Регулятор напряжения 12 вольт 3 ампера

Содержание

1. Схема стабилизатора на 3 вольта
2. Работа схемы
3. Монтаж стабилизатора
4. Переключаемый стабилизатор на микросхеме
5. Стабилизатор на микросхеме AMS 1117

Всем давно известно, что без нормального регулируемого блока питания не возможно запустить ни один девайс сделанный своими руками. Ведь блок питания это основа радиолюбительской лаборатории, поэтому в этой статье я расскажу, как сделать простой регулируемый блок питания из доступных деталей всего на двух транзисторах. На этом рисунке изображена простая для изготовления схема регулируемого блока питания.

Схема регулируемого блока питания на транзисторах

Эта схема очень неприхотлива в радиодеталях по этому, собрать её может каждый начинающий радиолюбитель практически из того, что имеется под рукой. Диодный мост Br1 пойдет практически любой с силой тока не менее 3А. Если нет диодного моста, замените его подходящими диодами. Конденсатор С1 можно заменить любым от 1000 мкФ до 10 000 мкФ. Переменный резистор Р1 от 5 до 10 кОм. Транзистор Т1 КТ815, BD137, BD139 транзистор Т2 КТ805, КТ819, TIP41, MJE13009 и многие другие советские и импортные аналоги, подбираются согласно требуемой нагрузке и мощности источника питания.

Диод D1 с силой тока не менее 3А, можно вообще заменить перемычкой, он защищает конденсатор C2 от переполюсовки при подключении к блоку питания аккумулятора. Источником питания для этой схемы может служить любой трансформатор от 12 до 30 вольт. Для своего блока питания я использовал тороидальный трансформатор от музыкального центра с двумя последовательно соединенными обмотками по 13,5В и силой тока 3,5А. После выпрямления напряжения на выходе получилось 30 вольт.

Все детали блока питания я, как всегда разместил на печатной плате размером 6,5 на 4,5 см. При установке транзисторов обратите внимание на цоколевку. Например у транзистора КТ819 ножки располагаются так ECB, а у транзистора MJE13009 так BCE, по этому транзисторы лучше всего соединить с платой небольшими кусочками провода и тогда у вас не возникнет проблем с правильной установкой транзисторов на радиаторе.

Печатная плата регулируемого блока питания 0-30В

Два транзистора установите на одном радиаторе без изоляционных прокладок потому, что коллекторы транзисторов на схеме соединяются вместе. Не забудьте места крепления транзисторов смазать термопастой. Диодную сборку желательно закрепить на небольшом радиаторе, она тоже не слабо нагревается. Для контроля выходных характеристик желательно установить универсальный китайский измерительный прибор (УКИП) обозначенный на схеме V/A1.

Все компоненты блока питания я разместил в стандартном корпусе от компьютерного блока питания. Только из за большого размера тороидального трансформатора от музыкального центра вентилятор пришлось разместить снаружи, но это на технические характеристики блока питания особо не влияет.

Благодаря мощному 3,5 амперному тороидальному трансформатору этот универсальный регулируемый блок питания я использую для питания различных самоделок и в качестве зарядного устройства для небольших аккумуляторов.

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Рекомендую посмотреть видеоролик о том как работает регулируемый блок питания.

В настоящее время множество домашних устройств требуют подключения напряжения стабильной величины на 3 вольта, и нагрузочный ток 0,5 ампер. К ним могут относиться:

• Плееры.
• Фотоаппараты.
• Телефоны.
• Видеорегистраторы.
• Навигаторы.

Эти устройства объединены видом источника питания в виде аккумулятора или батареек на 3 вольта.

Как создать питание от бытовой сети дома, не тратя деньги на аккумуляторы или батарейки? Для этих целей не нужно проектировать многоэлементный блок питания, так как в продаже имеются специальные микросхемы в виде стабилизаторов на низкие напряжения.

Схема стабилизатора на 3 вольта

Изображенная схема выполнена в виде регулируемого стабилизатора, и дает возможность создания напряжения на выходе от 1 до 30В. Следовательно, можно применять этот прибор для питания различных устройств для питания 1,5 В, а также для подключения устройств на 3 вольта. В нашем случае устройство применяется для плеера, напряжение на выходе настроено на 3 В.

Работа схемы

С помощью изменяемого сопротивления устанавливается необходимое напряжение на выходе, которое рассчитывается по формуле: U вых=1.25*(1 + R2 / R1). Вместо регулятора напряжение применяется микросхема SD1083 / 1084. Без изменений применяются отечественные подобные микросхемы 142КРЕН 22А / 142КРЕН 22, которые различаются током выхода, что является незначительным фактором.

Для нормального режима микросхемы необходимо смонтировать для нее маленький радиатор. В противном случае при малом напряжении выхода регулятор функционирует в токовом режиме, и значительно нагревается даже без нагрузки.

Монтаж стабилизатора

Прибор собирается на монтажной плате с габаритами 20 на 40 мм. Схема довольно простая. Есть возможность собрать стабилизатор без использования платы, путем навесного монтажа.

Выполненная готовая плата может разместиться в отдельной коробочке, либо прямо в корпусе самого блока. Необходимо в первую очередь настроить рабочее напряжение стабилизатора на его выходе, с помощью регулятора в виде резистора, а потом подсоединять нагрузку потребителя.

Переключаемый стабилизатор на микросхеме

Такая схема является наиболее легкой и простой. Ее можно смонтировать самостоятельно на обычной микросхеме LM 317 LZ. С помощью отключения и включения сопротивления в цепи обратной связи образуется два различных напряжения на выходе. в этом случае нагрузочный ток может возрасти до 100 миллиампер.

Нельзя забывать про цоколевку микросхемы, так как она имеет отличие от обычных стабилизаторов.

Стабилизатор на микросхеме AMS 1117

Это элементарный стабилизатор с множественными фиксированными положениями регулировки напряжения 1,5-5 В, током до 1 ампера. Его можно монтировать самостоятельно на сериях микросхем AMS 1117 — X.X (CX 1117 — X.X) (где XX — напряжение на выходе).

Есть образцы микросхем на 1,5 – 5 В, с регулируемым выходом. Они применялись раньше на старых компьютерах. Их преимуществом является малое падение напряжения и небольшие габариты. Для выполнения монтажа необходимы две емкости. Чтобы хорошо отводилось тепло, устанавливают радиатор возле выхода.

В конструкции самодельного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора важной частью является узел стабилизации и ограничения тока. Такой узел дает возможность выставить любой угодный ток заряда, при этом будет делать это за счет повышения или понижения выходного напряжения.

Схема предложенная в статье может отлично работать в совместимости с любым зарядным устройством.

Вариант реализации такого блока до безобразия прост и собран на одном элементе ОУ.
Зарядное устройство должно отдавать напряжение 13,5-14,5 Вольт при токе до 10 Ампер.
Полевой транзистор – основной силовой элемент и весь ток проходит по нему, поэтому обязательно устанавливают на теплоотвод.

Можно использовать низковольтные полевые транзисторы с током от 20 , а еще лучше от 40 Ампер. Для наших целей отлично подойдут мощные N- канальные полевые транзисторы типа IRF3205, IRFZ44/46/48 iили аналогичные.

Силовой шунт в моем случая в виде низкоомного резистора, если кому лень искать, можете использовать шунт , который стоит в дешевых китайских мультиметрах, такие шунты можно использовать для довольно точных замеров при токах до 10-14Ампер.

Полевой транзистор при желании можно заменить на биполярный, но с учетом того, что последний должен иметь большой ток коллектора, к примеру КТ819ГМ или КТ8101 из наших , тоже устанавливают на теплоотвод.

ОУ в моем варианте задействован сдвоенный , типа ЛМ358, но можно использовать и одиночные операционные усилители, к примеру – TL071/081

ANENG M167 — маленький «автомат» для разъездной работы

Здравствуйте все!
Расскажу сегодня об интересном мультиметре. Привлек он меня своими размерами, и функционалом «автомат».
Характер моей работы таков, что приходится временами работать в режиме «сунул прибор в карман и рванул на объект».
Соответственно искался прибор под критерии:
1) Недорогой. Если случайно уронить/спалить — не сильно жалко.
2) Легкий и компактный.
3) Питание прибора легкодоступно. И батарейки без проблем закупается в ближайшем киоске или продуктовом магазине на кассе. Никаких крон!
4) При ошибочном подключении не сгорает! Т.е. в режиме прозвонки случайно влететь под оперток (200 вольт постояного или переменного тока)
5) Фонарик. Ибо часто в месте измерения темно. И бесконтактное измерение напряжения. Ибо отключенные провода часто бывают не совсем отключенные.

И вот на распродаже на Али присмотрел себе очередную жертву под эти критерии.

И сегодня на обзоре — ANENG M167

Размер 59 мм×123 мм x 28 мм
Вес 120 грамм (без батарей)

По техническим характеристикам все предельно минимально.

— Измерение постоянного и переменного напряжения:
DCV: 4-40-400-500 В, (погрешность ± 0,5%+3 единицы младшего разряда)
ACV: 4-40-400-500 В, (погрешность ± 1%+3 единицы младшего разряда)

— Измерение постоянного и переменного тока:

DCA: 999.9mA/3.999A, (погрешность ± 2%+4 единицы младшего разряда)
ACA: 999.9mA/3.999A, (погрешность ± 1%+3 единицы младшего разряда)

— Сопротивление:
-4KΩ ±(1.5%+3 единицы младшего разряда)
-40KΩ-400KΩ ±(0.5%+3 единицы младшего разряда)
-4MΩ-40MΩ ±(1.5%+3 единицы младшего разряда)

— Размер экрана LCD: 25×35 мм

Естественно низкая цена обусловила:
— Отсутствует измерение емкости и индуктивности
— Нет измерения параметров транзисторов и падения напряжения на диодах.
— Нет замера частоты.
— нет замера температуры
Мы лишились части функций, которые в повседневной жизни практически не используются.

В комплекте к мультиметру идёт 2 инструкции (китайский и английский) и два щупа. Инструкция крайне не внятная. Неверно указаны диапазоны по току (4А по надписи на приборе, 10А по мануалу), описан отсутствующий в реале режим измерения емкости. Щупы из раздела «самое дешевое». Провод тонкий. Прибор может изменять ток на 4 А, но у меня такое чувство, что провод просто не выдержит такой ток. Типичные щупы из комплекта самого дешевого тестера, купленного в магазине хозтоваров.

Теперь немного впечатлений о мультиметре. Корпус без люфтов, из самого дешевого черного пластика. Из такого любят делать недорогие игрушки. Силиконовые кнопки переключения режима. Для проверки силы тока переключаем красный в гнездо с маркировкой «mA».

На обратной стороне отсек с защелкой для быстрой замены батарейки. Отсек не герметичен, ронять в воду и грязь не рекомендуется. Клеммы батарей — простой пружинистый лепесток. Без упорной пружины.
Крепление задней крышки — 2 винта в верхней части. И 2 защелки с низу. Разумеется защелки сразу отломятся при разборе. Все как обычно.

Кнопки. Тут нас ждет главный сюрприз: режимы измерения мы выбирать не можем! Я не шучу. Режим выбирает сам прибор автоматически и нам не подвластен!

Подсказка по кнопкам:
1) Кнопка «Питание» — включение питания. Неожиданно, верно? Повторное нажатие — отключение. Автоотключение через 10 минут. За минуту перед отключением — 5 сигналов биппером.
2) Кнопка «NCV» — зажатие включает режим поиска проводки. Кратковременное нажатие включает и отключает фонарик.
3) Кнопка «H» — режим «HOLD». Зажатие кнопки на 5 секунд включает подсветку экрана.

Плата. Тут интереснее:

Что видим — максимальное удешевление конструкции. Предохранителя нет (вместо него SMS «нулевик»), шунт из пары SMD резисторов. Хотя гнезда для нормального шунта и предохранителя на плате заложены.

Центральный чип — кристалл под компаундом. Рядом находится флеш. Чип затерт, но маркировка легко читается. Наверно плохо терли. Во флеше — скорее всего калибровочные константы и конфигурация режимов измерения.
Индикатор -ЖК на «резинке». Привет из 90-х… Давно такого не видел.

А теперь самое интересное. Посмотрим режимы работы и попробуем оценить на глазок. Подключаем калибратор.

Теперь результаты замеров:

Элемент	Подпись	ANENG M167
0 ом (замкнуты)	0 om	0 om
10 ом	10.00 om	18 om
100 ом	100,02 om	93 om
1 кОм	999.5 om	935 Ом
10 кОм	9.996 кОм	10.0 кОм
100 кОм	99.92 кОм	99.8 кОм

Теперь посмотрим, что у нас с измерением напряжения:

Напряжение	ANENG M167
2.5 вольт	2.499
5 вольт	4.996
7.5 вольт	7.500
10 вольт	10.00
Итог: напряжение мерям на удивление точно. А вот с замером сопротивления все грустно. Скорее всего это связано с тем, что у прибора всего 3 диапазона. И на низких значениях сопротивления меряет очень приблизительно. Для «прикидки» сгодится, для точных замеров использовать не стоит.
Прозвонка — тихий ужас. Задержка — 1.5 секунды. Пищит при сопротивлении менее 50 ом. При замыкании — загорается светодиод. Для глухих пользователей, которые не слышат сигнал. Индикатор загорается синхронно с звуком и скорее всего сидит «в паралель». Скорее всего такая огромная задержка связана с логикой работы «автомата». Внутренняя логика пробегает по всем режимам и только потом встает в режим прозвонки.
Фонарик — достаточно слабенький. Максимум — подсветить рабочее место. Или маркировку на элементах.
Общие выводы:
Данное изделие не относится к профессиональным приборам. Да и к нормальным относится с трудом. Может использоваться для поездок в те случаях, когда велик риск утери прибора. Ну или аварийный запас на случай отказа основного прибора. Ибо компактен и легок. Например для выездов на природу. Или бросить в машину.
Покупка в качестве основного рабочего прибора не рекомендуется. Возможно покупка как прибор для криворуких созданий, чтобы отвязались и не просили нормальные приборы.
Личные субъективные мысли: создается впечатление, что планируется линейка данных приборов. И эта модель — пробный камень. Максимально удешевили и выкинули на рынок посмотреть реакцию. Косвенно об этом говорят:
1) Инструкция на английском и китайском. Обычно для дешевого барахла с этим не заморачиваются.
2) Такое чувство, что инструкция от более продвинутой модели. От модели с большим током измерения и возможностью замера емкости. Такое чувство, что функционал отрубили в последний момент. Не успев изменить отпечатанную инструкцию.
3) По инструкции класс точности достаточно высокий. Наличие флеша с калибровками. Это очень странное решение для дешевого прибора.
Как вариант возможна доработка прибора. Установить нормальный шунт и предохранитель. Считать флеш и попробовать разобраться в его структуре. Возможно можно будет активизировать режим измерения емкости и другие режимы.

описание популярных способов понижения напряжения

Это значение электрического тока применяется для питания большинства бытовых приборов в доме. Зачастую, они получают заряд от аккумуляторных устройств.

Но если они ломаются, то появляется проблема: как получить 12 Вольт переменного тока?

Это мы и попытаемся разобрать далее, вспомнив самые распространенные варианты.

Получить напряжение 12 Вольт из 220

Это довольно часто применяемое изменение, которое возможно сделать некоторыми путями:

• Снизить напряженность не пользуясь распределителем.
• Воспользоваться распределителем в 50 Гц.
• Подключить импульсный трансформатор, который можно совместить с прямолинейным выпрямителем.

Принцип работы

Бестрансформаторный блок на транзисторах работает следующим образом. 220 В выпрямляется мостом с конденсатором и поступает на стабилизаторы. Они все выполнены по одной схеме, но рассчитаны на разные напряжения. Первый ограничивает потенциал сети на уровне 150-180 В, второй стабилизатор сокращает его примерно в 2-3 раза. Третий выдает нужное напряжение. Меняя стабилитрон D3, можно получить бестрансформаторный БП, например, на 12 или 5 вольт.

Блок с RC-цепочкой является делителем напряжения. В его верхнем (по схеме) плече стоит конденсатор C1, представляющий для переменного тока реактивное (совсем не потребляет энергию) сопротивление. В нижней части расположен диодный мост VD1-4 с нагрузкой (стабилитрон, транзистор, микросхема и пр.).

Входное напряжение приходит на делитель, выпрямляется мостом и поступает на стабилизатор, который ограничивает его до необходимого значения.

КАК ОСУЩЕСТВИТЬ ПОЛУЧИТЬ ПОНИЖЕНИЕ БЕЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ

Это возможно только лишь тремя вариантами:

1. Получить понижение при помощи гасящего элемента. Довольно популярный способ, применяется для подпитки маломощных устройств. К минусам относят небольшой коэффициент мощности. Однако оно часто используется в недорогих приборах.
2. Ограничит поток резистором. Вариант не лучший, но все равно применяется, годится для зарядки диодов. Основным минусом считается большое выделение тепла на резисторе.
3. Воспользоваться автоматическим распределительным трансформатором или катушкой с похожей намоткой.

Устройство и конструкция

Простой 12-вольтовый БП без трансформатора можно сделать из нескольких радиоэлементов. Он представляет собой диодный мост VD1-4 и 3 однотипных транзисторных стабилизатора, включенных последовательно.

Другая схема состоит из следующих деталей:

• 2 конденсаторов C1 и C2;
• 4 диодов, образующих мост VD1-4;
• 1 стабилитрона D1.

C1, подключенный к сети 220 В, гасит большую часть напряжения. Оно выпрямляется диодным мостом VD1-4. Цепочка D1, C2 является параметрическим стабилизатором, с выхода которого снимается постоянное напряжение, питающее нагрузку.

Более продвинутое устройство содержит на входе сопротивление R1 для подавления броска тока и RC-цепочку — подключенные параллельно гасящая емкость C1 и резистор r2 большого номинала для ее разрядки. Средняя часть схемы такая же. На выходе установлен дополнительный неполярный конденсатор C3.

Дальнейшее усовершенствование предполагает установку на выходе БП стабилизатора VR1 на транзисторах или микросхеме.

Эти блоки опасны, так как их детали находятся под напряжением 220 В. При отсутствии нагрузки (если испорчен стабилизатор) потенциал на выходе будет равен сетевому.

ЗАГЛУШАЮЩИЙ ТЕПЛОПРИЕМНИК

Перед тем как мы разберем эту тему, расскажем о правилах которые требуется выполнять:

• Питательный блок предназначен для работы только с одним прибором.
• Каждый из внешних элементов должен быть закрыт изоляцией. Не трогайте электронную схему блока, если к ней не подсоединена нагрузка или к нему не подключен стабилизатор для понижения постоянного тока.

Эта последовательность не может привести к смерти, но гарантировано неприятное действие электричества.

Значение уменьшающего охладителя выясняется по уравнению:

Ц (микрофарад)=3200 x I(нагрузки)/ корень из(U вход кв.-U выход кв.) или Ц (мкФ)=3200 x I(нагрузки)/ корень из U вход

Другими способами получать бесполезно, из-за снижения интенсивности с 220 до 12 В, резистором, выделяется очень много тепла, а выполнять обмотку дросселя для получения нужных Вольт не имеет смысла, потому что это очень затратно и трудновыполнимо.

Блоки питания

Второй способ – блок питания компьютера. Когда я его увидел, сразу вспомнил, что такой аппарат может дать мне 12 вольт. Чтобы их получить, нужно просто подключиться к соответствующим клеммам выходного разъема и включить сам блок питания в сеть.

Источник eshop.uzex.uz

Хорошим аналогом компьютерным блоками питания могут стать блоки устаревших радиоприемников, телевизоров, магнитофонов, и об этом дальше.

ПИТАЮЩАЯ КОРОБКА НА СЕТЕВОМ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЕ

Стандартная и широко используемая последовательность, применяется для музыкальных усилителей и магнитол. Но только при наличии подключения хорошего фильтрующего охладителя, который сможет сделать необходимую пульсацию.

Плюсом, подсоедините стабилизирующего элемента на 12 Вольт. При его отсутствии, интенсивность изменится по скачкам тока в сети: U выхода=U входа* на коэфф. Трансформ.

Запомните, напряженность на выходе можно получить выше на 2-3 значения, чем выходная напряженность БП-12 В, но не выше тридцать, его определяют возможности стабилизатора и его сила балансирует между входящим и выходящим усилием.

Возможности распределителя получить 12-15 вольт меняющегося потока. Прямая напряженность будет немного выше, примерно на 1,41 раз. Оно приблизится к синусоиде на входном напряжении.

Как получить 12В из подручных средств

Самый простой способ получить напряжение 12В – это соединить последовательно 8 пальчиковых батареек по 1,5 В.

Или использовать готовую 12В батарейку с маркировкой 23АЕ или 27А, такие используются в пультах дистанционного управления. В ней внутри подборка из маленьких «таблеток», которые вы видите на фото.

Мы рассмотрели набор вариантов для получения 12В в домашних условиях. Каждый из них имеет свои плюсы и минусы, различную степень эффективности, надежности и КПД. Какой вариант лучше использовать, вы должны выбрать самостоятельно исходя из возможностей и потребностей.

Также стоит отметить, что мы не рассмотрели один из вариантов. Получить 12 вольт можно и от блока питания для компьютера формата ATX. Для его запуска без ПК нужно замкнуть зеленый провод на любой из черных. 12 вольт находятся на желтом проводе. Обычно мощность 12В линии несколько сотен Ватт и ток в десятки Ампер.

Теперь вы знаете, как получить 12 Вольт из 220 или других доступных значений. Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Источник

ВАРИАНТЫ ПОЛУЧИТЬ ПОНИЖЕНИЯ ПОТОКА ИЗ 24 ДО 12 ВОЛЬТ, ЛИБО СТАБИЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Чтобы получить стабильный поток с двадцати четырех до двенадцати значений, рекомендуется использовать стабилизирующий элемент линейный или пульсирующий.

Нужда в этом появиться, чтобы получить подпитку от автобуса, грузовика, мощность ее составляет 24 Вольта.

Помимо этого, вы приобретете уже стабильную интенсивность, имеющее обыкновение изменяться. Даже в мотоциклетных проводках оно повышается до 14,7 В.

Следовательно данную последовательность возможно использовать для подпитки диодных лент и световых точек на автомобиле.

К ней разрешается подсоединять нагрузку от 1 до 1,5 А. Дабы увеличить поток, добавляют проходной приемник, но после этого входящее напряжение может упасть на 0,5 В.

Также можно воспользоваться LDO-стабилизирующие элементы, они относятся к линейным, но имеют незначительное снижение усилия.

Например пульсирующие: AMSR-7812Z, AMSR1-7812NZ. Их соединение похоже на L7812. Эти же способы использованы для уменьшения интенсива потока от питающего элемента ноутбука.

Лучше всего применять импульсные понижающие ток преобразователи напряженности, к примеру ИМС LM2596. На электронной схеме обозначены вход и выход(In, Out).

В магазинах встречается вариант со стабильным выходящим напряжением, а также с управляемым.

Батарейки

Заметив, что у родителей есть пачка свежих круглых батареек, в голову сразу пришла идея о сборке схемы. Она заключалась в соединении батареек между собой. Как правило, обычные батарейки идут с напряжением 1,5 вольта. И так, чтобы получить 12 вольт, нужно было взять ровно 8 батареек. Вообще, все это выглядит следующим образом:

Источник rentps3.ru

Соединение выводов батареек требует последовательности: нужно подключать «+» предыдущего элемента к «-» следующего. Если все правильно соединить, то на первом и последнем выводах появится 12 вольт.

Правда, я засомневался, хватит ли у собранной цепи мощности, чтобы подзарядить аккумулятор шуруповерта, поэтому, отложил этот способ на тот случай, если не найдётся чего-то более существенного.

ПОВЫШАЕМ ПЯТЬ ВОЛЬТ ДО ДВЕНАДЦАТИ

Это возможно осуществить пользуясь литиевыми аккумуляторами с током в 3,7-4,2 В.

Если говорит о питающих блоках, при наличии определенных знаний, можно вмешаться во внутреннюю схему.

Или сделать намного легче и добиться 12 В, подключив увеличивающий преобразователь. В магазине можно приобрести модели со стабильным(12 В) или регулируемым напряжением(от 3,2 до 30 В) на выходе-3 А.

Это преобразующий элемент продается на уже готовой электронной схеме, на которой есть отметки входа и выхода.

Дополнительный способ-взять МТ 3608 LM 2977, возможность поднятия тока до 24 в и переносит выходное напряжение в 2 А. На картинке внизу хорошо видны места входа и выхода.

Что в итоге

В целом, существует много способов достать 12 вольт в домашних условиях. Например, если вы автомобилист, то можно попросту воспользоваться аккумулятором. Варианты варьируются от того, какие подручные элементы у Вас есть и готовы ли Вы идти в магазин и покупать их. У меня быстрее всего получилось решить вопрос методом подключения к клеммам выходного разъема компьютерного блока. Больших усилий и потерь этот способ не затребовал.

Вопрос

Напишите в комментариях, как бы вы решали подобную проблему? И решали бы её вообще?

Как получить 12 вольт от батареек АА? [Обновлено в 2022 г.]

Последнее обновление 18 июля 2022 г. Эллис Гибсон (бакалавр машиностроения)

Читатели, которые ищут способ получить 12 вольт от батареек типа АА, найдут эту статью полезной. Следуя шагам, описанным в этой статье, они смогут сделать 12-вольтовый аккумулятор. Это позволит им питать устройства, которым требуется питание 12 вольт.

Итак, как получить 12 вольт от батареек типа АА?

Чтобы сделать 12-вольтовый аккумуляторный блок из батареек АА, вам понадобится 12 батареек. Соедините каждую батарею последовательно, соединив положительную клемму одной батареи с отрицательной клеммой следующей батареи. В результате получится аккумуляторная батарея на 12 вольт.

Давайте покопаемся и выясним, что происходит.

# Содержание

Пошаговый процесс получения 12 вольт от батареек АА?

Здесь я объясню вам шаг за шагом процесс, как получить 12 вольт от батареек AA? давайте посмотрим, как получить 12 вольт от батареек типа АА.

Шаг-01:

Возьмите две батарейки АА, вольтметр и несколько зажимов типа «крокодил».

Шаг-02:

Подсоедините зажимы типа «крокодил» к вольтметру и к положительной и отрицательной клеммам батарей соответственно.

Шаг-03:

Считайте показания вольтметра. Должно быть около 12 вольт.

Если вы хотите посмотреть видео на YouTube, в котором показано, как получить 12 вольт от батареек типа АА? Я включил видео ниже:

Сколько батареек АА нужно для 12В?

Вы когда-нибудь задумывались, сколько батареек типа АА потребуется, чтобы завести автомобиль? Ответов, оказывается, довольно много.

Чтобы понять почему, нам нужно сначала немного разобраться в электричестве. Электричество измеряется в единицах, называемых амперами. Ампер измеряет поток электронов, и чем выше число ампер, тем больше электронов течет.

Теперь давайте подумаем о двигателе автомобиля. Для запуска двигателя потребуется очень быстрое протекание большого количества электроэнергии, чтобы заставить двигатель провернуться. Фактически, для запуска двигателя автомобиля требуется около 250 ампер в течение полсекунды.

Итак, сколько батареек типа АА потребуется, чтобы произвести такой ток? Ну, максимальный ток, который может дать 1,5-вольтовая батарейка АА, составляет 10 ампер. Таким образом, вам нужно будет начать с цепочки из восьми АА, чтобы получить необходимые 12 вольт.

Конечно, после запуска двигателя вам не понадобится почти такой большой ток, а батареи типа АА прослужат гораздо дольше. Но все же неплохо иметь под рукой несколько дополнительных устройств на случай, если вы когда-нибудь окажетесь в ситуации, когда вам нужно завести машину, а доступа к розетке нет.

Кроме того, полсекунды — это короткий промежуток времени, но для запуска двигателя автомобиля требуется много энергии. Большинство автомобильных аккумуляторов имеют напряжение 12 вольт, что означает, что они должны производить 250 ампер (мера электрического тока) в течение этих полсекунды. Одна батарея AA может производить только 10 ампер, поэтому вам нужно будет начать с цепочки из восьми батареек AA, чтобы получить необходимые 12 вольт.

Сколько элементов 1,5 В составляет батарея 12 В?

12-вольтовая батарея состоит из восьми 1,5-вольтовых элементов. Каждая ячейка имеет положительную и отрицательную клемму. Ячейки соединены последовательно, при этом отрицательная клемма одной ячейки подключена к положительной клемме следующей ячейки. Это создает цепь, и батарея создает разницу напряжений на своих клеммах в 12 вольт.

Кроме того, объединение элементов в последовательную цепь увеличивает напряжение. Чем больше ячеек вы добавите, тем выше будет напряжение. Вам нужно как минимум две ячейки, чтобы создать схему. Когда вы добавите элементы в последовательную цепь, напряжение увеличится, но сила тока останется прежней.

Как сделать 12?

Чтобы получить 12, вам нужно будет сложить три числа, равные 4. Цифры могут быть любой комбинацией целых чисел, если их сумма равна 4. Например, вы можете сложить 2 + 2 + 8 или 1 + 3 + 10. Сложив числа, просто умножьте сумму на 3, чтобы получить ответ 12.

Как сделать аккумулятор на 12 В дома?

Вы ищете способ сделать аккумулятор на 12 В в домашних условиях? Если да, то вам повезло! Есть несколько способов сделать это, и мы здесь, чтобы помочь вам разобраться.

Один из самых простых способов сделать 12-вольтовую батарею в домашних условиях — это использовать две 6-вольтовые батареи. Вы можете просто соединить две батареи вместе, чтобы создать батарею на 12 В. Другой вариант — использовать зарядное устройство на 12 В и свинцово-кислотный аккумулятор на 12 В. Вы можете зарядить свинцово-кислотный аккумулятор с помощью зарядного устройства, а затем использовать свинцово-кислотный аккумулятор для питания своих устройств.

Если вы ищете более надежное решение, вы также можете собрать аккумуляторную батарею на 12 В. Это включает в себя пайку нескольких 12-вольтовых батарей параллельно. Это более продвинутый вариант, но он даст вам более мощную 12-вольтовую батарею, которую вы сможете использовать в течение более длительного периода времени.

Независимо от того, какой метод вы выберете, вы можете легко сделать 12-вольтовую батарею в домашних условиях, приложив немного усилий.

Как получить 12 В от батарей?

Есть несколько способов получить 12 В от батарей. Один из способов — использовать последовательно две батареи по 6 В. Это даст вам 12В. Другой способ — использовать аккумулятор на 12 В. Это даст вам 12В. Наконец, вы можете использовать преобразователь напряжения для преобразования напряжения одной батареи в другую.

Как сделать аккумулятор из батареек АА?

У вас завалялась куча батареек типа АА и вы хотите найти им хорошее применение? Почему бы не сделать аккумулятор! Следуйте этим простым шагам, и у вас будет удобный маленький блок питания в кратчайшие сроки.

Сначала соберите материалы. Вам понадобится:

батарейки типа АА (да) -Длина электрического провода -Паяльник -Припой -Небольшой кусок термоусадочной трубки

Затем снимите примерно полдюйма изоляции с каждого конца провода. Затем возьмите две батарейки и приложите положительный (обычно помеченный +) конец одной к отрицательному (-) концу другой. Повторяйте этот процесс, пока все батареи не будут соединены последовательно.

После того, как все батареи подключены, пришло время спаять все это вместе. Это поможет предотвратить случайные замыкания и сделает всю упаковку более прочной.

Просто прикоснитесь паяльником к проводу на каждом соединении батареи и нанесите небольшое количество припоя.

Наконец, наденьте кусок термоусадочной трубки на каждое соединение аккумулятора. Это поможет изолировать соединения и предотвратить короткое замыкание. Используйте тепловую пушку или зажигалку, чтобы усадить трубку, стараясь не расплавить провод под ней.

Вот и все! Теперь у вас есть самодельный батарейный блок AA, который можно использовать для самых разных целей. Просто не забудьте закрепить все это скотчем или молнией, чтобы батарейки не выпадали.

Может ли 12-вольтовая батарея завести автомобиль?

Ответ: да, 12-вольтовая батарея может завести автомобиль от внешнего источника. Тем не менее, не рекомендуется делать это, если у вас нет профессионального пускового двигателя или у вас очень мощная 12-вольтовая батарея. Если у вас слабый аккумулятор, можно повредить электрическую систему вашего автомобиля.

Сколько вольт на 12 батарейках АА?

Отличный вопрос! Батарейки типа АА обычно на 1,5 вольта, поэтому 12 батарей типа АА будут на 18 вольт.

В чем разница между батареями Aa и Aaa?

Основное различие между батареями AA и AAA заключается в их размере. Батарейки АА намного больше, чем батарейки ААА. Батарейки АА также известны как батарейки двойного АА. Батареи AAA также известны как батареи Triple-A. Батарейки

AA обычно используются в более крупных электронных устройствах, таких как пульты дистанционного управления, цифровые камеры и портативные проигрыватели компакт-дисков. Батареи AAA обычно используются в небольших электронных устройствах, таких как часы, калькуляторы и электронные брелоки.

В чем разница между 12-вольтовыми батареями и батареями типа АА?

Этот вопрос нам часто задают в магазине. И это правильный вопрос! Ведь оба типа аккумуляторов используются для самых разных устройств, от фонариков до ноутбуков. Так в чем же разница?

Основное различие между 12-вольтовыми батареями и батареями типа АА заключается в напряжении. Батарейки типа АА на 1,5 вольта, а 12-вольтовые на 12 вольт. Это означает, что батареи AA могут питать небольшие устройства, такие как фонарики, а 12-вольтовые батареи лучше подходят для более крупных устройств, таких как ноутбуки.

Еще одно различие между этими двумя типами аккумуляторов — размер. Батарейки типа АА намного меньше, чем 12-вольтовые, а значит, их легче носить с собой и хранить.

Итак, когда дело доходит до выбора между 12-вольтовыми батареями и батареями типа АА, это действительно зависит от того, для чего вы собираетесь их использовать. Если вам нужен аккумулятор для небольшого устройства, например фонарика, то батарейки АА — хороший вариант. Но если вам нужна батарея для более крупного устройства, например ноутбука, то 12-вольтовые батареи — это то, что вам нужно.

Обладают ли 12-вольтовые батарейки большей мощностью, чем батарейки АА?

Этот вопрос нам часто задают здесь, в Battery Junction, и на него нелегко ответить. Есть много переменных, которые следует учитывать при сравнении батарей, и однозначного ответа нет.

Самым важным фактором, который следует учитывать при сравнении батарей, является напряжение. Батареи типа АА имеют напряжение 1,5 вольта, а 12-вольтовые батареи имеют напряжение 12 вольт. Итак, 12-вольтовые батареи имеют большую мощность, чем батарейки типа АА, верно?

Не обязательно. Напряжение — это только одна часть уравнения. Другим фактором, который следует учитывать, является количество ампер-часов (Ач). Это мера количества энергии, которое аккумулятор может хранить. Аккумуляторы

AA обычно имеют номинальную емкость 2-3 Ач, а 12-вольтовые батареи имеют номинальную емкость 20-30 Ач. Таким образом, хотя 12-вольтовые батареи имеют большую мощность, чем батареи типа АА, они также имеют гораздо большую емкость. Это означает, что они могут хранить больше энергии и прослужат дольше.

Как правило, 12-вольтовые батареи лучше подходят для устройств с высоким энергопотреблением, таких как электроинструменты, а батареи AA лучше подходят для устройств с низким энергопотреблением, таких как пульты дистанционного управления.

Итак, какой тип батареи лучше? Это действительно зависит от ваших потребностей. Если вам нужно много энергии для устройства с высоким энергопотреблением, то 12-вольтовая батарея — это то, что вам нужно. Если вам нужна батарея с длительным сроком хранения, то лучшим выбором будет батарея AA.

Сколько времени потребуется, чтобы получить?

Нам часто задают этот вопрос, и, к сожалению, универсального ответа на него нет. Время, необходимое для получения результатов от SEO, может варьироваться в зависимости от ряда факторов, включая возраст вашего сайта, конкурентоспособность вашей отрасли и качество вашей SEO-кампании.

Тем не менее, есть несколько общих рекомендаций, которые могут дать вам лучшее представление о том, сколько времени может потребоваться, чтобы увидеть результаты SEO. В большинстве случаев требуется от трех до шести месяцев, чтобы увидеть результаты SEO. Однако это только общий график, и результаты можно увидеть раньше или позже.

Если у вас есть новый веб-сайт, обычно требуется больше времени, чтобы увидеть результаты SEO, чем если бы у вас был уже существующий веб-сайт. Это связано с тем, что Google требуется время для индексации и ранжирования вашего сайта, и этот процесс можно ускорить, если у вас есть существующий сайт с хорошим авторитетом.

Конкурентоспособность вашей отрасли также является важным фактором, влияющим на сроки SEO. Если вы работаете в высококонкурентной отрасли, например, в юридической или финансовой, получение результатов может занять больше времени, так как может быть сложнее ранжироваться по конкурентным ключевым словам.

Наконец, качество вашей SEO-кампании также влияет на то, сколько времени потребуется для получения результатов. Если у вас есть хорошо спланированная и проведенная SEO-кампания, вы, скорее всего, увидите результаты раньше, чем если бы у вас была плохо спланированная кампания.

Имейте в виду, что SEO — это долгосрочная стратегия, и важно быть терпеливым при ее реализации. Хотя результаты SEO можно увидеть относительно быстро, более вероятно, что потребуется несколько месяцев, чтобы увидеть значительную отдачу от ваших инвестиций.

Какие типичные ошибки совершают люди при ремонте?

1. Чрезмерное скрабирование: слишком сильное скрабирование может привести к повреждению кожи, что может привести к еще большему количеству высыпаний.

2. Отсутствие отшелушивания. Если вы не отшелушиваете, ваша кожа не может должным образом избавляться от омертвевших клеток, что может привести к закупорке пор и воспалению.

3. Использование неправильных продуктов: Использование продуктов, которые слишком агрессивны для вашей кожи, может лишить ее натуральных масел, что может привести к сухости, раздражению и высыпаниям.

4. Недостаточное очищение: если вы не очищаете лицо должным образом, на коже могут остаться грязь и бактерии, что может привести к высыпаниям.

5. Прикосновение к лицу. Прикосновение к лицу может привести к попаданию грязи и бактерий на кожу, что может привести к высыпаниям.

Final Word

Если вам нужен 12-вольтовый источник питания и нет доступа к розетке, вы можете сделать свой собственный аккумуляторный блок из батареек типа АА. Это простой процесс, который требует всего несколько материалов. Приложив немного усилий, вы можете быстро получить 12-вольтовый аккумуляторный блок, готовый к работе.

Начните с последовательного соединения трех батареек АА. Это можно сделать, используя зажимы типа «крокодил» для соединения положительной клеммы первой батареи с отрицательной клеммой второй батареи. Затем соедините положительную клемму второй батареи с отрицательной клеммой третьей батареи. Когда все батареи подключены, у вас будет 12 вольт.

Если вам нужен источник питания с более длительным сроком службы, вы можете подключить дополнительные батарейки типа АА параллельно. Для этого просто соедините положительную клемму первой батареи с положительной клеммой второй батареи, а отрицательную клемму первой батареи соедините с отрицательной клеммой второй батареи. Вы можете продолжать этот процесс, пока все батареи не будут подключены. Это даст вам 12-вольтовый источник питания, который прослужит дольше, чем если бы вы только соединили батареи последовательно.

Теперь, когда вы знаете, как сделать 12-вольтовый аккумулятор, вы можете использовать его для питания небольших электронных устройств или даже для зарядки автомобильного аккумулятора. Приложив немного усилий, вы получите мощный и удобный источник питания, который можно взять с собой куда угодно.

Часто задаваемые вопросы

Сколько батарей Aaa нужно для 12В?

Этот вопрос нам часто задают в штаб-квартире AAA Battery. Ответ, как вы могли догадаться, 12. 12 батареек ААА, соединенных последовательно, дадут 12 вольт.

Теперь вы можете подумать: «Почему бы просто не использовать одну 12-вольтовую батарею? Это было бы намного проще». И вы были бы правы! Использование одной 12-вольтовой батареи намного проще, чем использование 12 батареек типа ААА.

Однако использование батареек AAA имеет некоторые преимущества перед 12-вольтовыми батареями. Во-первых, батарейки ААА намного меньше и легче 12-вольтовых. Это может быть важно, если вы пытаетесь сэкономить место или вес.

Во-вторых, батарейки типа ААА имеют большую емкость, чем 12-вольтовая батарея. Это означает, что они прослужат дольше, прежде чем потребуется их замена.

В-третьих, батарейки ААА дешевле 12-вольтовых. Это может быть важно, если у вас ограниченный бюджет.

В-четвертых, батарейки ААА более экологичны, чем батарейка на 12 вольт. Это потому, что они могут быть переработаны.

Итак, готово! Ответ на вопрос «Сколько батареек ААА сделать 12v?» 12.

Сколько вольт у батарейки АА?

Этот вопрос волнует многих. Батарейки типа АА 1,5 вольта.

Сколько 9В батареек сделать 12В?

Для создания 12-вольтовой цепи требуются две 9-вольтовые батареи. Это связано с тем, что напряжение батареи представляет собой разницу электрических потенциалов между двумя клеммами. Когда две 9-вольтовые батареи соединены последовательно, напряжение первой батареи добавляется к напряжению второй батареи, создавая 12-вольтовую цепь.

1. Какое напряжение у 12-вольтовой литиевой батареи?

Напряжение 12-вольтовой литиевой батареи составляет 12 вольт.

2. Какова емкость 12-вольтовой батареи?’

Емкость 12-вольтовой батареи составляет 12 ампер-часов.

3. Каково время зарядки 12-вольтовой батареи?’

Время зарядки 12-вольтовой батареи составляет от 3 до 4 часов.

4. Каково время разряда 12-вольтовой батареи?’

Время разрядки 12-вольтовой батареи составляет от 10 до 12 часов.

Связанный пост:

• Как отклеить аккумулятор?
• Как избавиться от коррозии на автомобильном аккумуляторе?
• Как спрятать батарейный блок гирлянды?
• Как подключить 36-вольтовые аккумуляторы для гольф-кара?
• Как подключить зарядное устройство на 24 В?

Емкость аккумулятора: Ач не A

Я использовал держатели для восьми щелочных элементов «C» на своем роботе после того, как не нашел аккумулятор 12 В, 1 А.

Мои первые электронные проекты и мой первый робот питались от обычных щелочных батарей, и я не думал о токе или емкости этих батарей. Аккумуляторы были четко обозначены «1,5 В», и я был счастлив, понимая, что установка четырех аккумуляторов в держатель дает мне 6 вольт; когда двигатели замедлились, пришло время для новых батарей. Когда я начал проектировать своего второго робота, я нашел несколько двигателей на 12 В, 1 А (что может означать «двигатель на 1 ампер» — это тема для другого поста) и быстро потратил много часов, таская родителей и учителей в магазин радиотоваров и магазины автозапчастей в поисках для аккумулятора 12В, 1А. Никто не понял, что на батареях указана емкость, а не сила тока, а поскольку самые маленькие 12-вольтовые аккумуляторы для мотоциклов и систем сигнализации в городе были 3 или 4 Ач, я поехал домой с пустыми руками. Я закончил тем, что использовал щелочи. Судя по всему, как только емкость батареи оказалась не на моей стороне, я забыл о своем беспокойстве о том, что они будут нагнетать слишком большой ток в мои двигатели.

Я сделал много распространенных ошибок при выборе батареи:

• Непонимание того, что моя схема будет потреблять любой ток от батареи, в отличие от батареи, нагнетающей заданное количество тока в цепь.
• Думал, что мои моторы будут потреблять фиксированное количество тока.
• Путают ток и емкость.
• Игнорирование «h» в «Ах»
• Забыть о таком свойстве, как вместимость, как только оно не оказалось перед моим лицом.

Первые два пункта достаточно сложны, чтобы их дальнейшее развитие заслуживало отдельного поста; сегодня я хочу сосредоточиться на некоторых технических деталях емкости и тока батареи и коснуться небрежного отношения, которое приводит к последним двум ошибкам.

Батарея хранит энергию; «Емкость» — это количество энергии, которое он может хранить. Энергия измеряется в джоулях, сокращенно Дж, но она также может быть выражена в других единицах, таких как ватт-часы, сокращенно Втч (для более крупных величин, таких как потребление электроэнергии в жилых помещениях, используются киловатт-часы (кВтч). тыс. Втч). Это похоже на то, как площадь может быть измерена в акрах или квадратных милях: существуют специальные единицы измерения площади, такие как акры, но вы также можете получить меру площади, умножив длину на длину, чтобы получить мили на мили, или менее неуклюжие квадратные мили. (Дефис, введенный английской грамматикой, не помогает, так как дефис выглядит как знак минус, когда мы фактически перемножаем единицы вместе.) Ватты и ватт-часы обычно являются хорошими единицами измерения для электроники, поскольку они легко соотносятся с напряжением и током и поскольку типичные батареи, которые вы можете держать в руке, будут иметь емкость в несколько десятков ватт-часов.

В случае обычной батареи, где мы можем предположить постоянное напряжение, мы можем заменить ватты на вольты, умноженные на ампер. 12-вольтовая батарея емкостью 1 ампер-час (сокращенно Ач) и 6-вольтовая батарея емкостью 2 Ач каждая хранят по 12 Втч, но напряжение обычно является критическим параметром для батареи, и после выбора напряжения можно указать емкость. по рейтингу ампер-часов. Ценность использования ампер-часа заключается в том, что он делает явным наше умножение скорости, ампера и времени, часа: батарея, рассчитанная на один ампер-час, может обеспечить ток в один ампер в течение примерно одного часа, два ампера в течение одного часа. около получаса, или 0,1 ампер в течение примерно десяти часов. Я говорю «примерно», потому что точная емкость будет зависеть от силы тока.

Ток и емкость аккумулятора подобны скорости и запасу хода автомобиля. Если ваш автомобиль имеет запас хода около 300 миль, вы можете двигаться со скоростью 30 миль в час в течение десяти часов или со скоростью 60 миль в час в течение пяти часов. Ваша эффективность будет ухудшаться со скоростью, поэтому к тому времени, когда вы разгонитесь до 60 миль в час, у вас может закончиться бензин всего через четыре часа, на расстоянии 240 миль. Возвращаясь к моим поискам батареи, поиск 1-амперной батареи был похож на поиск автомобиля со скоростью 60 миль: 60 миль — это даже не скорость, и даже если бы я пересмотрел свой поиск на автомобиль, который мог бы проехать 60 миль. миль в час, это все еще не было бы полезной характеристикой для поиска. Большинство аккумуляторов в весах, на которые я смотрел, могут выдавать один ампер, точно так же, как большинство автомобилей могут развивать скорость до шестидесяти миль в час. Максимально доступный ток, как и максимальная скорость автомобиля, может быть более разумной спецификацией для поиска, хотя предоставление таких спецификаций может заставить соответствующих производителей понервничать.

Разумно, однако, учитывать максимальный ток, который батарея может безопасно выдавать. Это значение будет зависеть от многих вещей, включая химический состав батареи, но максимальная скорость разряда почти всегда связана с емкостью. Это означает, что при использовании определенной технологии батарея с удвоенной емкостью может обеспечить удвоенный максимальный ток. Аккумуляторы часто указываются со скоростью разряда в терминах C, где C — это емкость аккумулятора, деленная на часы. Например, для батареи емкостью 2 Ач С составляет 2 А. Если батарея имеет максимальную скорость разряда 10C, максимальный ток составляет 20 ампер. Следует иметь в виду, что скорость разряда 10C означает срок службы батареи менее 1/10 часа, а с учетом потери емкости, которую обычно вызывает высокая скорость разрядки, срок службы батареи составит менее пяти минут.

Когда я ранее пытался вспомнить, что случилось с моим неудачным поиском батареи, я был поражен тем, до какой степени я игнорировал букву «h» в спецификации «Ач», и той легкостью, с которой я забыл о своем критическом «1-амперном аккумуляторе». батарея», когда я вернулся к щелочным батареям. К сожалению, подобная небрежность или небрежность распространены, особенно у новичков, которые уже могут быть перегружены всей информацией, необходимой для сортировки, и у которых еще не было опыта потери времени и разрушения оборудования из-за невнимательности к деталям. У меня нет какого-либо конкретного решения этой проблемы, кроме как напомнить вам обратить внимание и подумать о том, как все должно работать, прежде чем просто подключать вещи. Будьте в поиске противоречий; видеть «А» там, где вы ожидаете «А», определенно должно вызывать у вас беспокойство и приводить к переоценке ваших ожиданий.

Я завершу эту статью примерами емкости аккумулятора.

Батарейки АА.

• Типичная щелочная батарея или NiMH стандартного размера «AA» имеет емкость от 2000 до 3000 мАч (или от 2 до 3 Ач). При напряжении элемента от 1,2 В до 1,5 В это соответствует от 2 до 4 Втч на элемент. Когда несколько элементов используются последовательно, как при использовании держателя батареи или большинства готовых батарейных блоков, напряжение повышается, но емкость в ампер-часах остается неизменной: 8-элементный NiMH-элемент, сделанный из элементов AA, будет есть 9Номинальное напряжение 0,6 В и емкость 2500 мАч. В зависимости от качества батарей может быть довольно широкий диапазон мощностей. Для более крупных ячеек, таких как размеры C и D, емкость должна увеличиваться примерно пропорционально объему, но некоторые дешевые устройства (обычно легкие) могут иметь такую ​​же емкость, как и ячейки меньшего размера. Щелочные элементы имеют более выраженное падение емкости по мере увеличения потребляемого ими тока, поэтому для приложений, требующих тока в несколько сотен мА или более, никель-металлогидридные элементы того же размера могут прослужить значительно дольше. Для слаботочных приложений, которые должны работать в течение нескольких месяцев, щелочные батареи могут работать намного дольше, поскольку элементы NiMH могут саморазряжаться за несколько месяцев.

Аккумулятор 9В.

• Щелочные батареи 9В могут быть удобны своим высоким напряжением при небольшом размере, но плотность энергии (ватт-часы на заданный объем или вес) такая же, как у других батарей с таким же химическим составом, что означает емкость в ампер-часах низкая. Примерно такого же размера, как элемент AA, вы получаете в шесть раз больше напряжения, поэтому вы также получаете примерно в шесть раз меньшее значение ампер-часов, или около 500 мАч. Учитывая большие потери, связанные с разрядкой менее чем за несколько часов, 9Аккумуляторы V непрактичны для большинства двигателей и, следовательно, для большинства роботов.

Батарейки типа «таблетка».

• Аккумуляторы типа «таблетка» или «таблетка» различаются по размеру и химическому составу, но обычно вы можете ожидать от 1,5 до 3 вольт с несколькими десятками до нескольких сотен мАч.

Герметичный свинцово-кислотный аккумулятор 12 В, 8 Ач.

• Свинцово-кислотные аккумуляторы популярны для крупных проектов, поскольку они обычно являются наиболее дешевым вариантом и широко доступны. Герметичные свинцово-кислотные или гелевые аккумуляторы доступны в версиях на 6 В и 12 В (можно найти другие версии, кратные 2), причем версии на 12 В весят около фунта на ампер-час. Автомобильные аккумуляторы на 12 В хранят несколько десятков ампер-часов и весят несколько десятков фунтов.

Литий-полимерный аккумулятор 11,1 В, 1800 мАч.

• Аккумуляторы на литиевой основе имеют примерно вдвое большую плотность энергии по сравнению с щелочными и никель-металлогидридными батареями по объему и еще лучше по весу. Эти новые батареи гораздо менее стандартизированы с точки зрения размера и формы батареи, но, поскольку они обычно предназначены для приложений, где важна емкость или максимальный срок службы батареи, на этих батареях обычно четко обозначены их напряжения и емкости.

Краткое и понятное руководство

12-вольтовая батарея — это перезаряжаемая батарея, популярность которой возросла благодаря множеству различных применений. Как энтузиасту электроники, ваша потребность в получении знаний и опробовании других проектов постоянно растет. Сегодня вы узнаете о 12-вольтовых батареях!

В этой статье мы расскажем, что вам нужно знать о работе и о том, как сделать свой самодельный рюкзак! Кроме того, этапы операции важны и просты для выполнения при изготовлении аккумуляторной батареи.

Его легко сделать самому!

Что такое аккумулятор?

Батарейный блок — это группа перезаряжаемых батарей, которые устанавливаются и работают вместе как единое целое. Следовательно, количество ячеек определяет, какое напряжение и емкость в ампер-часах будет иметь фактическая аккумуляторная батарея. Аккумуляторная батарея обеспечивает питание, повышая напряжение нескольких батарей.

（Аккумуляторная батарея）

2. Каковы принципы работы 12-вольтовой батареи?

(Как это работает)

12-вольтовая батарея разделена на шесть ячеек, каждая из которых имеет напряжение холостого хода приблизительно 2 вольта. В результате получается около двенадцати вольт. При последовательном соединении двух аккумуляторов их выходное напряжение увеличивается. Но, батареи в серии означают повышенную нагрузку на каждую ячейку, а это не то, что нам нужно. Вместо этого вам следует параллельно соединить ячейки. Следовательно, это уменьшит нагрузку на каждую ячейку и одновременно увеличит вашу емкость в ампер-часах.

(Простая электрическая цепь)

Типичная 12-вольтовая батарея работает путем преобразования химической энергии в электрическую посредством химической реакции внутри нее. Эта химическая реакция происходит между цинковыми электродами (анод) и диоксидом марганца (электролит). Затем он создает поток электронов через анод, который заряжает вашу батарею.

Химические реакции внутри батарей не на 100% эффективны, потому что во время этого процесса часть энергии теряется в виде тепла. Таким образом, было бы полезно, если бы вы всегда перезаряжали их до того, как они полностью разрядятся, чтобы избежать любого повреждения или снижения емкости.

3. Как сделать простую самодельную 12-вольтовую батарею

(Электрические лампочки и аккумуляторы)

электрические компоненты

• держатель корпуса или трубки
• Электроизоляционная лента.

Основные шаги

Вот как легко настроить аккумулятор.

• Во-первых, найдите корпус, вмещающий до шести ячеек. Расположите отдельные ячейки так, чтобы отрицательная клемма соединилась с положительной клеммой других ячеек.
• Кроме того, вам понадобится шесть свинцово-кислотных аккумуляторов, чтобы составить этот аккумуляторный блок на 12 В. Каждый из них должен иметь выходное напряжение около двух вольт, что необходимо для вашего проекта.
• Кроме того, везде используйте батареи одного типа. Вы должны совместно спаять эти шесть ячеек 2v. Таким образом, у вас будет прочная связь между всеми элементами аккумуляторной батареи.

(тот же тип батарей)

Выполните следующие простые шаги.

1. Сначала подсоедините положительные клеммы каждой ячейки к отрицательной клемме следующей ячейки. Это должно быть вашей договоренностью.

(Батарейки на столе)

2. Затем соедините концы держателей ячеек с помощью проводов. Вы можете прикрепить провода к каждому концу первой и последней батареи. Помните, что один должен быть проводом отрицательной клеммы, а другой — проводом положительной клеммы.

(пустой держатель для батареек)

3. Затем возьмите батарейки и поместите их в держатель. Суммарное напряжение от пачки 12в.

(Батарейки в держателе)

4. Вы готовы к работе с 12-вольтовой батареей! Эта компоновка также может работать с 8 батареями 1,5 В и двумя батареями цилиндрической формы 6 В.

(Дополнительные советы)

Важные советы.  

1. Во-первых, при использовании двух цилиндрических 6-вольтовых батарей, вот хак. Соедините отрицательную клемму первой ячейки с положительной клеммой второй ячейки батареи. Вы можете легко сделать это, поместив две одинаковые батареи в трубку, а затем плотно соединив их скотчем. В результате выходное напряжение аккумуляторной батареи должно быть 12В.
2. Свинцово-кислотные батареи — это то, что мы называем батареями «глубокого цикла», и это означает, что они могут выдерживать полную разрядку без повреждений в течение срока службы батареи. Вы можете соединить несколько ячеек, подключив батареи последовательно и параллельно.
3. Наконец, батареи всегда должны храниться в вертикальном положении, когда они не используются. Это предотвратит выливание электролита и предотвратит коррозию любой из клемм аккумулятора.

(Импульс)

4. Применение самодельного 12-вольтового аккумуляторного блока

Вот список способов использования самодельного 12-вольтового аккумуляторного блока.

• Во-первых, 12-вольтовый аккумулятор может питать 12-вольтовые фонари и 12-вольтовые приборы для кемпинга и отдыха.
• Также их можно использовать для питания 12-вольтовых детекторов дыма.
• 12-вольтовые свинцово-кислотные аккумуляторные батареи применяются в 12-вольтовых электроинструментах, таких как 12-вольтовые дрели и 12-вольтовые ручные циркулярные пилы-26.
• Кроме того, они привыкли питать камеры на 12 В вместо обычных аккумуляторов на 12 D.
• Наконец, 12-вольтовые батареи могут хорошо питать 12-вольтовые лебедки.

(Батареи)

Заключение

Надеемся, вам понравилось узнавать, как сделать 12-вольтовую батарею. Для получения дополнительной информации по изготовлению типичного 12-вольтового аккумуляторного блока обращайтесь к нам!

Расположение батарей и мощность | Как работает

Во многих устройствах, использующих батареи, таких как портативные радиоприемники и фонарики, вы не используете только одну ячейку за раз. Обычно вы группируете их вместе в последовательном расположении для увеличения напряжения или в параллельном расположении для увеличения тока . На схеме показаны эти две схемы.

На верхней диаграмме показано параллельное расположение . Четыре батареи, соединенные параллельно, вместе будут производить напряжение одной ячейки, но ток, который они выдают, будет в четыре раза больше, чем у одной ячейки. Ток — это скорость, с которой электрический заряд проходит через цепь, и измеряется в амперах. Батареи оцениваются в ампер-часах или, в случае небольших бытовых батарей, в миллиампер-часах (мАч). Типичная бытовая ячейка, рассчитанная на 500 миллиампер-часов, должна обеспечивать ток 500 миллиампер на нагрузку в течение одного часа. Вы можете нарезать и нарезать кубиками рейтинг миллиампер-часа множеством разных способов. Батарея емкостью 500 миллиампер-часов также может производить 5 миллиампер в течение 100 часов, 10 миллиампер в течение 50 часов или, теоретически, 1000 миллиампер в течение 30 минут. Вообще говоря, аккумуляторы с более высоким номиналом в ампер-часах имеют большую емкость.

Реклама

На нижней диаграмме показано последовательное расположение . Четыре батареи, соединенные последовательно, вместе будут производить ток одной ячейки, но напряжение, которое они выдают, будет в четыре раза больше, чем у одной ячейки. Напряжение является мерой энергии на единицу заряда и измеряется в вольтах. В батарее напряжение определяет, насколько сильно электроны проталкиваются через цепь, так же как давление определяет, насколько сильно вода проталкивается через шланг. Большинство батарей AAA, AA, C и D имеют напряжение около 1,5 вольт.

Представьте, что батареи, показанные на схеме, рассчитаны на 1,5 вольта и 500 миллиампер-часов. Четыре батареи, соединенные параллельно, будут производить 1,5 вольта при 2000 миллиампер-часах. Четыре батареи, расположенные последовательно, будут производить 6 вольт при 500 миллиампер-часах.

Технология аккумуляторов значительно продвинулась вперед со времен Вольтова котла. Эти разработки четко отражены в нашем быстро меняющемся портативном мире, который больше, чем когда-либо, зависит от портативного источника питания, обеспечиваемого батареями. Можно только представить, что принесет следующее поколение более компактных, более мощных и долговечных аккумуляторов.

Для получения дополнительной информации о батареях и смежных темах перейдите по ссылкам ниже.

Аккумулятор Часто задаваемые вопросы

Что такое энергия аккумулятора?

Энергия батареи выражается в ватт-часах (символ Втч), что представляет собой напряжение (В), которое обеспечивает батарея, умноженное на то, какой ток (Ампер) она может обеспечить в течение заданного периода времени (обычно в часах). ).

Какие существуют типы батарей?

Общие химические составы (или типы) батарей включают: угольно-цинковые, щелочные, литий-ионные (перезаряжаемые) и свинцово-кислотные (также перезаряжаемые). Исследователи также в настоящее время разрабатывают «воздушную» батарею, в которой электродами будут литий и кислород из воздуха.

Сколько стоит автомобильный аккумулятор?

Ожидайте, что вы заплатите от 50 до 120 долларов за обычный автомобильный аккумулятор и от 90 до 200 долларов или больше за аккумулятор с более длительной гарантией, лучшими характеристиками в холодную погоду или для использования в роскошном автомобиле.

Что является источником энергии батареи?

Батарейки вырабатывают энергию посредством электрохимической реакции. Проще говоря, реакция на аноде создает электроны, а реакция на катоде их поглощает. Чистый продукт – электричество.

Какой тип аккумуляторов?

Наиболее распространенными перезаряжаемыми батареями на рынке являются литий-ионные (LiOn), хотя раньше широкое распространение получили также никель-металлогидридные (NiMH) и никель-кадмиевые (NiCd) батареи.

Первоначально опубликовано: 1 апреля 2000 г.

Статьи по теме

• Уголок викторины: Аккумуляторы Викторина
• Как работают литий-ионные батареи
• Как работают электрические цепи
• 0256
• Как работают топливные элементы
• Можно ли использовать кровь для питания батарей?
• Может ли батарея моего ноутбука перезарядиться?
• Как работают тестеры батарей на комплектах батарей?
• Почему кажется, что батареи разряжаются, а затем оживают, если дать им отдохнуть?
• Какие еще существуют способы хранения энергии помимо использования перезаряжаемых батарей?

Другие полезные ссылки

• BBC: Как работают батареи?
• Официальный веб-сайт Lemon-Power (речь идет об использовании лимонов для питания вещей!)
• Часто задаваемые вопросы по батареям глубокого разряда
• Технический центр Джорджии по технологиям топливных элементов и аккумуляторов

Источники

• Американское химическое общество. «История батареи». Национальные исторические химические памятники. 2005 г. (23 июня 2011 г.) http://acswebcontent.acs.org/landmarks/drycell/history.html
• «Батарейки». Введение в физические вычисления, Нью-Йоркский университет. 19 апреля 2011 г. (23 июня 2011 г.) http://itp.nyu.edu/physcomp/Notes/Batteries
• Брэнд, Майк, Шеннон Нивз и Эмили Смит. «Музей электричества и магнетизма». Национальная лаборатория сильного магнитного поля. 2011. (25 июня 2011 г.) http://www.magnet.fsu.edu/education/tutorials/museum/index.html
• Бакл, Кеннет. «Как батареи хранят и разряжают электричество?» Научный американец. 29 мая 2006 г. (23 июня 2011 г.) http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=how-do-batteries-store-an
• CalRecycle. «Аккумуляторы и зарядные устройства: личная точка зрения». 9 сентября 2009 г. (25 июня 2011 г.) http://www.calrecycle.ca.gov/ReduceWaste/power/rechbattinfo.htm
• Энергетическая комиссия Калифорнии. «Лимонная сила». 2006 г. (22 июня 2011 г. ) http://www.energyquest.ca.gov/projects/lemon.html
• Койн, Кристен Элиза. «Интерактивные уроки». Национальная лаборатория сильного магнитного поля. 2011. (23 июня 2011 г.) http://www.magnet.fsu.edu/education/tutorials/java/index.html
• Дэвидсон, Майкл В. «Электричество и магнетизм: батареи». 28 января 2003 г. (22 июня 2011 г.) http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/electricity/batteries/index.html
• Декер, Франко. «Вольта и« Свая »». Энциклопедия электрохимии. Январь 2005 г. (23 июня 2011 г.) http://electrochem.cwru.edu/encycl/art-v01-volta.htm
• Дюраселл. «Энергетическое образование». 2010. (23 июня 2011 г.) http://www.duracell.com.au/en-AU/power-education/index.jspx
• Energizer. «Обучающий центр.» 2011. (22 июня 2011 г.) http://www.energizer.com/learning-center/Pages/facts-history-care.aspx
• Агентство по охране окружающей среды. «Батареи». 1 декабря 2010 г. (22 июня 2011 г.) http://www.epa.gov/osw/conserve/materials/battery.htm
• Frood, Arran. «Загадка« Багдадских батарей »». BBC News. 27 февраля 2003 г. (23 июня 2011 г.) http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/2804257.stm
• Зеленые батареи. «Информация об экологически чистых аккумуляторных батареях». 2011. (25 июня 2011 г.) http://www.greenbatteries.com/faqs.html
• Общественное телевидение Айдахо. «Электричество Факты». 2011. (25 июня 2011 г.) http://idahoptv.org/dialogue4kids/season6/electricity/facts.cfm
• Iggulden, Hal. «Опасная книга для мальчиков». Нью-Йорк: HarperCollins Publishers, Inc., 2007.
• Командо, Ким. «Узнайте, как увеличить производительность батареи». США сегодня. 7 августа 2005 г. (25 июня 2011 г.) http://www.usatoday.com/tech/columnist/kimkomando/2005-08-07-battery-life_x.htm
• Манджу, Фархад. «Лучшие батареи спасут мир». Шифер. 21 июня 2011 г. (23 июня 2011 г.) http://www.slate.com/id/2297125/
• Рахим, Сакиб. «Спасет ли литий-воздушная батарея водителей электромобилей от« беспокойства о запасе хода »?» The New York Times . 7 мая 2010 г. (22 июня 2011 г.) =1
• Сэвидж, Нил. «Батарейки, которые дышат». ДискавериНовости. 8 февраля 2011 г. (22 июня 2011 г.) http://news.discovery.com/tech/batteries-that-breathe-110208.html
• Клуб радиолюбителей Гавайского университета. «Батарейки в фактах и ​​​​вымыслах». Август 1999 г. (22 июня 2011 г.) http://www.chem.hawaii.edu/uham/bat.html

​

Процитируйте это!

Пожалуйста, скопируйте/вставьте следующий текст, чтобы правильно цитировать эту статью HowStuffWorks.com:

Marshall Brain, Charles W. Bryant & Clint Pumphrey «Как работают батареи» 1 апреля 2000 г.
HowStuffWorks.com. 3 октября 2022 г.

BU-302: Последовательные и параллельные конфигурации батарей

BU-302: Конфигурации батарей в серии и паралело (Испания)

Батареи достигают желаемого рабочего напряжения путем последовательного соединения нескольких элементов; каждая ячейка добавляет свой потенциал напряжения, чтобы получить общее напряжение на клеммах. Параллельное соединение обеспечивает более высокую пропускную способность за счет суммирования общего ампер-часа (Ач).

Некоторые блоки могут состоять из комбинации последовательных и параллельных соединений. Аккумуляторы для ноутбуков обычно состоят из четырех последовательно соединенных литий-ионных элементов на 3,6 В для достижения номинального напряжения 14,4 В и двух параллельно для увеличения емкости с 2400 мАч до 4800 мАч. Такая конфигурация называется 4s2p, что означает четыре ячейки последовательно и две параллельно. Изолирующая фольга между элементами предотвращает короткое замыкание из-за проводящей металлической оболочки.

Большинство химий для батарей подходят для последовательного и параллельного соединения. Важно использовать аккумуляторы одного типа с одинаковым напряжением и емкостью (Ач) и никогда не смешивать аккумуляторы разных производителей и размеров. Более слабая клетка вызовет дисбаланс. Это особенно важно в последовательной конфигурации, потому что мощность батареи зависит от самого слабого звена в цепи. Аналогией является цепочка, в которой звенья представляют собой элементы батареи, соединенные последовательно ( рис. 1 ).

Рисунок 1: Сравнение батареи с цепью. Звенья цепи представляют собой ячейки, соединенные последовательно для увеличения напряжения, удвоение звена означает параллельное соединение для увеличения нагрузки по току.

Слабая ячейка может не выйти из строя сразу, но быстрее, чем сильные, при нагрузке. При зарядке батарея с низким уровнем заряда заполняется раньше, чем батарея с сильным зарядом, потому что ее меньше нужно заполнить, и она остается в состоянии перезарядки дольше, чем другие. При разряде слабая клетка опустошается первой, и ее забивают более сильные братья. Ячейки в мультиупаковках должны быть подобраны, особенно при использовании под большими нагрузками. (См. BU-803a: Несоответствие ячеек, Балансировка).

Одноэлементные приложения

Конфигурация с одним элементом представляет собой простейшую аккумуляторную батарею; ячейка не нуждается в согласовании, а схема защиты на небольшой литий-ионной ячейке может быть простой. Типичными примерами являются мобильные телефоны и планшеты с одним литий-ионным аккумулятором 3,60 В. Другими вариантами использования одного элемента являются настенные часы, в которых обычно используется щелочной элемент на 1,5 В, наручные часы и резервная память, большинство из которых являются приложениями с очень низким энергопотреблением.

Номинальное напряжение элемента для никелевой батареи 1,2 В, щелочной 1,5 В; оксид серебра — 1,6 В, а свинцово-кислотный — 2,0 В. Первичные литиевые батареи находятся в диапазоне от 3,0 В до 3,9 В.В. Li-ion 3,6В; Li-фосфат — 3,2 В, а Li-титанат — 2,4 В.

Литий-марганцевые и другие системы на основе лития часто используют напряжение элемента 3,7 В и выше. Это связано не столько с химией, сколько с продвижением более высоких ватт-часов (Втч), что стало возможным при более высоком напряжении. Аргумент состоит в том, что низкое внутреннее сопротивление ячейки поддерживает высокое напряжение под нагрузкой. Для оперативных целей эти элементы используются как кандидаты на 3,6 В. (См. BU-303 Путаница с напряжением)

Последовательное соединение

Портативное оборудование, требующее более высокого напряжения, использует аккумуляторные блоки с двумя или более ячейками, соединенными последовательно. На рис. 2 показан аккумуляторный блок с четырьмя последовательно соединенными литий-ионными элементами 3,6 В, также известными как 4S, для получения номинального напряжения 14,4 В. Для сравнения, шестиэлементная свинцово-кислотная цепь с напряжением 2 В на элемент будет генерировать 12 В, а четыре щелочных элемента с напряжением 1,5 В на элемент — 6 В.

Рис. 2: Последовательное соединение четырех ячеек (4s) ^[1]
Добавление ячеек в цепочку увеличивает напряжение; емкость остается прежней.

Если вам нужно нечетное напряжение, скажем, 9,50 вольт, подключите последовательно пять свинцово-кислотных, восемь NiMH или NiCd или три Li-ion. Конечное напряжение батареи не обязательно должно быть точным, если оно выше, чем указано в устройстве. Источник питания 12 В может работать вместо 9,50 В. Большинство устройств с батарейным питанием могут выдерживать некоторое перенапряжение; однако необходимо соблюдать конечное напряжение разряда.

Высоковольтные батареи имеют небольшой размер проводника. Аккумуляторные электроинструменты работают от аккумуляторов 12 В и 18 В; модели высокого класса используют 24 В и 36 В. Большинство электронных велосипедов поставляются с литий-ионным аккумулятором на 36 В, некоторые на 48 В. Автомобильная промышленность хотела увеличить стартерную батарею с 12 В (14 В) до 36 В, более известную как 42 В, путем последовательного размещения 18 свинцово-кислотных элементов. Логистика замены электрических компонентов и проблемы с искрением на механических переключателях сорвали переезд.

Некоторые автомобили с мягким гибридом работают на литий-ионном аккумуляторе 48 В и используют преобразование постоянного тока в 12 В для электрической системы. Запуск двигателя часто осуществляется от отдельной свинцово-кислотной батареи 12 В. Ранние гибридные автомобили работали от батареи 148 В; электромобили обычно 450–500 В. Для такой батареи требуется более 100 литий-ионных элементов, соединенных последовательно.

Высоковольтные батареи требуют тщательного подбора элементов, особенно при работе с большими нагрузками или при низких температурах. При наличии нескольких ячеек, соединенных в цепочку, вероятность отказа одной ячейки вполне реальна, и это приведет к отказу. Чтобы этого не произошло, твердотельный переключатель в некоторых больших блоках обходит неисправную ячейку, чтобы обеспечить непрерывный ток, хотя и при более низком напряжении цепи.

Сопоставление ячеек представляет собой проблему при замене неисправной ячейки в стареющем блоке. Новая ячейка имеет более высокую емкость, чем другие, что вызывает дисбаланс. Сварная конструкция усложняет ремонт, поэтому аккумуляторы обычно заменяют целиком.

Высоковольтные аккумуляторные батареи в электромобилях, полная замена которых была бы запредельной, разделяют на модули, каждый из которых состоит из определенного количества ячеек. Если одна ячейка выходит из строя, заменяется только поврежденный модуль. Небольшой дисбаланс может возникнуть, если новый модуль оснащен новыми ячейками. (см. БУ-910: Как отремонтировать блок батарей)

На рис. 3 показан блок батарей, в котором «ячейка 3» выдает только 2,8 В вместо полных номинальных 3,6 В. При пониженном рабочем напряжении эта батарея достигает конечной точки разрядки раньше, чем обычная батарея. Напряжение падает, и устройство выключается с сообщением «Низкий заряд батареи».

Рис. 3: Последовательное соединение с неисправной ячейкой ^[1]
Неисправная ячейка 3 снижает напряжение и преждевременно отключает оборудование.

Батареи в дронах и пультах дистанционного управления для любителей, требующих высокого тока нагрузки, часто демонстрируют неожиданное падение напряжения, если один элемент в цепочке разряжен. Потребление максимального тока нагружает хрупкие клетки, что может привести к сбою. Чтение напряжения после зарядки не позволяет выявить эту аномалию; изучение баланса ячеек или проверка емкости с помощью анализатора батареи.

Ввод в последовательную цепочку

Существует обычная практика врезки в последовательную цепочку свинцово-кислотной батареи для получения более низкого напряжения. Тяжелому оборудованию, работающему от аккумуляторной батареи 24 В, может потребоваться источник питания 12 В для вспомогательной работы, и это напряжение удобно доступно на полпути.

Нажатие не рекомендуется, так как это создает дисбаланс ячеек, так как одна сторона блока батарей нагружена больше, чем другая. Если несоответствие не может быть исправлено специальным зарядным устройством, побочным эффектом является сокращение срока службы батареи. И вот почему:

При зарядке разбалансированного блока свинцово-кислотных аккумуляторов с помощью обычного зарядного устройства недозаряженная секция имеет тенденцию к сульфатации, поскольку элементы никогда не получают полного заряда. Высоковольтная часть батареи, которая не получает дополнительной нагрузки, имеет тенденцию к перезарядке, что приводит к коррозии и потере воды из-за газовыделения. Обратите внимание, что зарядное устройство, заряжающее всю цепочку, смотрит на среднее напряжение и соответствующим образом прекращает заряд.

Врезка также распространена в литий-ионных и никелевых батареях, и результаты аналогичны свинцово-кислотным: сокращается срок службы. (См. BU-803a: Сопоставление и балансировка ячеек.) В новых устройствах используется преобразователь постоянного тока для подачи правильного напряжения. В качестве альтернативы электрические и гибридные автомобили используют отдельную низковольтную батарею для вспомогательной системы.

Параллельное соединение

Если требуются более высокие токи, а более крупные элементы недоступны или не соответствуют конструктивным ограничениям, один или несколько элементов могут быть соединены параллельно. Большинство химических элементов аккумуляторов допускают параллельные конфигурации с небольшим побочным эффектом. На рис. 4 показаны четыре ячейки, соединенные параллельно по схеме P4. Номинальное напряжение показанного блока остается на уровне 3,60 В, но емкость (Ач) и время работы увеличены в четыре раза.

Рис. 4: Параллельное соединение четырех элементов (4p) ^[1]
При использовании параллельных элементов емкость в Ач и время работы увеличиваются, а напряжение остается прежним.

Ячейка, которая развивает высокое сопротивление или размыкается, менее критична в параллельной цепи, чем в последовательной конфигурации, но неисправная ячейка снизит общую нагрузочную способность. Это похоже на двигатель, работающий только на трех цилиндрах, а не на всех четырех. С другой стороны, короткое замыкание более серьезно, так как неисправная ячейка отбирает энергию у других ячеек, вызывая опасность возгорания. Большинство так называемых электрических коротких замыканий носят легкий характер и проявляются в виде повышенного саморазряда.

Полное замыкание может произойти из-за обратной поляризации или роста дендритов. Большие блоки часто включают в себя предохранитель, который отключает неисправную ячейку от параллельной цепи в случае ее короткого замыкания. На рис. 5 показана параллельная конфигурация с одной неисправной ячейкой.

Рис. 5: Параллельное соединение/соединение с одной неисправной ячейкой ^[1]

Слабая ячейка не повлияет на напряжение, но обеспечит малое время работы из-за пониженной емкости. Закороченная ячейка может вызвать чрезмерный нагрев и стать причиной возгорания. В больших упаковках предохранитель предотвращает большой ток, изолируя ячейку.

Последовательное/параллельное соединение

Последовательное/параллельное соединение, показанное на рис. 6, обеспечивает гибкость конструкции и позволяет достичь требуемых значений напряжения и тока при стандартном размере ячейки. Полная мощность представляет собой сумму напряжения, умноженного на ток; ячейка 3,6 В (номинальное значение), умноженное на 3400 мАч, дает 12,24 Втч. Четыре энергоячейки 18650 по 3400 мАч каждая могут быть соединены последовательно и параллельно, как показано, чтобы получить номинальное напряжение 7,2 В и общую мощность 48,96 Втч. Комбинация с 8 ячейками даст 97,92 Втч, допустимый предел для провоза на борту самолета или перевозки без опасных материалов класса 9. (См. BU-704a: Перевозка литиевых батарей по воздуху.) Тонкая ячейка обеспечивает гибкую конструкцию упаковки, но необходима схема защиты.

Рис. 6: Последовательное/параллельное соединение четырех ячеек (2s2p) ^[1]
Эта конфигурация обеспечивает максимальную гибкость конструкции. Параллельное соединение ячеек помогает в управлении напряжением. Литий-ионные аккумуляторы

хорошо подходят для последовательно-параллельных конфигураций, но ячейки нуждаются в мониторинге, чтобы оставаться в пределах ограничений по напряжению и току. Интегральные схемы (ИС) для различных комбинаций элементов позволяют контролировать до 13 литий-ионных элементов. Для более крупных блоков требуются специальные схемы, и это относится к батареям для электронных велосипедов, гибридным автомобилям и модели Tesla 85, которая потребляет более 7000 элементов 18650, чтобы составить 9 аккумуляторов.Пакет 0кВтч.

Терминология для описания последовательного и параллельного соединения

В производстве аккумуляторов сначала указывается количество элементов, соединенных последовательно, а затем количество элементов, размещенных параллельно. Пример 2с2п. При использовании литий-ионных аккумуляторов параллельные струны всегда изготавливаются первыми; завершенные параллельные блоки затем размещаются последовательно. Li-ion — это система, основанная на напряжении, которая хорошо подходит для параллельного формирования. Объединение нескольких ячеек в параллель, а затем последовательное добавление блоков снижает сложность управления напряжением для защиты батареи.

Сначала сборка последовательно соединенных цепочек, а затем размещение их параллельно может быть более распространенным с NiCd-аккумуляторами, чтобы обеспечить химический челночный механизм, который уравновешивает заряд в верхней части заряда. «2с2п» распространено; были выпущены официальные документы, в которых говорится о 2p2, когда последовательная строка параллельна.

Устройства безопасности при последовательном и параллельном соединении

Реле положительного температурного коэффициента (PTC) и устройства прерывания заряда (CID) защищают батарею от перегрузки по току и избыточного давления. Несмотря на то, что эти защитные устройства рекомендуются для обеспечения безопасности в небольших 2- или 3-элементных батареях с последовательной и параллельной конфигурацией, эти защитные устройства часто не используются в больших многоэлементных батареях, например, в батареях для электроинструментов. PTC и CID работают, как и ожидалось, переключая элемент при избыточном токе и внутреннем давлении в элементе; однако отключение происходит в каскадном формате. Хотя некоторые ячейки могут выйти из строя раньше, ток нагрузки вызывает избыточный ток в остальных ячейках. Такое состояние перегрузки может привести к тепловому разгону до того, как сработают остальные предохранительные устройства.

Некоторые ячейки имеют встроенные PCT и CID; эти защитные устройства также могут быть добавлены задним числом. Инженер-конструктор должен знать, что любое предохранительное устройство может выйти из строя. Кроме того, PTC индуцирует небольшое внутреннее сопротивление, уменьшающее ток нагрузки. (См. также BU-304b: Обеспечение безопасности литий-ионных аккумуляторов)

Простые рекомендации по использованию бытовых первичных аккумуляторов

• Следите за чистотой контактов аккумулятора. Конфигурация с четырьмя ячейками имеет восемь контактов, и каждый контакт добавляет сопротивление (ячейка к держателю и держатель к следующей ячейке).
• Никогда не смешивайте батарейки; заменить все клетки, когда слабые. Общая производительность соответствует самому слабому звену в цепи.
• Соблюдайте полярность. Перевернутая ячейка вычитает, а не добавляет к напряжению ячейки.
• Извлекайте батареи из оборудования, когда оно больше не используется, чтобы предотвратить утечку и коррозию. Это особенно важно для первичных элементов цинк-углерод.
• Не храните незакрепленные элементы в металлическом ящике. Поместите отдельные элементы в небольшие пластиковые пакеты, чтобы предотвратить короткое замыкание. Не носите незакрепленные ячейки в карманах.
• Храните батареи в недоступном для детей месте. В дополнение к опасности удушья, ток батареи может привести к изъязвлению стенки желудка при проглатывании. Батарея также может разорваться и вызвать отравление. (См. BU-703: Проблемы со здоровьем при использовании батарей)
• Не перезаряжайте неперезаряжаемые батареи; накопление водорода может привести к взрыву. Выполняйте экспериментальную зарядку только под наблюдением.

Простые рекомендации по использованию дополнительных батарей

• Соблюдайте полярность при зарядке вторичного элемента. Неправильная полярность может вызвать короткое замыкание, что приведет к опасной ситуации.
• Извлеките полностью заряженные аккумуляторы из зарядного устройства. Потребительское зарядное устройство может не обеспечивать правильную подзарядку при полной зарядке, и аккумулятор может перегреться.
• Заряжайте только при комнатной температуре.

---

Каталожные номера

^[1] Предоставлено Cadex

Почему в электромобилях используются обычные автомобильные аккумуляторы на 12 В

Изображение: Джейсон Торчински

Производители вкладывают огромные суммы в аккумуляторные технологии, чтобы увеличить запас хода и производительность новых электромобилей. Однако, если вы откроете капот современного электромобиля, вы можете найти обычный старый автомобильный аккумулятор на 12 вольт. Это может быть запутанным опытом, но не бойтесь — мы узнаем, почему это так, и раскроем секреты 12-вольтовых систем электромобиля, пока мы это делаем.

Аккумулятор на 12 В, встроенный в Tesla Model 3. Эти аккумуляторы часто выходят из строя в электромобилях, поскольку они не потребляют большой ток от свинцово-кислотного аккумулятора при запуске, как это делает ДВС. Считается, что это сильное потребление тока регулярно разрушает отложения, которые накапливаются на пластинах батареи, помогая ей прослужить дольше. Электромобили этого не делают, и отказы 12-вольтовой батареи — обычное дело. Скриншот: Munro Live (YouTube) (Другое)

В большинстве электромобилей используется только один большой высоковольтный аккумулятор, заполненный перезаряжаемыми литиевыми элементами, приводящими в движение двигатель. Но у электромобилей также есть обычная старая 12-вольтовая свинцово-кислотная батарея, такая же, как в вашем автомобиле, работающем на ископаемом топливе. Это может показаться странным или излишним, но батарея старой школы служит нескольким важным целям. Одна из проблем с большой высоковольтной батареей заключается в том, что она может быть довольно опасной. Важно изолировать аккумулятор от остальной электроники автомобиля. Для этого в электромобилях используется контактор .

Контактор: все о безопасности

Контактор позволяет отключить питание основного аккумулятора автомобиля, когда автомобиль попал в аварию, в нем проводились работы или он просто не двигался. Это важная мера безопасности, которая помогает предотвратить возгорание и/или поражение электрическим током и позволяет обесточить основную электронику тяги, когда она не используется. Контактор — это причудливое слово для того, что по сути является большим переключателем, который управляет потоком тока от аккумуляторной батареи. Контактор включается подачей напряжения на катушку. Эта катушка действует как электромагнит, перемещая больший набор контактов, что позволяет току вытекать из высоковольтной батареи. Снова выключите катушку, и контакты разъединятся, разорвав цепь и отсоединив аккумулятор. По сути, это как большая эстафета.

Необходимость в таком устройстве ставит проблему: как подать питание на этот контактор, чтобы соединить главный тяговый аккумулятор с остальной электроникой автомобиля? Простой способ сделать это — использовать хорошую и надежную 12-вольтовую батарею. Подойдут и более необычные решения, такие как современные литий-ионные аккумуляторы на 12 В, которые уже поставляются в некоторых автомобилях. Но с учетом того, что свинцово-кислотные автомобильные аккумуляторы уже зарекомендовали себя и рассчитаны на длительный срок службы в автомобильной среде и доступны во всем мире, зачем изобретать велосипед? Или аккумулятор, если уж на то пошло.

Другая основная область, в которой помогает 12-вольтовая батарея, — это все вспомогательные системы современного автомобиля. Такие вещи, как вентиляторы, электрические стеклоподъемники, фары и информационно-развлекательные системы, исторически работали от 12 вольт. Все они отлично работают как есть. Разработка электрической трансмиссии является достаточно сложной задачей, поэтому с точки зрения стоимости и долговечности имеет смысл использовать существующие, проверенные конструкции для систем, которые могут в значительной степени переноситься.

Электрические автомобили используют огромные напряжения для своих основных тяговых батарей — от 300 до более чем 800 вольт. Более высокие напряжения обеспечивают более низкие токи для заданного уровня мощности, а более низкие токи сокращают резистивные потери в основных силовых цепях. Но высокие напряжения нежелательны для других целей, так как требуют большей осторожности с точки зрения изоляции и защиты кабелей от повреждений. Эти высокие напряжения опасны для людей и другого оборудования, поэтому любые такие кабели должны производиться в соответствии с высокими стандартами и должным образом изолироваться, чтобы избежать проблем.

Также сложно переключать высокое напряжение; особенно при постоянном токе от батарей, переключатели имеют тенденцию к дуговому разряду при переворачивании и повреждению, а полупроводники, рассчитанные на более высокие напряжения, по своей природе стоят дороже. Есть смутные планы по переводу большего количества автомобилей на системы 24 В или 48 В в будущем, но эти напряжения по-прежнему намного ниже и безопаснее, чем современные высоковольтные батареи для регулярного использования. Однако на данный момент аксессуары на 12 вольт являются нормой.

Для получения дополнительной информации о наличии 12-вольтовых аккумуляторов в электромобилях мы связались с инженером крупного OEM-производителя. Он прервал его, сказав:

Если мы отвлечемся от EV на секунду, системы 12 В используются в транспортных средствах для питания различных модулей и аксессуаров, которые мы находим в автомобилях. 12-вольтовые системы не всегда были решением, если мы оглянемся назад, 6-вольтовые системы были ответом, многие военные приложения используют 24-вольтовые, и 48-вольтовые системы начинают проникать, но на данный момент 12-вольтовые являются наиболее распространенными. Независимо от напряжения нам нужен какой-то источник питания для работы наших модулей, и есть МНОГО 12-вольтовых деталей, а автомобильная промышленность любит повторно использовать детали.

Да, у вас может быть радиоприемник с питанием от 350 В, но это дорого, и, как я уже упоминал ранее, существует множество конструкций на 12 В, готовых просто подключиться. Преобразователь

Модуль питания от Renault Zoe, содержащий схему зарядки, а также преобразователь постоянного тока в постоянный. Они носят разные названия в зависимости от автомобиля и производителя. Обратите внимание на вход водяного охлаждения справа. Фото: Mikeselectricstuff (другое)

Таким образом, наличие источника питания 12 вольт для всех этих аксессуаров является обязательным. Однако, как знает любой, у кого когда-либо ломался генератор, вы не сможете долго работать на обычном автомобильном аккумуляторе. Электромобилям нужен способ поддерживать заряд 12-вольтовой батареи и обеспечивать питанием все аксессуары, когда они работают. Аккумуляторы электромобилей выдают постоянный ток (DC), поэтому простые трансформаторы переменного тока не подходят для понижения напряжения основной батареи для зарядки 12-вольтовой. Вместо этого работа ложится на преобразователь постоянного тока в постоянный.

Вы можете спросить: не можем ли мы просто использовать преобразователь постоянного тока в постоянный, чтобы все работало, и вообще забыть об автомобильном аккумуляторе на 12 В? Ну нет. Вам все еще нужна батарея 12 В, чтобы включить контактор, который соединяет высоковольтную тяговую батарею с остальной частью автомобиля. Кроме того, правила также становятся липкими. Примечания к нашим инженерам:

Теперь у вас может быть только DC-DC преобразователь, который всегда включен для питания различных модулей, но постоянно включенный это будет означать, что аккумулятор высокого напряжения будет медленно разряжаться с течением времени, всегда. Это на самом деле не идеально из сценария хранения, а затем существуют некоторые правила (ECE-R-100 и FMVSS-305), которые гласят, что в случае аварии шина высокого напряжения должна быть разряжена через определенное время, а шина высокого напряжения аккумулятор отсоединен от остальной части автомобиля. Итак, снова у нас есть некоторые ситуации, когда мы хотим, чтобы системы питались, когда автомобиль «выключен», и здесь приходит на помощь батарея 12 В.

Я был фанатиком электроники с тех пор, как был всего в несколько футов ростом. Самостоятельное изучение основных понятий сослужило мне хорошую службу, поскольку современные автомобили так же зависят от электроники, как и от принципов механики. Это также сделало меня популярным среди всех, кому нужна была помощь в установке автомобильной стереосистемы. Позвольте мне изложить основы работы преобразователей постоянного тока, чтобы вы могли лучше понять, что происходит под капотом вашего электромобиля.

Как работают преобразователи постоянного тока: все дело в переключении

Существует множество конструкций преобразователей постоянного тока в постоянный, некоторые из которых способны преобразовывать небольшое напряжение в большее (повышающие преобразователи), большое напряжение в меньшее (понижающие преобразователи) или делать и то, и другое (удивительно, повышающе-понижающие преобразователи). Для электромобилей понижающий преобразователь является частью работы, понижая сотни вольт от основной батареи обратно до номинальных 12-14 вольт, необходимых для зарядки 12-вольтовой батареи и запуска аксессуаров.

Некоторые производители используют двунаправленные повышающие преобразователи в этом приложении для нишевых крайних случаев. Однако при понижении высокого напряжения тяговой батареи до 12 вольт для вспомогательной подсистемы режим работы в целом идентичен обычному понижающему преобразователю.

Графика: Джейсон Торчински

Понижающий преобразователь принимает на вход постоянный ток и выдает более низкое постоянное напряжение на выходную нагрузку. В нашем случае источником постоянного тока является напряжение основной батареи, находящееся на многих сотнях вольт. Нашей выходной нагрузкой является вспомогательная система на 12 вольт. Понижающий преобразователь понижает напряжение с помощью диода, катушки индуктивности, конденсатора и транзистора, который переключается дополнительной схемой. Для тех, кто не знаком, транзистор — это особый тип электронного переключателя, который можно включить, чтобы пропустить ток, или выключить, чтобы остановить его. Таким образом, он похож на контактор, но является электронным, а не электромеханическим, переключается намного быстрее и работает при гораздо меньших напряжениях и токах.

Диод — это деталь, пропускающая ток только в одном направлении. Катушка индуктивности и конденсатор представляют собой устройства, которые накапливают электрическую энергию в магнитных полях и электрических полях соответственно. По причинам, которые лучше всего объясняются сложной физикой, выходящей далеко за рамки этой статьи, катушки индуктивности, как правило, противодействуют изменениям тока, а конденсаторы препятствуют изменениям напряжения.

Так как же работает понижающий преобразователь? Когда транзистор впервые включается, ток начинает течь от источника постоянного тока более высокого напряжения 9.0332 (в нашем случае аккумулятор). На катоде диода присутствует положительное напряжение, препятствующее его проводимости, и в этот момент оно не оказывает влияния на цепь. Ток от батареи также течет в катушку индуктивности. Катушка индуктивности начинает накапливать часть этой энергии, и мощность начинает течь через катушку индуктивности к нагрузке, а также к конденсатору. Поскольку катушка индуктивности сопротивляется мгновенным изменениям протекающего тока, конденсатор начинает заряжаться постепенно, а не сразу, увеличивая напряжение с течением времени. Поскольку конденсатор подключен параллельно выходу, выходное напряжение медленно увеличивается.

Через заданное время транзистор отключается, разрывая соединение с высоковольтным источником постоянного тока. Сторона индуктора, которая получала положительный заряд от батареи, теперь ничего не видит. Однако индуктор хочет, чтобы ток продолжал течь. Таким образом, он переключается с хранения энергии от батареи на поставку энергии самостоятельно. Таким образом, он создает отрицательный заряд на своей входной стороне и положительный заряд на выходной клемме, чтобы поддерживать поток энергии в том же направлении. Отрицательный заряд на входе также подключен к диоду, что позволяет ему проводить ток. Когда цепь замкнута, энергия, ранее накопленная в магнитном поле индуктора, поддерживает протекание тока, не позволяя напряжению просто падать прямо до нуля.

Затем через некоторое время транзистор снова включается, а катушка индуктивности и конденсатор снова заряжаются. Время переключения, также известное как рабочий цикл, является ключом к тому, насколько понижается выходное напряжение . Это отношение того, как долго транзистор находится во включенном состоянии, и как долго он выключен. Если бы транзистор был открыт 100% времени, выходное напряжение увеличилось бы до входного напряжения после полной зарядки конденсатора и осталось бы на этом уровне. Если транзистор все время закрыт, выходное напряжение будет равно нулю. Выходное напряжение в идеальном понижающем преобразователе прямо пропорционально коэффициенту заполнения. Таким образом, желаемый рабочий цикл равен желаемому выходному напряжению, деленному на входное напряжение. Значит понизить 400В от тяговой батареи до 12В — получим скважность 0,03. Это означает, что мы включаем транзистор 3% времени и держим его закрытым 9% времени.7 процентов времени.

Когда понижающий преобразователь работает с таким большим шагом вниз, период выключения очень длинный, как мы видели в нашем примере. В этих условиях у индуктора может закончиться магнитная энергия, чтобы поддерживать ток в цепи. Когда это происходит, конденсатор также начинает потреблять энергию, поддерживая ток до тех пор, пока транзистор снова не включится. Это называется прерывистой работой , , хотя понижающие преобразователи также прекрасно работают с более равномерными рабочими циклами без проблем.

Основная теория понижающего преобразователя требует некоторого понимания, но реальность того, как они работают, еще сложнее. Есть проблемы с электромагнитным шумом, тепловые проблемы, и важно также сосредоточиться на эффективности. Инженеры оптимизируют все части операции с помощью таких методов, как включение и выключение транзистора на высоких скоростях — часто в десятки или сотни килогерц. Преимущество этого также заключается в уменьшении пульсаций выходного напряжения, когда конденсатор и катушка индуктивности заряжаются вверх и вниз.

Диоды также можно заменить транзисторами, переключаемыми внешней схемой для имитации работы одностороннего клапана диода. Это связано с относительно высоким падением напряжения на диодах в реальном мире — обычно 0,3–0,6 вольта, — что может привести к потере огромного количества энергии в приложениях с высоким током. Транзисторы могут обеспечивать падение напряжения значительно ниже 0,05 вольт, что также экономит энергию и обеспечивает охлаждение.

Существует множество сложных способов улучшить понижающий преобразователь, а также множество способов настроить его для работы в обратном направлении, но все это выходит за рамки данного поста. Но основная концепция игры остается прежней — включение и выключение напряжения на накопителе энергии в определенном рабочем цикле снижает напряжение на выходе.

Внутренняя часть преобразователя постоянного тока в постоянный и зарядного модуля Renault Zoe. Рядом с пальцем Майка находится большой конденсатор оранжевого цвета, а два неопределенно прямоугольных металлических предмета между двумя зелеными печатными платами — катушки индуктивности размером почти с ваш кулак. Фото: mikeselectricstuff (Другое)

в прошлом году отключил относительно маломощный блок от Renault Zoe, показав, что это плотно упакованное и чрезмерно сложное устройство. Он указывает на очевидные особенности — большие конденсаторы и катушки индуктивности из толстых медных стержней, согнутых в катушки. В видео также показаны меры безопасности, встроенные в оборудование, такие как специальные высоковольтные разъемы с дополнительными контактами для проверки правильности подключения.

Это тоже недешевые компоненты. Средний генератор в современном автомобиле с ДВС может выдавать около 150 ампер. Если говорить только об аксессуарах, электромобили имеют такие же электрические требования, как и их предшественники с ДВС в этой области, поэтому преобразователь постоянного тока в постоянный должен обеспечивать такое же количество тока. Это означает, что для передачи тока требуется много толстых проводников, и ключевыми являются мощные транзисторы. Часто это массивные детали IGBT или MOSFET с голыми кремниевыми кристаллами, собранными непосредственно на специальных теплопроводящих платах.