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.
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.
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
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.
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.
Простой преобразователь напряжения 12в — 5в на usb
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.
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 о проблемах зарядки через USB.
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:
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).
Чтобы схема была более стабильной, рекомендуется на выходе установить дроссель и пару конденсаторов: керамический номиналом 100-200 нФ и ниобиевый номиналом 500 нФ.
Броски от индуктивной нагрузки не критичны для этой схемы.
Автор: Алексей Алексеевич.
Как из 12 вольт сделать 5
не надо никаких катушек, никаких трансформаторов. 12 вольт постоянного тока? Тогда идите в магазин и покупайте полупроводниковый стабилизатор напряжения ( выглядит, как микросхема с тремя ногами) типа КРЕН или нечто подобное. На основе нее паяется простая схема. куда добавляется еще два диода. Только в аннотации посмотрите, чтобы этот стабилизатор был именно на 5 вольт на выходе, так как они есть разные. <a rel=»nofollow» href=»http://www.krugosvet.ru/articles/119/1011950/1011950a1.htm» target=»_blank»>http://www.krugosvet.ru/articles/119/1011950/1011950a1.htm</a> <a rel=»nofollow» href=»http://www.definum.ru/Browse.aspx?g=302393″ target=»_blank»>http://www.definum.ru/Browse.aspx?g=302393</a>
сопротивление поставить
понижающим трансформатором)))))
Точно также как блоки питания делают из 220 например теже 12, используются катушки или как написано выше эта катушка в сопряжении с мотом даст трансорматор. Подробнее о том как это делается и все формулы для расчетов можно найти в учебнике физики за 9-ый класс.
Правильно, только учебник нужен за 11 класс. Индукцию в 11 проходят.
Если переменное напряжение — то только трансформатор. Если постоянное — нет ничего проще: берём интегральный стабилизатор серии 7805, подключаем по стандартной схеме и наслаждаемся своими пятью вольтами. Нужны подробности? По почте.
конечно крен 5 (если ток большой поставь ее на радиатор)
Если ток постоянный и потере тебе не сильно важны поставь просто делитель напряжения. переменный реостат 12 вольт на крайние выводы а 5 получиться путем подбора сопротивления при помощи крутилки подключив между крайним и центральным выводами, можно и крен только сопротивление по моему дешевле но крен по надежнее будет
вычесть семёрку!
идешь в магазин радиодеталей и покупаешь микросхему крен 5А, спросишь у продовца на сколько мощности(а то я что то забыл) если это больше чем тебе надо то ставишь радиатор, а нет то не надо. и не забудь по входу и выходу поставить кондеры
Надо собрать делитель из двух резисторов, сопротивления которых относятся как 7 к 5. Пустить 12 вольт через эти два резистора последовательно и тогда с резистора «5» можно будет снимать 12 вольт. Каково должно быть само сопротивление резисторов — подобрать экспериментально.
Как от литиевого аккумулятора получить 5 и 12 вольт
Как получить 12 или 5 вольт — самые распространённые напряжения, не имея розетки и блоков питания? Эта устройство, а точнее небольшая самодельная платка, как раз и обеспечивает на выходе постоянный ток 12 В / 200 мА плюс регулируемые от 5 В / 500 мА, имея на входе подключенные аккумуляторные батарейки Li-Ion 7.4 В LiPO. Плата представляет собой DC-DC инвертор на основе микросхемы регулятора CS5171 и LM317. Преобразователь постоянного тока DC-DC обеспечивает 12 В от 2x LiPO типоразмера 18650, а LM317 — это регулируемый выход от 1,2 В до 6 В.
Схема принципиальная преобразователя в 5 и 12 В
Не обязательно использовать именно такие аккумуляторы, входное напряжение для микросхем допустимо в пределах от пары вольт, до 30 В. Так что подберите любую удобную конфигурацию питания.
Список деталей для сборки устройства
Если нету указанных на схеме микросхем — ставьте любые другие с аналогичными функциями.
Технические характеристики DC-DC инвертора
- Входное питание: 2x LiPO аккумулятора с общим напряжением 7.4 В
- Входное напряжение допустимое от 3 до 25 В (по даташитам м/с)
- Потребление тока до 0,5 Ампер
- Выход 1: 12 В 200 мА постоянного тока
- Выход 2: от 1,2 до 6 В постоянного тока
- Размер печатной платы: 35 мм х 27 мм
Небольшая плата инвертора может быть установлена непосредственно на задней панели бокса 2x LiPO 18650 и закреплена с помощью винтов 2xM3. Потенциометр P1 нужен для регулировки напряжения от 1,2 В до 6 В.
Печатная плата находится в архиве
Как получить нестандартное напряжение | Практическая электроника
Как получить нестандартное напряжение, которое не укладывается в диапазон стандартного?
Предисловие
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, усилители 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 здесь ):
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 здесь.
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 Uстабилизации =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.
Мощный преобразователь с 12В на 5В 5 ампер
Вот решил сделать мощный преобразователь или мощную зарядку через USB на 5 вольт и до 10 ампер. В очередной раз вспомнил, что в машине отсутствует мощная розетка для зарядки гаджетов и то, что у меня с алишки пришла пачка микросхем MC34063.
Характеристики преобразователя:
—Микросхема MC34063
—Входное напряжение от 10 до 16 вольт
—Выходное напряжение 5 вольт
—Потребляемый ток 1,5А
—Ток в нагрузку около 5А (думаю что и 10-ть ампер поднимет с хорошим охлаждением)
Радиатор нагревается около 40-ка градусов, размер самой платы небольшой всего 5.5 см на 5.5 см.
В архиве есть рисунок на обратную сторону платы.
Сделать схему решил на SMD компонентах, за вечер спаял печатную плату, пересчитал резисторы и намотал трансформатор. На следующий день вытравил и распаял печатку, схема стартовала с первого раза и без эксцессов.
Проверка нагрузкой; в воду опустил для охлаждения сопротивления-нагрузки.
Категорически рекомендую к повторению, надежность схемы 101%. Схема проверена на переполюсовку, на КЗ и на холостой ход.
Трансформатор намотан на кольце желтого цвета диаметр 27 мм, взят из выходной цепи блока питания. 
Первая обмотка 30 витков провод 1,5-2 мм, вторая обмотка провод 0,5-1 мм витков 60, ровно в два раза больше первичной обмотки. Витки после намотки желательно зафиксировать чтоб не сваливались, можно скотчем. Если транс правильно намотан, то греться он не будет.
Дросселя гантельки из блоков питания, номинал на схеме подписан, чем больше индуктивность тем лучше, но советую подпаять их снизу платы и проверить в работе, чтобы не было звона и нагрева сильного.
По результатам тестирования в машине-радио не шумит, помех в УКВ и ФМ диапазон нет.
Архив к статье; скачать…
Автор; Руслан Сугаипов г. Нижний Новгород
КАК ПОДНЯТЬ НАПРЯЖЕНИЕ С 5 ДО 12В
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.
Принципиальная схема инвертора 5-12В
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.
Ещё один вариант похожего устройства, но на базе микросхемы MC34063A — смотрите в этой статье.
Схемы блоков питания