ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ 1,5 — 9 ВОЛЬТ
Для питания цифрового мультиметра от 1 батарейки АА вместо «кроны» 9 В собрал недавно этот преобразователь. Хотя от него можно запитать что угодно, не обязательно тестеры. В отличии от специализированных DC-DC инверторов, тут всего пару транзисторов и катушка. Монтаж навесной, прямо на разъеме от батареи. В случае чего можно будет легко отсоединить и вернуть «крону».
Схема преобразователя на 9 В
Самый энергоемкий режим в мультиметре — прозвонка. Если напряжение питания сильно падает при замыкании щупов, то нужно увеличить диаметр провода L2 (остановился на 0,3 мм ПЭВ-2). Диаметр провода L1 не критичен, я использовал 0,18 мм и только из соображений «живучести», так как более тонкие можно нечаянно оторвать. В итоге собрал эту схему с кольцом D=12 d=7 h=5 мм на VT1 2SC3420 — без нагрузки качает 100 В, он оказался лучше всех (R1 = 130 Ом). Также удачно испытаны КТ315А (слабоват, R1 = 1 кОм), КТ863 (качает хорошо).
Отладка схемы
Отсоединяем ZD1, вместо R1 ставим подстроечное сопротивление 4,7кОм; в качестве нагрузки- R= 1кОм. Добиваемся максимального напряжения на нагрузке, изменяя сопротивление R1. Без нагрузки эта схема легко выдает 100 вольт и более, так что при отладке ставьте C2 на напряжение не менее 200V и не забывайте его разряжать.
Важное дополнение. Кольцо здесь применять необязательно! Берем готовый дроссель на 330 мГн и выше, поверх его обмотки мотаем любым проводом 20-25 витков L1, фиксируем термоусадкой. И ВСЕ! Качает даже лучше, чем кольцо.
Проверено мной с VT1 2SC3420 и IRL3705 (R1 = 130 Ом, VD1 — HER108). Полевой транзистор IRL3705 отлично работает, но ему нужно напряжение питания хотя бы 1 В и между затвором и массой резистор несколько килоом и стабилитрон на 6-10 В. Если не работает, то меняем местами концы одной из обмоток. При экспериментах преобразователь действительно работал начиная даже от 0,8 В!
Далее сделал еще один экземпляр — тоже успешно. Что касается КПД схемы, подсчитаем: измеренный ток потребления 53 мА, напряжения на входе 0.763V и выходе 6.2V и Rout = 980 Ом.
На входе Pin=Iin*Uin=0.053A*0.763V=0.04043W
На выходе Pout=Uout*Uout/Rout =6.2V*6.2V/980=0.039224W (Ватт).
КПД = Pout/Pin= 0,969 или 96.9% — прекрасный результат!
Пусть даже 90% будет — тоже не слабо. Откровенно говоря, эта схемка с кольцом давно известна, я лишь добавил обратную связь по Uout на полевом транзисторе и догадался домотать и использовать готовый дроссель, ибо на кольцах мотать неудобно, да и лень, пусть даже и 20 витков. И габариты у кольца побольше. Автор статьи — Evgeny:)
Форум по ИП
Форум по обсуждению материала ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ 1,5 — 9 ВОЛЬТ
Получить 3 вольта из 5 вольт. Блок питания
Схема устройства
Схема, изображенная на рисунке 1, представляет собой регулируемый стабилизатор напряжения и позволяет получить выходное напряжение в пределах 1.
Работа схемы
При помощи переменного резистора R2 можно установить необходимое выходное напряжение. Выходное напряжение можно рассчитать по формуле Uвых=1.25(1 + R2/R1)
.
В качестве регулятора напряжения используется микросхема
Монтаж устройства
Устройство собрано на печатной плате размером 20х40мм. Так как схема очень простая рисунок печатной платы не привожу. Можно собрать и без платы с помощью навесного монтажа.
Собранная плата помещается а отдельную коробочку или монтируется непосредственно в корпусе блока питания. Я разместил свою в корпусе AC-DC адаптера на 12 вольт для радиотелефонов.
Примечание.
Необходимо сначала установить рабочее напряжение на выходе стабилизатора (при помощи резистора R2) и лишь, затем подключать нагрузку.
Другие схемы стабилизаторов.
Это одна из самых простых схем, которую можно собрать на доступной микросхеме LM317LZ . Путем подключения/отключения резистора в цепи обратной связи мы получаем на выходе два разных напряжения. При этом, ток нагрузки может достигать 100 мА.
Только обратите внимание на распиновку микросхемы LM317LZ. Она немного отличается от привычных стабилизаторов.
Простой стабилизатор на различные фиксированные напряжения (от 1,5 до 5 вольт) и ток до 1А. можно собрать на микросхеме
Для его работы требуется всего пара конденсаторов. Для эффективного отвода тепла при значительных нагрузках необходимо предусмотреть теплоотводную площадку в районе вывода Vout. Этот стабилизатор также доступен в корпусе TO-252.
Метеостанции на .
Подумав, я пришел к выводу, что самой дорогой и объёмной частью метеостанции является плата Arduino Uno. Самым дешевым вариантом замены может стать плата Arduino Pro Mini. Плата Arduino Pro Mini производится в четырех вариантах. Для решения моей задачи подходит вариант с микроконтроллером Mega328P и напряжением питания 5 вольт. Но есть еще вариант на напряжение 3,3 вольта. Чем эти варианты отличаются? Давайте разберемся. Дело в том, что на платах Arduino Pro Mini устанавливается экономичный стабилизатор напряжения. Например такой, как MIC5205 c выходным напряжением 5 вольт. Эти 5 вольт подаются на вывод Vcc платы Arduino Pro Mini, поэтому и плата будет называться «плата Arduino Pro Mini с напряжением питания 5 вольт». А если вместо микросхемы MIC5205 будет поставлена другая микросхема с выходным напряжением 3,3 вольта, то плата будет называться «плата Arduino Pro Mini с напряжением питания 3,3 вольт»
Плата Arduino Pro Mini может получать энергию от внешнего нестабилизированного блока питания с напряжением до 12 вольт. Это питание должно подаваться на вывод RAW платы Arduino Pro Mini. Но, ознакомившись с даташитом (техническим документом) на микросхему MIC5205, я увидел, что диапазон питания, подаваемого на плату Arduino Pro Mini, может быть шире. Если, конечно, на плате стоит именно микросхема MIC5205.
Даташит на микросхема MIC5205:
Входное напряжение, подаваемое на микросхему MIC5205, может быть от 2,5 вольт до 16 вольт. При этом на выходе схемы стандартного включения должно быть напряжение около 5 вольт без заявленной точности в 1%. Если воспользоваться сведениями из даташита: VIN = VOUT + 1V to 16V (Vвходное = Vвыходное + 1V to 16V) и приняв Vвыходное за 5 вольт, мы получим то, что напряжение питания платы Arduino Pro Mini, подаваемое на вывод RAW, может быть от 6 вольт до 16 вольт при точности в 1%.
Для питания платы GY-BMP280-3.3 для измерения барометрического давления и температуры я хочу применить модуль с микросхемой AMS1117-3.3. Микросхема AMS1117 — это линейный стабилизатор напряжения с малым падением напряжения.
Фото модуль с микросхемой AMS1117-3.3:
Даташиты на микросхему AMS1117:
Схема модуля с микросхемой AMS1117-3.3:
Я указал на схеме модуля с микросхемой AMS1117-3.3 входное напряжение от 6,5 вольт до 12 вольт, основывая это документацией на микросхему AMS1117.
Продавец указывает входное напряжение от 4,5 вольт до 7 вольт. Самое интересное, что другой продавец на Aliexpress.com указывает другой диапазон напряжений — от 4,2 вольт до 10 вольт.
В чем же дело? Я думаю, что производители впаивают во входные цепи конденсаторы с максимально допустимым напряжением меньшим, чем позволяют параметры микросхемы — 7 вольт, 10 вольт. И, может быть, даже ставят бракованные микросхемы с ограниченным диапазоном питающих напряжений. Что произойдет, если на купленную мной плату с микросхемой AMS1117-3.3, подать напряжение 12 вольт, я не знаю.
Доступность и относительно невысокие цены на сверхъяркие светодиоды (LED) позволяют использовать их в различных любительских устройствах. Начинающие радиолюбители, впервые применяющие LED в своих конструкциях, часто задаются вопросом, как подключить светодиод к батарейке? Прочтя этот материал, читатель узнает, как зажечь светодиод практически от любой батарейки, какие схемы подключения LED можно использовать в том или ином случае, как выполнить расчет элементов схемы.
К каким батарейкам можно подключать светодиод?
В принципе, просто зажечь светодиод, можно от любой батарейки. Разработанные радиолюбителями и профессионалами электронные схемы позволяют успешно справиться с этой задачей. Другое дело, сколько времени будет непрерывно работать схема с конкретным светодиодом (светодиодами) и конкретной батарейкой или батарейками.
Для оценки этого времени следует знать, что одной из основных характеристик любых батарей, будь то химический элемент или аккумулятор, является емкость. Емкость батареи – С выражается в ампер-часах. Например, емкость распространенных пальчиковых батареек формата ААА, в зависимости от типа и производителя, может составлять от 0.5 до 2.5 ампер-часов. В свою очередь светоизлучающие диоды характеризуются рабочим током, который может составлять десятки и сотни миллиампер. Таким образом, приблизительно рассчитать, на сколько хватит батареи, можно по формуле:
T= (C*U бат)/(U раб. led *I раб. led)
В данной формуле в числителе стоит работа, которую может совершить батарея, а в знаменателе мощность, которую потребляет светоизлучающий диод. Формула не учитывает КПД конкретно схемы и того факта, что полностью использовать всю емкость батареи крайне проблематично.
При конструировании приборов с батарейным питанием обычно стараются, чтобы их ток потребления не превышал 10 – 30% емкости батареи. Руководствуясь этим соображением и приведенной выше формулой можно оценить сколько нужно батареек данной емкости для питания того или иного светодиода.
Как подключить от пальчиковой батарейки АА 1,5В
К сожалению, не существует простого способа запитать светодиод от одной пальчиковой батарейки. Дело в том, что рабочее напряжение светоизлучающих диодов обычно превышает 1.5 В. Для эта величина лежит в диапазоне 3.2 – 3.4В. Поэтому для питания светодиода от одной батарейки потребуется собрать преобразователь напряжения. Ниже приведена схема простого преобразователя напряжения на двух транзисторах с помощью которого можно питать 1 – 2 сверхъярких LED с рабочим током 20 миллиампер.
Данный преобразователь представляет собой блокинг-генератор, собранный на транзисторе VT2, трансформаторе Т1 и резисторе R1. Блокинг-генератор вырабатывает импульсы напряжения, которые в несколько раз превышают напряжение источника питания. Диод VD1 выпрямляет эти импульсы. Дроссель L1, конденсаторы C2 и С3 являются элементами сглаживающего фильтра.
Транзистор VT1, резистор R2 и стабилитрон VD2 являются элементами стабилизатора напряжения. Когда напряжение на конденсаторе С2 превысит 3.3 В, стабилитрон открывается и на резисторе R2 создается падение напряжения. Одновременно откроется первый транзистор и запирет VT2, блокинг-генератор прекратит работу. Тем самым достигается стабилизация выходного напряжения преобразователя на уровне 3.3 В.
В качестве VD1 лучше использовать диоды Шоттки, которые имеют малое падение напряжения в открытом состоянии.
Трансформатор Т1 можно намотать на кольце из феррита марки 2000НН. Диаметр кольца может быть 7 – 15 мм. В качестве сердечника можно использовать кольца от преобразователей энергосберегающих лампочек, катушек фильтров компьютерных блоков питания и т. д. Обмотки выполняют эмалированным проводом диаметром 0.3 мм по 25 витков каждая.
Данную схему можно безболезненно упростить, исключив элементы стабилизации. В принципе схема может обойтись и без дросселя и одного из конденсаторов С2 или С3 . Упрощенную схему может собрать своими руками даже начинающий радиолюбитель.
Cхема хороша еще тем, что будет непрерывно работать, пока напряжение источника питания не снизится до 0.8 В.
Как подключить от 3В батарейки
Подключить сверхъяркий светодиод к батарее 3 В можно не используя никаких дополнительных деталей. Так как рабочее напряжение светодиода несколько больше 3 В, то светодиод будет светить не в полную силу. Иногда это может быть даже полезным. Например, используя светодиод с выключателем и дисковый аккумулятор на 3 В (в народе называемая таблеткой), применяемый в материнских платах компьютера, можно сделать небольшой брелок-фонарик. Такой миниатюрный фонарик может пригодиться в разных ситуациях.
От такой батарейки — таблетки на 3 Вольта можно запитать светодиод
Используя пару батареек 1.5 В и покупной или самодельный преобразователь для питания одного или нескольких LED, можно изготовить более серьезную конструкцию. Схема одного из подобных преобразователей (бустеров) изображена на рисунке.
Бустер на основе микросхемы LM3410 и нескольких навесных элементов имеет следующие характеристики:
- входное напряжение 2.7 – 5.5 В.
- максимальный выходной ток до 2.4 А.
- количество подключаемых LED от 1 до 5.
- частота преобразования от 0.8 до 1.6 МГц.
Выходной ток преобразователя можно регулировать, изменяя сопротивление измерительного резистора R1. Несмотря на то, что из технической документации следует, что микросхема рассчитана на подключение 5-ти светодиодов, на самом деле к ней можно подключать и 6. Это обусловлено тем, что максимальное выходное напряжение чипа 24 В. Еще LM3410 позволяет свечения светодиодов (диммирование). Для этих целей служит четвертый вывод микросхемы (DIMM). Диммирование можно осуществлять, изменяя входной ток этого вывода.
Как подключить от 9В батарейки Крона
«Крона» имеет относительно небольшую емкость и не очень подходит для питания мощных светодиодов. Максимальный ток такой батареи не должен превышать 30 – 40 мА. Поэтому к ней лучше подключить 3 последовательно соединенных светоизлучающих диода с рабочим током 20 мА. Они, как и в случае подключения к батарейке 3 вольта не будут светить в полную силу, но зато, батарея прослужит дольше.
Схема питания от батарейки крона
В одном материале трудно осветить все многообразие способов подключения светодиодов к батареям с различным напряжением и емкостью. Мы постарались рассказать о самых надежных и простых конструкциях. Надеемся, что этот материал будет полезен как начинающим, так и более опытным радиолюбителям.
Как получить нестандартное напряжение, которое не укладывается в диапазон стандартного?
Стандартное напряжение — это такое напряжение, которое очень часто используется в ваших электронных безделушках. Это напряжение в 1,5 Вольта, 3 Вольта, 5 Вольт, 9 Вольт, 12 Вольт, 24 Вольт и тд. Например, в ваш допотопный МР3 плеер вмещалась одна батарейка в 1,5 Вольта. На пульте дистанционного управления ТВ используются уже две батарейки по 1,5 Вольта, включенные последовательно, значит уже 3 Вольта. В USB разъеме самые крайние контакты с потенциалом в 5 Вольт. Наверное, у всех в детстве была Денди? Чтобы питать Денди нужно было подавать на нее напряжение в 9 Вольт. Ну 12 Вольт используется практически во всех автомобилях. 24 Вольта используется уже в основном в промышленности. Также для этого, условно говоря, стандартного ряда «заточены» различные потребители этого напряжения: лампочки, проигрыватели, и тд.
Но, увы, наш мир не идеален. Иногда просто ну очень надо получить напряжение не из стандартного ряда. Например, 9,6 Вольт. Ну ни так ни сяк… Да, здесь нас выручает Блок питания . Но опять же, если использовать готовый блок питания, то наряду с электронной безделушкой придется таскать и его. Как же решить этот вопрос? Итак, я Вам приведу три варианта:
Вариант №1
Сделать в схеме электронной безделушки регулятор напряжения вот по такой схеме (более подробно ):
Вариант №2
На Трехвыводных стабилизаторах напряжения построить стабильный источник нестандартного напряжения. Схемы в студию!
Что мы в результате видим? Видим стабилизатор напряжения и стабилитрон, подключенный к среднему выводу стабилизатора. ХХ — это две последние цифры, написанные на стабилизаторе. Там могут быть цифры 05, 09, 12 , 15, 18, 24. Может уже есть даже больше 24. Не знаю, врать не буду. Эти две последние цифры говорят нам о напряжении, которое будет выдавать стабилизатор по классической схеме включения:
Здесь стабилизатор 7805 выдает нам по такой схеме 5 Вольт на выходе. 7812 будет выдавать 12 Вольт, 7815 — 15 Вольт. Более подробно про стабилизаторы можно прочитать .
U стабилитрона — это напряжение стабилизации на стабилитроне. Если мы возьмем стабилитрон с напряжением стабилизации 3 Вольта и стабилизатор напряжение 7805, то на выходе получим 8 Вольт. 8 Вольт — уже нестандартный ряд напряжения;-). Получается, что подобрав нужный стабилизатор и нужный стабилитрон, можно с легкостью получить очень стабильное напряжение из нестандартного ряда напряжений;-).
Давайте все это рассмотрим на примере. Так как я просто замеряю напряжение на выводах стабилизатора, поэтому конденсаторы не использую. Если бы я питал нагрузку, тогда бы использовал и конденсаторы. Подопытным кроликом у нас является стабилизатор 7805. Подаем на вход этого стабилизатора 9 Вольт от балды:
Следовательно, на выходе будет 5 Вольт, все таки как-никак стабилизатор 7805.
Теперь берем стабилитрон на U стабилизации =2,4 Вольта и вставляем его по этой схеме, можно и без конденсаторов, все-таки делаем просто замеры напряжения.
Опа-на, 7,3 Вольта! 5+2,4 Вольта. Работает! Так как у меня стабилитроны не высокоточные (прецизионные), то и напряжение стабилитрона может чуточку различаться от паспортного (напряжение, заявленное производителем). Ну, я думаю, это не беда. 0,1 Вольт для нас погоды не сделают. Как я уже сказал, таким образом можно подобрать любое значение из ряда вон.
Вариант №3
Есть также другой подобный способ, но здесь используются диоды. Может быть Вам известно, что падение напряжение на прямом переходе кремниевого диода составляет 0,6-0,7 Вольт, а германиевого диода — 0,3-0,4 Вольта ? Именно этим свойством диода и воспользуемся;-).
Итак, схему в студию!
Собираем по схеме данную конструкцию. Нестабилизированное входное постоянное напряжение также и осталось 9 Вольт. Стабилизатор 7805.
Итак, что на выходе?
Почти 5.7 Вольт;-), что и требовалось доказать.
Если два диода соединять последовательно, то на каждом из них будет падать напряжение, следовательно, оно будет суммироваться:
На каждом кремниевом диоде падает по 0,7 Вольт, значит, 0,7+0,7=1,4 Вольта. Также и с германиевыми. Можно соединить и три, и четыре диода, тогда нужно суммировать напряжения на каждом. На практике более трех диодов не используют. Диоды можно ставить даже малой мощности, так как в этом случае ток через них все равно будет мал.
Светодиоды разного цвета имеют свою рабочую зону напряжения. Если мы видим светодиод на 3 вольта, то он может давать белый, голубой или зеленый свет. Напрямую подключать его к источнику питания, который генерирует более 3 вольт нельзя.
Расчет сопротивления резистора
Чтобы понизить напряжение на светодиоде, в цепь перед ним последовательно включают резистор. Основная задача электрика или любителя будет заключаться в том, чтобы правильно подобрать сопротивление.
В этом нет особой сложности. Главное, знать электрические параметры светодиодной лампочки, вспомнить закон Ома и определение мощности тока.
R=Uна резисторе/Iсветодиода
Iсветодиода – это допустимый ток для светодиода. Он обязательно указывается в характеристиках прибора вместе с прямым падением напряжения. Нельзя, чтобы ток, проходящий по цепи, превысил допустимую величину. Это может вывести светодиодный прибор из строя.
Зачастую на готовых к использованию светодиодных приборах пишут мощность (Вт) и напряжение или ток. Но зная две из этих характеристик, всегда можно найти третью. Самые простые осветительные приборы потребляют мощность порядка 0,06 Вт.
При последовательном включении общее напряжение источника питания U складывается из Uна рез. и Uна светодиоде. Тогда Uна рез.=U-Uна светодиоде
Предположим, необходимо подключить светодиодную лампочку с прямым напряжением 3 вольта и током 20 мА к источнику питания 12 вольт. Получаем:
R=(12-3)/0,02=450 Ом.
Обычно, сопротивление берут с запасом. Для того ток умножают на коэффициент 0,75. Это равносильно умножению сопротивления на 1,33.
Следовательно, необходимо взять сопротивление 450*1,33=598,5=0,6 кОм или чуть больше.
Мощность резистора
Для определения мощности сопротивления применяется формула:
P=U²/ R= Iсветодиода*(U-Uна светодиоде)
В нашем случае: P=0,02*(12-3)=0,18 Вт
Такой мощности резисторы не выпускаются, поэтому необходимо брать ближайший к нему элемент с большим значением, а именно 0,25 ватта. Если у вас нет резистора мощность 0,25 Вт, то можно включить параллельно два сопротивления меньшей мощности.
Количество светодиодов в гирлянде
Аналогичным образом рассчитывается резистор, если в цепь последовательно включено несколько светодиодов на 3 вольта. В этом случае от общего напряжения вычитается сумма напряжений всех лампочек.
Все светодиоды для гирлянды из нескольких лампочек следует брать одинаковыми, чтобы через цепь проходил постоянный одинаковый ток.
Максимальное количество лампочек можно узнать, если разделить U сети на U одного светодиода и на коэффициент запаса 1,15.
N=12:3:1,15=3,48
К источнику в 12 вольт можно спокойно подключить 3 излучающих свет полупроводника с напряжением 3 вольта и получить яркое свечение каждого из них.
Мощность такой гирлянды довольно маленькая. В этом и заключается преимущество светодиодных лампочек. Даже большая гирлянда будет потреблять у вас минимум энергии. Этим с успехом пользуются дизайнеры, украшая интерьеры, делая подсветку мебели и техники.
На сегодняшний день выпускаются сверхяркие модели с напряжением 3 вольта и повышенным допустимым током. Мощность каждого из них достигает 1 Вт и более, и применение у таких моделей уже несколько иное. Светодиод, потребляющий 1-2 Вт, применяют в модулях для прожекторов, фонарей, фар и рабочего освещения помещений.
Примером может служить продукция компании CREE, которая предлагает светодиодные продукты мощностью 1 Вт, 3Вт и т. д. Они созданы по технологиям, которые открывают новые возможности в этой отрасли.
Самый простой инвертор 1,5 В – 220 В
Я не встречал схемы инвертора проще чем эта. Для повторения вам понадобиться минимум деталей – их не более 10 штук. Для получения напряжения на выходе 220 вольт нам понадобиться одна пальчиковая батарейка напряжением 1,5 вольта.Инверторы необходимы там, где нет возможности подключиться к сети 220 вольт. Инверторы делятся на два типа: одни имеют на выходе синусоидальную напряжение частотой 50 Гц и подходят практически для питания любой нагрузки. Другие модифицированные имеет на выходе высокую частоту, порядка 500-10000 Гц и не всегда синусоидальную форму волны.
Инверторы с синусоидальной частотой 50 Гц дорогостоящие, так как для формирования синусоидального импульса 50 Гц нужен большой трансформатор или имитационный блок электроники.
Простейший инвертор который будем делать мы относится ко второй группе. И подходит для питания различных импульсных блоков питания, таких как зарядник для телефона, энергосберегающая лампочка – люминесцентная или светодиодная.
Требуемые компоненты
Трансформатор 220В – 6В. Можно выдрать из старого магнитофона, приемника, и т.п. или купить тут — aliexpress
Корпус батареи AA — 1 — aliexpress
Переключатель — 1 — aliexpress
Печатная плата — 1 — aliexpress
BC547 транзистор (отечественный аналог КТ3102, КТ315) — 1 — aliexpress
BD140 Транзистор с радиатором (отечественный аналог КТ814, КТ816) – 1 — aliexpress
Конденсатор 0.1 мкФ – 1- aliexpress
30 кОм резистор — 1 — aliexpress
Инструменты:
Паяльник, если вдруг у вас нет возьмите тут — aliexpress
Схема
Знакомство с инвертором начнем со схемы. Это обычный мультивибратор на составном транзисторе. В результате получается генератор на выходе которого стоит повышающий трансформатор.
Собираем схему. Плата макетная, с большим количеством отверстий. Вставляем детали и запаиваем их перемычками по схеме.
Проверка работы
Если все компоненты схемы исправны, и схема собрана без ошибок, то инвертор начинает работать сразу и в настройке не нуждается.
На выход инвертора подключаем энергосберегающую лампу. Вставляем батарейку и замыкаем выключатель. Лампочка загорелась.
Конечно её яркость ниже чем при питании от сети, но то что она работает от элемента напряжением 1,5 вольта — это прорыв!
Естественно, как и везде тут действует закон сохранения энергии. Исходя из которого следует, что ток в цепи батарейки будет в несколько раз выше чем в цепи лампочки. В общем батарейка должна быть обязательно алкалиновая, тогда есть шанс, что она будет работать немного подольше.
При монтаже и работе с инвертором будьте особо осторожны, напряжение 220 вольт опасно для жизни. И, поверьте, батарейки в 1,5 вольта хватит, чтобы нанести человеку поражающий удар током, и даже вызвать остановку сердца. Как известно, для этого достаточно пропустить через человека порядка 100 мА, на что вполне способен данный инвертор.
Преобразователь напряжения 1,5 В в 5 В
Во многих случаях бывает удобно преобразовать 1.5 вольта в 5 вольт. Тогда можно питать микроконтроллер или светодиод от одной батарейки формата AA или AAA. Это легко сделать с помощью специализированных микросхем, таких как MAXIM MAX1674 или MAX7176. Это повышающий DC-DC преобразователь, который преобразует напряжения от 0.7 В в любое в диапазоне от 2 В до 3,5 В. MAX1676 также имеет выводы для фиксированного напряжения 3.3 В и 5 В, что повышает удобство интеграции с 3.3- 5-ти вольтовыми схемами. Микросхема может рассеивать мощность до 444 мВт.
На рисунке показа схема преобразователя с 1.5 вольта в 5 вольт.
Допустим, нам нужен максимальный выходной ток 300 мА, тогда мы должны приложить некоторые усилия. Поскольку выходная мощность будет 5 В·0.3 А=1.5 Вт. Допустим, КПД преодразователя равен 100%, тогда мощность, отбираемая от батареи будет тоже 1.5 Вт. При напряжении в 1.5 В это будет ток 1A. Не все батарейки могут дать такой ток. Другая важная деталь — это дроссель. Нам необходим дроссель с высоким током насыщения, что увеличивает габариты устройства.
- Если ток больше 300mA, индуктивность дросселя равна 47мкГн;
- Если ток больше 120mA, индуктивность дросселя равна 22мкГн;
- Если ток больше 70mA, индуктивность дросселя равна 10мкГн;
Рекомендуемую индуктивность дросселя можно найти в даташите.
В нашем случае вывод FB микросхемы MAX1614 соединен с землей, поэтому выходное напряжение равно 5 В. Если вывод FB соединить с выводом OUT то выходное напряжение будет 3.3 В. Если на вывод FB подать напряжение, промежуточное между выводами OUT и землей (например, через делитель на потенциометре), то выходное напряжение можно регулировать в диапазоне от 3.3 В до 5 В. Наибольший КПД преобразователя достигается на токе 120mA и равен 94%.
Дроссель должен иметь как можно меньшее сопротивление постоянному току. Реальное устройство показывает высокий КПД на больших нагрузках.
Схема платы повышающего преобразователя 3.7 5 вольт. Как получить нестандартное напряжение. Повышение переменного напряжения
Повышающий преобразователь 3,6 — 5 вольт на MC34063
Статей о преобразователях на MC34063 и подобных микросхемах написано предостаточно. Зачем писать ещё одну? Признаемся честно, мы написали её, чтобы выложить печатную плату. Возможно, кто-то сочтёт её удачной или просто поленится рисовать свою.
Понадобиться такой преобразователь может, например, для питания какой-либо самоделки или измерительного прибора от литиевого аккумулятора. В нашем случае — это питание дозиметра от китайского 1,5А/ч . Схема — стандартная, из даташита, повышающий преобразователь.
Печатная плата получилась маленькой, всего 2*2,5см. Можно сделать меньше. Все детали, как планировалось — SMD. Однако, найти керамический SMD конденсатор с ёмкостью менее 1нФ оказалось не так-то просто, пришлось поставить выводной. Также непросто оказалось найти сравнительно маленький дроссель нужной индуктивности, не входящий в насыщение на нужном токе. В итоге решено было использовать повышенную частоту — порядка 100кГц и дроссель на 47мкГн. В итоге он лишь на треть выходит за габариты платы.
Делитель напряжения для стабилизации 5 вольт удачно получился из резисторов на 3 и 1 кОм. Если постараться, на их место можно аккуратно припаять многооборотный потенциометр, как мы сделали это в преобразователе на NCP3063 , чтобы иметь возможность подстройки напряжения.
Сфера применения этой схемы не ограничивается лишь питанием приборов. Её с успехом можно использовать в самодельных фонариках, зарядных устройствах, повербанках, одним словом — везде, где требуется преобразовать одно значение напряжения в другое. Микросхема эта не очень мощная, однако способна справиться в большинстве применений.
Однако, при применении импульсных преобразователей для питания измерительных приборов и чувствительной аппаратуры, следует помнить о том уровне шума, который они создают по цепям питания. Есть мнение, что для очень чувствительных к таким вещам схем решение — только в применении линейного стабилизатора между преобразователем и непосредственно питаемой им схемой. В нашем случае минимальный уровень пульсаций мы получили при помощи максимальной ёмкости конденсатора на выходе преобразователя, которую смогли найти. Это оказался тантал на 220мкФ. На плате есть место для установки на выходе нескольких керамических конденсаторов, если это необходимо.
Повышающий преобразователь 3,6 — 5 вольт на MC34063 показал хорошую стабильную работу и может быть рекомендован к применению.
Далеко не все слышали о том, что литий-ионные батареи типа АА, имеют не только стандартные 3,7 вольта, но есть такие модели что дают обычных полтора, как в никель кадмиевых. Да, сама химия банок не позволяет создавать 1,5-вольтовые ячейки, поэтому внутри есть понижающий стабилизатор. Таким образом получается классическая перезаряжаемая батарейка, на стандартное для большинства приборов и, главное, игрушек, напряжение. Эти АКБ имеют то преимущество, что очень быстро заряжаются и более мощные по ёмкости. Поэтому можно смело предположить рост популярности таких элементов питания. Давайте осмотрим тестовый образец и разберём его начинку.
Сама батарея выглядит как обычные АА элементы, за исключением верхней положительной клеммы. Есть сверху утопленное кольцо вокруг неё, что обеспечивает прямое подключение к Li-ion ячейке для .
После отрывания этикетки, мы встретились с простым стальным корпусом. Желая разобрать ячейку с минимальным риском короткого замыкания внутри, использовался маленький труборез для аккуратной разборки сварного шва.
Печатная плата, которая выдаёт из 3,7 — 1,5 вольта, находится внутри крышки.
В этом преобразователе использована , 1.5 МГц инвертор DC-DC, чтобы обеспечить 1,5 В на выходе. Судя по даташиту, это полностью интегрированный конвертер со всеми силовыми полупроводниковыми компонентами. Преобразователь рассчитан на 2,5-5,5 вольт входа, то есть в пределах рабочего диапазона Li-ion ячейки. Кроме того, он имеет собственный ток потребления всего 20 микроампер.
Для аккумулятора предусмотрена схема защиты, расположенная на гибкой плате, которая окружает Li-ion ячейку. Она использует микросхему XB3633A , которая, как и инвертор, является полностью интегрированным устройством; нет внешних МОП-транзисторов для отключения ячейки от остальной схемы. В общем со всей этой сопутствующей электроникой, из литиевого элемента получилась обычная полноценная батарейка 1,5 В.
Чтобы питать электроприборы, нужно обеспечить номинальные значения параметров электропитания, заявленные в их документации. Безусловно большинство современных электроприборов работают от сети переменного тока 220 Вольт, но бывает так, что нужно обеспечить питание приборов для других стран, где напряжение другое или запитать что-нибудь от бортовой сети автомобиля. В этой статье мы рассмотрим, как повысить напряжение постоянного и переменного тока и что для этого нужно.
Повышение переменного напряжения
Повысить переменное напряжение можно двумя способами – использовать трансформатор или автотрансформатор. Основная разница между ними состоит в том, что при использовании трансформатора есть гальваническая развязка между первичной и вторичной цепью, а при использовании автотрансформатора её нет.
Интересно! Гальваническая развязка – это отсутствие электрического контакта между первичной (входной) цепью и вторичной (выходной).
Рассмотрим часто возникающие вопросы. Если вы попали за границы нашей необъятной родины и электросети там отличаются от наших 220 В, например, 110В, то чтобы поднять напряжение со 110 до 220 Вольт нужно использовать трансформатор, например, такой как изображен на рисунке ниже:
Следует сказать о том, что такие трансформаторы можно использовать «в любую сторону». То есть, если в технической документации вашего трансформатора написано «напряжение первичной обмотки 220В, вторичной – 110В» – это не значит, что его нельзя подключить к 110В. Трансформаторы обратимы, и, если на вторичную обмотку подать, те же 110В – на первичной появится 220В или другое повышенное значение, пропорциональные коэффициенту трансформации.
Следующая проблема, с которой многие сталкиваются – , особенно часто это наблюдается в частных домах и в гаражах. Проблема связана с плохим состоянием и перегрузкой линий электропередач. Чтобы решить эту проблему – вы можете использовать ЛАТР (лабораторный автотрансформатор). Большинство современных моделей могут как понижать, так и плавно повышать параметры сети.
Схема его изображена на лицевой панели, а на объяснениях принципа действия мы останавливаться не будем. ЛАТРы продаются разных мощностей, тот что на рисунке примерно на 250-500 ВА (вольт-амперы). На практике встречаются модели до нескольких киловатт. Такой способ подходит для подачи номинальных 220 Вольт на конкретный электроприбор.
Если вам нужно дёшево поднять напряжение во всем доме, ваш выбор — релейный стабилизатор. Они также продаются с учетом разных мощностей и модельный ряд подходит для большинства типовых случаев (3-15 кВт). Устройство основано также на автотрансформаторе. О том, мы рассказали в статье, на которую сослались.
Цепи постоянного тока
Всем известно, что на постоянном токе трансформаторы не работают, тогда как в таких случаях повысить напряжение? В большинстве случаев постоянку повышают с помощью , полевого или биполярного транзистора и ШИМ-контроллера. Другими словами, это называется бестрансформаторный преобразователь напряжения. Если эти три основных элемента соединить как показано на рисунке ниже и на базу транзистора подавать ШИМ сигнал, то его выходное напряжение повысится в Ku раз.
Ku=1/(1-D)
Также рассмотрим типовые ситуации.
Допустим вы хотите сделать подсветку клавиатуры с помощью небольшого отрезка светодиодной ленты. Для этого вполне хватит мощности зарядного от смартфона (5-15 Вт), но проблема в том, что его выходное напряжение составляет 5 Вольт, а распространенные типы светодиодных лент работают от 12 В.
Тогда как повысить напряжение на зарядном устройстве? Проще всего повысить с помощью такого устройства как «dc-dc boost converter» или «импульсный повышающий преобразователь постоянного напряжения».
Такие устройства позволяют повысить напряжение с 5 до 12 Вольт, и продаются как с фиксированной величиной, так и регулируемые, что позволит в большинстве случаев поднять с 12 до 24 и даже до 36 Вольт. Но учтите, что выходной ток ограничен самым слабым элементом цепи, в обсуждаемой ситуации – током на зарядном устройстве.
При использовании указанной платы выходной ток будет меньше входного во столько раз, во сколько поднялось напряжение на выходе, без учета КПД преобразователя (он в районе 80-95%).
Подобные устройства строят на базе микросхем MT3608, LM2577, XL6009. С их помощью можно сделать устройство для проверки реле регулятора не на генераторе автомобиля, а на рабочем столе, регулируя значения с 12 до 14 Вольт. Ниже вы видите видео-тест такого устройства.
Интересно! Любители самоделок часто задают вопрос «как повысить напряжение с 3,7 В до 5 В, чтобы сделать Power bank на литиевых аккумуляторах своими руками?». Ответ прост – использовать плату-преобразователь FP6291.
На подобных платах с помощью шелкографии указано назначение контактных площадок для подключения, поэтому схема вам не понадобится.
Также часто возникающая ситуация — необходимость подключить к автомобильному аккумулятору 220В прибор, а бывает что за городом очень нужно получить 220В. Если бензинового генератора у вас нет – используйте автомобильный аккумулятор и инвертор, чтобы повысить напряжение с 12 до 220 Вольт. Модель мощностью в 1 кВт можно купить за 35 долларов – это недорогой и проверенный способ подключить 220В дрель, болгарку, котёл или холодильник к 12В аккумулятору.
Если вы водитель грузовика, вам не подойдёт именно указанный выше инвертор, из-за того, что в вашей бортовой сети скорее всего 24 Вольта. Если вам нужно поднять напряжение с 24В до 220В – то обратите на это внимание при покупке инвертора.
Хотя стоит отметить, что есть универсальные преобразователи, которые могут работать и от 12, и от 24 вольт.
В случаях, когда нужно получить высокое напряжение, например, поднять с 220 до 1000В, можно использовать специальный умножитель. Его типовая схема изображена ниже. Он состоит из диодов и конденсаторов. Вы получите на выходе постоянный ток, учтите это. Это удвоитель Латура-Делона-Гренашера:
А так выглядит схема несимметричного умножителя (Кокрофта-Уолтона).
С его помощью вы можете повысить напряжение в нужное число раз. Это устройство строится каскадами, от числа которых зависит сколько вольт на выходе вы получите. В следующем видео описан принцип работы умножителя.
Кроме этих схем существует еще множество других, ниже изображены схемы учетвертителя, 6- и 8-кратных умножителей, которые используются для повышения напряжения:
В заключении хотелось бы напомнить о технике безопасности. При подключении трансформаторов, автотрансформаторов, а также работе с инверторами и умножителями будьте аккуратны. Не касайтесь токоведущихчастей голыми руками. Подключения следует выполнять при отключенном питании от устройства, а также избегать их работы во влажных помещениях с возможностью попадания воды или брызг. Также не превышайте заявленный производителем ток трансформатора, преобразователя или блока питания, если не хотите, чтобы он у вас сгорел. Надеемся, предоставленные советы помогут вам повысить напряжение до нужного значения! Если возникнут вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!
Наверняка вы не знаете:
Нравится(0 ) Не нравится(0 )
Представляю обзор микромощного преобразователя напряжения, который мало на что сгодится.
Собран довольно неплохо, размер компактный 34х15х10мм
Заявлено:
Входное напряжение: 0.9-5В
С одной батареи АА выходной ток до 200мА
С двух батарей АА выходной ток 500 ~ 600мA
КПД до 96%
Реальная схема преобразователя
В глаза сразу бросается очень малая ёмкость входного конденсатора — всего-то 0.15мкФ. Обычно ставят больше раз в 100, видимо наивно рассчитывают на низкое внутреннее сопротивление батареек:) Ну поставили такой и бог с ним, при необходимости можно и поменять — себе сразу поставил 10мкФ. Снизу на фото валяется родной конденсатор.
Габариты дросселя также весьма невелики, что заставляет призадуматься насчёт правдивости заявленных характеристик
На входе преобразователя подключен красный светодиод, который начинает светиться при входном напряжении более 1,8В
Проверку проводил для следующих стабилизированных
входных напряжений:
1,25В — напряжение Ni-Cd и Ni-MH аккумулятора
1,5В — напряжение одного гальванического элемента
3,0В — напряжение двух гальванических элементов
3,7В — напряжение Li-Ion аккумулятора
При этом нагружал преобразователь до падения напряжения до разумных 4,66В
Напряжение холостого хода 5,02В
— 0,70В — минимальное напряжение, при котором преобразователь начинает работать на холостом ходу. Светодиод при этом естественно не светится — напряжения не хватает.
— 1,25В ток холостого хода 0,025мА, максимальный выходной ток всего 60мА при напряжении 4,66В. Входной ток при этом 330мА, КПД около 68%. Светодиод при таком напряжении естественно не светится.
— 1,5В ток холостого хода 0,018мА, максимальный выходной ток 90мА при напряжении 4,66В. Входной ток при этом 360мА, КПД около 77%. Светодиод при таком напряжении естественно не светится
— 3,0В ток холостого хода 1,2мА (потребляет в основном светодиод), максимальный выходной ток 220мА при напряжении 4,66В. Входной ток при этом 465мА, КПД около 74%. Светодиод при таком напряжении светится нормально.
— 3,7В ток холостого хода 1,9мА (потребляет в основном светодиод), максимальный выходной ток 480мА при напряжении 4,66В. Входной ток при этом 840мА, КПД около 72%. Светодиод при таком напряжении светится нормально. Преобразователь начинает незначительно греться.
Для наглядности, свёл результаты в таблицу.
Дополнительно при входном напряжении 3,7В проверил зависимость КПД преобразования от тока нагрузки
50мА — КПД 85%
100мА — КПД 83%
150мА — КПД 82%
200мA — КПД 80%
300мA — КПД 75%
480мА — КПД 72%
Как несложно заметить, чем меньше нагрузка, тем выше КПД
До заявленных 96% сильно не дотягивает
Пульсации выходного напряжения при нагрузке 0,2А
Пульсации выходного напряжения при нагрузке 0,48А
Как нетрудно заметить, на максимальном токе амплитуда пульсаций очень велика и превышает 0,4В.
Скорее всего это происходит из-за выходного конденсатора небольшой ёмкости с высоким ESR (измерил 1,74Ом)
Рабочая частота преобразования около 80кГц
Запаял дополнительно керамику 20мкФ на выход преобразователя и получил снижение пульсаций при максимальном токе в 5 раз!
Вывод: преобразователь является весьма маломощным — это обязательно следует учитывать, выбирая его для питания Ваших устройств
С помощью данного преобразователя напряжения можно получить 220 вольт от аккумуляторной батареи, напряжением 3.7 вольт. Схема не сложная и все детали доступы, этим преобразователям можно запитать энергосберегающую или светодиодную лампу. К сожалению более мощные приборы подключить не получится, так как преобразователь маломощный и больших нагрузок не выдержит.
Итак, для сборки преобразователя нам понадобится:
- Трансформатор от старого зарядного устройства для телефона.
- Транзистор 882P или его отечественные аналоги КТ815, КТ817.
- Диод IN5398, аналог КД226 или вообще любой другой рассчитанный на обратный ток до 10 вольт средней или большой мощности.
- Резистор (сопротивление) на 1 кОм.
- Макетная плата.
Еще естественно понадобится паяльник с припоем и флюсом, кусачки, провода и мульти метр (тестер). Можно конечно изготовить и печатную плату, но для схемы из нескольких деталей не стоит тратить время на разработку разводки дорожек их прорисовку и травление фольгированного текстолита или гетинакса. Проверяем трансформатор. Плата старого зарядного устройства.
Аккуратно выпаиваем трансформатор.
Дальше нам надо проверить трансформатор и найти выводы его обмоток. Берем мультиметр, переключаем его в режим омметра. По очереди проверяем все выводы, находим те которые парой «звонятся» и записываем их сопротивления.
1. Первая 0,7 Ом.
2. Вторая 1,3 Ом.
3. Третья 6,2 Ом.
Та обмотка, у которой наибольшее сопротивление была первичной, на нее подавалось 220 В. В нашем устройстве она будет вторичной, то есть выходом. С остальных снималось пониженное напряжение. У нас они будут служить как первичная (та, которая с сопротивлением 0,7 ом) и часть генератора (с сопротивлением 1,3). Результаты замеров у разных трансформаторов могут отличаться, нужно ориентироваться на их соотношение между собой.
Схема устройства
Как видите она простейшая. Для удобства мы пометили сопротивления обмоток. Трансформатор не может преобразовывать постоянный ток. Поэтому на транзисторе и одной из его обмоток собран генератор. Он подает пульсирующее напряжение от входа (батареи) на первичную обмотку, напряжение около 220 вольт снимается с вторичной.
Собираем преобразователь
Берем макетную плату.
Устанавливаем трансформатор на нее. Выбираем резистор в 1 килоом. Вставляем его в отверстия платы, рядом с трансформатором. Загибаем выводы резистора так чтобы соединить их с соответствующими контактами трансформатора. Припаиваем его. Удобно при этом закрепить плату в каком ни будь зажиме, как на фото, чтобы не возникала проблема недостающей «третьей руки». Припаянный резистор. Лишнюю длину вывода обкусываем. Плата с обкусанными выводами резистора. Дальше берем транзистор. Устанавливаем его на плату с другой стороны трансформатора, так как на скриншоте (расположения деталей я подобрал так, чтобы было удобнее их соединять согласно принципиальной схеме). Изгибаем выводы транзистора. Припаиваем их. Установленный транзистор. Берем диод. Устанавливаем его на плату параллельно транзистору. Припаиваем. Наша схема готова.
Припаиваем провода для подключения постоянного напряжения (DC input). И провода для съема пульсирующего высокого напряжения (AC output).
Для удобства провода на 220 вольт берем с «крокодилами».
Наше устройство готово.
Тестируем преобразователь
Для того чтобы подать напряжение выбираем аккумулятор на 3-4 вольта. Хотя можно использовать и любой другой источник питания.
Припаиваем провода входа низкого напряжения к нему, соблюдая полярность. Замеряем напряжение на выходе нашего устройства. Получается 215 вольт.
Внимание. Не желательно прикасаться к деталям при подключенном питании. Это не столь опасно, если у вас нет проблем со здоровьем, особенно с сердцем (хотя две сотни вольт, но ток слабый), но неприятно «пощипать» может.
Завершаем тестирование, подключив люминесцентную энергосберегающую лампу на 220 вольт. Благодаря «крокодилам» это несложно сделать без паяльника. Как видите, лампа горит.
Наше устройство готово.
Совет.
Увеличить мощность преобразователя можно установив транзистор на радиатор.
Правда емкости аккумулятора хватит не на долго. Если вы собираетесь постоянно использовать преобразователь, то выберите более емкую батарею и сделайте для него корпус.
Миниатюрные стабилизаторы напряжения. Как получить нестандартное напряжение Стабилизатор напряжения 3.3 вольта на материнской плате
Доступность и относительно невысокие цены на сверхъяркие светодиоды (LED) позволяют использовать их в различных любительских устройствах. Начинающие радиолюбители, впервые применяющие LED в своих конструкциях, часто задаются вопросом, как подключить светодиод к батарейке? Прочтя этот материал, читатель узнает, как зажечь светодиод практически от любой батарейки, какие схемы подключения LED можно использовать в том или ином случае, как выполнить расчет элементов схемы.
В принципе, просто зажечь светодиод, можно от любой батарейки. Разработанные радиолюбителями и профессионалами электронные схемы позволяют успешно справиться с этой задачей. Другое дело, сколько времени будет непрерывно работать схема с конкретным светодиодом (светодиодами) и конкретной батарейкой или батарейками.
Для оценки этого времени следует знать, что одной из основных характеристик любых батарей, будь то химический элемент или аккумулятор, является емкость. Емкость батареи – С выражается в ампер-часах. Например, емкость распространенных пальчиковых батареек формата ААА, в зависимости от типа и производителя, может составлять от 0.5 до 2.5 ампер-часов. В свою очередь светоизлучающие диоды характеризуются рабочим током, который может составлять десятки и сотни миллиампер. Таким образом, приблизительно рассчитать, на сколько хватит батареи, можно по формуле:
T= (C*U бат)/(U раб. led *I раб. led)
В данной формуле в числителе стоит работа, которую может совершить батарея, а в знаменателе мощность, которую потребляет светоизлучающий диод. Формула не учитывает КПД конкретно схемы и того факта, что полностью использовать всю емкость батареи крайне проблематично.
При конструировании приборов с батарейным питанием обычно стараются, чтобы их ток потребления не превышал 10 – 30% емкости батареи. Руководствуясь этим соображением и приведенной выше формулой можно оценить сколько нужно батареек данной емкости для питания того или иного светодиода.
Как подключить от пальчиковой батарейки АА 1,5В
К сожалению, не существует простого способа запитать светодиод от одной пальчиковой батарейки. Дело в том, что рабочее напряжение светоизлучающих диодов обычно превышает 1.5 В. Для эта величина лежит в диапазоне 3.2 – 3.4В. Поэтому для питания светодиода от одной батарейки потребуется собрать преобразователь напряжения. Ниже приведена схема простого преобразователя напряжения на двух транзисторах с помощью которого можно питать 1 – 2 сверхъярких LED с рабочим током 20 миллиампер.
Данный преобразователь представляет собой блокинг-генератор, собранный на транзисторе VT2, трансформаторе Т1 и резисторе R1. Блокинг-генератор вырабатывает импульсы напряжения, которые в несколько раз превышают напряжение источника питания. Диод VD1 выпрямляет эти импульсы. Дроссель L1, конденсаторы C2 и С3 являются элементами сглаживающего фильтра.
Транзистор VT1, резистор R2 и стабилитрон VD2 являются элементами стабилизатора напряжения. Когда напряжение на конденсаторе С2 превысит 3.3 В, стабилитрон открывается и на резисторе R2 создается падение напряжения. Одновременно откроется первый транзистор и запирет VT2, блокинг-генератор прекратит работу. Тем самым достигается стабилизация выходного напряжения преобразователя на уровне 3.3 В.
В качестве VD1 лучше использовать диоды Шоттки, которые имеют малое падение напряжения в открытом состоянии.
Трансформатор Т1 можно намотать на кольце из феррита марки 2000НН. Диаметр кольца может быть 7 – 15 мм. В качестве сердечника можно использовать кольца от преобразователей энергосберегающих лампочек, катушек фильтров компьютерных блоков питания и т. д. Обмотки выполняют эмалированным проводом диаметром 0.3 мм по 25 витков каждая.
Данную схему можно безболезненно упростить, исключив элементы стабилизации. В принципе схема может обойтись и без дросселя и одного из конденсаторов С2 или С3 . Упрощенную схему может собрать своими руками даже начинающий радиолюбитель.
Cхема хороша еще тем, что будет непрерывно работать, пока напряжение источника питания не снизится до 0.8 В.
Как подключить от 3В батарейки
Подключить сверхъяркий светодиод к батарее 3 В можно не используя никаких дополнительных деталей. Так как рабочее напряжение светодиода несколько больше 3 В, то светодиод будет светить не в полную силу. Иногда это может быть даже полезным. Например, используя светодиод с выключателем и дисковый аккумулятор на 3 В (в народе называемая таблеткой), применяемый в материнских платах компьютера, можно сделать небольшой брелок-фонарик. Такой миниатюрный фонарик может пригодиться в разных ситуациях.
От такой батарейки — таблетки на 3 Вольта можно запитать светодиод
Используя пару батареек 1.5 В и покупной или самодельный преобразователь для питания одного или нескольких LED, можно изготовить более серьезную конструкцию. Схема одного из подобных преобразователей (бустеров) изображена на рисунке.
Бустер на основе микросхемы LM3410 и нескольких навесных элементов имеет следующие характеристики:
- входное напряжение 2.7 – 5.5 В.
- максимальный выходной ток до 2.4 А.
- количество подключаемых LED от 1 до 5.
- частота преобразования от 0.8 до 1.6 МГц.
Выходной ток преобразователя можно регулировать, изменяя сопротивление измерительного резистора R1. Несмотря на то, что из технической документации следует, что микросхема рассчитана на подключение 5-ти светодиодов, на самом деле к ней можно подключать и 6. Это обусловлено тем, что максимальное выходное напряжение чипа 24 В. Еще LM3410 позволяет свечения светодиодов (диммирование). Для этих целей служит четвертый вывод микросхемы (DIMM). Диммирование можно осуществлять, изменяя входной ток этого вывода.
Как подключить от 9В батарейки Крона
«Крона» имеет относительно небольшую емкость и не очень подходит для питания мощных светодиодов. Максимальный ток такой батареи не должен превышать 30 – 40 мА. Поэтому к ней лучше подключить 3 последовательно соединенных светоизлучающих диода с рабочим током 20 мА. Они, как и в случае подключения к батарейке 3 вольта не будут светить в полную силу, но зато, батарея прослужит дольше.
Схема питания от батарейки крона
В одном материале трудно осветить все многообразие способов подключения светодиодов к батареям с различным напряжением и емкостью. Мы постарались рассказать о самых надежных и простых конструкциях. Надеемся, что этот материал будет полезен как начинающим, так и более опытным радиолюбителям.
Схема устройства
Схема, изображенная на рисунке 1, представляет собой регулируемый стабилизатор напряжения и позволяет получить выходное напряжение в пределах 1.25 — 30 вольт. Это позволяет использовать данный стабилизатор для питания пейджеров с 1.5 вольтовым питанием (например Ultra Page UP-10 и т.п.), так и для питания 3-х вольтовых устройств. В моем случае она используется для питания пейджера «Moongose PS-3050», то есть выходное напряжение установлено в 3 вольта.
Работа схемы
При помощи переменного резистора R2 можно установить необходимое выходное напряжение. Выходное напряжение можно рассчитать по формуле Uвых=1.25(1 + R2/R1)
.
В качестве регулятора напряжения используется микросхема SD 1083/1084
. Без всяких изменений можно использовать российские аналоги этих микросхем 142 КРЕН22А/142 КРЕН22
. Они различаются только выходным током и в нашем случае это несущественно. На микросхему необходимо установить небольшой радиатор, так как при низком выходном напряжении регулятор работает в токовом режиме и существенно нагревается даже на «холостом» ходу.
Монтаж устройства
Устройство собрано на печатной плате размером 20х40мм. Так как схема очень простая рисунок печатной платы не привожу. Можно собрать и без платы с помощью навесного монтажа.
Собранная плата помещается а отдельную коробочку или монтируется непосредственно в корпусе блока питания. Я разместил свою в корпусе AC-DC адаптера на 12 вольт для радиотелефонов.
Примечание.
Необходимо сначала установить рабочее напряжение на выходе стабилизатора (при помощи резистора R2) и лишь, затем подключать нагрузку.
Другие схемы стабилизаторов.
Это одна из самых простых схем, которую можно собрать на доступной микросхеме LM317LZ . Путем подключения/отключения резистора в цепи обратной связи мы получаем на выходе два разных напряжения. При этом, ток нагрузки может достигать 100 мА.
Только обратите внимание на распиновку микросхемы LM317LZ. Она немного отличается от привычных стабилизаторов.
Простой стабилизатор на различные фиксированные напряжения (от 1,5 до 5 вольт) и ток до 1А. можно собрать на микросхеме AMS1117 -X.X (CX1117-X.X) (где X.X — выходное напряжение). Есть экземпляры микросхем на следующие напряжения: 1.5, 1.8, 2.5, 2.85, 3.3, 5.0 вольт. Также есть микросхемы с регулируемым выходом с обозначением ADJ. Этих микросхем очень много на старых компьютерных платах. Одним из достоинств этого стабилизатора является низкое падение напряжения — всего 1,2 вольта и небольшой размер стабилизатора адаптированный под СМД-монтаж.
Для его работы требуется всего пара конденсаторов. Для эффективного отвода тепла при значительных нагрузках необходимо предусмотреть теплоотводную площадку в районе вывода Vout. Этот стабилизатор также доступен в корпусе TO-252.
Основой стабилизатора напряжения (см. рис.1)является микросхема К157ХП2. Прекрасный и не справедливо забытый стабилизатор, с дополнительным транзистором, например КТ972А, может работать с током до 4А.
В данной схеме выходное напряжение стабилизатора равно 3В. Стабилизатор предназначен для питания низковольтной радиоаппаратуры. Вообще, при указанных на схеме номиналах резисторов, выходное напряжение можно устанавливать от 1,3 до 6В. При больших токах нагрузки транзистор должен быть установлен на соответствующий радиатор. Входное напряжение, подаваемое на стабилизатор, должно быть не менее семи вольт, хотя практически оно может быть вплоть до сорока. Такой стабилизатор хорошо работает от автомобильного аккумулятора. Главное, чтобы выделяющаяся мощность на транзисторе не превышала максимально допустимую 8Вт. Выключателем SB1 можно коммутировать выходное напряжение. При больших токах нагрузки это очень удобно — возможно применение маломощных тумблеров.
Как самому собрать простой блок питания и мощный источник напряжения.
Порой приходится подключать различные электронные приборы, в том числе самодельные, к источнику постоянного напряжения 12 вольт. Блок питания несложно собрать самостоятельно в течении половины выходного дня. Поэтому нет необходимости приобретать готовый блок, когда интереснее самостоятельно изготовить необходимую вещь для своей лаборатории.
Каждый, кто захочет сможет изготовить 12 — ти вольтовый блок самостоятельно, без особых затруднений.
Кому-то необходим источник для питания усилителя, а кому запитать маленький телевизор или радиоприемник…
Шаг 1: Какие детали необходимы для сборки блока питания…
Для сборки блока, заранее подготовьте электронные компоненты, детали и принадлежности из которого будет собираться сам блок….
-Монтажная плата.
-Четыре диода 1N4001, или подобные. Мост диодный.
-Стабилизатор напряжения LM7812.
-Маломощный понижающий трансформатор на 220 в, вторичная обмотка должна иметь 14В — 35В переменного напряжения, с током нагрузки от 100 мА до 1А, в зависимости от того какую мощность необходимо получить на выходе.
-Электролитический конденсатор емкостью 1000мкФ — 4700мкФ.
-Конденсатор емкостью 1uF.
-Два конденсатора емкостью 100nF.
-Обрезки монтажного провода.
-Радиатор, при необходимости.
Если необходимо получить максимальную мощность от источника питания, для этого необходимо подготовить соответствующий трансформатор, диоды и радиатор для микросхемы.
Шаг 2: Инструменты….
Для изготовления блока необходимы инструменты для монтажа:
-Паяльник или паяльная станция
-Кусачки
-Монтажный пинцет
-Кусачки для зачистки проводов
-Устройство для отсоса припоя.
-Отвертка.
И другие инструменты, которые могут оказаться полезными.
Шаг 3: Схема и другие…
Для получения 5 вольтового стабилизированного питания, можно заменить стабилизатор LM7812 на LM7805.
Для увеличения нагрузочной способности более 0,5 ампер, понадобится радиатор для микросхемы, в противном случае он выйдет из строя от перегрева.
Однако, если необходимо получить несколько сотен миллиампер (менее, чем 500 мА) от источника, то можно обойтись без радиатора, нагрев будет незначительным.
Кроме того, в схему добавлен светодиод, чтобы визуально убедиться, что блок питания работает, но можно обойтись и без него.
Схема блока питания 12в 30А
.
При применении одного стабилизатора 7812 в качестве регулятора напряжения и нескольких мощных транзисторов, данный блок питания способен обеспечить выходной ток нагрузки до 30 ампер.
Пожалуй, самой дорогой деталью этой схемы является силовой понижающий трансформатор. Напряжение вторичной обмотки трансформатора должно быть на несколько вольт больше, чем стабилизированное напряжение 12в, чтобы обеспечить работу микросхемы. Необходимо иметь в виду, что не стоит стремиться к большей разнице между входным и выходным значением напряжения, так как при таком токе теплоотводящий радиатор выходных транзисторов значительно увеличивается в размерах.
В трансформаторной схеме применяемые диоды должны быть рассчитаны на большой максимальный прямой ток, примерно 100А. Через микросхему 7812 протекающий максимальный ток в схеме не составит больше 1А.
Шесть составных транзисторов Дарлингтона типа TIP2955 включенных параллельно, обеспечивают нагрузочный ток 30А (каждый транзистор рассчитан на ток 5А), такой большой ток требует и соответствующего размера радиатора, каждый транзистор пропускает через себя одну шестую часть тока нагрузки.
Для охлаждения радиатора можно применить небольшой вентилятор.
Проверка блока питания
При первом включении не рекомендуется подключать нагрузку. Проверяем работоспособность схемы: подсоединяем вольтметр к выходным клеммам и измеряем величину напряжения, оно должно составлять 12 вольт, или значение очень близко к нему. Далее подключаем нагрузочный резистор 100 Ом, мощностью рассеивания 3 Вт, или подобную нагрузку — типа лампы накаливания от автомобиля. При этом показание вольтметра не должно изменяться. Если на выходе отсутствует напряжение 12 вольт, отключите питание и проверьте правильность монтажа и исправность элементов.
Перед монтажом проверьте исправность силовых транзисторов, так как при пробитом транзисторе напряжение с выпрямителя прямиком попадает на выход схемы. Чтобы избежать этого, проверьте на короткое замыкание силовые транзисторы, для этого измерьте мультиметром по раздельности сопротивление между коллектором и эмиттером транзисторов. Эту проверку необходимо провести до монтажа их в схему.
Блок питания 3 — 24в
Схема блока питания выдает регулируемое напряжение в диапазоне от 3 до 25 вольт, при токе максимальной нагрузки до 2А, если уменьшить токоограничительный резистор 0,3 ом, ток может быть увеличен до 3 ампер и более.
Транзисторы 2N3055 и 2N3053 устанавливаются на соответствующие радиаторы, мощность ограничительного резистора должно быть не менее 3 Вт. Регулировка напряжения контролируется ОУ LM1558 или 1458. При использовании ОУ 1458 необходимо заменить элементы стабилизатора, подающие напряжение с вывода 8 на 3 ОУ с делителя на резисторах номиналом 5.1 K.
Максимальное постоянное напряжение для питания ОУ 1458 и 1558 36 В и 44 В соответственно. Силовой трансформатор должен выдавать напряжение, как минимум на 4 вольт больше, чем стабилизированное выходное напряжение. Силовой трансформатор в схеме имеет на выходе напряжение 25.2 вольт переменного тока с отводом посредине. При переключении обмоток выходное напряжение уменьшается до 15 вольт.
Схема блока питания на 1,5 в
Схема блока питания для получения напряжения 1,5 вольта, используется понижающий трансформатор, мостовой выпрямитель со сглаживающим фильтром и микросхема LM317.
Схема регулируемого блока питания от 1,5 до 12,5 в
Схема блока питания с регулировкой выходного напряжения для получения напряжения от 1,5 вольта до 12,5 вольт, в качестве регулирующего элемента применяется микросхема LM317. Ее необходимо установить на радиатор, на изолирующей прокладке для исключения замыкания на корпус.
Схема блока питания с фиксированным выходным напряжением
Схема блока питания с фиксированным выходным напряжением напряжением 5 вольт или 12 вольт. В качестве активного элемента применяется микросхема LM 7805, LM7812 она устанавливается на радиатор для охлаждения нагрева корпуса. Выбор трансформатора приведен слева на табличке. По аналогии можно выполнить блок питания и на другие выходные напряжения.
Схема блока питания мощностью 20 Ватт с защитой
Схема предназначена для небольшого трансивера самодельного изготовления, автор DL6GL. При разработке блока ставилась задача иметь КПД не менее 50%, напряжение питания номинальное 13,8V, максимум 15V, на ток нагрузки 2,7а.
По какой схеме: импульсный источник питания или линейный?
Импульсные блоки питания получается малогабаритный и кпд хороший, но неизвестно как поведет себя в критической ситуации, броски выходного напряжения…
Несмотря на недостатки выбрана схема линейного регулирования: достаточно объемный трансформатор, не высокий КПД, необходимо охлаждение и пр.
Применены детали от самодельного блока питания 1980-х годов: радиатор с двумя 2N3055. Не хватало еще только µA723/LM723-регулятор напряжения и несколько мелких деталей.
Регулятор напряжения напряжения собран на микросхеме µA723/LM723 в стандартная включении. Выходные транзисторы Т2, Т3 типа 2N3055 для охлаждения устанавливаются на радиаторы. При помощи потенциометра R1 устанавливается выходное напряжение в пределах 12-15V. При помощи переменного резистора R2 устанавливается максимальное падение напряжение на резисторе R7, которое составляет 0,7В (между контактами 2 и 3 микросхемы).
Для блока питания применяется тороидальный трансформатор (может быть любой по вашему усмотрению).
На микросхеме MC3423 собрана схема срабатывающая при превышении напряжения (выбросах) на выходе блока питания, регулировкой R3 выставляется порог срабатывания напряжения на ножке 2 с делителя R3/R8/R9 (2,6V опорное напряжение), с выхода 8 подается напряжение открывающее тиристор BT145, вызывающее короткое замыкание приводящее к срабатыванию предохранителя 6,3а.
Для подготовки блока питания к эксплуатации (предохранитель 6,3а пока не участвует) выставить выходное напряжение например, 12.0В. Нагрузите блок нагрузкой, для этого можно подключить галогенную лампу 12В/20W. R2 настройте, что бы падение напряжение было 0,7В (ток должен быть в пределах 3,8А 0,7=0,185Ωх3,8).
Настраиваем срабатывание защиты от перенапряжения, для этого плавно выставляем выходное напряжение 16В и регулируем R3 на срабатывание защиты. Далее выставляем выходное напряжение в норму и устанавливаем предохранитель (до этого ставили перемычку).
Описанный блок питания можно реконструировать для более мощных нагрузок, для этого установите более мощный трансформатор, дополнительно транзисторы, элементы обвязки, выпрямитель по своему усмотрению.
Самодельный блок питания на 3.3v
Если необходим мощный блок питания, на 3,3 вольта, то его можно изготовить, переделав старый блок питания от пк или используя выше приведенные схемы. К примеру, в схема блока питания на 1,5 в заменить резистор 47 ом большего номинала, или поставить для удобства потенциометр, отрегулировав на нужное напряжение.
Трансформаторный блок питания на КТ808
У многих радиолюбителей остались старые советские радиодетали, которые валяются без дела, но которые можно с успехом применить и они верой и правдой вам долго будут служить, одна из известных схем UA1ZH, которая гуляет по просторам интернета. Много копий и стрел сломано на форумах при обсуждении, что лучше полевой транзистор или обычный кремниевый или германиевый, какую температуру нагрева кристалла они выдержат и кто из них надежнее?
У каждой стороны свои доводы, ну а вы можете достать детали и смастерить еще один несложный и надежный блок питания. Схема очень простая, защищена от перегрузки по току и при параллельном включении трех КТ808 может выдать ток 20А, у автора использовался такой блок при 7 параллельных транзисторов и отдавал в нагрузку 50А, при этом емкость конденсатора фильтра была 120 000 мкф, напряжение вторичной обмотки 19в. Необходимо учитывать, что контакты реле должны коммутировать такой большой ток.
При условии правильного монтажа, просадка выходного напряжения не превышает 0.1 вольта
Блок питания на 1000в, 2000в, 3000в
Если нам необходимо иметь источник постоянного напряжения на высокое напряжение для питания лампы выходного каскада передатчика, что для этого применить? В интернете имеется много различных схем блоков питания на 600в, 1000в, 2000в, 3000в.
Первое: на высокое напряжение используют схемы с трансформаторов как на одну фазу, так и на три фазы (если имеется в доме источник трехфазного напряжения).
Второе: для уменьшения габаритов и веса используют бестрансформаторную схему питания, непосредственно сеть 220 вольт с умножением напряжения. Самый большой недостаток этой схемы — отсутствует гальваническая развязка между сетью и нагрузкой, как выход подключают данный источник напряжения соблюдая фазу и ноль.
В схеме имеется повышающий анодный трансформатор Т1 (на нужную мощность, к примеру 2500 ВА, 2400В, ток 0,8 А) и понижающий накальный трансформатор Т2 — ТН-46, ТН-36 и др. Для исключения бросков по току при включении и защите диодов при заряде конденсаторов, применяется включение через гасящие резисторы R21 и R22.
Диоды в высоковольтной цепи зашунтированы резисторами с целью равномерного распределения Uобр. Расчет номинала по формуле R(Ом)=PIVх500. С1-С20 для устранения белого шума и уменьшения импульсных перенапряжений. В качестве диодов можно использовать и мосты типа KBU-810 соединив их по указанной схеме и, соответственно, взяв нужное количество не забывая про шунтирование.
R23-R26 для разряда конденсаторов после отключения сети. Для выравнивания напряжения на последовательно соединенных конденсаторах параллельно ставятся выравнивающие резисторы, которые рассчитываются из соотношения на каждые 1 вольт приходится 100 ом, но при высоком напряжении резисторы получаются достаточно большой мощности и здесь приходится лавировать, учитывая при этом, что напряжение холостого хода больше на 1,41.
Еще по теме
Трансформаторный блок питания 13,8 вольта 25 а для КВ трансивера своими руками.
Ремонт и доработка китайского блока питания для питания адаптера.
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 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 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 — 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.
Стабилизаторы напряжения на 3 вольта. Подключение светодиодов от батареек
Ниже приведены сразу две схемы 3-х Вольтовых блоков питания
.
Они собраны на разных элементах, а конкретную вы сможете выбрать сами, познакомившись с их особенностями и исходя из своих потребностей м возможностей.
На первом рисунке приведена простая схема блока питания на 3 В
(ток в нагрузкеке 200 мА) с электронной защитой
от перегрузки (Iз = 250 мА). Уровень пульсации выходного напряжения не превышает 8 мВ.
Для нормальной работы стабилизатора напряжение после выпрямителя (на диодах VD1…VD4) может быть от 4,5 до 10 В, но лучше, если оно будет 5…6 В, ≈ меньшая мощность источника теряется на тепловыделение транзистором VT1 при работе стабилизатора. В схеме в качестве источника опорного напряжения используется светодиод HL1 и диоды VD5, VD6. Светодиод является одновременно и индикатором работы блока питания.
Транзистор VT1 крепится на теплорассеивающей пластине. Как рассчитать размер теплоотводящего радиатора можно более подробно посмотреть .
Трансформатор Т1 можно приобрести из унифицированной серии ТН любой, но лучше использовать самые малогабаритные ТИ1-127/220-50 или ТН2-127/220-50. Подойдут также и многие другие типы трансформаторов со вторичной обмоткой на 5…6 В. Конденсаторы С1…СЗ типа К50-35.
Вторая схема использует интегральный стабилизатор DA1, но в отличие от транзисторного стабилизатора, приведенного на первом рисунке, для нормальной работы микросхемы необходимо, чтобы входное напряжение превышало выходное не менее чем на 3,5 В. Это снижает КПД стабилизатора за счет тепловыделения на микросхеме.
При низком выходном напряжении мощность, теряемая в блоке питания, будет превышать отдаваемую в нагрузку. Необходимое выходное напряжение устанавливается подстроечным резистором R2. Микросхема устанавливается на радиатор. Интегральный стабилизатор обеспечивает меньший уровень пульсации выходного напряжения (1 мВ), а также позволяет использовать емкости меньшего номинала.
Доступность и относительно невысокие цены на сверхъяркие светодиоды (LED) позволяют использовать их в различных любительских устройствах. Начинающие радиолюбители, впервые применяющие LED в своих конструкциях, часто задаются вопросом, как подключить светодиод к батарейке? Прочтя этот материал, читатель узнает, как зажечь светодиод практически от любой батарейки, какие схемы подключения LED можно использовать в том или ином случае, как выполнить расчет элементов схемы.
К каким батарейкам можно подключать светодиод?
В принципе, просто зажечь светодиод, можно от любой батарейки. Разработанные радиолюбителями и профессионалами электронные схемы позволяют успешно справиться с этой задачей. Другое дело, сколько времени будет непрерывно работать схема с конкретным светодиодом (светодиодами) и конкретной батарейкой или батарейками.
Для оценки этого времени следует знать, что одной из основных характеристик любых батарей, будь то химический элемент или аккумулятор, является емкость. Емкость батареи – С выражается в ампер-часах. Например, емкость распространенных пальчиковых батареек формата ААА, в зависимости от типа и производителя, может составлять от 0.5 до 2.5 ампер-часов. В свою очередь светоизлучающие диоды характеризуются рабочим током, который может составлять десятки и сотни миллиампер. Таким образом, приблизительно рассчитать, на сколько хватит батареи, можно по формуле:
T= (C*U бат)/(U раб. led *I раб. led)
В данной формуле в числителе стоит работа, которую может совершить батарея, а в знаменателе мощность, которую потребляет светоизлучающий диод. Формула не учитывает КПД конкретно схемы и того факта, что полностью использовать всю емкость батареи крайне проблематично.
При конструировании приборов с батарейным питанием обычно стараются, чтобы их ток потребления не превышал 10 – 30% емкости батареи. Руководствуясь этим соображением и приведенной выше формулой можно оценить сколько нужно батареек данной емкости для питания того или иного светодиода.
Как подключить от пальчиковой батарейки АА 1,5В
К сожалению, не существует простого способа запитать светодиод от одной пальчиковой батарейки. Дело в том, что рабочее напряжение светоизлучающих диодов обычно превышает 1.5 В. Для эта величина лежит в диапазоне 3.2 – 3.4В. Поэтому для питания светодиода от одной батарейки потребуется собрать преобразователь напряжения. Ниже приведена схема простого преобразователя напряжения на двух транзисторах с помощью которого можно питать 1 – 2 сверхъярких LED с рабочим током 20 миллиампер.
Данный преобразователь представляет собой блокинг-генератор, собранный на транзисторе VT2, трансформаторе Т1 и резисторе R1. Блокинг-генератор вырабатывает импульсы напряжения, которые в несколько раз превышают напряжение источника питания. Диод VD1 выпрямляет эти импульсы. Дроссель L1, конденсаторы C2 и С3 являются элементами сглаживающего фильтра.
Транзистор VT1, резистор R2 и стабилитрон VD2 являются элементами стабилизатора напряжения. Когда напряжение на конденсаторе С2 превысит 3.3 В, стабилитрон открывается и на резисторе R2 создается падение напряжения. Одновременно откроется первый транзистор и запирет VT2, блокинг-генератор прекратит работу. Тем самым достигается стабилизация выходного напряжения преобразователя на уровне 3.3 В.
В качестве VD1 лучше использовать диоды Шоттки, которые имеют малое падение напряжения в открытом состоянии.
Трансформатор Т1 можно намотать на кольце из феррита марки 2000НН. Диаметр кольца может быть 7 – 15 мм. В качестве сердечника можно использовать кольца от преобразователей энергосберегающих лампочек, катушек фильтров компьютерных блоков питания и т. д. Обмотки выполняют эмалированным проводом диаметром 0.3 мм по 25 витков каждая.
Данную схему можно безболезненно упростить, исключив элементы стабилизации. В принципе схема может обойтись и без дросселя и одного из конденсаторов С2 или С3 . Упрощенную схему может собрать своими руками даже начинающий радиолюбитель.
Cхема хороша еще тем, что будет непрерывно работать, пока напряжение источника питания не снизится до 0.8 В.
Как подключить от 3В батарейки
Подключить сверхъяркий светодиод к батарее 3 В можно не используя никаких дополнительных деталей. Так как рабочее напряжение светодиода несколько больше 3 В, то светодиод будет светить не в полную силу. Иногда это может быть даже полезным. Например, используя светодиод с выключателем и дисковый аккумулятор на 3 В (в народе называемая таблеткой), применяемый в материнских платах компьютера, можно сделать небольшой брелок-фонарик. Такой миниатюрный фонарик может пригодиться в разных ситуациях.
От такой батарейки — таблетки на 3 Вольта можно запитать светодиод
Используя пару батареек 1.5 В и покупной или самодельный преобразователь для питания одного или нескольких LED, можно изготовить более серьезную конструкцию. Схема одного из подобных преобразователей (бустеров) изображена на рисунке.
Бустер на основе микросхемы LM3410 и нескольких навесных элементов имеет следующие характеристики:
- входное напряжение 2.7 – 5.5 В.
- максимальный выходной ток до 2.4 А.
- количество подключаемых LED от 1 до 5.
- частота преобразования от 0.8 до 1.6 МГц.
Выходной ток преобразователя можно регулировать, изменяя сопротивление измерительного резистора R1. Несмотря на то, что из технической документации следует, что микросхема рассчитана на подключение 5-ти светодиодов, на самом деле к ней можно подключать и 6. Это обусловлено тем, что максимальное выходное напряжение чипа 24 В. Еще LM3410 позволяет свечения светодиодов (диммирование). Для этих целей служит четвертый вывод микросхемы (DIMM). Диммирование можно осуществлять, изменяя входной ток этого вывода.
Как подключить от 9В батарейки Крона
«Крона» имеет относительно небольшую емкость и не очень подходит для питания мощных светодиодов. Максимальный ток такой батареи не должен превышать 30 – 40 мА. Поэтому к ней лучше подключить 3 последовательно соединенных светоизлучающих диода с рабочим током 20 мА. Они, как и в случае подключения к батарейке 3 вольта не будут светить в полную силу, но зато, батарея прослужит дольше.
Схема питания от батарейки крона
В одном материале трудно осветить все многообразие способов подключения светодиодов к батареям с различным напряжением и емкостью. Мы постарались рассказать о самых надежных и простых конструкциях. Надеемся, что этот материал будет полезен как начинающим, так и более опытным радиолюбителям.
Как получить нестандартное напряжение, которое не укладывается в диапазон стандартного?
Стандартное напряжение — это такое напряжение, которое очень часто используется в ваших электронных безделушках. Это напряжение в 1,5 Вольта, 3 Вольта, 5 Вольт, 9 Вольт, 12 Вольт, 24 Вольт и тд. Например, в ваш допотопный МР3 плеер вмещалась одна батарейка в 1,5 Вольта. На пульте дистанционного управления ТВ используются уже две батарейки по 1,5 Вольта, включенные последовательно, значит уже 3 Вольта. В USB разъеме самые крайние контакты с потенциалом в 5 Вольт. Наверное, у всех в детстве была Денди? Чтобы питать Денди нужно было подавать на нее напряжение в 9 Вольт. Ну 12 Вольт используется практически во всех автомобилях. 24 Вольта используется уже в основном в промышленности. Также для этого, условно говоря, стандартного ряда «заточены» различные потребители этого напряжения: лампочки, проигрыватели, и тд.
Но, увы, наш мир не идеален. Иногда просто ну очень надо получить напряжение не из стандартного ряда. Например, 9,6 Вольт. Ну ни так ни сяк… Да, здесь нас выручает Блок питания . Но опять же, если использовать готовый блок питания, то наряду с электронной безделушкой придется таскать и его. Как же решить этот вопрос? Итак, я Вам приведу три варианта:
Вариант №1
Сделать в схеме электронной безделушки регулятор напряжения вот по такой схеме (более подробно ):
Вариант №2
На Трехвыводных стабилизаторах напряжения построить стабильный источник нестандартного напряжения. Схемы в студию!
Что мы в результате видим? Видим стабилизатор напряжения и стабилитрон, подключенный к среднему выводу стабилизатора. ХХ — это две последние цифры, написанные на стабилизаторе. Там могут быть цифры 05, 09, 12 , 15, 18, 24. Может уже есть даже больше 24. Не знаю, врать не буду. Эти две последние цифры говорят нам о напряжении, которое будет выдавать стабилизатор по классической схеме включения:
Здесь стабилизатор 7805 выдает нам по такой схеме 5 Вольт на выходе. 7812 будет выдавать 12 Вольт, 7815 — 15 Вольт. Более подробно про стабилизаторы можно прочитать .
U стабилитрона — это напряжение стабилизации на стабилитроне. Если мы возьмем стабилитрон с напряжением стабилизации 3 Вольта и стабилизатор напряжение 7805, то на выходе получим 8 Вольт. 8 Вольт — уже нестандартный ряд напряжения;-). Получается, что подобрав нужный стабилизатор и нужный стабилитрон, можно с легкостью получить очень стабильное напряжение из нестандартного ряда напряжений;-).
Давайте все это рассмотрим на примере. Так как я просто замеряю напряжение на выводах стабилизатора, поэтому конденсаторы не использую. Если бы я питал нагрузку, тогда бы использовал и конденсаторы. Подопытным кроликом у нас является стабилизатор 7805. Подаем на вход этого стабилизатора 9 Вольт от балды:
Следовательно, на выходе будет 5 Вольт, все таки как-никак стабилизатор 7805.
Теперь берем стабилитрон на U стабилизации =2,4 Вольта и вставляем его по этой схеме, можно и без конденсаторов, все-таки делаем просто замеры напряжения.
Опа-на, 7,3 Вольта! 5+2,4 Вольта. Работает! Так как у меня стабилитроны не высокоточные (прецизионные), то и напряжение стабилитрона может чуточку различаться от паспортного (напряжение, заявленное производителем). Ну, я думаю, это не беда. 0,1 Вольт для нас погоды не сделают. Как я уже сказал, таким образом можно подобрать любое значение из ряда вон.
Вариант №3
Есть также другой подобный способ, но здесь используются диоды. Может быть Вам известно, что падение напряжение на прямом переходе кремниевого диода составляет 0,6-0,7 Вольт, а германиевого диода — 0,3-0,4 Вольта ? Именно этим свойством диода и воспользуемся;-).
Итак, схему в студию!
Собираем по схеме данную конструкцию. Нестабилизированное входное постоянное напряжение также и осталось 9 Вольт. Стабилизатор 7805.
Итак, что на выходе?
Почти 5.7 Вольт;-), что и требовалось доказать.
Если два диода соединять последовательно, то на каждом из них будет падать напряжение, следовательно, оно будет суммироваться:
На каждом кремниевом диоде падает по 0,7 Вольт, значит, 0,7+0,7=1,4 Вольта. Также и с германиевыми. Можно соединить и три, и четыре диода, тогда нужно суммировать напряжения на каждом. На практике более трех диодов не используют. Диоды можно ставить даже малой мощности, так как в этом случае ток через них все равно будет мал.
Как получить нестандартное напряжение, которое не укладывается в диапазон стандартного?
Стандартное напряжение — это такое напряжение, которое очень часто используется в ваших электронных безделушках. Это напряжение в 1,5 Вольта, 3 Вольта, 5 Вольт, 9 Вольт, 12 Вольт, 24 Вольт и тд. Например, в ваш допотопный МР3 плеер вмещалась одна батарейка в 1,5 Вольта. На пульте дистанционного управления ТВ используются уже две батарейки по 1,5 Вольта, включенные последовательно, значит уже 3 Вольта. В USB разъеме самые крайние контакты с потенциалом в 5 Вольт. Наверное, у всех в детстве была Денди? Чтобы питать Денди нужно было подавать на нее напряжение в 9 Вольт. Ну 12 Вольт используется практически во всех автомобилях. 24 Вольта используется уже в основном в промышленности. Также для этого, условно говоря, стандартного ряда «заточены» различные потребители этого напряжения: лампочки, проигрыватели, и тд.
Но, увы, наш мир не идеален. Иногда просто ну очень надо получить напряжение не из стандартного ряда. Например, 9,6 Вольт. Ну ни так ни сяк… Да, здесь нас выручает Блок питания . Но опять же, если использовать готовый блок питания, то наряду с электронной безделушкой придется таскать и его. Как же решить этот вопрос? Итак, я Вам приведу три варианта:
Вариант №1
Сделать в схеме электронной безделушки регулятор напряжения вот по такой схеме (более подробно ):
Вариант №2
На Трехвыводных стабилизаторах напряжения построить стабильный источник нестандартного напряжения. Схемы в студию!
Что мы в результате видим? Видим стабилизатор напряжения и стабилитрон, подключенный к среднему выводу стабилизатора. ХХ — это две последние цифры, написанные на стабилизаторе. Там могут быть цифры 05, 09, 12 , 15, 18, 24. Может уже есть даже больше 24. Не знаю, врать не буду. Эти две последние цифры говорят нам о напряжении, которое будет выдавать стабилизатор по классической схеме включения:
Здесь стабилизатор 7805 выдает нам по такой схеме 5 Вольт на выходе. 7812 будет выдавать 12 Вольт, 7815 — 15 Вольт. Более подробно про стабилизаторы можно прочитать .
U стабилитрона — это напряжение стабилизации на стабилитроне. Если мы возьмем стабилитрон с напряжением стабилизации 3 Вольта и стабилизатор напряжение 7805, то на выходе получим 8 Вольт. 8 Вольт — уже нестандартный ряд напряжения;-). Получается, что подобрав нужный стабилизатор и нужный стабилитрон, можно с легкостью получить очень стабильное напряжение из нестандартного ряда напряжений;-).
Давайте все это рассмотрим на примере. Так как я просто замеряю напряжение на выводах стабилизатора, поэтому конденсаторы не использую. Если бы я питал нагрузку, тогда бы использовал и конденсаторы. Подопытным кроликом у нас является стабилизатор 7805. Подаем на вход этого стабилизатора 9 Вольт от балды:
Следовательно, на выходе будет 5 Вольт, все таки как-никак стабилизатор 7805.
Теперь берем стабилитрон на U стабилизации =2,4 Вольта и вставляем его по этой схеме, можно и без конденсаторов, все-таки делаем просто замеры напряжения.
Опа-на, 7,3 Вольта! 5+2,4 Вольта. Работает! Так как у меня стабилитроны не высокоточные (прецизионные), то и напряжение стабилитрона может чуточку различаться от паспортного (напряжение, заявленное производителем). Ну, я думаю, это не беда. 0,1 Вольт для нас погоды не сделают. Как я уже сказал, таким образом можно подобрать любое значение из ряда вон.
Вариант №3
Есть также другой подобный способ, но здесь используются диоды. Может быть Вам известно, что падение напряжение на прямом переходе кремниевого диода составляет 0,6-0,7 Вольт, а германиевого диода — 0,3-0,4 Вольта ? Именно этим свойством диода и воспользуемся;-).
Итак, схему в студию!
Собираем по схеме данную конструкцию. Нестабилизированное входное постоянное напряжение также и осталось 9 Вольт. Стабилизатор 7805.
Итак, что на выходе?
Почти 5.7 Вольт;-), что и требовалось доказать.
Если два диода соединять последовательно, то на каждом из них будет падать напряжение, следовательно, оно будет суммироваться:
На каждом кремниевом диоде падает по 0,7 Вольт, значит, 0,7+0,7=1,4 Вольта. Также и с германиевыми. Можно соединить и три, и четыре диода, тогда нужно суммировать напряжения на каждом. На практике более трех диодов не используют. Диоды можно ставить даже малой мощности, так как в этом случае ток через них все равно будет мал.
Схема устройства
Схема, изображенная на рисунке 1, представляет собой регулируемый стабилизатор напряжения и позволяет получить выходное напряжение в пределах 1.25 — 30 вольт. Это позволяет использовать данный стабилизатор для питания пейджеров с 1.5 вольтовым питанием (например Ultra Page UP-10 и т.п.), так и для питания 3-х вольтовых устройств. В моем случае она используется для питания пейджера «Moongose PS-3050», то есть выходное напряжение установлено в 3 вольта.
Работа схемы
При помощи переменного резистора R2 можно установить необходимое выходное напряжение. Выходное напряжение можно рассчитать по формуле Uвых=1.25(1 + R2/R1)
.
В качестве регулятора напряжения используется микросхема SD 1083/1084
. Без всяких изменений можно использовать российские аналоги этих микросхем 142 КРЕН22А/142 КРЕН22
. Они различаются только выходным током и в нашем случае это несущественно. На микросхему необходимо установить небольшой радиатор, так как при низком выходном напряжении регулятор работает в токовом режиме и существенно нагревается даже на «холостом» ходу.
Монтаж устройства
Устройство собрано на печатной плате размером 20х40мм. Так как схема очень простая рисунок печатной платы не привожу. Можно собрать и без платы с помощью навесного монтажа.
Собранная плата помещается а отдельную коробочку или монтируется непосредственно в корпусе блока питания. Я разместил свою в корпусе AC-DC адаптера на 12 вольт для радиотелефонов.
Примечание.
Необходимо сначала установить рабочее напряжение на выходе стабилизатора (при помощи резистора R2) и лишь, затем подключать нагрузку.
Другие схемы стабилизаторов.
Это одна из самых простых схем, которую можно собрать на доступной микросхеме LM317LZ . Путем подключения/отключения резистора в цепи обратной связи мы получаем на выходе два разных напряжения. При этом, ток нагрузки может достигать 100 мА.
Только обратите внимание на распиновку микросхемы LM317LZ. Она немного отличается от привычных стабилизаторов.
Простой стабилизатор на различные фиксированные напряжения (от 1,5 до 5 вольт) и ток до 1А. можно собрать на микросхеме AMS1117 -X.X (CX1117-X.X) (где X.X — выходное напряжение). Есть экземпляры микросхем на следующие напряжения: 1.5, 1.8, 2.5, 2.85, 3.3, 5.0 вольт. Также есть микросхемы с регулируемым выходом с обозначением ADJ. Этих микросхем очень много на старых компьютерных платах. Одним из достоинств этого стабилизатора является низкое падение напряжения — всего 1,2 вольта и небольшой размер стабилизатора адаптированный под СМД-монтаж.
Для его работы требуется всего пара конденсаторов. Для эффективного отвода тепла при значительных нагрузках необходимо предусмотреть теплоотводную площадку в районе вывода Vout. Этот стабилизатор также доступен в корпусе TO-252.
рис. — Я хочу иметь батарею 9 В, чтобы обеспечить источник питания 4,5 В — 5 В?
рис. — Я хочу иметь батарею на 9 В, чтобы обеспечить питание от 4,5 до 5 В? — Обмен электротехнического стекаСеть обмена стеков
Сеть Stack Exchange состоит из 178 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.
Посетить Stack Exchange- 0
- +0
- Авторизоваться Подписаться
Electrical Engineering Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для профессионалов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов.Регистрация займет всего минуту.
Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществуКто угодно может задать вопрос
Кто угодно может ответить
Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх
Спросил
Просмотрено 7к раз
\ $ \ begingroup \ $На этот вопрос уже есть ответы здесь :
Закрыт 5 лет назад.
Я пытаюсь загрузить программу на свою схему PIC. Как вы знаете, рисунок не должен работать с чем-либо большим, чем 5 В. У меня нет доступа к батарейному блоку, который мог бы вместить 3 батарейки типа АА. У меня есть множество других вещей, которые могут быть полезны. Я думал, что если я использую два резистора 330 Ом для создания делителя потенциала, то от этого к схеме pic будет еще один щелчок батареи. Это сработает?
] 2
Создан 13 фев.
\ $ \ endgroup \ $ 3 \ $ \ begingroup \ $Обычно это не лучшая идея по нескольким причинам.
- Это пустая трата энергии. Из \ $ V = I \ cdot R \ $ мы можем вычислить ток, \ $ I = \ frac {V} {R} = \ frac {9 ~ V} {660 ~ Ω} = 13,6 ~ mA \ $, не выполняя ничего полезного!
- Что еще более важно, напряжение будет варьироваться в зависимости от нагрузки процессора. Если PIC имеет широкий допуск по напряжению, вам это может сойти с рук.
Вам действительно нужен стабилизатор напряжения.
Быстрое решение — использовать порт USB в качестве источника питания. Возьмите дешевый USB-кабель или сломанное USB-устройство, оставьте конец A-штекера (который входит в ваш компьютер) и отрежьте штекер или устройство на другом конце.Красный (+) и черный (-) должны дать вам стабилизированное и ограниченное по току напряжение 5 В. Проверьте с помощью мультиметра.
Вывод USB-кабеля
Красный | Vcc (+5 В) | Подключить к цепи +
Белый | USB-данные - | Не используется
Зеленый | USB Data + | Не используется
Черный | Земля | Подключить к цепи -
Щит | | Не используется (возможно, подключается к заземлению ноутбука)
Создан 13 фев.
ТранзисторТранзистор151k1111 золотых знаков161161 серебряный знак338338 бронзовых знаков
\ $ \ endgroup \ $ 7 \ $ \ begingroup \ $Вы можете попробовать использовать делитель напряжения вместе с операционным усилителем с буфером напряжения.(если вы подключите рис непосредственно к выходу делителя напряжения, он не будет работать, так как будет потреблять ток)
Создан 13 фев.
MaximGiMaximGi1,00177 серебряных знаков1919 бронзовых знаков
\ $ \ endgroup \ $ 6 \ $ \ begingroup \ $Просто: используйте регулятор напряжения L7805.(как уже ответил @transistor)
Выходное напряжение: приблизительно 5,2 В (всегда больше 5 В, если входное напряжение 9 В или больше)
Создан 13 фев.
koolwithkkoolwithk27444 серебряных знака1414 бронзовых знаков
\ $ \ endgroup \ $ \ $ \ begingroup \ $Если позволяет стоимость, вы можете приобрести микропереключающий модуль питания Linear Technologies LTM4623.Эта микросхема размером с гвоздь может понижать напряжение от 9 до 5 В с КПД 85%, для этого нужен только фиксированный резистор для установки напряжения и два столь же крошечных конденсатора на входе и выходе. Отличная производительность для нагрузок с батарейным питанием. Единственная забота стоит 10 долларов за штуку. Проверьте их сайт.
Создан 13 фев.
Soosai Stevensoosai Стивен1,67711 золотых знаков99 серебряных знаков1515 бронзовых знаков
\ $ \ endgroup \ $язык-с
Электротехнический стек Exchange лучше всего работает с включенным JavaScriptВаша конфиденциальность
Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой в отношении файлов cookie.
Принимать все файлы cookie Настроить параметры
Учебное пособие по преобразователю постоянного тока
Преобразователи постоянного тока преобразуют мощность от одного источника постоянного напряжения в другое постоянное напряжение, хотя иногда на выходе бывает такое же напряжение.Обычно это регулируемые устройства, принимающие возможно изменяющееся входное напряжение и обеспечение стабильного регулируемого выходного напряжения до до предела расчетного тока (силы тока). Блоки переключения режимов полагаются на микропроцессоры. для высокого коэффициента полезного действия, а также меньших потерь и тепла. Конвертеры обычно используются для обеспечения электрической шумоизоляции или преобразования напряжения, или обеспечения стабильный уровень напряжения для чувствительного к напряжению оборудования. Преобразователи постоянного тока доступны для повышающих и понижающих приложений, а также изолированных и неизолированных конструкций.
Устройства переключения режима, которые ChargingChargers.com предлагает, имеют преимущества по сравнению с линейными. конструкции. Эффективность переключения может быть выше, чем у линейного блока, что приводит к меньшему потери энергии при передаче, что означает меньшее количество тепла, меньшие компоненты и меньшее вопросы терморегулирования. Линейные типы могут использоваться в интегрированных конструкциях (встроенных в), и может быть дешевле в этом приложении, но режим переключения почти полностью заменены линейные блоки питания в большинстве ситуаций.
Понижающие преобразователи постоянного тока
Понижающие преобразователи постоянного тока в постоянный называются понижающими преобразователями. Типичный пример: быть преобразователем 24 в 12 вольт, имеющим диапазон входного постоянного напряжения от 20 до 30 вольт постоянного тока и выходное напряжение 13,8 вольт постоянного тока (В постоянного тока) при, скажем, 12 ампер (максимум). Вход Напряжение может быть просто некоторым доступным системным напряжением в этом диапазоне или 24-вольтовой батареей. система с колебаниями напряжения из-за степени заряда аккумулятора.Выход регулируется микропроцессором при 13,8 В постоянного тока в этом случае, что является типичным напряжением холостого хода для система батарей постоянного тока на 12 В и обычно приемлемый вход для устройства «12 В постоянного тока».
Некоторые примеры соотношений напряжений
ВХОД | ВЫХОД |
9-18 В постоянного тока | 12,5 В постоянного тока |
20-35 В постоянного тока | 12,5 В постоянного тока |
30-60 В постоянного тока 12.5 В постоянного тока | |
60–120 В постоянного тока | 12,5 В постоянного тока |
9–18 В постоянного тока | 24 В постоянного тока |
20-35 В постоянного тока | 24 В постоянного тока |
30 — | |
60–120 В постоянного тока | 24 В постоянного тока |
Понижающие преобразователи постоянного тока очевидным образом используются в военных, жилых домах или на море с системным напряжением постоянного тока 24 вольт, и требуется регулируемый источник постоянного тока на 12 вольт для радиосвязи, сонара, эхолота, компьютеров и, конечно, аудио или видеооборудование для развлечений.
Дисбаланс аккумуляторов и преобразователи постоянного тока
Почему бы не использовать ответвитель на 12 В, если система (например, 24 В) состоит из последовательное соединение низковольтных батарей (например, двух по 12 вольт)? Батареи может (вероятно) стать несбалансированным по статусу напряжения / заряда. В параллельной конфигурации (положительный подключен к положительному, отрицательный к отрицательному), батареи уравняют со временем и установятся на обычном напряжении.При последовательном подключении выравнивание состояние напряжения / заряда не является естественным состоянием. Система и любое зарядное устройство участвует, видит комбинированное выходное напряжение, и зарядное устройство пытается поднять напряжение до его уставки, которая указывает на полную зарядку, путем нажатия тока для выполнения это. Незадействованная батарея, которая изначально имеет более высокое напряжение, достигнет его ‘полное напряжение заряда’ быстрее, но ток все еще проходит через зарядное устройство стремится поднять суммарное напряжение двух аккумуляторов до такого же полного заряда уровень.В крайних случаях может произойти газообразование и перезарядка.
Преобразователь постоянного тока в равной степени потребляет от родительского напряжения и обеспечивает регулируемое выходное напряжение. Аккумуляторная батарея остается сбалансированной, что обеспечивает надлежащую зарядку. цикл и максимальное время автономной работы.
Повышающие преобразователи постоянного тока
Повышающие преобразователи постоянного тока в постоянный называются повышающими преобразователями. Типичный пример: быть преобразователем с 12 вольт на 24 вольт, имеющим диапазон входного постоянного напряжения от 11 до 15 вольт постоянного тока и выходное напряжение 24 вольт постоянного тока (В постоянного тока) при, скажем, 5 ампер (максимум).Приложение может быть частью военной техники, разработанной для системы 24 В, используемой в система на 12 вольт.
Преобразователи с изолированной и неизолированной изоляцией
Неизолированные преобразователи имеют общий минус и обычно очень подходят для типичное электронное приложение (радио, стерео, сонар и т. д.). Определенная безопасность Требованиям или опасным приложениям может потребоваться изоляция входа и выхода. В изолированные преобразователи соответственно дороже неизолированных преобразователей.
Размер преобразователя
Преобразователи постоянного тока рассчитаны на мощность в ваттах, а некоторые также имеют защиту от импульсных перенапряжений. Большинство устройств, используемых в приложениях постоянного тока, указывают свое потребление в ваттах или амперах. Устройства с двигателями или компрессорами, или при использовании конденсаторных пусковых цепей, может потребоваться скачок напряжения учет мощности. Большая часть электроники (радио, DVD, гидролокатор, GPS и т. Д.) Не работает. Для преобразования ватт и ампер можно использовать следующие основные электрические формулы:
P = E x I Мощность = Вольт, умноженное на ток
или
Ватт = Вольт x Ампер
А = Ватт / Вольт
Вольт = Ватт / Ампер
Итак, учитывая любые два значения выше, вы можете вычислить третье.Например, у вас есть стереосистема мощностью 60 Вт, рассчитанная на систему на 12 вольт. Делим 60 ватт на 12 вольт дает потребляемый ток 5 ампер. Если вам дан только текущий розыгрыш, и вам нужно рассчитать мощность преобразователя постоянного тока в ваттах, вы можете умножить амперы на напряжение системы, дающее ватт. Для 5-амперной розетки и 12-вольтового стерео выше у вас есть 5 ампер х 12 вольт = 60 ватт.
Не пропустите другие наши уроки!
Домой | Учебники | Конвертеры
Как получить 12 В от системы 24 В
Вы можете использовать преобразователь постоянного тока в постоянный для безопасного получения 12 В от системы 24 В.Напротив, вам понадобится либо резистор, либо серия, чтобы получить 12 Вольт от 24-вольтовой системы .
Вольт — это мера разницы электрического потенциала между двумя проводящими проводами. Единица СИ используется для измерения электрического потенциала в проводе, обозначенном символом (V).
Заявление об ограничении ответственности : Фактическая мощность устройства может отличаться от расчетной.
Разница между 12-вольтовой и 24-вольтовой системами
Как работать с 12-вольтовыми аксессуарами при отключении от 24-вольтовой системы
При использовании 24 В на устройствах 12 В вам потребуется преобразователь постоянного тока в постоянный.Этот преобразователь помогает снизить напряжение с 24 до 12 В.
Преобразователь постоянного тока в постоянный — это электронное устройство, используемое для регулирования напряжения от источника. В основном они используются в портативных устройствах, таких как телефоны и ноутбуки, в которых в качестве основного источника питания используются батареи.
Связанные интересные темы:
Энергия, запасенная в батарее, через некоторое время часто уменьшается; Преобразователи постоянного тока в постоянный помогают увеличить напряжение батареи. Это помогает предотвратить использование множества батарей для выполнения одной задачи.В большинстве случаев они помогают регулировать выходное напряжение.
Как работать с аксессуарами на 24 В при отключении от системы 12 В
Подключение 12 В напрямую к 24 В может привести к немедленному сгоранию устройства 12 В. Чтобы сделать это безопасно, вы можете использовать следующие меры.
Резистор можно использовать для регулирования напряжения до желаемого напряжения.
Резистор — это небольшой электрический компонент, используемый для регулирования протекания тока в цепи. Он также может делить текущее напряжение в цепи при последовательном подключении.
Резистор состоит из нескольких медных проводов, намотанных на изолированный керамический стержень, регулирующих сопротивление. Чем больше количество витков, тем выше сопротивление. Предпочтительнее использовать тонкий медный провод, поскольку он помогает увеличить сопротивление.
Резистор работает за счет электрического нагрева, что означает преобразование электрической энергии в тепловую. Произведенная тепловая энергия равна потребляемой электроэнергии.
Последовательное подключение устройств на 12 В
В последовательной цепи лампы соединены таким образом, что есть только один путь для прохождения заряда.Последовательное подключение приборов помогает поддерживать протекание тока в цепи при одновременном снижении напряжения на резисторах.
При последовательном соединении каждое напряжение, потребляемое в сопротивлении, равно напряжению источника. Например, при использовании 24-х лампочек на 12-вольтовой батарее вы можете подключить лампочки последовательно. Следовательно, в нашем случае последовательно подключенная лампа на 24 В будет поддерживать напряжение 12 В от источника цепи.
Что такое инверторы напряжения и как они работают
Инверторы напряжения — это устройства, используемые для преобразования постоянного тока (DC) в переменный ток (AC) при изменении величины напряжения.Постоянный ток течет в одном направлении в любой момент времени, в то время как переменный ток течет во многих направлениях и на большие расстояния. По этой причине он используется в самых разных электроприборах.
Постоянный ток в основном от батареи. Инвертор подключается к источнику постоянного тока (аккумулятор), а затем подключается к устройствам переменного тока, таким как телевизоры, радио, кухонные приборы, компьютеры, лампочки и т. Д., И обеспечивает переносимость питания.
Преобразователь постоянного тока разработан для удовлетворения простых потребностей в электроснабжении дома и выполнения «тяжелых» источников питания, таких как запуск насоса.В Северной Америке стандартное напряжение переменного тока составляет 115 В и 230 В с частотой 60 Гц. В то время как в Южной Америке стандартная сеть переменного тока составляет 220 В с частотой 50 Гц.
Отдельная батарея вырабатывает 12 В — 14 В, подаваемое на инвертор. Многие батареи, подключенные параллельно, будут подавать большее напряжение на инвертор. Время от времени аккумулятор необходимо заряжать, поскольку инвертор истощает его мощность. Зарядка может производиться либо с помощью зарядного устройства, подключенного к порту переменного тока, либо от генератора, либо с использованием экологически чистых источников энергии, таких как энергия солнца и ветра.
Что такое батареи на 12 В
Батареи на 12 В являются наиболее распространенным типом батарей. Он может иметь разные формы и размеры в зависимости от использования. Он может казаться маленьким и легким, как те, что используются в игрушечных электромобилях, большими и тяжелыми в других случаях, например, теми, которые используются в автомобилях и лодках.
Обычная свинцово-кислотная батарея на 12 В может состоять либо из 6-вольтовых батарей, установленных последовательно, либо из одной батареи на 12 В, включенной параллельно. Каждая батарея рассчитана примерно на 2 батареи.1 вольт. Из этой информации мы можем сделать вывод, что 6-вольтовая батарея будет иметь примерно 6,3 вольт при полной зарядке, а 12-вольтовая — 12,1 вольт.
В рознице он доступен как с аккумулятором, так и без него. Перезаряжаемый 12В рекомендуется для часто используемых приборов.
12 В в основном используется для зажигания автомобиля или лодки. Затем берет на себя генератор, и аккумулятор остается для подзарядки.
Преимущества 12-вольтных батарей
- Более безопасен при подаче напряжения непосредственно от постоянного тока, а не от высокого напряжения.
- Доступны сменные предохранители.
- Обычно используется в таких приборах, как телевидение, радиоприемники, которые предназначены специально для 12 В.
- Инверторы доступны.
- Инверторы дешевле, поскольку они легко доступны.
- Совместим с солнечными батареями.
- Простая конфигурация батареи. Например, при использовании батареи 12 В в системе 12 В соединение выполняется параллельно.
- Несколько вариантов зарядки, например: солнечная, ветровая или зарядное устройство.
Недостатки 12-вольтных батарей
- Имеет дорогостоящую систему электропроводки.
- Имеет более высокие потери напряжения при подключении на больших расстояниях.
- Неэффективность инвертора, при которой некоторое напряжение теряется на тепло во время передачи, особенно при большой разнице напряжений постоянного и переменного тока.
- Большинство из них не рассчитаны на непрерывное использование в течение всего дня.
- Наиболее эффективен для небольших систем.
- Неэффективно обнаруживает отказы и может привести к пожару в результате перегрева.
Что такое батареи на 24 В
Постепенно стандарты меняются с батареи 12-14 В на среднее значение 24-48 В постоянного тока, включая инвертор 230 В переменного тока. Батарея на 24 В является гибкой и может выдерживать большое количество частот и напряжений и контролируемым образом выдавать желаемое напряжение.Он автоматически отключается в случае отключения электроэнергии.
Использование 24 В намного безопаснее по сравнению с использованием других источников питания с более высоким напряжением. Аккумулятор 24 В может генерировать большое количество напряжений и поэтому эффективен для использования на крупных промышленных предприятиях.
- Может генерировать большое количество напряжений.
- Подает половину тока при той же мощности, тем самым уменьшая падение напряжения.
- Низкое падение напряжения питания по сравнению с 12 В, где 0.Падение на 5 строк приводит к падению КПД на 4,6%.
- Повышенная эффективность инвертора.
- Лучшая совместимость с переменным током.
Недостатки 24-вольтовых батарей
- Работает только в системах, использующих 24 В.
Как правильно выбрать напряжение батареи для солнечных панелей
Солнечная панель — это устройство, преобразующее прямой солнечный свет в постоянный ток, который используется для непосредственной зарядки батареи.Затем аккумулятор подключается к другим приборам переменного тока (переменного тока) с помощью инвертора. Наличие дома готовой к использованию солнечной батареи — это большой плюс.
В разных географических регионах наблюдается разная интенсивность солнечного света, что влияет на количество производимой электроэнергии.
Если вы живете в районе с интенсивностью около 5.0 в течение августа и 2.0 в декабре, то солнечная энергия мощностью 80 Вт будет производить 420 Вт в июне и 620 Вт в декабре.
Предполагается, что солнечная панель на 12 вольт выдает 17,0 Вт. Используя формулу, умножение вольт на амперы = ватты.
Как правильно выбрать напряжение батареи для батарейного блока
При использовании батарей важно помнить, что чем больше они заряжены, тем меньше срок их службы. Аккумуляторный блок создается путем подключения множества аккумуляторов.
Чтобы подобрать аккумуляторную батарею подходящего размера, вам необходимо сначала узнать общее количество энергии, вырабатываемой за день с почасовой оплатой.
Напр. 5 × 200 Вт = 1000 Вт / час в течение 3 дней будет 1000 × 3 = 3000 Вт · ч
Используя расчетную глубину разряда, (DoD) как 0,5% = 3000 / 0,5 = 6000 Вт · ч
Использование более высокого напряжения — более простой способ уменьшить потери напряжения и количество необходимых контроллеров.
Поэтому используйте желаемое напряжение, например 12, 24 или 48 и разделите его на результаты выше.
6000/24 = 250 Ач.
Следовательно, при использовании блока батарей 330 Ач на 24 или 48 В вам понадобится 1 батарея.
Как правильно выбрать напряжение аккумулятора для автомобиля
В данном случае под автомобилем понимаются автомобили и лодки.
Аккумулятор автомобиля считается полностью заряженным, когда напряжение составляет от 12,6 до 12,8 В. Для этого регулярно проверяйте аккумулятор, чтобы убедиться, что он находится в хорошем состоянии. Когда напряжение слишком велико, его следует слить с помощью лучей и зарядить, когда меньше.
Выбор правильной батареи очень важен, так как она является жизненно важным элементом вашей солнечной батареи, автомобиля, лодки или любого другого бытового прибора, который у вас может быть.Будьте осторожны, если вы пытаетесь получить 12 В от системы на 24 В или 24 В от системы на 12 В.
Эффективное преобразование 12 В постоянного тока в 5 В для маломощной электроники, оценка шести модулей
В настоящее время я работаю над проектом Arduino, устанавливаемым на автомобиле. Устройство рассчитано на постоянное питание, и я решил использовать автомобильный аккумулятор в качестве источника постоянного питания. Я проектирую устройство с низким энергопотреблением, потребляющим 50 мА или меньше, потому что кто хочет застрять с разряженной батареей, верно?
Автомобильный аккумулятор обычно обеспечивает напряжение от 7 до 15 вольт, но в некоторых стандартах упоминается, что возможны скачки напряжения 40 В.Напряжение автомобильного аккумулятора обычно составляет около 12 В, но падает до ~ 7 В, когда вы запускаете двигатель, и до ~ 14 В, когда двигатель работает и аккумулятор заряжается. Поскольку мы не хотим, чтобы наше устройство сбрасывалось во время пусков, мы хотели бы выполнить преобразование входного напряжения от 7 до 20 вольт в фиксированное выходное напряжение 5 вольт, которое ожидает Arduino Uno.
Регуляторы напряжения
На плате Arduino Uno есть стабилизатор напряжения, который мы могли бы использовать. Рекомендуется для напряжений от 7 до 12 вольт.Это означает, что нам нужно сначала снизить высокое напряжение автомобильного аккумулятора с помощью внешнего компонента, прежде чем мы сможем подключить его к плате Arduino Uno. К сожалению, одно это не решило бы наших проблем, поскольку не удовлетворило бы наши требования к эффективности.
Arduino Uno с обведенным регулятором напряжения. [Фото http://www.electricrcaircraftguy.com]
Проблема с использованием регулятора напряжения состоит в том, что регулятор расточителен. Любое дополнительное напряжение, которое необходимо сбросить, преобразуется в тепло.Формула эффективности: eff (reg) = Vout / Vin. Стабилизатор напряжения также имеет некоторые преимущества, одно из них — стабильность, что означает, что он может поддерживать очень стабильное и точное выходное напряжение. Еще одно преимущество — компактные размеры.Чтобы выполнить эффективное преобразование, мы должны использовать импульсный источник питания, в частности понижающий преобразователь, который будет понижать для нас напряжение. Понижающий преобразователь будет включать и выключать вход настолько быстро, насколько это необходимо для обеспечения необходимого напряжения и мощности на выходе.В оставшейся части этой статьи будут сравниваться шесть различных понижающих (понижающих) модулей. Если вы не знакомы с принципом работы понижающего преобразователя с переключением режимов, прочтите эту статью, в которой также сравниваются некоторые модули при более высоких нагрузках.
Кандидатские модули
Одна реализация, которую я рассмотрел, — это понизить напряжение батареи примерно до 7 вольт, а затем запитать Arduino через его регулятор напряжения. Преимущество заключается в более стабильном напряжении для Arduino, однако будет потеря энергии 1-eff (reg) = 1-5 / 7 = 28%.Кроме того, каждый процесс преобразования требует некоторого запаса между Vin и Vout, поэтому при наличии двух этапов нам становится трудно поддерживать нижний предел диапазона напряжения автомобильного аккумулятора, что создает потенциальные проблемы со сбросами во время запуска двигателя.
Итак, я закончил поиск модулей, которые могут работать от автомобильного аккумулятора и выдавать 5 вольт. Это может быть регулируемый модуль или фиксированный на 5 вольт. Я бы подключил эти модули к USB-порту Arduino (предпочтительнее из-за присутствующей там дополнительной защиты) или напрямую к контакту Arduino 5V.Это означает, что предпочтение отдается модулям со встроенным выходным USB-портом типа «мама», хотя адаптеры или кабели преобразователя могут компенсировать его отсутствие.
Модули
Модули, которые я тестировал, происходят с Дальнего Востока, и большинство из них были куплены на eBay по цене от 1 до 2 долларов США (включая доставку). Это означает, что у большинства из них нет четкого номера модели или названия производителя. Я придумываю короткое название для каждого модуля, чтобы я мог легко их упомянуть.Я признаю, что качество фотографий могло быть лучше. Я старался изо всех сил с имеющимся у меня оборудованием. Также обратите внимание, что каждая фотография имеет собственный масштаб. Вот модули в произвольном порядке.
Сигара
Конвертер «Сигарный»
Этот адаптер имеет вилку прикуривателя на одном конце и предназначен для подключения к розетке прикуривателя в автомобиле. Выходной разъем — это женский USB-порт. Такие модули продаются конечным пользователям для зарядки USB-устройств в автомобиле.Я понятия не имею, где я это взял, но я нашел его в своей корзине запчастей, разобрал и использовал в этом исследовании.
Поскольку такие преобразователи продаются конечным пользователям, их списки обычно не показывают фотографии печатной платы, так что это рулетка в отношении того, какой чип и эффективность вы получаете.
Регулируемый
«Регулируемый» преобразователь, передний
«Регулируемый» преобразователь, Задний
Этот адаптер продавался на eBay как «Регулируемый понижающий модуль питания DC-DC LM2596 4.От 75-24В до 0,93-18В ». На самом деле чипа LM2596 там нет, что не должно быть большим сюрпризом для покупателей eBay. Это регулируемый понижающий модуль, который отлично подходит для создания прототипов. Вы регулируете выходное напряжение с помощью многооборотного потенциометра. Входные и выходные разъемы представляют собой винтовые клеммы, и вы можете видеть, что я подключил их к цилиндрической вилке для удобства использования.
Амперметр
Преобразователь амперметра, передний
Преобразователь «Амперметр», Задний
Этот модуль продавался на eBay как «Понижающий преобразователь постоянного тока 2А постоянного напряжения с вольтметром и амперметром».Он имеет регулируемое напряжение, ток и дисплей, который может отображать входное / выходное напряжение и выходной ток. Очень хорошо для прототипирования. Для некоторых людей это может быть даже альтернативой правильному настольному источнику питания. Этот модуль имеет разъемы, аналогичные модулю «Регулируемый», метод регулировки также аналогичен.
Штраф
Преобразователь «Fine», передний
Преобразователь «Fine», Задний
Этот модуль от QSKJ был внесен в список «Fine 6-24V 12V / 24V to 5V 3A CAR USB Charger Module DC Buck step down Converter».Это один из самых маленьких модулей в тесте. Он явно предназначен для интеграции в другие проекты, поскольку имеет две контактные площадки для ввода. На выходе получается довольно симпатичный женский USB-порт. В листинге упоминается множество дополнительных функций, таких как новейшая схема идентификации USB, схемы защиты, сверхнизкий статический ток (0,85 мА) и многое другое.
600 мА
Преобразователь «600 мА», передний
Преобразователь «600 мА», задний
Этот модуль с пометкой «DM01» на 100% предназначен для интеграции.Входы и выходы через контактные площадки. Похоже, этот модуль также выпускается в версиях на 3,3, 9 и 12 В. Он был выставлен на продажу как «понижающий понижающий модуль постоянного / постоянного тока 600 мА с фиксированным выходным напряжением 6-55 В на 5 В». Это может быть самый маленький модуль из 6, но отсутствие порта USB делает его нечестным сравнением. Одна особенность, которая отличает этот модуль от других, участвовавших в тесте, заключается в том, что он имеет панель «EN». Вы можете управлять этим разъемом для выключения и запуска модуля при необходимости. Заявленный ток отключения составляет менее 1 мкА.Если вы просто собираетесь подключить эту площадку к «Vin +», не беспокойтесь, «ток холостого хода» этого модуля составляет всего 0,7 мА.
Precise
Преобразователь «Precise», передний
Преобразователь «Прецизионный», задний
Этот модуль имеет те же соединения, что и «Fine», но он немного больше. Он продавался как «3A DC-DC 9V / 12V / 24V to 5V USB Step Down Power Module 2A Precise Vehicle Charger».
Напряжение и ток
Вот некоторые электрические свойства 6 модулей.У меня не было свойств модуля для «Сигары», поэтому диапазоны основаны на спецификациях микросхем и могут быть лучше, чем фактические диапазоны модулей.
Модуль | Входное напряжение | Выходное напряжение | Максимальный выходной ток | Пиковый выходной ток |
---|---|---|---|---|
Сигара | 3-40 В | 5,4 — 5,5 В | 1,5 А | ? |
Регулируемый | 4,75 — 24 В | 0,93 — 18 В | 2.5A | 5A |
Амперметр | 4,5 — 24 В | 0,93 — 20 В | 2A | ? |
Тонкое | 6 — 24 В | 5,1 — 5,2 В | 2,1 A | 3A |
600 мА | 6 — 55 В | 5 В | 0,6 A | 1 A |
Precise | 7,5 — 28V | 5V | 2A | 3A |
Пиковый ток означает способность обеспечивать высокий ток в течение ограниченного периода времени.Максимальный ток означает максимальный ток, который модуль может обеспечить постоянно. Имейте в виду, что в некоторых модулях упоминается, что для работы с максимальным током может потребоваться дополнительный радиатор или охлаждающее решение.
Несколько моментов, о которых стоит упомянуть: во-первых, «Сигара» с фиксированным выходным USB-разъемом выдает слишком высокое напряжение по стандартам USB. Это могло быть из-за старости или просто плохого качества. Разница составляет около 10%, и я считаю ее непригодной для использования. Во-вторых, большинство модулей способны работать с входным напряжением примерно до 25 вольт, но немногие из них могут работать с напряжением 40 вольт и выше.Престижность за это.
Характеристики коммутационной цепи
Модуль | Микросхема | Частота | Индуктор | Заявленный КПД |
---|---|---|---|---|
Сигара | MC34063A | 100 кГц | 220 мкГн? | 83% при 24 В и 500 мА |
Регулируемый | MP23070N | 340 кГц | 10 мкГн? | до 98% |
Амперметр | MP23070N | 340 кГц | 10 мкГн? | ? |
Fine | MP2315 (знак AGCG) | 500 кГц | 4.7 мкГн | от 12 В до 5 В 1 А может до 94% |
600 мА | HT7463A (марка 463A) | 1250 кГц | 22 мкГн | до 96% |
Точный | MP1584EN | 500 кГц | 15 мкГн? | до 96% |
Более высокая частота переключения будет означать меньшую пульсацию на выходе (более точное напряжение / ток), но вызывает больше накладных расходов из-за переключения, что немного снижает эффективность.
Рядом с некоторыми значениями индуктивности стоит знак «?». Это означает, что компонент не был отмечен, а значение было оценено на основе рекомендаций в таблице данных. Обычно для более низкой частоты требуется индуктор большего размера и большей мощности.
Тестирование
Измерение тока с обеих сторон
Сначала я измерил ток, используемый моим устройством на выходе преобразователя, который составил около 50 мА. Затем я создал фиктивную нагрузку 100 Ом, подключив два резистора по 200 Ом параллельно.Я использовал массив резисторов, чтобы уменьшить нагрузку на каждый отдельный резистор, который был рассчитан на 0,25 Вт. В соответствии с законом Ома резистор на 100 Ом будет вызывать нагрузку 50 мА при напряжении 5 вольт, аналогично тому, что делает устройство.
Затем я измерил ток, используемый преобразователем на входе, как для нагрузки устройства, так и для фиктивной нагрузки. Я заметил, что реальная нагрузка и фиктивная нагрузка с одинаковым средним током имеют одинаковую эффективность. Разница могла возникнуть, поскольку потребляемая мощность фиктивной нагрузки является фиксированной, в то время как устройство может потреблять мощность пачками, но это не оказало существенного влияния на результаты.Я пришел к выводу, что использование фиктивных резисторов — достаточно хорошее приближение для этого теста.
Затем я сделал фиктивные нагрузки на токи 25 мА, 50 мА и 100 мА, используя 1, 2 и 4 резистора, включенных параллельно.
Измерение тока с имитацией нагрузки
Чтобы как можно меньше повлиять на измерение, я использовал амперметр на входе (последовательно) и рассчитал ток на выходе, используя закон Ома I = V / R. Таким образом, не было никакого воздействия на выходную сторону, которое могло бы добавить падение напряжения и повлиять на результаты.Напряжение V измерялось параллельно, а сопротивление R известно и зависит от фиктивной нагрузки, используемой для каждого испытания.
Блок питания для теста был на 12 В, но из-за падения напряжения на амперметре входное напряжение модулей немного ниже.
Результаты
Я рассчитал эффективность каждого модуля для каждого типа нагрузки:
eff = Pin / Pout = (Vin * Iin) / (Vout * Iout)
Таблицы данных некоторых микросхем, используемых в модулях, содержат график эффективности.Эффективность зависит от напряжения и тока. Когда доступно, я добавил в последний столбец перечисленную эффективность микросхемы для соответствующих Vin и Iout. У некоторых модулей есть диаграммы эффективности, которые не охватывают диапазоны малых токов, что может указывать на тип нагрузки, для которой (не) были разработаны микросхемы.
Выходной ток 25 мА
Модуль | In V | Out V | In mA | Эффективность | Эффективность чипа |
---|---|---|---|---|---|
Сигара | 11.82 | 5,46 | 21 | 60% | |
Регулируемый | 11,63 | 5,08 | 35,65 | 31% | |
Амперметр | 11,58 | 5,04 | 40,04 | 27% | |
Мелкое | 11,91 | 5,12 | 13,7 | 80% | 87% |
600 мА | 11,9 | 5.04 | 14,2 | 75% | 74% |
Точный | 11,9 | 4,98 | 14,75 | 71% | 75% |
Выходной ток 50 мА
Модуль | In V | Out V | In mA | Эффективность | Эффективность чипа |
---|---|---|---|---|---|
Сигара | 11,52 | 5,49 | 38,6 | 68% | |
Регулируемый | 11.45 | 5,08 | 47,44 | 48% | |
Амперметр | 11,39 | 5,05 | 52,2 | 43% | |
Мелкое | 11,73 | 5,13 | 26,98 | 83% | 89% |
600 мА | 11,72 | 5,01 | 26,66 | 80% | 86% |
Точный | 11,72 | 4,98 | 27.3 | 78% | 77,5% |
Выходной ток 100 мА
Модуль | In V | Out V | In mA | Эффективность | Эффективность чипа |
---|---|---|---|---|---|
Сигара | 11,15 | 5,54 | 76,3 | 72% | |
Регулируемый | 11,22 | 5,08 | 79,8 | 58% | |
Амперметр | 11.18 | 5,04 | 76,1 | 60% | |
Мелкое | 11,41 | 5,12 | 54,6 | 84% | 91% |
600 мА | 11,46 | 4,9 | 51 | 82% | 88% |
Точный | 11,38 | 4,96 | 53,5 | 81% | 82% |
Заключение
Как видно выше, различия могут быть значительными.При тесте с наименьшей нагрузкой (25 мА) худший исполнитель потребляет в 3 раза больше энергии, чем лучший.
Различия в эффективности между модулями становятся более тонкими по мере увеличения нагрузки: 2x для 50 мА и 1,5x для 100 мА.
Входные напряжения разные. Более высокий ток на входе означает большее падение напряжения на амперметре, что приводит к более низкому входному напряжению по сравнению с выходным напряжением источника питания.
Указанный КПД микросхемы находится в пределах 5-10% от измеренного КПД модуля. Дельта может быть связана с неэффективностью самого модуля или с различиями в общих условиях (температура и т. Д.).
И победитель: «Отлично»! Этот модуль явно лучше всего подходит для сценариев с низким энергопотреблением. При достижении токов 100 мА разница между 3 ведущими модулями минимальна.
Что делает «Fine» лучше других? Это относительно новая микросхема. Таблица относится к 2014 году, а MP2307 — с 2008 года. Он также имеет очень низкие значения Rds (on) (90 мОм / 40 мОм), но, что наиболее интересно, MP2315 имеет режим энергосбережения AAM (Advanced Asynchronous Modulation) для легкая нагрузка.
Advanced Asynchronous Modulation (AAM) — это запатентованная технология MPS. Используя эту технологию, ИС будет снижать свою частоту при обнаружении низких нагрузок, тем самым уменьшая накладные расходы на переключение, но потенциально вызывая нестабильность и колебания. Значение резистора на выводе AAM определяет, когда начать это поведение. Не стесняйтесь поправлять меня в комментариях, если я неправильно это объясняю.
В заключение, если вам нужен эффективный модуль для легких нагрузок, вы можете попробовать этот модуль от QSKJ с чипом MPS MP2315, помеченным как AGCx (я видел, как AGCG или AGCE используются специально).Если у вас есть другие рекомендации, поделитесь ими в комментариях ниже. Удачного проекта!
Как запитать Arduino? Контакты Vin, 5 В и 3,3 В.
Контакты Vin, 5V, 3.3V и GND — это контакты питания Arduino.
Вы можете использовать вывод Vin для питания вашего Arduino от нерегулируемого источника питания от 7 до 12 вольт.Например, батарея на 9 В или сетевой адаптер с напряжением от 7 до 12 вольт.
В качестве альтернативы вы можете подключить Arduino к выводу 5V с помощью внешнего регулируемого источника питания 5V. Это может быть сетевой адаптер, выдающий постоянные 5В, или преобразователь постоянного тока в постоянный. который подключен к батарее или набору батарей.
Вы можете использовать вывод 5 В и вывод 3,3 В для подачи питания на модули, подключенные к Arduino. Но вы не можете использовать вывод 3,3 В для питания Arduino Uno / Nano.
Есть четыре разных способа включить Arduino:
Плата Arduino имеет два выхода питания:
Эта статья относится как к Arduino Uno, так и к Nano.У Nano нет цилиндрического домкрата. Но во всем остальном он идентичен Uno.
модулей, используемых в этой статье.
Раскрытие информации: имейте в виду, что некоторые ссылки в этом посте являются партнерскими. ссылки, и если вы пройдете по ним, чтобы сделать покупку, я получу комиссию. Имейте в виду, что я связываю эти компании и их продукты из-за их качество, а не из-за комиссии, которую я получаю с ваших покупок.Решение остается за вами, и решать, покупать ли вы что-либо, полностью зависит от вас.
Включение Arduino через разъем Barrel.
Вы можете подключить источник питания от 7 до 12 вольт к разъему на корпусе Arduino.
Например, аккумулятор на 9В.Наконечник цилиндрического домкрата должен быть подключен к положительному выводу источника питания, и гильза блока питания должна быть подключена к отрицательному выводу блока питания.
Включение Arduino через PIN-код Vin.
Подключите положительный выход вашего источника питания от 7 до 12 вольт к контакту Vin вашего Arduino, и отрицательный к контакту GND.
Вывод Vin идет на вход бортового регулятора 5V. Источник питания, который вы подключаете к выводу Vin, должен быть от 7 до 12 В для надежной работы регулятора. Он преобразует нерегулируемое входное напряжение в стабильные 5 В для использования Arduino.
Штырь Arduino Vin и цилиндрический разъем одинаковы. Штифт Vin напрямую соединен с концом цилиндрического домкрата. Рукав подключается к GND. Это означает, что если вы запустите свой Arduino через соединитель ствола, тогда вы можете использовать вывод Vin как прямой нерегулируемый выход батареи.
Питание Arduino через вывод 5 В.
Если у вас есть внешний регулируемый источник питания, который выдает 5 вольт, затем вы можете подключить его напрямую к выводу 5V на плате Arduino. Вход на выводе 5V не должен превышать 5.5В вольт!
Если вы хотите использовать менее четырех батареек AA, Затем вы можете использовать повышающий преобразователь для повышения напряжения до стабильных 5 В. Три последовательно соединенных батарейки АА дадут вам 1,5 * 3 = 4,5 В при полном заряде, и чуть больше 3В, когда почти пустой. Если электромагнитный шум для вас не проблема, Тогда вы можете купить эти дешевые преобразователи постоянного тока в постоянный на eBay или AliExpress.
Я сделал видеоурок по работе вашего Arduino на одной батарее AA:
Если напряжение вашего источника питания выше 5 В, тогда вы можете использовать линейный регулятор напряжения или понижающий преобразователь.
Понижающие преобразователи более эффективны, чем линейные регуляторы. Они преобразуют входную мощность на другой уровень напряжения. Линейные преобразователи «сжигают» избыточное напряжение и поэтому плохо работают с аккумуляторами. Они тратят энергию, превращая ее в тепло. Преимущество линейного регулятора в том, что он менее подвержен электромагнитным помехам.Если эти электрические помехи не имеют значения в вашей цепи, тогда вы можете купить дешевые понижающие преобразователи постоянного тока в постоянный на eBay.
Регулятор 5V на плате Arduino также является линейным регулятором.
Когда вы подключаете свой Arduino к выводу 5V, тогда контакт Vin не используется. Вы не можете запитать свои датчики и модули от контакта Vin.
Питание Arduino через USB-кабель.
Если вы подключите USB-кабель к Arduino, затем он подает регулируемые 5 вольт прямо на плату, и регулятор 5V не используется.
Как и при питании Arduino напрямую от вывода 5V, PIN-код Vin останется неиспользованным. Вы не можете запитать свои датчики и модули от контакта Vin.
Вывод 5 В в качестве выхода питания.
Вы можете использовать вывод 5V для питания датчиков и модулей, подключенных к Arduino.Вы должны проверить, поддерживает ли подключаемый модуль питание 5 В. Некоторые устройства рассчитаны только на 3,3 В!
Контакт 5V ограничен током 500 мА, если вы запитываете Arduino с помощью USB-кабеля. Встроенный стабилизатор напряжения рассчитан на 800 мА, но из-за проблем с рассеиванием мощности, вы не должны превышать 400–500 мА.
Если вам нужно больше мощности для ваших модулей, тогда вам следует использовать внешний источник питания.
Вывод 3,3 В в качестве выхода питания.
Вы можете использовать контакт 3,3 В для питания датчиков и модулей, которым требуется 3.Питание 3В.
Он может обеспечивать ток от 100 до 150 мА. Регулятор 3.3V подключен к выходу регулятора 5V. Потребление тока от регулятора 3,3 В будет рассеивать тепло как в регуляторе 3,3 В, так и в регуляторе 5 В. Это означает, что если вы подключите устройство с напряжением 3,3 В к разъему 3.Вывод 3V, то он тоже ограничивает максимальный ток, который вы можете использовать для модулей 5V, подключенных к выводу 5V.
Как обслуживать батареи — Магазин батарей глубокого разряда
ОСНОВЫ БАТАРЕЙ
* Важные элементы Выделенные / цветные
Перво-наперво. Аккумулятор на 12 В — это не аккумулятор на 12 В. Двенадцать вольт — это всего лишь номинальный, удобный термин, используемый для отличия одной батареи от другой.Полностью заряженная 12-вольтовая батарея, которой позволено «отдохнуть» в течение нескольких часов (или дней) без снятия нагрузки (или зарядки, идущей на нее), сбалансирует свой заряд и измеряет около 12,6 вольт между клеммами.
Когда батарея показывает только 12 вольт в вышеуказанных условиях, она почти полностью разряжена. Фактически, если напряжение покоя батареи составляет всего 12,0–12,1, это означает, что остается только 20–25% ее полезной энергии. Это либо кончился, либо он прошел глубокий цикл, и аккумулятор может быть подвергнут глубокому циклу только ограниченное количество раз, прежде чем он действительно разрядится.
12-вольтовые батареи обеспечивают полезную энергию только в ограниченном диапазоне — от более 14 вольт (при полной зарядке и отключении) до 10,5 вольт при использовании / под нагрузкой (когда свет тусклый, насосы стонут, а изображение на телеэкране становится мельче). Никакая 12-вольтовая батарея не будет оставаться при напряжении выше 14 вольт более секунды, если она не заряжается. Самый низкий предел составляет 10,5 вольт (используется при тестировании) и явно неудовлетворителен для практического использования. Опытные автомобилисты стараются использовать не более 20–50% энергии, доступной в батарее, перед подзарядкой.Это означает, что они никогда не позволяют напряжению покоя опускаться ниже 12,5. Они никогда не используют более 50% перед подзарядкой (напряжение покоя 12,3 В), за исключением чрезвычайных ситуаций. Они знают, что если напряжение покоя когда-либо достигнет 12,1, у них будет глубокая разрядка за один цикл, и что аккумулятор годен только на определенное количество циклов (от 20 в автомобильном аккумуляторе до 180 в аккумуляторе гольф-кары, при типичном уровне заряда). RV / морской аккумулятор годен не более чем на 30).
Вт = Вольт x А Пример: 60 Вт = 12 В x А и 60 ÷ 12 = 5 ампер
НАПРЯЖЕНИЕ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРА
Напряжение зарядки отличается.Еще несколько основ: если вы читаете статьи о том, как течет электричество, вы увидите сравнения того, как течет вода. В определенной степени это нормально, но вода также течет под действием силы тяжести. Электричество нет, его нужно «проталкивать» (точно так же, как воду иногда нужно откачивать).
На одном конце провода должно быть больше «сока», чем нужно на выходе, иначе электричество не пойдет. Провод, по которому вы прокачиваете электричество, и соединения в линиях сопротивляются потоку. Вы должны преодолеть это. Точно так же батареи обладают естественным сопротивлением брать заряд из-за их химического состава.Вам нужно подать в аккумулятор больше электричества, чем хотелось бы, иначе он не будет полностью заряжен. Чтобы зарядить стандартную 12-вольтовую батарею, вы должны довести ее до 14 вольт (величина зависит от типа батареи). .
При проверке батарей (в состоянии покоя) используйте эти «ориентиры напряжения».
12,6 В = 100%
12,5 В = 70%
12,3 В = 50%
11,4 В = 20%
Типичный аккумулятор с мокрым аккумулятором (свинцовые пластины в смеси серной кислоты и воды) необходимо зарядить до примерно 14.+ вольт, чтобы правильно распределить эти забавные мелочи, называемые электронами, по пластинам. Как только это будет сделано, аккумулятор может отдохнуть. При этом электроны распределяются и в конечном итоге уравновешиваются на уровне 12,6 вольт (более или менее, в зависимости от типа батареи и ее состояния). Это ваша отправная точка.
БОЛЬШЕ УСИЛИТЕЛЯ И НАПРЯЖЕНИЯ
Как упоминалось ранее, вам следует разряжать батарею только примерно до 12,3 В перед подзарядкой . Очевидно, дело не только в этом.Амперы — это мера фактической доступной мощности. Обычно они переводятся в ампер-часы (АЧ). Думайте об этом как о количестве (номинальной) 12-вольтовой мощности, которую вы можете потреблять от батареи в течение определенного времени. Это не просто три десятых вольта. Это 12 (номинальное) вольт в течение определенного времени. Три десятых — это не более чем разница в измерениях — как разница между тремя четвертями бака с бензином и половиной бака.
Посмотрите на напряжение как на две вещи: во-первых, силу, которая толкает электроны — во-вторых, как удобное измерение.
Посмотрите на амперы как на две вещи: во-первых, количество энергии (например, галлон газа) — во-вторых, как удобное измерение. Из (опять же номинального, не забывайте) 12-вольтовой ванны энергии вы можете извлечь столько ампер энергии.
Имейте в виду, что законы физики не позволяют вам получить от чего-то больше, чем вы вкладываете в это! Имейте в виду, что отходы (эти провода, содержимое батареи и т. Д.) Мешают вам вынуть столько, сколько вы вложили. Имейте в виду, что вам придется потреблять примерно на 10% больше электроэнергии, чем вы потребляете (высокий школьная физика).Аккумуляторный банк подобен «денежному» банку или текущему счету: если вы постоянно берете больше, чем кладете, у вас рано или поздно возникнут проблемы.
ПОДРОБНЕЕ О ЗАРЯДКЕ АККУМУЛЯТОРОВ
Не все батареи одинаковы. Стандартные аккумуляторные батареи с жидкими элементами можно заряжать до 14 + вольт (обычно 14,3, но зависит от производителя). Гелевые батареи и другие герметичные батареи никогда не следует заряжать до напряжения более 14,1 В (опять же, это может варьироваться в зависимости от производителя). И эти цифры относятся только к случаю, когда зарядное устройство будет отключено по достижении этих уровней (как в случае с генератором, солнечной системой, портативным зарядным устройством или генератором переменного тока двигателя).Когда напряжение падает (обычно до 12,6–13,3), зарядка начинается снова вручную или с помощью автоматического регулятора. Также обратите внимание: максимальное напряжение зарядки, указанное производителем для гелей, является постоянным, а не прерывистым. Это означает, что кратковременные перенапряжения перед отключением регулятора допустимы.
Продолжительная зарядка, при которой батареи «плавают» при постоянной зарядке (как в преобразователе RV или в автоматическом портативном зарядном устройстве), не должна выполняться при более чем 13.8 вольт (а 13,65 продлевает срок службы батарей). Предполагается, что аккумуляторы будут «заряжены» до разумного уровня, не недозаряжая или не перезаряжая их (предполагается, что вы «восполните их», управляя автомобилем). К сожалению, многие дешевые зарядные устройства и преобразователи для жилых автофургонов плохо регулируются. Чрезмерная зарядка быстро разрушает батареи. Недозаряд также разрушает батареи, но более незаметно, поскольку батарея расслаивается и больше не поддерживает заряд. Фактически, батарея RV на 100 ампер / час становится батареей на 10 ампер / час после постоянной недостаточной зарядки.Он будет считывать полное напряжение, но как только на него будет возложена небольшая нагрузка, оно упадет до нуля. Жители автофургонов, которые остаются подключенными к электросети в течение длительного времени, часто никогда не узнают, что это произошло, пока они не отключатся от сети, потому что трансформатор преобразователя также подает питание непосредственно на цепи автофургона, пока он заряжает аккумулятор — или пытается это сделать.
ВЫРАВНИВАНИЕ АККУМУЛЯТОРА
Иногда выравнивающий заряд может исправить описанную выше ситуацию. НО, никогда не пытайтесь выровнять действительно герметичный влажный аккумулятор, гелевый аккумулятор или аккумулятор AGM! При этом нужно быть очень осторожным! Аккумулятор переходит в «газ» (пузырьки в элементах, выделяется газообразный водород).Он не должен быть резким, брызгать кислотой, просто пузыриться от легкого до быстрого, но это требует осторожности. Обычно это делается путем подключения ручного зарядного устройства, затем повышения напряжения до 14,1 или 14,3 и, вместо того, чтобы останавливаться, как обычно, поддерживая его на этом уровне примерно при 5-амперном заряде в течение трех-шести часов (до тех пор, пока напряжение не достигнет 14,5–14,3 мА). 15). Сделайте это, сняв крышки со стандартной батареи, чтобы вы могли видеть, что происходит. Для одного из этих уравнительных зарядов обычно обычно около трех часов.
Соблюдайте меры предосторожности, используйте защитные очки, хорошо вентилируйте и т. Д.
Некоторые производители аккумуляторов рекомендуют выполнять выравнивание таким образом каждые три месяца (или после 5 глубоких циклов). Я думаю, что износ 12-вольтной батареи из-за выравнивания часто приносит больше вреда, чем он того стоит.
Батареи, которые держат на уровне 13,8 или около того в течение длительного времени, становятся ленивыми и им там нравится. Они тоже нуждаются в некотором «выравнивании». К счастью, не так резко, как указано выше. Если вы едете время от времени, генератор вашего двигателя должен делать это (при условии, что регулятор настроен правильно). То же самое и с солнечной электрической системой или хорошим, хорошо регулируемым независимым зарядным устройством.По крайней мере, время от времени используйте ручное зарядное устройство, когда оно припарковано и подключено к сети, но просто доведите напряжение до 14 + (в зависимости от ситуации) и остановитесь на этом.
Аккумулятор для тележки для гольфа
Шестивольтовые аккумуляторные батареи для тяжелых условий эксплуатации (например, для гольф-каров и т. Д.) Отличаются. Их тяжелые пластины и другие конструктивные особенности позволяют проводить периодическое выравнивание. Я рекомендую такую же скорость зарядки 5 ампер в течение трех-шести часов (пока напряжение не достигнет максимального значения 16,5) каждые шесть месяцев или около того. Это бывает по-разному, некоторые люди делают это ежемесячно (что может означать другую проблему).
СКОРОСТЬ ЗАРЯДКИ / РАЗРЯДА АККУМУЛЯТОРА
В справочниках по аккумуляторным батареям есть ссылки на правильную скорость зарядки. C / 10, C / 20 и т. Д. Иногда это может сбивать с толку. Что вам нужно знать, так это то, что это означает «время», необходимое для полной зарядки «разряженной» батареи при определенной мощности. Например: батарея 105 Ач полностью перезарядится (полностью разряженная) примерно за 10 часов при примерно 10 амперах заряда (C / 10) или примерно за 20 часов при 5 амперах заряда (C / 20). Более высокие скорости зарядки, такие как C / 5 или C / 8, не следует использовать с большинством аккумуляторов, потому что высокая сила тока, необходимая для такой быстрой зарядки, повреждает аккумулятор.C / 5 на разряженной батарее 105 Ач требует более двадцати ампер. (Это достаточная причина держаться подальше от устройств быстрой зарядки на заправочных станциях, где огромное количество ампер разрушает вашу батарею, когда они «заряжают» (разрушают) ее за 20 минут. И когда вы покупаете батарею с полки, не надо » Не позволяйте парню «поставить его на зарядное устройство всего на несколько минут», иначе он выйдет из строя еще до того, как вы его начнете использовать. что пошло не так сначала.Конвертер работает? Напряжение слишком высокое? Слишком низко? Это связано с аккумулятором? Перегорел предохранитель? Обрыв провода? Контакты грубый? Включите или выключите выключатель на домике на колесах (в зависимости от того, что подходит — и неправильное положение является распространенной ошибкой среди домов на колесах)? Сколько раз вы выполняли глубокий цикл? Короткое замыкание в системе? Были на связи давно? Автомобильный регулятор / генератор в порядке? (Подробнее позже.)
Для измерения, измерения, тестирования и устранения неполадок требуется всего несколько инструментов и базовые знания. Во многом это здравый смысл, не требующий инструментов.Никогда не полагайтесь на красный / желтый / зеленый идиотский счетчик, установленный в большинстве домов на колесах. Приобретите цифровой измеритель. Вам понадобится цифровой измеритель для точного считывания напряжения батареи с точностью до десятых долей вольта. У вас также должен быть аналоговый (игольчатый) измеритель. Вы не можете с большой точностью определить разницу между напряжениями батареи с помощью аналогового прибора, но они в некоторых отношениях лучше (потому что легче увидеть быстрые изменения), чем цифровые измерители для считывания колебаний. (Намного больше позже.)
Приобретите 12-вольтную лампу для поиска и устранения неисправностей / контрольную лампу в любом автомобильном магазине по дешевке или сделайте ее самостоятельно.(Измерители покажут напряжение, даже если в проводе осталась только одна жила. Контрольные лампы не загорятся, если провода недостаточно для переноса нагрузки.)
Купите приличный ареометр, если у вас есть батареи с жидкими элементами и вы можете удалить их. шапки. Не купите дешевку с цветными плавающими шарами. Узнайте, как читать ареометр.
Тестирование батареи
Может быть выполнено несколькими способами: Самый точный метод измерения — использование ареометра для измерения удельного веса и D.C. вольтметр, чтобы получить напряжение батареи.
Качественный тестер нагрузки может быть хорошей покупкой, если вам нужно проверить герметичные 12-вольтные батареи.
Для любого из этих методов необходимо сначала полностью зарядить аккумулятор, а затем удалить поверхностный заряд. Если аккумулятор просидел хотя бы несколько часов (я предпочитаю не менее 12 часов), можно начинать тестирование. Для снятия поверхностного заряда аккумулятор необходимо разрядить в течение нескольких минут. Использование фары (дальний свет) сделает свое дело. После выключения света вы готовы проверить аккумулятор.
Состояние заряда | Удельная масса | Напряжение | ||
---|---|---|---|---|
12 В | 6 В | |||
6,3 | ||||
75% | 1,225 | 12,4 | 6.2 | |
50% | 1,190 | 12,2 | 6,1 | |
25% | 1,155 | 5 | 1,155 | 8 |
В разряженном состоянии | 1,120 | 11,9 | 6,0 |
Удельный вес: Полная зарядка SG начнется примерно с 1.260 в автомобильном аккумуляторе до примерно 1,275 в гольф-каре. Высокий удельный вес (больше кислоты) позволяет потреблять больше сока (тока), но только до определенного предела; потом батарея портится — быстро. Пластины для тележек для гольфа созданы для того, чтобы справиться с этим, RV / Marine в некоторой степени, автомобильные — нет. Не пытайтесь получить больше AH, добавляя кислоту (или уксус вместо дистиллированной воды), батарея просто разрядится раньше.
БОЛЬШЕ О УДЕЛЬНОЙ МАССЕ — и проверка напряжения покоя
Если у вас есть стандартные батареи, приобретите хороший ареометр (не тот, в котором есть цветные плавающие шарики).Внутри него должна быть трубка с четко обозначенными шагами удельного веса и встроенный термометр с диаграммой температурной коррекции. Маловероятно, что новый аккумулятор, даже недавно заряженный, обеспечит более 80% своей номинальной мощности. Вы получите больше после того, как его использовали и несколько раз зарядили — если только он не неисправен. В любом случае проверьте SG, чтобы установить «базовое» значение.
Особо ищите различия между ячейками. Разница в 0,050 между любыми означает возможную проблему. Это после того, как он зарядится и немного пузырится, чтобы тщательно перемешать химикаты.Если это новый аккумулятор и такое случается, заберите его обратно. Если старый, планируйте заменить его в ближайшее время. Вероятно, в нем есть расслоенная / закороченная ячейка. Изначально нет необходимости проверять SG до тех пор, пока аккумулятор не достигнет примерно 70% полного заряда и не начнет слегка пузыриться / выделять газ (а не кипит, как в кофейнике). Затем каждый час снимайте показания и записывайте их. Когда три последовательных показания одинаковы, аккумулятор заряжен настолько, насколько это возможно. Запишите показания для каждой ячейки и батареи. Отсоедините аккумулятор от любого заряда или нагрузки и оставьте его на ночь (лучше 24 часа).Проверить SG еще раз. Показания могут быть немного ниже, но должны быть постоянными. Запишите их в качестве нового базового уровня: ваши нормальные, полный заряд, значения в состоянии покоя.
Сделайте это снова через две недели или месяц использования. Показания могут быть немного выше, но, опять же, должны быть последовательными. Если аккумуляторы постоянно перезаряжались или недозаряжались, это будет отображаться здесь. Вы должны были убедиться, что зарядное устройство было правильно настроено, прежде чем начинать все это, но если вы получите ненормальные показания, проверьте, что ваше зарядное устройство регулируется правильно (см. Ниже).Если вам нужно добавить воды так скоро, вы почти наверняка перезаряжаете. После того, как вы выполнили вышеуказанные тесты, вам не нужно делать это чаще двух раз в год, если вы не обнаружите проблему. Уровень воды следует проверять примерно раз в месяц. В идеале не нужно добавлять воду чаще двух-четырех раз в год. Более того, вероятно, указывает на перезарядку.
Использование ареометра без беспорядка
Вставьте его в ячейку так, чтобы он просто лежал на поверхности пластин.Несколько раз впрысните и выдохните — осторожно, не брызгайте. Затем заполняйте до тех пор, пока внутренняя трубка не всплывет. Слишком мало, и он будет лежать на дне ареометра. Слишком много, и он попадет в самый верх. В любом случае вы получите ложные показания. Не вынимайте предмет из ячейки, чтобы прочитать его, вы просто капнете кислотой. Прочтите и запишите. Считывайте на уровне жидкости, а не на небольшом изгибе в месте соприкосновения жидкости с внутренней трубкой. (Перед тем, как перейти в следующую камеру, не забудьте снова влить кислоту.) Отметьте температуру на термометре и исправьте показания, как указано. Обратите внимание, что все показания для батареи должны быть в пределах 0,050 друг от друга. Имейте в виду, что у вас может быть дешевый или неисправный ареометр. У El cheapos есть бумажная шкала SG в трубке, которая скользит вверх и вниз.
Нагрузочное тестирование — это еще один способ тестирования батареи. Нагрузочный тест снимает ток с батареи так же, как при запуске двигателя. Тестер нагрузки можно купить в большинстве магазинов автозапчастей. Некоторые производители аккумуляторов маркируют свои аккумуляторы с помощью амперной нагрузки для тестирования.Это число обычно составляет 1/2 рейтинга CCA. Например, батарея 500CCA будет тестировать под нагрузкой 250 ампер в течение 15 секунд. Нагрузочный тест может быть выполнен только в том случае, если аккумулятор почти полностью заряжен или полностью заряжен.
Показания ареометра не должны отличаться более чем на 0,05 разницы между ячейками.
Цифровые вольтметрыдолжны показывать напряжение, указанное в этом документе. Напряжение герметичного AGM и гелевого аккумулятора (полностью заряженного) будет немного выше в диапазоне от 12,8 до 12,9. Если у вас есть показания напряжения в 10.Диапазон 5 вольт на заряженной батарее, что обычно указывает на короткое замыкание элемента.
Если у вас есть влажная ячейка, не требующая обслуживания, единственными способами проверки являются вольтметр и испытание под нагрузкой. Любая из необслуживаемых батарей со встроенным ареометром (черное / зеленое окошко) покажет вам состояние 1 элемента из 6. Вы можете получить хорошие показания для 1 элемента, но у вас возникнут проблемы с другими элементами в аккумуляторе.
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
Техническое обслуживание имеет первостепенное значение. Круд на батарее обеспечивает проход между полюсами.Это «короткое». Большинство людей никогда не замечает этого, но он постоянно использует энергию. Вам не нужно поливать пищевую соду. Часто достаточно просто спрея и протереть бытовым чистящим средством.
- Будет расти коррозия. Иногда вы этого даже не видите. Разберите контакты и очистите их. (Сейчас можно использовать пищевую соду, но не позволять ей попадать в клетки.) Выполняется один или два раза в год, это быстро и легко.
- Перед тем, как собрать все вместе, смажьте все поверхности (тонким слоем) силиконовой диэлектрической смазкой.Это до, а не после. Вы ничего не добьетесь, размазав смазку поверх коррозии.
- Никогда не используйте красный аэрозоль для аккумуляторов. Это только усугубляет ситуацию. Красные / зеленые фетровые, некоррозионные шайбы в порядке.
- Этикетка или цветовой код кабеля и концов проводов. Составьте схему. Если вы этого не сделаете, вы просто ошибетесь.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ ОБ АККУМУЛЯТОРАХ (В БОЛЬШИНСТВЕ ГЕЛЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ и AGM)
Применяется во многом тот же материал: Все аккумуляторы необходимо обслуживать. Все батареи необходимо держать заряженными — , но не перезаряженными или недозаряженными. Для всех необходимы чистые соединения и хороший прочный кабель и провод подходящего размера. Ни один из аккумуляторов не должен подвергаться регулярной глубокой разрядке. Самое главное, зарядка должна хорошо регулироваться.
И вот здесь начинает проявляться серьезная разница между гелями, AGM и обычными жидкостными батареями.
- Влажные батареи (затопленные) батареи: Подвесные пластины, обычно с некоторыми формами сепараторов (чтобы пластины не касались друг друга) погружаются в жидкий электролит.Их можно заряжать, как стартерную батарею, что значительно упрощает работу.
- Гелевые батареи : пластины подвешены в густом гелеобразном электролите, который обеспечивает стабильность и устраняет пустоты или «воздушные карманы» на пластинах. Лучшие гели — от East Penn Mfg. (под «SeaGel», «Prevailer» и другими ярлыками — но где-то появится название East Penn). Спортсмены имеют легкий вес. Гели редко заряжаются до напряжения более 14,1 В при начальной (полной) зарядке и 13,8 (13,8 В).65 лучше) в качестве «плавающего» заряда (см. Ниже).
- Аккумуляторы AGM (Absorbed Glass Mat): плотное волокнистое покрытие между пластинами и жидким электролитом обеспечивает
свойств, аналогичных гелевым аккумуляторам, но гораздо более прочным, поскольку они были разработаны для использования в самолетах и вездеходах. Лучшие AGM — это те, которые производит «Конкорд» (обычно под лейблом «Линия жизни», но Конкорд где-то появится). AGM (как и гели) очень чувствительны к перезарядке. Для первоначального (объемного) заряда рекомендуется 14,38 Вольт, а для начального заряда — 13 Вольт.38 как «плавающий» заряд.
Плюсы и минусы:
Стандартные старые залитые батареи дешевы (изначально). Они сделают свою работу (тележки для гольфа или аналогичные вещи лучше, чем вещи для автофургонов / морских судов). См. Примечания в другом месте. Они будут выпускать газ и жидкость, но ее можно пополнить дистиллированной водой. Им требуется лот ухода.
Гели и AGM могут работать лучше и служить дольше, НО также требуют особого ухода. Изначально они довольно дорогие (но мои шесть гелей уже десятый год, как новые, а их стоимость ниже, чем у стандартных батарей). Однако они заряжаются очень тщательно, и для этого требуется дорогостоящее зарядное устройство / регулятор. Гели и AGM не нуждаются в большом уходе и чистке (кроме быстрого распыления и протирания бытовым чистящим средством), ЕСЛИ вы не сделаете что-то глупое и не перезарядите их. Они не проливают кислоту, очень устойчивы к ударам, не пропускают газ (каламбур), если серьезно не заряжены, имеют ОЧЕНЬ низкую скорость саморазряда (хорошо, когда жилой дом находится на хранении) и имеют очень долгий срок службы.
Я использовал батарейки для гольф-мобилей, обычные батарейки и гели.Как я повторю более подробно в другом месте, тележки для гольфа и аналогичные аккумуляторы, с учетом всех обстоятельств, являются лучшим решением. Если бы мне пришлось заменить батареи сегодня (они находятся в жилом отсеке в небольшом доме на колесах), я бы выбрал AGM. В большем доме на колесах я бы поехал с батареями для гольф-мобилей или вилочных погрузчиков.
Никогда не заряжайте батарею gel до напряжения более 14,1 В (или до напряжения, превышающего указанное производителем) до того, как регулятор отключит зарядное устройство, за исключением очень коротких периодов времени.Затем, поскольку батарея «плавает» (держится на зарядном устройстве с приложенным зарядом, чтобы поддерживать его на разумном уровне), она никогда не должна превышать 13,8 вольт (лучше, для длительного срока службы — максимум 13,65 вольт). Опять же, вы не держите аккумулятор постоянно. Иногда вы доводите его до 14. + (это EZ с солнечным регулятором или более качественным зарядным устройством, которое будет часто и автоматически выполнять задачи регулирования. (Подробнее позже). AGM заряжаются одинаково, только с другим напряжением.
На самом деле было бы глупо держать (плавать) любую батарею при постоянном заряде более 14 вольт. Вы бы просто износили его раньше времени, и он все время извергал бы кислоту, создавая беспорядок. Но с обычной батареей с мокрыми ячейками со съемными крышками вы можете добавить воды и очистить от коррозии. С гелем или любым другим (действительно) герметичным аккумулятором нельзя добавлять воду. Все, что вы можете сделать, это посмотреть, как разряжается батарея.
У гелевых батарейи AGM есть крышки, но никогда не пытается их снять. Во-первых, вы нарушите гарантию. Во-вторых, вы загрязните внутреннюю часть. Когда он умирает раньше срока, дилер / завод узнает, что вы это сделали, и аннулирует гарантию. Кроме того, если вы перезарядите гелевый или AGM аккумулятор, завод тоже может это обнаружить. Опять же, никаких гарантий.
ТЕМПЕРАТУРА
Температура важна при зарядке любых батарей. По-настоящему горячая батарея (например, если они лежат в дешевом пластиковом ящике) будет перезаряжаться намного раньше, чем указанные выше напряжения.Хранение аккумуляторов «в помещении» помогает поддерживать их примерно при идеальной температуре (от 68 до 77ºF). На самом деле высокая температура становится настоящей проблемой только тогда, когда аккумулятор «плавает». Поплавок на 13,8 В может легко превратиться в поплавок из 14+ целых пучков при 90 °. Температура также может быть проблемой зимой, поскольку батареи пытаются замерзнуть, а их емкость в ампер-часах уменьшается более чем на 30%.
ПОДРОБНЕЕ О РЕГУЛИРОВАНИИ ЗАРЯДА
Есть только несколько преобразователей / комбинированных зарядных устройств для жилых автофургонов, которые стоит иметь.Большинство из них делают абсолютно паршивую работу, и вы не имеете ни малейшего представления, какое бешеное напряжение (или его отсутствие) идет на ваши батареи. Некоторые преобразователи / зарядные устройства работают. Проверьте свою независимо от того, какую батарею вы используете. При работающей вещи и достаточно хорошо заряженной батарее, и не намного большей нагрузке на батарею, чем усилитель телевизионной антенны и мозг рефрижератора (рефрижераторы RV с печатной платой все время используют 12 вольт, просто для работы с платой) , подключите цифровой вольтметр к клеммам «домашней» аккумуляторной батареи.Оставьте его на некоторое время и посмотрите, держит ли он батареи примерно до 13,8 вольт. (Или это их зарядка до чего-то нелепого?) (Или это вообще зарядка?) В некоторых, даже в меньшем количестве, RV используется отдельное зарядное устройство (не как часть преобразователя). Как правило, они довольно хорошие (и дорогие). Но проверьте их так же. Совсем не редко можно найти стандартные зарядные устройства для жилых автофургонов с плавающими батареями на 14,3 В или выше. Лучшие зарядные устройства регулируются в две, три или четыре ступени. Во-первых, при достаточном спросе они полностью заряжаются до 14.+ вольт (регулируется вами). Во-вторых, они возвращаются к «плавающему» заряду около 13,8 (который в хороших зарядных устройствах снова регулируется). Некоторые из них имеют третью ступень «выравнивания», автоматическую или ручную, которая также должна быть регулируемой. (Есть также некоторые четырехступенчатые зарядные устройства.)
Если вы хотите использовать гелевые или AGM-батареи, у вас должен быть хороший, надежный, регулируемый пользователем регулятор и зарядное устройство. Лучший способ заряжать батареи — использовать солнечную электрическую систему. (Опять же, проверьте сначала и последнее с помощью «RV Solar Electric» выше.) Солнечная система (если у нее есть регулируемый пользователем регулятор) позволит вам установить отсечку заряда на желаемое значение вольт. Обычно, когда солнечная система достигает этого, она отключается и падает примерно до 13,1 вольт перед возобновлением работы (некоторые солнечные регуляторы вернутся к плавающему напряжению). Это дает батареям «отдых» и предохраняет их от перезарядки. (И, конечно же, ночью солнечные системы ничего не делают, так что здесь тоже можно хорошо отдохнуть.) В качестве резерва вы можете использовать генератор или коммерческую энергию. Убедитесь, что ваш генератор (если у него есть прямая зарядная розетка на 12 В постоянного тока) настроен на регулировку при правильном напряжении! Если он просто заряжается через преобразователь, вы проверили это выше, но перепроверьте это при работающем генераторе.Сделайте то же самое с независимым зарядным устройством. Доступны многие другие.
Deep Cycling
Давайте рассмотрим кое-что здесь: разумеется, не следует выполнять глубокий цикл батареи ежедневно. Если это так, то максимальный срок службы любой батареи будет равен доступному количеству циклов, и ни одна батарея не прослужит более 6–9 месяцев. В идеале вам нужна батарея (батареи), которая обеспечит необходимую мощность без циклической перезарядки (истощения после полной зарядки) более чем на 20-50% перед подзарядкой.(Если у вас есть батарея на 100 Ач, и перед подзарядкой она потребляет не более 20 Ач, она может прослужить дольше, чем вы.) К сожалению, это нереально, но вы можете взять до 50% заряда батареи перед подзарядкой и все же получить долгую жизнь. Простая арифметика — сколько АЧ использовалось по сравнению с тем, сколько АЧ доступно, подскажет вам, сколько батарей необходимо. Имейте в виду, что вы не должны ожидать, кроме 80% рейтинга производителя. Таким образом, аккумулятор на 105 Ач на самом деле составляет около 84 Ач. МАКСИМУМ! Никакая батарея не даст вам номинальной мощности в реальной жизни! Их рейтинг снижен до 10.5 вольт. К тому времени свет становится тусклым, а изображение на телеэкране — тусклым. Удельный вес около 1.200 или напряжение от 12,25 до 12,3 означает, что батарея разряжена примерно на 50%. К тому времени, когда оно упадет до 11,8 или 12 вольт, оно почти разрядится.
Ампер-часы и емкость аккумулятора
Что такое “Ампер-часы”? Ампер-часы — это количество тока в «амперах», умноженное на количество часов, в течение которых он может обеспечить этот ток.
Пример: батарея на 100 ампер-часов может обеспечить 10 ампер в течение 10 часов или 20 ампер в течение 5 часов.
Один ампер на 100 часов или любая комбинация должна позволить вам оценить батареи, но это не работает. (Это логарифмическая, а не линейная прогрессия.) Кроме того, емкость в AH зависит от нескольких вещей: размера, количества / типа электролита, толщины пластины и т. Д. Вы не хотите исследовать всю эту чушь. Ключевыми интересами для нас являются:
Скорость разряда: Обычно 20 часов для автомобилей, 6 для гольфмобилей и 8 для автофургонов / морских судов. Гольф-кар на 180 Ач технически даст вам 30 ампер в течение 6 часов, но не 60 ампер в течение трех часов.(Имеет отношение к таким вещам, как нагрев с такой высокой скоростью из-за того, что требуется экстремальное химическое воздействие — вещи, с которыми вы не хотите шутить.) Тем не менее, он проработает один ампер примерно на 105 часов, что приятно знать. Не читайте просто АХ. Прочтите таблицы при сравнении батарей.
Удельный вес: SG при полной зарядке будет работать от примерно 1,260 в автомобильном аккумуляторе до примерно 1,275 в гольф-мобиле. Высокий удельный вес (больше кислоты) позволяет потреблять больше сока (тока), но только до определенного предела; потом батарея портится — быстро.Пластины для тележек для гольфа созданы для того, чтобы справиться с этим, RV / Marine в некоторой степени, автомобильные — нет. Не пытайтесь получить больше AH, добавляя кислоту (или уксус вместо дистиллированной воды), батарея просто разрядится раньше.
Температура: Батареи рассчитаны на максимальную работоспособность при 77 ° F. При более высоких температурах они производят больше, но умирают раньше. При более низких температурах они гаснут меньше, но служат дольше (если вы не дадите им замерзнуть).
КАБЕЛИ И СОЕДИНЕНИЯ
Очень важно связать систему вместе.Нет смысла тратить много денег на аккумуляторы и зарядные устройства и разбирать их на скудном барахле. Большие аккумуляторные кабели можно приобрести в San Diego Battery Wholesale. Также доступен заказной кабель вашей длины с клеммами, подходящими для вашего автомобиля.
ДОЗИРУЮЩИЕ БАТАРЕИ
Если у вас есть необслуживаемые (не требующие обслуживания) батареи, вы не сможете получить удовольствие от ареометра. Даже если вы можете использовать ареометр, вам не нужно (или вы хотите) делать это чаще, чем пару раз в год.Используйте таблицу (см. Ниже), чтобы точно контролировать состояние заряда. При снятии показаний SG измеряйте одновременно и напряжение. Имейте в виду, что если аккумулятор заряжается, напряжение будет примерно на ½ — 1 вольт выше фактического. Обратите внимание, что напряжения на диаграммах (позже) отличаются друг от друга всего на 0,05. Вы не можете прочитать это точно на аналоговом (циферблатном / стрелочном) измерителе. Вам нужен цифровой счетчик. Вам не нужно тратить более 200 долларов на профессиональную модель. Смотрите рекламу недорогих счетчиков в журналах по электронике.Вам понадобится 3½-разрядный измеритель (с точностью до двух знаков после запятой) и получите его с измерением тока не менее 10 ампер (лучше 20). В настоящее время наиболее выгодной сделкой является бренд Metex № M3800 3½ разряда на 20 ампер по цене 40 долларов от: JAMECO. (См. «Источники».) Все автомобилисты в любом случае нуждаются в одном из них.
При проверке батарей (в состоянии покоя) используйте эти «ориентиры напряжения».
12,6 В = 100%
12,5 В = 70%
12,3 В = 50%
11,4 В = 20%
БОЛЬШЕ О ПОДЗАРЯДКЕ И ПЕРЕГРУЗКЕ
«Недостаточная» приводит к расслоению.«Over» просто ест тарелки. Используйте регулятор, чтобы предотвратить перезарядку. Когда вы думаете, что батарея заряжена, слишком высокий SG означает перегрузку. Слишком низкий — значит ниже. Сравните с точной проверкой напряжения. Добавлять воду нужно всего несколько раз в год. Больше означает, что аккумулятор слишком сильно выделяет газ. По ощущению тепла батарейного отсека (лучше пластмассы) уже не скажешь. Вы должны вложить в батарею примерно на 10% больше энергии, чем вы извлекаете (больше физики в средней школе — каждый раз, когда энергия трансформируется, должна быть некоторая потеря).«Старому» аккумулятору может потребоваться больше. Сравните, сколько вы вкладываете с тем, что вы берете, и соответствующим образом рассчитайте размер своей системы.
ПОДКЛЮЧЕНИЕ АККУМУЛЯТОРОВ ПАРАЛЛЕЛЬНО, ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО и ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО-ПАРАЛЛЕЛЬНО
Это действительно просто, но удивительно, сколько RVer’ов все это проваливают!
Последовательно увеличиваются вольт; усилители остались прежними.
Параллельно усилитель увеличивается; вольт остаются прежними.
Параллельно: вы подключаете (+) одного 12vbat к (+) другого.Подключите (-) одного к (-) другого. Тогда у вас все еще будет 12-вольтная летучая мышь, но с большей емкостью в ампер-часах. Теперь это обычная летучая мышь на 12 В, за исключением того, что она находится не в одной «коробке», а в двух.
In Series: Если вы подключите две 12-вольтовые батареи последовательно, у вас будет 24 вольта. Очевидно, это не то, что нужно делать, если у вас нет преобразователя шины или нестандартной установки, которая использует 24 вольта. Тем не менее, многие автомобили на колесах используют 6-вольтовые батареи (обычно для тележек для гольфа). Например, два последовательно включенных 105AH 6v все равно будут = 105AH, но при номинальном напряжении 12В.
Последовательное подключение:
Для упрощения визуализации. Начните с простой блок-схемы. Две батареи по 6 В.
На левой летучей мыши поместите (-) на левом конце, поместите (+) на правом конце.
На правой летучей мыши поместите (-) на левый конец, поместите (+) на правый конец.
Проведите линию от (+) на левой летучей мыши до соседней (-) на правой ракетке.
Теперь это обычная летучая мышь на 12 В, за исключением того, что вместо того, чтобы находиться в одной «коробке» со всеми элементами, последовательно соединенными внутри, она находится в двух коробках, соединенных кабелем.Это все еще одна 12-вольтовая летучая мышь электрически, так что НАЧНИТЕ ДУМАЙТЕ об этом ТАК и не запутайте себя, думая о ней как о летучей мыши 1 и 2.
На данный момент у вас есть две неиспользуемые стойки биты — просто как обычная бита на 12 вольт; один минус, который идет на землю шасси, и один вывод, который идет к обычному разъединителю / источнику питания 12 В и т. д.
Последовательность / Параллель:
Просто повторите описанный выше этап последовательного подключения еще с двумя 6-вольтовыми батареями, и вы получите две 12-вольтовые батареи. Думайте об этом, а не о четырех батареях на 6 В! Теперь у вас есть два (-) неиспользуемых поста.Соедините их вместе (как при параллельном подключении двух обычных батарей на 12 В). Повторите эти действия для двух неиспользуемых (+) столбов.
Это действительно очень просто. Проблема многих людей заключается в том, что они думают, что это очень сложно. Это не.
Единственный раз, когда вы думаете о батареях как о четырех батареях на 6 В, — это когда вы отключаете их для обслуживания и очистки. А затем только для того, чтобы быть абсолютно уверенным, что вы не облажаетесь, собирая их снова.
Для этого очень важно четко обозначить штыри и концы кабелей!
% заряда | Стандартная батарея Типичный удельный вес (после температурной коррекции) | Стандартная батарея Эквивалент Напряжение покоя | Гелевый аккумулятор Эквивалентный гелевый аккумулятор | |
100% | 1.От 260 (авто) до 1.280 (промышленный) | 12.60-12.75 | 12.90-13.00 | |
95% | 1.255 | 12.60-12.70 | 5 12,80 | 5 12,80 |
90%245 (То же, что и выше. Нет смысла быть слишком разборчивым.) | 12,60 | |||
80% | 1,235-1,240 (Мы стараемся не производить разряд ниже этой точки.) | 12,50 -12,55 | 12,60 | |
75% | 1,225-1,230 (1,230 = минимальный удельный вес заряженного аккумулятора) | 12,50 | ||
61 70% 1.220 (Все, что ниже 1,220, «плохо» заряжено.) | 12,45 | 12,50 | ||
65% | 1,215 | 12,40 | 1.205 | 12,35 | 12.40 |
55% | 1.200 | 12.30 | 1 | |
%190-1,195 (Старайтесь никогда не разряжать ниже этой точки.) | 12,25 | 12,35 | ||
45% | 1,185 | 12,20 | ||
1,180 | 12,15-12,20 | 12,25 | ||
25% | 1,160-1,170 (Опасно низкий заряд; аккумулятор поврежден.) | 12.10-12.15 | ||
20% | 1.150 (В этот момент элементы умирают. Прощай, аккумулятор.) | 11.80-12.00 | 12.15 |
УСТРАНЕНИЕ НЕПОЛАДОК
Домашняя батарея: Цель состоит в том, чтобы определить, в порядке ли батарея сама по себе, и, в ее роли «домашней» батареи, как вы можете проверить ее, домашнюю проводку и зарядку схема.
Ситуация: Вы заряжаете аккумулятор от одного из нескольких источников. Все работает нормально; но без видимой причины и внезапно нет электричества. Не начинайте просто разбирать все на части! Посмотрите вокруг в поисках очевидного. Аккумулятор все еще там? Все в одном куске? (Удар молнии поблизости может сорвать верхнюю часть.) Подключены ли кабели? Однажды я провел час, блуждая с вольтметром, и обнаружил, что просто отключил отрицательный кабель.
Шаги:
Подключите вольтметр к батарее. Он должен показывать некоторое приемлемое напряжение, даже если он хорошо разряжен (если он не мертв). Если напряжение в норме и если все в порядке, попробуйте переместить / скрутить зажимы основного кабеля на батарее. Часто даже на аккуратной батарее между штырем и разъемом образуется тонкая пленка коррозии (которую вы не видите). Хотя коррозия нарастает очень постепенно, ее эффект может произойти внезапно.
- Затем, особенно если соединения грубые, поместите кончик вертикальной отвертки с плоским лезвием сверху на круговое соединение стойки и зажима и хорошенько стучите по нему кулаком (не молотком).
- Проделайте то же самое с другим постом. Если проблема заключается в плохом соединении, то вышеупомянутое должно позволить течь хотя бы небольшому количеству электричества — достаточно, чтобы указать на проблему. Если все вышеперечисленное помогает, разобрать вещи и почистить их.
- Если описанное выше не помогает, сначала отсоедините источник зарядки, затем отсоедините аккумулятор (вы также можете снять его). Перед тем, как начать возиться с аккумулятором, подсоедините пару перемычек от заведомо исправного аккумулятора к кабелям жилого автофургона.
- Сначала подсоедините (+) кабель. Если вы не позволяете свободному концу чего-то касаться, искр не должно быть, потому что электричеству некуда идти (пока).
- Затем подсоедините (-) кабель к «исправному» аккумулятору. (Опять же, не должно быть искр, если вы не облажаетесь.)
- Наконец, присоедините последний (-) конец к кабелю RV (если неисправный аккумулятор был удален, искры на этом последнем соединении не должны ничего повредить Это кажется окольным способом сделать все это, но для этого есть причина.
- Если в вашем доме сейчас электричество, значит, у вас разряжена батарея. Возможно плохой аккумулятор, но не обязательно. Опять же, прежде чем начинать возиться с «плохой» батареей, нужно проверить систему зарядки. Идея здесь — выяснить, почему разрядился аккумулятор.
- Включите нагрузку (лампу или что-то еще), чтобы снять поверхностный заряд с вашей «хорошей» временной батареи. В зависимости от того, какое у вас зарядное устройство, вам может потребоваться разрядить батарею примерно до 13 В или меньше, чтобы регулятор позволил возобновить зарядку.Продолжайте измерять напряжение. Когда зарядка возобновится, она увеличится.
- Если напряжение не увеличивается, возможно, ваш источник зарядки (преобразователь, генератор, солнечная система) не работает или поток прерывается.
Сделайте сначала тупые проверки:
- Преобразователь работает? Включен или выключен переключатель «kill» на некоторых домах на колесах? Маловероятно, потому что тогда потеря должна была быть постепенной, а не внезапной. Хотя это возможно.
- И возможно, у вас плохой аккумулятор И плохая система зарядки.Преобразователи для жилых автофургонов со встроенными зарядными устройствами действительно могут вас запутать. У этих устройств есть два выхода: один подает 12 В напрямую от трансформатора к большинству домашних цепей. Другой идет от зарядного устройства к аккумулятору. Если вы были подключены к электросети, главный трансформатор мог работать, в то время как зарядное устройство не работало. Кроме того, может быть выключен аварийный выключатель или перегорел предохранитель зарядного устройства. (Сначала проверьте глупости.)
- Поместите вольтметр на конец батареи, пока вы это делаете.Довольно часто небольшие манипуляции сразу все проясняют. Если нет, вернитесь к источнику зарядной системы с помощью вольтметра. Есть ли напряжение на выходе зарядного устройства? На выходе к клемме аккумулятора на солнечных батареях или солнечном регуляторе?
- Еще раз внимательно проверьте предохранители. Вы не можете определить, неисправен ли предохранитель, посмотрев на него, вам нужно измерить его с помощью тестовой лампы. Помните, что измеритель может показывать «хорошо», если есть лишь небольшой контакт, но контрольная лампа не будет работать, если ее недостаточно для выдерживания нагрузки.
- Если и это не удается, возможно, вам придется проверить источник зарядки без подключенного аккумулятора. С преобразователем RV это легко, но если вы используете солнечную систему или ветрогенератор, возможно, вы не сможете (некоторые из них могут быть серьезно повреждены при работе без нагрузки). RTFM (Прочтите F ****** Руководство)! Наша цель при проверке источника (с подключенной батареей или без нее) — увидеть, есть ли там что-нибудь.
Если напряжение по-прежнему отсутствует, запускается обременительный процесс проверки всей системы.
- Делайте это логически. Сначала пройдите до источника. Отключите генератор, солнечные батареи, что угодно, от системы. Теперь вы можете измерять их в действии, ничего не повредив (кроме некоторых ветрогенераторов). Если зарядное устройство работает, вы знаете, что у вас есть два длинных куска провода (+) и (-) с проблемой. Не игнорируйте провод (-). Это так же необходимо, как и (+). При необходимости подключите зарядное устройство и аккумулятор.
- Перейдите к какой-нибудь логической точке на полпути с вашим вольтметром.Так или иначе, вы получите напряжение (если только вы не пропустили что-то в источнике). Продолжайте в том же духе, примерно на полпути (каждый раз на мертвой стороне). Если вы не облажаетесь, вы скоро решите проблему всего на нескольких футах провода. Если что-то не осталось неподключенным или провод был перерезан, обычно проблема заключается в соединении или предохранителе.
- Посмотрите на вещи, потяните за провода, чтобы убедиться, что они действительно прикреплены. Вот где обнаруживаются плохие обжатые соединения. (Я потратил час, помогая кому-то отследить таким образом солнечную систему.У меня в руках разваливались все обжатые клеммы. Обжал их обычными плоскогубцами.) Ищите коррозию на клеммах, как и на проводах аккумулятора. Помните, что то, что преобразователь гудит, не означает, что зарядное устройство работает. Если вы работаете с солнечной системой, никогда не пытайтесь надевать перемычку на солнечную батарею (+) и батарею (+), чтобы обойти регулятор — вы поджарите ее. Однако, если вы отсоедините эти провода от регулятора, вы можете соединить их вместе.
Все вышеперечисленное можно сделать с помощью вольтметра или контрольной лампы.Фактически, контрольная лампа лучше работает при проверке целостности цепи, потому что вольтметр может показывать мощность, если только одна жилка провода все еще подключена, в то время как контрольная лампа не загорается, если в ней нет цепи, достаточно тяжелой для нагрузки.
ЧТОБЫ ПРОВЕРИТЬ АККУМУЛЯТОР САМОСТОЯТЕЛЬНО — БОЛЬШЕ НА ПОСТОЯННОМ НАПРЯЖЕНИИ
Это можно проверить с помощью ареометра, но аккумулятор может считывать нормально и оставаться неисправным. Вот хороший способ проверить аккумулятор. Это требует времени, но оно того стоит. :
- Зарядите его полностью, желательно с помощью хорошего зарядного устройства или независимого автомобильного зарядного устройства с ручным управлением (оно вам в любом случае понадобится на всякий случай).Это может занять некоторое время, если он глубоко разряжен (мертв).
- Измерьте напряжение. Оно должно быть достаточно высоким — более 13 вольт, а лучше 14. +. Отключите зарядное устройство. Оставьте аккумулятор (ни к чему не подключенный) не менее 6 часов. Лучше ночевка или 24 часа.
- Снова измерить напряжение. Оно должно быть 12,6 вольт. Если нет, то даже если он 12,5, все кончено или идет. Если он читает 12,6, это все еще может быть плохим.
- В магазине аккумуляторных батарей можно проверить это с помощью тестера переменной нагрузки.Вы тоже можете. Если батарея относится к типу, по крайней мере, так называемого RV / Marine емкостью 100 Ач, она должна запускать большинство двигателей в приличную погоду. Подключите к нему вольтметр. Если он не запускается, запустите его. Запустите двигатель на хороших высоких холостых оборотах (от 1500 до 2000 об / мин).
- Если напряжение превышает 14 вольт всего за 4 или 5 минут, значит, у вас плохой аккумулятор. Из-за того, на чем мы здесь останавливаться не будем, емкость АГ была сильно снижена (расслоение, глубокие разряды и т. Д.). У вас есть батарея емкостью около 10 Ач вместо 100 Ач.Тестирование проходит нормально, потому что у него есть некоторая емкость (лампа может проработать несколько часов), но ее недостаточно. Эта распространенная проблема часто сводит людей с ума. Проверяет нормально, просто долго не протянет.
- Тот же тест работает с автомобильными аккумуляторами. Тестирование проходит нормально, но двигатель не заводится.
ИЗОЛЯТОРЫ АККУМУЛЯТОРА
Почти у всех есть один. Большинство людей никогда не обращают на них внимания. Я делаю. И я отдал свой на переключатель на приборной панели, чтобы избежать [многих] проблем, которые они могут вызвать.Большинство изоляторов автоматически отправляют заряд аккумуляторам. Я не хочу этого делать. Обычно моя солнечная система держит «домашние» батареи заряженными нормально. Бывают случаи, когда в плохую погоду мне нужно подзарядить батареи, поэтому в дороге я нажимаю переключатель, который идет на линию зарядки, в которой размещаются батареи, и генератор двигателя заряжает их обычным способом. Дешевый вольтметр на приборной панели информирует меня, когда нужно выключить зарядку.
Расположение батарей и мощность | HowStuffWorks
Во многих устройствах, в которых используются батареи, таких как портативные радиоприемники и фонарики, вы не используете только одну ячейку за раз.Обычно вы группируете их вместе в последовательном порядке для увеличения напряжения или в параллельном для увеличения тока . На схеме показаны эти две схемы.
Верхняя диаграмма показывает параллельное расположение . Четыре батареи, включенные параллельно, вместе будут производить напряжение одного элемента, но подаваемый ими ток будет в четыре раза больше, чем у одного элемента. Ток — это скорость, с которой электрический заряд проходит через цепь, измеряется в амперах.Батареи измеряются в ампер-часах или, в случае небольших бытовых батарей, в миллиампер-часах (мАч). Типичный бытовой элемент, рассчитанный на 500 миллиампер-часов, должен обеспечивать ток 500 миллиампер на нагрузку в течение одного часа. Вы можете сократить количество миллиампер-часов разными способами. Батарея на 500 миллиампер-час может также производить 5 миллиампер в течение 100 часов, 10 миллиампер в течение 50 часов или, теоретически, 1000 миллиампер в течение 30 минут. Вообще говоря, батареи с более высокими значениями ампер-часов имеют большую емкость.
Нижняя диаграмма изображает последовательную компоновку . Четыре батареи, соединенные последовательно, вместе будут производить ток одного элемента, но напряжение, которое они подают, будет в четыре раза больше, чем у одного элемента. Напряжение — это количество энергии на единицу заряда, которое 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 батареек AAA, AA, C и D имеют размер около 1.5 вольт.
Представьте, что батареи, показанные на схеме, рассчитаны на 1,5 вольта и 500 миллиампер-часов. Четыре батареи, подключенные параллельно, будут вырабатывать 1,5 вольта при 2000 миллиампер-часах. Четыре батареи, расположенные в ряд, будут вырабатывать 6 вольт при 500 миллиампер-часах.
Аккумуляторные технологии значительно продвинулись вперед со времен вольтова сваи. Эти разработки четко отражаются в нашем быстро меняющемся портативном мире, который больше, чем когда-либо, зависит от портативного источника питания, предоставляемого батареями.Можно только представить, что принесет следующее поколение меньших, более мощных и долговечных батарей.
Для получения дополнительной информации о батареях и связанных темах перейдите по ссылкам ниже.
Часто задаваемые вопросы об аккумуляторах
Что такое энергия аккумулятора?
Энергия в батарее выражается в ватт-часах (символ Wh), которые представляют собой напряжение (В), которое обеспечивает батарея, умноженное на то, какой ток (амперы) она может обеспечить в течение заданного времени (обычно в часах). ).
Какие бывают типы батарей?
Общие химические элементы (или типы) аккумуляторов включают: цинково-угольные, щелочные, литий-ионные (перезаряжаемые) и свинцово-кислотные (также перезаряжаемые).Исследователи также в настоящее время разрабатывают «воздушную» батарею, в которой электроды будут состоять из лития и кислорода из воздуха.
Сколько стоит автомобильный аккумулятор?
Ожидайте, что вы заплатите от 50 до 120 долларов за типичный автомобильный аккумулятор и от 90 до 200 долларов или больше за аккумулятор с более длительной гарантией, лучшими характеристиками в холодную погоду или за использование в роскошном автомобиле.
Какой источник энергии у аккумулятора?
Батареи вырабатывают энергию в результате электрохимической реакции. Проще говоря, реакция на аноде создает электроны, а реакция на катоде их поглощает.Чистый продукт — электричество.
Какого типа бывают аккумуляторные батареи?
Самыми распространенными перезаряжаемыми батареями на рынке являются литий-ионные (LiOn), хотя никель-металлогидридные (NiMH) и никель-кадмиевые (NiCd) батареи также были довольно распространены.
Первоначально опубликовано: 1 апреля 2000 г.
Статьи по теме
Дополнительные ссылки
Источники
- Американское химическое общество. «История батареи». Национальные исторические химические достопримечательности.2005. (23 июня 2011 г.) http://acswebcontent.acs.org/landmarks/drycell/history.html
- «Батареи». Введение в физические вычисления, Нью-Йоркский университет. 19 апреля 2011 г. (23 июня 2011 г.) http://itp.nyu.edu/physcomp/Notes/Batteries
- Brand, Mike, Shannon Neaves и Emily Smith. «Музей электричества и магнетизма». Национальная лаборатория сильного магнитного поля. 2011 г. (25 июня 2011 г.) http://www.magnet.fsu.edu/education/tutorials/museum/index.html
- Buckle, Kenneth. «Как аккумуляторы хранят и разряжают электричество?» Scientific American.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 перспектива». 9 сентября 2009 г. (25 июня 2011 г.) http://www.calrecycle.ca.gov/ReduceWaste/power/rechbattinfo.htm
- Энергетическая комиссия Калифорнии. «Лимонная сила». 2006. (22 июня 2011 г.) http://www.energyquest.ca.gov/projects/lemon.html
- Coyne, Kristen Eliza. «Интерактивные учебники». 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
- Decker, Franco. «Вольта и« куча »». Энциклопедия электрохимии. Январь 2005 г. (23 июня 2011 г.) http://electrochem.cwru.edu/encycl/art-v01-volta.htm
- Duracell. «Энергетическое образование». 2010. (23 июня 2011 г.) http: // www.duracell.com.au/en-AU/power-education/index.jspx
- Energizer. «Центр обучения.» 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
- GreenBatteries.«Информация об экологически чистых аккумуляторных батареях». 2011 г. (25 июня 2011 г.) http://www.greenbatteries.com/faqs.html
- Общественное телевидение Айдахо. «Факты об электричестве». 2011 г. (25 июня 2011 г.) http://idahoptv.org/dialogue4kids/season6/electricity/facts.cfm
- Iggulden, Hal. «Опасная книга для мальчиков». Нью-Йорк: HarperCollins Publishers, Inc., 2007.
- Komando, Kim. «Узнайте, как увеличить производительность батареи». USA Today. 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 дальности полета »?» The New York Times. 7 мая 2010 г. (22 июня 2011 г.) http://www.nytimes.com/cwire/2010/05/07/07climatewire-will-lithium-air-battery-rescue-electric-car-37498.html?pagewanted = 1
- Сэвидж, Нил.«Батареи, которые дышат». DiscoveryNews. 8 февраля 2011 г.