареях. В этой статье мы объясним, как соединить батареи в последовательную и параллельную цепи, чтобы получить требуемое напряжение и желаемые ампер-часы.

Первое, что нужно помнить при работе с батареями и их настройке в различных конфигурациях, это то, что если вы не уверены в том, что делаете, обратитесь к электрику! Судовых и автоэлектриков вокруг полно, и они смогут во всем разобраться в кратчайшие сроки. Просто убедитесь, что они используют луженую проволоку, выключатели, вилки, автоматические выключатели и т. д., подходящие для морской среды.

Эта статья будет особенно интересна всем, кто собирается купить или владеет подвесным электрическим мотором. Электродвигатели бывают разных размеров, меньшие, как правило, на 12 вольт, в то время как более крупные с большей тягой обычно на 24 вольта, а затем есть действительно большие, которые обычно на 36 вольт.

Цепь серии

Теперь некоторые из вас могут подумать, что никогда не видели 36-вольтовую батарею, и вы будете совершенно правы. Если вам требуется 36 вольт, вам нужно соединить три 12-вольтовые батареи в последовательную цепь, чтобы получить более высокое напряжение.

Таким образом, в последовательной цепи мы можем увеличить напряжение на количество батарей. 3 x 12 вольт равняется 36 вольтам, или 2 x 12 вольт равняется 24 вольтам.

При соединении батарей в последовательную цепь вы увеличиваете только напряжение, а не доступное количество ампер-часов. Например, если используемые 12-вольтовые батареи имеют емкость 100 ампер-часов, общее количество ампер-часов для 36-вольтовой цепи все равно будет равно 100 ампер-часов.

Серийная цепь

Чтобы соединить батареи в последовательную цепь, подготовьте батареи, разъемы и кабели батарей и убедитесь, что к батареям не подключены какие-либо приборы или что-либо еще. Возьмите соединительный кабель аккумулятора и проложите его от отрицательной клеммы одной батареи к положительной клемме другой батареи.

Чтобы запустить высоковольтный прибор, подсоедините красный или положительный кабель к пустой положительной клемме одной из батарей, при этом у вас должна остаться пустая отрицательная клемма на другой батарее, к которой вы подсоедините черный или отрицательный кабель.

Параллельный контур

Параллельный контур

Предположим, у вас есть 12-вольтовая батарея, которая питает электричество в течение одного дня, но вы действительно хотите, чтобы она использовалась два дня, прежде чем вам снова потребуется зарядить батареи. Если у вас есть две 12-вольтовые батареи на 100 ампер-часов и подключены к ним параллельно, вы получите 12 вольт и 200 ампер-часов. Три 12-вольтовые батареи по 100 ампер-часов каждая, включенные в параллельную цепь, конечно, дадут нам 12 вольт и 300 ампер-часов.

Чтобы подключить параллельную цепь, вам нужно еще раз убедиться, что ничего не подключено к батареям и что у вас есть разъемы и кабели под рукой.

Отсюда нужно просто соединить положительную клемму одной батареи с положительной клеммой другой батареи, а также с отрицательной клеммой. Когда вы подключаете устройство, вы просто подключаете отрицательный (черный) кабель к отрицательной клемме, а положительный (красный) провод — к положительной клемме.

Как подключить 3 батареи 12 В к 36 В (руководство из 6 шагов)

Последнее обновление: 3 ноября 2022 г. Сэм Орловски

Содержание

• Разница между сериями и параллельным соединением
  • Серия Соединение батареи
  • Параллельное соединение батареи
• Простые 6-ступенчатые направляющие к проволоке 3 12 В для 36 В
  • Вещи Вам понадобится
  • Шата 1 – 36 В
    • . Установите батареи
    • Шаг 2 – Подсоедините 1-ю и 2-ю батареи
    • Шаг 3 – Подсоедините 2-ю и 3-ю батареи
    • Шаг 4 – Проверьте напряжение
    • Шаг 5 – Подсоедините инвертор и 1-ю батарею
    • Шаг 6 – Подсоедините инвертор и 3-й аккумулятор
  • Несколько моментов, которые следует учитывать при последовательном подключении трех аккумуляторов 12 В
    • Выбор аккумуляторов
    • Не смешивайте аккумуляторы
    • Проверьте аккумуляторы перед началом работы
  • Что выбрать: аккумулятор на 36 В или три аккумулятора на 12 В?
    • Плюсы
    • Минусы
  • Часто задаваемые вопросы
    • Как рассчитать мощность трех аккумуляторов 12 В, 100 Ач при последовательном соединении?
    • Можно ли параллельно подключить три батареи 12 В, 100 Ач?
    • Можно ли соединять литий-ионный аккумулятор со свинцово-кислотным аккумулятором?
    • Сколько батарей можно подключить последовательно?
  • Подведение итогов

  К концу этого руководства вы должны быть в состоянии соединить три 12-вольтовые батареи вместе, чтобы получить 36 вольт.

  Во многих случаях мне действительно помогло соединение 3-х 12-вольтовых аккумуляторов, в том числе на моей лодке и при запуске моего троллингового мотора. Я думаю, что важно сделать это правильно, чтобы не поджарить аккумулятор. Кроме того, вы можете применить большую часть этой логики для последовательного подключения большего или меньшего количества батарей.

  Так как 36В является наиболее распространенным типом проводки, я объясню, как подключить 3 12В батареи для 36В.

  Таким образом, чтобы подключить три 12-вольтовых аккумулятора к 36-вольтовым, выполните следующие действия.

  • Установите или разместите все три батареи рядом.
  • Соедините отрицательную клемму 1-го аккумулятора с положительной клеммой 2-го.
  • Соедините отрицательную клемму 2-го аккумулятора с положительной клеммой 3-го.
  • С помощью мультиметра проверьте напряжение аккумуляторной батареи.
  • Возьмите инвертор/зарядное устройство и подключите его положительный провод к положительной клемме 1-го аккумулятора.
  • Подключите отрицательный провод инвертора/зарядного устройства к отрицательной клемме 3-го аккумулятора.

  Мы рассмотрим это более подробно ниже.

  Разница между последовательным и параллельным соединением

  Хорошее знание последовательного и параллельного соединения пригодится во многих случаях. Для этой демонстрации мы используем последовательное соединение. Впрочем, дополнительные знания вам не помешают. Итак, вот простое объяснение этих двух связей.

  Серия

  Подключение батареи Видео | infinity sci

  Соединение двух батарей с использованием положительной клеммы 1-й батареи и отрицательной клеммы 2-й батареи называется последовательным соединением батарей. Например, если вы соедините две батареи 12 В, 100 Ач последовательно, вы получите 24 В и 100 Ач на выходе.

  Параллельное подключение батареи Видео | infinity sci

  При параллельном соединении будут соединены две положительные клеммы батарей. Также будут подключены отрицательные клеммы аккумуляторов. При таком подключении вы получите на выходе 12 В и 200 Ач.

  Простая 6-ступенчатая направляющая по провод 3 12 В батареи для 36 В
  Вещи, которые вам понадобятся
  • Три батареи 12 В
  • Два джамперского кабеля
  • Digital Multimeter
  • Harence
  • FIS Шаг 1. Установите батареи Видео | Weekend Angler

    В первую очередь установите/разместите батареи рядом друг с другом. Поместите отрицательную клемму 1-й батареи рядом с положительной клеммой 2-й. Изучите приведенное выше изображение для правильного понимания.

    Шаг 2. Подключите 1-й и 2-й аккумуляторы Видео | The Weekend Angler

    Затем соедините отрицательную клемму 1-го аккумулятора с положительной клеммой 2-го. Используйте для этого соединительный кабель. Ослабьте винты клемм аккумулятора и поместите на них соединительный кабель. Далее затяните винты.

    Шаг 3. Подключите 2-й и 3-й аккумуляторы Видео | The Weekend Angler

    Этот шаг очень похож на шаг 2. Подключите отрицательную клемму 2-й батареи к положительной клемме 3-й. Используйте для этого второй соединительный кабель. Выполните тот же процесс, что и в шаге 2.

    Шаг 4. Проверка напряжения Видео | The Weekend Angler

    Возьмите мультиметр и установите его в режим измерения напряжения. Затем установите красный щуп мультиметра на положительную клемму 1-й батареи. Затем установите черный щуп на отрицательную клемму 3-го аккумулятора. Если вы правильно выполнили описанный выше процесс, мультиметр должен показать значение выше 36 В.

    Шаг 5. Подключите инвертор и первую батарею Видео | The Weekend Angler

    После этого подключите положительный провод инвертора к положительной клемме 1-го аккумулятора.

    Не забудьте использовать подходящий предохранитель для этого соединения. Использование предохранителя между источником питания и инвертором идеально подходит для обеспечения безопасности.  (1)

    Шаг 6. Подключение инвертора и третьей батареи Видео | The Weekend Angler

    Теперь подключите отрицательный провод инвертора к отрицательной клемме 3-го аккумулятора.

    Несколько моментов, которые следует учитывать при последовательном подключении трех 12-вольтовых аккумуляторов

    Несмотря на то, что описанный выше процесс не представляет сложности, при подключении трех 12-вольтовых аккумуляторов необходимо учитывать несколько важных фактов.

    Выбор батарей

    Для этой задачи всегда выбирайте три одинаковые батареи. Это означает, что вы должны купить три батареи, которые производятся одной и той же компанией или одним и тем же способом. Кроме того, емкости этих трех аккумуляторов должны быть одинаковыми.

    Не смешивайте батареи

    Никогда не используйте новую батарею с использованной батареей. Заряд батареек может отличаться. Таким образом, лучше использовать три новых аккумулятора для вашего троллингового мотора.

    Проверьте батареи перед началом работы

    Прежде чем приступить к монтажу проводки, проверьте напряжение трех батарей по отдельности с помощью цифрового мультиметра. Напряжение должно быть выше 12В. Не используйте слабые батареи для этого процесса.

    Имейте в виду: Одна неисправная батарейка может испортить весь эксперимент. Итак, убедитесь, что этого не происходит.

    Должен ли я выбрать аккумулятор на 36 В или три аккумулятора на 12 В?

    Можно подумать, что использование одной батареи на 36 В намного лучше, чем использование трех батарей на 12 В. Ну, с этим пунктом не поспоришь. Но я могу привести некоторые плюсы и минусы использования трех аккумуляторов 12В.

    Pros
    • Если одна из 12-вольтовых батарей выйдет из строя, вы можете легко заменить их.
    • Наличие трех аккумуляторов улучшает распределение веса лодки.
    • Для трех аккумуляторных систем 12 В специальное зарядное устройство не требуется. Но для 36-вольтовых аккумуляторов вам понадобится специальное зарядное устройство.
    Минусы
    • Слишком много точек соединения в трех соединениях 12-вольтовой батареи.

    Совет: Три литиевых аккумулятора 12 В — лучший вариант для троллингового мотора.

    Часто задаваемые вопросы

    Как рассчитать мощность трех аккумуляторов 12 В, 100 Ач при последовательном соединении?

    Чтобы рассчитать мощность, вам понадобится общая сила тока и напряжение.

    V = 36 вольт
    A = 100 ампер

    Согласно закону Джоуля,

    P = V.I = 36 × 100 = 3600 ватт

    .

    Можно ли параллельно подключить три батареи 12 В, 100 Ач?

    Да, вы можете подключить их. Соедините три положительных конца вместе и сделайте то же самое с отрицательными концами. При параллельном соединении трех аккумуляторов 12 В и 100 Ач вы получите на выходе 12 В и 300 Ач.

    Можно ли подключать литий-ионный аккумулятор к свинцово-кислотному аккумулятору?

    Да, вы можете соединить их вместе. Но у вас могут возникнуть некоторые проблемы из-за разницы в напряжении. Лучший вариант — соединить их отдельно.

    Сколько аккумуляторов можно подключить последовательно?

    Максимальное количество батарей зависит от типа батареи и производителя. Например, вы можете последовательно соединить четыре литиевые батареи Battle Born для получения напряжения 48 В.(2)

    Завершение

    батареи в последовательном соединении. Но помните, всегда используйте предохранитель между источником питания и инвертором/зарядным устройством. Это сохранит ваш троллинговый мотор в безопасности. Предохранитель должен выдерживать максимальный ток источника питания.

    Взгляните на некоторые из наших статей ниже.

    • Провод какого сечения для параллельного соединения двух аккумуляторов 12 В
    • Как использовать цифровой мультиметр Cen-Tech для проверки напряжения
    • Белый провод положительный или отрицательный

    ---

    Каталожные номера
    (1) источник питания – https ://www.britannica.com/technology/power-source
    (2) Литиевые батареи – https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/
    литий-ионная батарея

    Ссылки на видео

    Tactical WoodGas

    infinity sci

    The Weekend Angler

    Чем была полезна эта статья?

    Сожалеем, что это не помогло!

    Давайте улучшим этот пост!

    Пожалуйста, сообщите нам, как мы можем улучшить эту статью.

    О Сэме Орловском

    Сертификаты: B.