Схема зниження напруги с12 на 5 вольт. Як отримати нестандартну напругу

Для зарядки мобільних пристроївзазвичай використовуються 5-вольтові блоки живлення, що працюють від мережевої напруги. Напруга в 5 можна також отримати з 12-вольтової мережі автомобіля або від мережевого блоку живлення на 12 В. Це можна здійснити, використовуючи нескладні схеми з різними стабілізаторами напруги.

У таких схемах стабілізатор відчутно грітиметься, що погіршить його параметри вихідного струму. Щоб стабілізатор не перегрівся та не вийшов з ладу, його необхідно помістити на тепловідведення. Напруга на вході в стабілізатор не повинна бути вищою за 15 В.

Більшість мобільних пристроїв визначають підключення до зарядного пристроюза наявності перемички між другим та третім пінами. Але схеми комутації USB можуть бути іншими. Про це краще почитати у статті.

У схемі використовуються всього три компоненти: сам стабілізатор напруги і два 16-вольтові конденсатори номіналом 100 і 330 нФ.

Стабілізатори напруги можна використовувати радянські: 2-амперний КР142ЕН5А або 1,5-амперний КР142ЕН5B. Звичайно, можлива їх заміна на зарубіжні аналоги, вказані на зображенні, де зображено перетворювач на стабілізаторі КР142ЕН5:

Якщо ваш перетворювач має на виході струм не більше 0,1 А, то можна скористатися стабілізаторами, виконаними в корпусі SO-8, SOT-89 або TO-92. Схеми з такими конвертерами представлені нижче.

Варто додати, що найпростіший спосібзробити перетворювач – це витягти плату з готового автомобільного адаптера для прикурювача. Плату цього адаптера необхідно пристосувати для роботи поза автомобілем. Про це можна знайти багато інформації.

Додаткова інформація:

Такі стабілізатори напруги можна знайти у телевізорах із кінескопами. Найчастіше там зустрічаються мікросхеми серії 7805 та 7809.

За відсутності конденсаторів схема цілком працездатна. Стабілізатор має захист від перегріву, щоправда, діапазон досить великий - від 65 до 140. Потім спостерігається різке падіння напруги, і з'являються пульсації мікросхеми.

Іншими словами, якщо схема живиться від батареї, то у вхідному конденсаторі немає потреби. Конденсатор на виході рекомендується ставити номіналом 1 мкФ і менше, інакше розряд може спалити схему, якщо відбудеться коротке замиканняна вході (з того боку, де знаходиться батарея).

Кидки від індуктивного навантаження не є критичними для цієї схеми.

В даний час, імпульсні перетворювачівикористовуються практично скрізь і дуже часто замінюють класичні , на яких, як правило, при великих струмахвідбуваються значні втрати як тепла.

Наведена тут схема є простою імпульсним понижувальним перетворювачем (Step-Down) з 12В до 5В. Схема побудована на основі популярної та недорогої мікросхеми.

Пристрій призначений для роботи з автомобільною бортовою мережею 12В і може використовуватися для заряджання/живлення GPS навігаторівабо мобільних телефонів, оснащених роз'ємом USB.

У режимі очікування схема повністю відключається від джерела живлення, а під час нормальної роботи відключається відразу після відключення навантаження. Запуск перетворювача здійснюється шляхом короткочасного натискання на кнопку і якщо до виходу не було раніше підключено навантаження, наприклад телефон, перетворювач автоматично вимкнеться.

Опис роботи перетворювача напруги з 12 на 5 вольт

Як вже було сказано раніше, схема побудована на мікросхемі MC34063, яка є контролером, що містить основні компоненти, необхідні для виготовлення DC-DC перетворювачів.

MC34063 містить температурну компенсацію, джерело опорної напруги, компаратор та генератор з регульованим заповненням. Крім того, дана мікросхема містить схему обмеження струму та внутрішній ключ, який може працювати зі струмами до 1,5 А.

Для виготовлення перетворювача потрібно ОУ, дросель, діод та кілька резисторів та конденсаторів. На малюнку нижче представлена ​​повна принципова схемаперетворювача.

Серцем пристрою є вже згаданий раніше чіп DD2 (MC34063), а також дросель L1 та діод Шоттки VD1. Діод виконує дуже важливу роль - завдяки йому відбувається закриття контуру протікання струму від дроселя L1, що виникає після відключення внутрішнього вихідного ключа MC34063.

Конденсатор C3 визначає частоту роботи внутрішнього генератора DD2 і при ємності 470pf частота становитиме близько 50 кГц. Резистор R5 відповідає за обмеження струму перетворювача і через нього протікає весь імпульсний струм, що надходить далі на дросель L1. Обмеження струму встановлено лише на рівні близько 1,1 А.

Конденсатор C1 фільтрує напругу живлення. Вихідний фільтр є конденсатором C4, а стабілітрон VD3 потужністю 1,3 Вт захищає схему від можливого короткочасного підвищення напруги.

Дуже важливим елементом є R3, R7, оскільки відповідає за величину вихідної напруги. Їх співвідношення підібрано таким чином, що при вихідній напрузі 5В на вході компаратора 5 мікросхеми DD2 було напруга 1,25В.

Великою перевагою даної схеми є можливість автоматичного вимкнення живлення після відключення навантаження. За цю функцію відповідає транзистор VT1 та резистори R1, R2. У вимкненому стані резистор R1 забезпечує правильне відсічення транзистора VT1. Запуск системи здійснюється через короткочасне натискання кнопки SW1.

Перетворювач запускається, а транзистор VT2 далі підтримує низький рівень з урахуванням VT1. Резистор R2 обмежує струм бази транзистора VТ1.

Для контролю струму, який споживається навантаженням, використовується операційний підсилювач DD1 (). Він працює як неінвертуючий підсилювач з коефіцієнтом посилення рівним 1000. Коефіцієнт посилення визначається номіналами резисторів R8 та R9.

Конденсатор C2 фільтрує напругу живлення підсилювача. Для управління транзистором VT2 використовується дільник напруги на резисторах R4 і R6 з коефіцієнтом розподілу 2.

Незначне падіння напруги на вимірювальному резисторі (шунті) R11 порядку 5-6мВ призведе до відкриття транзистора VT2 та підтримки роботи перетворювача. Таким чином, для підтримки роботи перетворювача достатньо, щоб струм споживання був близько 25-30мА. Світлодіод VD2 виконує роль індикатора живлення, яке струм обмежений резистором R10.

(80,4 Kb, завантажено: 403)

Стандартна напруга - це така напруга, яка дуже часто використовується у ваших електронних дрібничках. Це напруга 1,5 Вольта, 3 Вольта, 5 Вольт, 9 Вольт, 12 Вольт, 24 Вольт і тд. Наприклад, у ваш допотопний МР3 плеєр вміщалася одна батарея в 1,5 Вольта. На пульті дистанційного керуванняТБ використовуються вже дві батареї по 1,5 Вольта, включені послідовно, отже, вже 3 Вольта. У USB роз'ємі крайні контакти з потенціалом 5 Вольт. Мабуть, у всіх у дитинстві була Денді? Щоб живити Денді потрібно було подавати на неї напругу 9 Вольт. Ну 12 Вольт використовується практично у всіх автомобілях. 24 Вольта використовується в основному в промисловості. Також для цього, умовно кажучи, стандартного ряду "заточені" різні споживачі цієї напруги: лампочки, програвачі, підсилки тощо.

Але, на жаль, наш світ не є ідеальним. Іноді просто треба дуже отримати напругу не зі стандартного ряду. Наприклад, 9,6 Вольт. Ну ні так ні сяк... Так, тут нас рятує Блок живлення. Але знову ж таки, якщо використовувати готовий блок живлення, то поряд з електронною дрібничкою доведеться тягати його. Як же вирішити це питання? Отже, я наведу вам три варіанти:

Перший варіант

Зробити в схемі електронної дрібнички регулятор напруги ось за такою схемою (детальніше):

Другий варіант

U стабілітрона - це напруга стабілізації на стабілітроні. Якщо ми візьмемо стабілізатор з напругою стабілізації 3 Вольта і стабілізатор напруга 7805, то на виході отримаємо 8 Вольт. 8 Вольт – вже нестандартний ряд напруги;-). Виходить, що підібравши потрібний стабілізаторі потрібний стабілітрон, можна легко отримати дуже стабільну напругу з нестандартного ряду напруг;-).

Давайте все це розглянемо на прикладі. Так як я просто заміряю напругу на виводах стабілізатора, то конденсатори не використовую. Якби я мав навантаження, тоді використав би і конденсатори. Піддослідним кроликом у нас є стабілізатор 7805. Подаємо на вхід цього стабілізатора 9 Вольт від балди:

Отже, на виході буде 5 Вольт, все ж стабілізатор 7805.

Тепер беремо стабілітрон на Uстабілізації = 2,4 Вольта і вставляємо його за цією схемою, можна і без кондер, все-таки робимо просто виміри напруги.

Опа-на, 7,3 Вольта! 5+2,4 Вольти. Працює! Так як у мене стабілітрони не високоточні (прецизійні), то і напруга стабілітрона може трохи відрізнятися від паспортного (напруга, заявлена ​​виробником). Ну, я гадаю, це не біда. 0,1 Вольт для нас погоди не зроблять. Як я вже сказав, таким чином можна підібрати будь-яке значення незвичайно.

Третій варіант

Є також інший такий спосіб, але тут використовуються діоди. Може бути Вам відомо, що напруга падіння на прямому переході кремнієвого діода становить 0,6-0,7 Вольт, а германієвого діода - 0,3-0,4 Вольта ? Саме цією властивістю діода і скористаємось;-).

Отже, схему до студії!

Збираємо за схемою цю конструкцію. Нестабілізована вхідна постійна напруга також залишилася 9 Вольт. Стабілізатор 7805.

Отже, що на виході?

Майже 5.7 Вольт;-), що потрібно було довести.

Якщо два діоди з'єднувати послідовно, то на кожному з них падатиме напруга, отже, воно сумуватиметься:

На кожному кремнієвому діоді падає по 0,7 Вольт, отже, 0,7 +0,7 = 1,4 Вольта. Також і з германієвими. Можна з'єднати і три, і чотири діоди, тоді треба підсумовувати напруги на кожному. Насправді більше трьох діодів не використовують.

Джерела нестандартного постійної напругиможуть використовуватися в абсолютно різних схемах, які є силу струму менше 1 Ампера. Майте на увазі, якщо ваше навантаження жере трохи більше пів Ампера, то й елементи повинні відповідати цим вимогам. Потрібно буде взяти діод потужніший, ніж у мене на фото.

Всім привіт! Це не огляд, а так би мовити, міні-тест DC-DC конвертера 12В – 5В 3А. Подібний перетворювач напруги вже розглядався на Mysku (на жаль, я його не зміг знайти, але сподіваюся, що все-таки знайду), і той огляд схилив мене до покупки аналогічного DC-DC конвертера, але в іншого продавця, і трохи іншого виконання, тому мова піде про розходження цих моделей.

З моменту замовлення пройшло рівно три тижні, і перетворювачі приїхали до мене у дрібному пакеті. Трек-номери мені не дали. Ось фото:

Треба сказати, що, замовляючи ці перетворювачі, я планував їх трохи переробити, а саме змінити ланцюг, що задає вихідна напругащоб отримати на виході напругу 3,3в, при потрібному струмі не більше 1А. Що мені вдасться це зробити, я був просто певен.

Насамперед я зняв з одного перетворювача задню кришку, щоб вийняти друковану плату та поглумитися над нею. І тут на мене чекало гірке розчарування! Друкована плата з усім вмістом була залита жорстким непрозорим компаундом, з якого стирчали лише вхідні та вихідні дроти! Це було дуже несподівано та неприємно. Тому фотографій з розчленовкою не буде, як не буде і ситуації перетворювача на 3,3 вольта. Але головне, що коли ще раз уважно прочитав опис конвертера на сайті, то зрозумів, що він і повинен бути залитим, це вказано прямим текстом. Загалом сам дрова.

Ось фотки зі знятою нижньою кришкою, правда, фоткав цього разу мобником.

Що там у перетворювача всередині, незрозуміло, а дуже хотілося б знати. Єдине, що вдалося розглянути, так це злегка виступає з компаунда куточок електролітичного конденсатора, зеленого із золотим, тобто ніби не найгіршого, але те, що він стоїть так криво, зовсім не тішить. Загальна глибина заливки близько 12мм, тобто плата з елементами має висоту трохи більше 10мм. Компаунд жорсткий, епоксидний, як і мовиться на сайті, але якщо заливка виконана без попереднього обволікання, тобто ймовірність розтріскування елементів конвертера. Як правило, виробники навіть пасивних компонентів забороняють пряме заливання «жорсткими» компаундами.

Залишалося лише випробувати перетворювач як є, оскільки застосування йому, у принципі, вже знайдено. Поганяв я його в трьох режимах, на вихідному струмі в 1А, 2А і 3А, при вхідній напрузі від 12 до 17 вольт. При струмі в 1А нагрівання незначне, при струмі в 2А нагрівання вже помітне, причому, мабуть, теплопровідність компаунду вище, ніж пластика, і зовні перетворювач куди холодніше, ніж якщо помацати сам компаунд. Думаю, при струмі в 2А перетворювач може працювати необмежено довго навіть за підвищеної до 40-50 градусів зовнішньої температури. При струмі навантаження в 3А перетворювач нагрівався дуже помітно зовні, а дотик до компаунд вже обпалював, так що я б не став використовувати його довгий час в такому режимі, та ще при підвищеній температурі. 2А для багатьох застосувань достатньо.

Напруга на виході була дуже стабільною, без навантаження становила 5,12в, з навантаженням 1А - 5,10В, з навантаженням 2А - 5,08В, з навантаженням 3А - 5,07В. Думаю, це більше впливало на опір проводів, а у самого перетворювача просідання взагалі практично нульове.

Випробував також, яка мінімальна напруга на вході перетворювача. Так, при струмі навантаження 2А напруга на виході починало знижуватися при зниженні вхідної напруги нижче 7 вольт. На мою думку нормально.