Как повысить напряжение блока питания с 5 до 12 Вольт

Полезные советы

На чтение 2 мин Опубликовано 16.12.2022 Обновлено 16.12.2022

У каждого дома наверняка валяется не один блок питания (зарядка) от различных моделей сотовых телефонов. Все они имеют выходное напряжение 5 В. Естественно, применить такой источник в хозяйстве можно, то порой столько целей нет, сколько есть в наличии таких источников с одинаковым напряжением. А можно ли как-то изменить напряжение этого блока? Тогда было бы больше возможностей его использовать.

На самом деле сделать это довольно просто, так как все зарядки от телефонов плюс-минус имеют одинаковую схему.

Содержание

1. Как изменить напряжение блока?
2. Детали
3. Повышаем напряжение импульсного источника своими руками
4. Смотрите видео

Как изменить напряжение блока?

Выходное напряжение можно не только уменьшить, но у увеличь в пределах 3-15 В. И в крации сначала расскажу как. На плате каждого импульсного источника питания, преимущественно в центре, расположен трансформатор. Визуально он делит высоковольтную часть блока и низковольтную. Эти части гальванически развязаны, но имеют обратную связь через оптрон. На низковольтной части платы в цепи оптрона стоит стабилитрон, который как раз и отвечает за уровень выходного напряжения.

Если вам нужно понизить напряжение до 3 В, достаточно просто заменить стабилитрон и пользоваться, а вот если повысить, то тогда потребуется заменить выходной фильтрующий конденсатор на другой с более высоким напряжением.

Я думаю, концепция внесения изменений вам понятна. Перейдем к делу.

Детали

Для изменения напряжения, конкретно в этом источнике, понадобятся следующие наименования деталей:

• Стабилитрон 12 В.
• Конденсатор 470 мкФ 25 В.

Повышаем напряжение импульсного источника своими руками

Вскрываем корпус. Находим стабилитрон. Он всегда расположен в низковольтной части блока.

Также рядом расположен фильтрующий конденсатор.

Предварительно можно включить блок в сеть и проверить, но конечно это лучше сделать заранее, пока крышка закрыта.

Выпаиваем стабилитрон и конденсатор.

Вместо них впаиваем новые. Самое главное не ошибиться с полярностью.

Как все будет готово, можно проверять.

Получились немного завышенные значения. Можно попробовать подобрать стабилитрон на более низкое напряжение, но для этого блока и так сойдет. Так как там, где он будет использоваться, превышение на 1-2 Вольта совсем не критично.

Смотрите видео

Оцените автора

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.

usb — Как преобразовать 5 В в 12 В?

спросил 9 лет, 4 месяца назад

Изменено 1 месяц назад

Просмотрено 102 тысячи раз

\$\начало группы\$

Я хотел бы преобразовать 5 В 500 мА (от питания USB) в 12 В с помощью нескольких дешевых компонентов.

Возможно ли это с помощью каких-то универсальных деталей (а не с помощью какого-то дорогого трансформатора и т.п.)?

Кроме того, сколько миллиампер это обеспечит?

• usb
• трансформатор

\$\конечная группа\$

9

\$\начало группы\$

Это так называемые повышающие преобразователи. Они берут низкое постоянное напряжение (например, 5 В) и преобразуют его в более высокое постоянное напряжение, например 12 В. Они используют индуктор для хранения энергии в течение одного полупериода часов, а в течение другого полупериода энергия, хранящаяся в индукторе, заряжает конденсатор. Конденсатор, естественно, заряжается до более высокого напряжения, чем входное напряжение, из-за того, как расположены дроссель и переключающие компоненты. Вот еще статья: —

На самом деле вы можете построить это с операционными усилителями/555s/резисторами/диодами и приличным полевым МОП-транзистором (n-канальный), и если вас не беспокоит сверхвысокая эффективность, то NPN может заменить МОП-транзистор.

Лично я бы пошел в TI или линейную технологию и купил бы один, потому что он превзойдет все, что вы, вероятно, сделаете, если вы новичок.

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

С некоторыми общими частями? MC34063A — довольно стандартная деталь, которую можно найти в большинстве автомобильных зарядных устройств USB (и я имею в виду большинство, даже автомобильные зарядные устройства Dollar Tree за 1 доллар). Хотя он обычно используется для понижающего регулирования от 12 В до 5 В, он также может выполнять инвертирование и, при необходимости, повышать стабилизацию путем перемещения схемы. Автомобильные зарядные устройства будут иметь конденсатор подходящего размера, диод и, как правило, катушку индуктивности на 220 мкГн, хотя, скорее всего, потребуется заменить времязадающий конденсатор.

Это универсальная микросхема, изготовленная несколькими производителями, и может обеспечить КПД до 88% при пиковом токе внутреннего переключателя 1,5 А, что ограничивает выходной ток до 750 мА, если вы не используете внешний переключатель. Поскольку вы используете неназванный USB-источник и можете ожидать только 500 мА, выходной предел 750 мА не является проблемой.

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

В любом случае, трансформатор работает от переменного тока. Для такой малой мощности подойдет простой DC/DC преобразователь. Если вы не хотите построить его ради того, чтобы сделать это самостоятельно, нет смысла делать его с нуля. В конце концов, это займет у вас больше времени, это будет больше, и общая стоимость, вероятно, будет больше, чем готовый к использованию преобразователь постоянного тока, например:

RECOM RI-0512S, 2 Вт, выход 167 мА (7,60 долл. США в mouser)

TracoPower TMH 0512S, 2 Вт, выход 165 мА (8,26 долл. США в Farnell)

электрическая изоляция. Регулировка

1. , чтобы убедиться, что выходное напряжение остается на уровне 12 В, пока потребление нагрузки остается в пределах спецификаций.
Изоляция
2. , если вы планируете питать устройство, которое также каким-либо образом подключено к сети. Таким образом, вы не поджарите свой компьютер, если ваш компьютер и устройство не находятся на одной фазе.

Осторожно, вы не должны потреблять более 100 мА от USB-порта, если у вас нет логики USB, способной запросить больше. В реальной жизни , укравший 500 мА с USB, будет работать на большинстве обычных компьютеров, но у вас могут быть неприятные сюрпризы на некоторых дешевых мини-ПК и некоторых ноутбуках.

\$\конечная группа\$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

транзисторов — Как я могу использовать выход USB (5 В постоянного тока) для питания нагрузки вентилятора 12 В постоянного тока?

спросил 3 года, 2 месяца назад

Изменено 3 года, 2 месяца назад

Просмотрено 6к раз

\$\начало группы\$

Я хотел бы подключить вентилятор 5 В постоянного тока / 0,23 А (рядом с другим устройством, таким как светодиодная лампа 12 В и водяной насос 12 В постоянного тока). Единственным возможным источником питания является использование USB-выхода, либо от компьютера, зарядного устройства для мобильного телефона и, наиболее возможно, от банка питания, выход которого составляет 5 В. Я пытался подумать об использовании BJT / MOSFET / IGBT, но, похоже, это невозможно, так как максимальное напряжение, поступающее на сток (в случае N-канального MOSFET, включая каскадирование MOSFET и IGBT), составляет только 5 В, и BJT не усиливает напряжение.

Итак, как мне это сделать? Какой компонент следует использовать? В любом случае это сделать? Цените любую помощь в дизайне.

• транзисторы
• усилитель мощности

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Прежде чем приступить к проекту, давайте оценим доступный бюджет мощности, чтобы гарантировать, что USB-порт, отвечающий за подачу питания, не будет поврежден.

Как вы, возможно, знаете, мощность, которую может обеспечить типичный USB-порт, равна \$P = V \times I\$, где V равно 5 В, а I зависит от мощности источника. Он может достигать 3 ампер для очень мощного USB-зарядного устройства. Для ПК было бы неразумно извлекать более 1 ампера без защиты, чтобы избежать очень дорогостоящего ремонта материнской платы вашего ПК.

Чтобы получить 12 В постоянного тока из 5 В постоянного тока, вам необходимо использовать преобразователь мощности. В данном случае повышающий преобразователь. Но все мы знаем закон сохранения энергии, количество мощности, которое поступает в преобразователь, должно быть равно количеству мощности, которое выходит.

Итак, в уравнении \$V_{in} \times I_{in} \times Efficiency_{convertor} = V_{out}*I_{out}\$

Типичные повышающие преобразователи на Amazon дадут вам эффективность от 0,80 до 0,95 в зависимости от дизайн и нагрузка, которую вы применяете. Эти повышающие преобразователи оснащены регулируемым потенциометром, который позволяет регулировать выходное напряжение и получать 12 В постоянного тока.

Итак, теперь вы знаете, что можете получить 12 В постоянного тока из 5 В постоянного тока, но по мере увеличения напряжения выходной ток должен уменьшаться в соответствии с принципом сохранения. Таким образом, на самом деле вы можете извлечь очень ограниченное количество энергии из вашего преобразователя. Также помните, что повышающие преобразователи не очень довольны, когда вы подаете нулевую нагрузку на их выход, и это, конечно, зависит от того, насколько хорошо они были спроектированы, выходное напряжение может увеличиться до большого значения.

Если у вас есть интерес, вы можете узнать о разработке повышающего преобразователя, но это тема для другого дня, и у нее есть свои проблемы. Но изучите повышающие преобразователи в Интернете и попробуйте создать их в программном обеспечении для моделирования.

\$\конечная группа\$

8

\$\начало группы\$

Один из других ответов объяснил математику, поэтому я применю ее к вашей задаче.

У вас есть 12-вольтовый вентилятор, потребляющий 0,23 ампера.

Если вы используете повышающий преобразователь для получения 12 В из 5 В, то преобразователь должен повысить напряжение в 2,4 раза.