Как сделать из 5 вольт сделать 12 вольт: Как из 5 вольт сделать 12 в домашних условиях? — Спрашивалка

Автомобильный преобразователь напряжения с 12 вольт на 5 вольт (видео + калькулятор)

 Всем хорошо известно, что номинальное бортовое напряжение легковых автомобилей составляет 12 вольт.  Может в некоторых случаях оно может быть 24 вольта, поскольку аккумуляторы на такое напряжение тоже встречаются, но мы об этом не знаем:)…
Однако напряжение 12 вольт не всегда является подходящим для многих электронных устройств, где применяется цифровая логика. Исторически сложилось так, что большинство логических микросхем работают с напряжением 5 вольт. Именно это напряжение зачастую и обеспечивается в машине с помощью зарядных устройств, адаптеров, стабилизаторов… Кстати, о таком зарядном устройстве мы уже рассказывали в одной из наших статей «Зарядной устройство на 5 вольт для применения в машине». Если сказать более того, то по сути, эта статья является неким продолжением приведенной нами статьи выше, с одним лишь исключением. Здесь будут собраны все возможные варианты обеспечивающие преобразование 12 вольт в 5 вольт. То есть мы разберем и относительно бесперспективные варианты на резисторах и транзисторе и поговорим о микросборках и схемах с использованием ШИМ, для реализации преобразователей напряжения в машине с 12 на 5 вольт. Итак, начнем.

Как из 12 вольт сделать 5 вольт с помощью резисторов

Использование резистора для снижения питающего напряжения  нагрузки это один из самых «неблагодарных» способов. Такое заключение можно сделать даже из самого определения  резистора. Резистор — пассивный элемент электрической цепи, обладающий определенным сопротивлением для электрического тока. Здесь ключевым будет слово «пассивный». Действительно, такая  пассивность не позволяет гибко реагировать на изменения напряжения, обеспечивая стабилизацию питания для нагрузки.
 Второй минус резистора это его относительно небольшая мощность.  Применять резистор, более чем на 3-5 Ватт смысла нет. Если необходимо рассеять большую мощность, то резистор будет слишком большим, а ток при рассеиваемой мощности не трудно посчитать. I=P/U=3/12=0,25 А. То есть 250 мА. Этого явно не хватит ни на видеорегистратор, ни навигатору. По крайней мере, с должным запасом.
 Все же ради интереса и ради тех, кому надо небольшой ток и нестабилизированное напряжение мы посчитаем и этот вариант. Так напряжение бортовой сети машины (автомобиля) 14 вольт, а надо 5 вольт. 14-5=9 вольт, которые надо сбросить. Ток скажем ток нагрузки будет те же 0,25 А при 3 Ваттном резисторе. R=9/0.25=36 Ом.  То есть можно взять 36 Омный резистор при токе потребления нагрузки 250 мА и на ней получится питающее напряжение 5 вольт.
 Теперь давайте поговорим о более «цивилизованных» вариантах преобразователя напряжения с 12 на 5 вольт.

Как из 12 вольт сделать 5 вольт с помощью транзистора

 Эта схема на транзисторе не самая простая в производстве, но при этом самая простая в функциональности. Сейчас мы говорим о том, что схема не защищена от короткого замыкания, от перегрева. Отсутствие такой защиты является неким недостатком. Актуальность этой схемы можно отнести к еще тем временам, когда не существовало микросборок (микросхем), преобразователей. Благо сейчас энных уйма и этот вариант, как и предыдущий, можно рассматривать также как один из возможных, но не предпочтительных.  Самым большим плюсом относительно варианта с резисторами будет активное изменение сопротивления, за счет применяемого стабилитрона и транзистора.  Именно эти радиоэлементы способны обеспечит стабилизацию. Теперь обо всем подробнее.

 Первоначально транзистор закрыт и не пропускает напряжение. Но после прохождения напряжения через резистор R1 и стабилитрон VD1 он открывается на уровень соответствующий напряжению стабилитрона. Ведь именно стабилитрон обеспечивает опорное напряжение для базы транзистора. В итоге, транзистор всегда открыт (закрыт) прямо пропорционально входному напряжению. Именно так обеспечивается снижение напряжения, а также его стабилизация. Конденсаторы выполняют функцию неких «электрических буферов», в случае резких скачков и провалов. Это придает схеме больше стабильности.  Итак, схема на транзисторе вполне работоспособна и применима. Ток для питания нагрузки здесь будет уже гораздо больше. Так скажем для транзистора указанного в схеме КТ815, это ток 1,5 А. Этого уже вполне достаточно, чтобы подключить навигатор, планшет или ведеорегистратор, но не все сразу!

Как из 12 вольт сделать 5 вольт с помощью микросхемы

 На смену транзисторным сборкам пришли микросхемы. Их плюсы очевидны. Здесь и электронщиком совсем не надо быть, можно все собрать без представлений, как и что работает. Хотя даже специалист не скажет, что же вшил в корпус производитель той или иной микросхемы, коих развелось на нашем рынке великое множество. Это собственно на руку нам, мы можем выбрать лучшее, за меньшие деньги. Также плюсами микросборок будет использование всевозможных защит, которые были недоступны в предыдущих вариантах. Это защита от КЗ и от перегрева. Как правило, это по умолчанию. Теперь давайте разберем подобные примеры.

Применения таких микросборок оправдано для случая, если вам необходимо питать одно из устройств, так как питающий ток соизмерим с предыдущим вариантом, порядка 1,5 А. Однако ток также будет зависеть и от корпуса сборки. Ниже приведены те же микросхемы, но в других типах корпусов. В этих случаях ток питания будет порядка 100 мА. Это вариант для маломощных потребителей. В любом случае ставим на микросхемы радиаторы.

Итак, в случае подключения нескольких устройств, придется подключать микросборки параллельно, по одной микросхеме на каждое устройство. Согласитесь, сто это не совсем корректный вариант. Здесь лучше идти по пути увеличения выходного тока питания, и повышения КПД. Именно этот вариант нам предлагают микросхемы с ШИМ. О нем далее…

Как из 12 вольт сделать 5 вольт с помощью микросхемы с ШИМ

 Очень кратко и непрофессионально расскажем о широтно-импульсной модуляции. Вся ее суть сводится к тому, что питание осуществляется не постоянным током, а импульсами. Частота импульсов и их диапазон подбирается таким образом, чтобы питающая нагрузка воспринимала питание, словно ток постоянен, то есть не было отклонений в работе, отключений, миганий и т. д. Однако за счет того, что ток импульсный, и за счет того что он прерывистый, все элементы схемы работают уже со своеобразными «перерывам на отдых». Это позволяет сэкономить на потреблении, а также разгрузить рабочие элементы схемы. Именно из-за этого импульсные блоки питания и преобразователи такие маленькие, то такие «удаленькие».  Использование ШИМ позволяет повысить КПД схемы до 95-98 процентов. Поверьте это очень хороший показатель. Итак, приводим схему для преобразователя с 12 на 5 вольт использующего ШИМ.

Вот так она выглядит «вживую».

Более подробно об этом варианте все в той же статье про зарядное устройство на 5 вольт, которое мы упоминали ранее. 

Подводя итог о преобразователе напряжения с 12 на 5 вольт

 Все схемы и варианты преобразователей, про которые мы вам рассказали в этой статье, имеют право на жизнь. Самый простой вариант с резистором будет незаменим для варианта, когда вам необходимо подключить что-то маломощное и не требующее стабилизированного  напряжения.   Скажем пару светодиодов, подключенных последовательно. Кстати, о подключении светодиодов к 12 вольтам, вы можете узнать из статьи «Как подключить светодиод к 12 вольтам».
 Второй вариант будет уместен тогда, когда преобразователь вам нужен уже сейчас, а времени или возможности, сходить в магазин, нет. Найти транзистор и стабилитрон можно практически в любой технике под списание.
 Применение микросхем один из наиболее распространенных вариантов на сегодняшний день. Ну, а микросхемы с ШИМ это то, к чему все и идет. Именно так видятся наиболее перспективные и выгодные варианты преобразователей напряжения с 12 на 5 вольт.
 Последнее по хронологии статьи, но не по информативности нам хотелось напомнить о том, как должно подключаться питание к USB разъемам, будь то mini, micro разъемы.

Теперь вы сможете не только выбрать и собрать нужный вам вариант преобразователя, но и подключить его вашему электронному девайсу через разъем USB, ориентируясь на принятые стандарты питания.

Калькулятор для расчета резистора при изменении напряжения со и на сколько-то вольт

* обратите внимание, что потребляемый источник должен потреблять номинальный ток, без «скачков», так как пассивный резистор не сможет изменить свое сопротивление в зависимости от этого тока.

Как понизить напряжение с 12 на 5 вольт (резистор, микросхема) ?

 В этой статье расскажу о весьма банальных вещах, что не менялись уже не одно десятилетие, да они вообще не менялись. Другое дело, что с тех пор как был изучен принцип снижения напряжения в замкнутой цепи за счет сопротивления, появились и другие принципы питания нагрузки, за счет ШИМ, но тема это отдельная, хотя и заслуживающая внимания. Поэтому продолжу все-таки по порядку логического русла, когда расскажу о законе Ома, потом о его применении для различных радиоэлементов участвующих в понижении напряжения, а после уже можно упомянуть и о ШИМ.

Закон Ома при понижении напряжения

 Собственно был такой дядька Георг Ом, который изучал протекание тока в цепи. Производил измерения, делал определенные выводы и заключения. Итогами его работы стала формула Ома, как говорят закон Ома. Закон описывает зависимость падения напряжения, тока от сопротивления.
Сам закон весьма понятен и схож с представлением таких физических событий как протекание жидкости по трубопроводу. Где жидкость, а вернее ее расход это ток, а ее давление это напряжение. Ну и само собой любые изменения сечения или препятствия в трубе для потока, это будет сопротивлением. Итого получается, что сопротивление «душит» давление, когда из трубы под давлением, могут просто капать капли, и тут же падает и расход. Давление и расход величины весьма зависящие друг от друга, как ток и напряжение. В общем если все записать формулой, то получается так:

R=U/I; То есть давление (U) прямо пропорционально сопротивлению в трубе (R), но если расход (I) будет большой, то значит сопротивления как такового нет… И увеличенный расход должен показывать на пониженное сопротивление.

 Весьма туманно, но объективно! Осталось сказать, что закон то этот впрочем, был получен эмпирическим путем, то есть окончательные факторы его изменения весьма не определены.
Теперь вооружившись теоретическими знаниями, продолжим наш путь в познании того, как же снизить нам напряжение.

Как понизить напряжение с 12 на 5 вольт с помощью резистора

 Самое простое это взять и использовать нестабилизированную схему. То есть когда напряжение просто понизим за счет сопротивления и все. Рассказывать о таком принципе особо нечего, просто считаем по формуле выше и все. Приведу пример. Скажем снижаем с 12 вольт до 5.

R=U/I. С напряжением понятно, однако смотрите, у нас недостаточно данных! Ничего не известно о «расходе», о токе потребления. То есть если вы решите посчитать сопротивление для понижения напряжения, то обязательно надо знать, сколько же «хочет кушать» наша нагрузка.

Эту величину вам необходимо будет посмотреть на приборе, который вы собираетесь питать или в инструкции к нему. Примем условно ток потребления 50 мА=0,05 А. Осталось также еще заметить, что по этой формуле мы подберем сопротивление, которое будет полностью гасить напряжение, а нам надо оставить 5 вольт, то 12-5=7 вольт подставляем в формулу.
R= 7/0,05=140 Ом нужно сопротивление, чтобы после из 12 вольт получить 5, с током на нагрузке в 50 мА.
 Осталось упомянуть о не менее важном! О том, что любое гашение энергии, а в данном случае напряжение, связано с рассеиваемой мощностью, то есть наш резистор должен будет «выдержать» то тепло, которое будет рассеивать. Мощность резистора считается по формуле.
P=U*I. Получаем. P=7*0,05=0,35 Вт должна быть мощность резистора. Не менее. Вот теперь курс расчет для резистора можно считать завершенным.

Как понизить напряжение с 12 на 5 вольт с помощью микросхемы

 Ничего принципиально не меняется и в этом случае. Если сравнивать этот вариант понижения через микросхему, с вариантом использующим резистор. По факту здесь все один в один, разве что добавляются полезные «интеллектуальные» особенности подстройки внутреннего сопротивления микросхемы исходя из тока потребления. То есть, как мы поняли из абзаца выше, в зависимости от тока потребления, расчетное сопротивление должно «плавать». Именно это и происходит в микросхеме, когда сопротивление подстраивается под нагрузку таким образом, что на выходе микросхемы всегда одно и тоже напряжение питания! Ну и плюсом идут такие «полезные плюшки» как защита от перегрева и короткого замыкания. Что касательно микросхем, так называемых стабилизаторов напряжения на 5 вольт, то это могут быть: LM7805, КРЕН142ЕН5А. Подключение тоже весьма простое.

Само собой для эффективной работы микросхемы ставим ее на радиатор. Ток стабилизации ограничен 1,5 -2 А.
Вот такие вот принципы понижения напряжения с 12 на 5 вольт. Теперь один раз их поняв, вы сможете легко рассчитать какое сопротивление надо поставить или как подобрать микросхему, чтобы получить любое другое более низкое напряжение.
Осталось сказать пару слов о ШИМ.

 Широко импульсная модуляция весьма перспективный и самое главное высокоэффективный метод питания нагрузки, но опять же со своими подводными камнями. Вся суть ШИМ сводится к тому, чтобы выдавать импульсами такое напряжение питание, которое суммарно с моментами отсутствия напряжения будет давать мощность и среднее напряжение достаточное для работы нагрузки. И здесь могут быть проблемы, если подключить источник питания от одного устройства к другому. Ну, самые простые проблемы это отсутствие тех характеристик, которые заявлены. Возможны помехи, неустойчивая работа. В худшем случае ШИМ источник питания может и вовсе сжечь прибор, под которые не предназначен изначально!

usb — Как преобразовать 5 В в 12 В?

спросил
9 лет, 3 месяца назад

Изменено
1 месяц назад

Просмотрено
101 тысяч раз

\$\начало группы\$

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

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

Кроме того, сколько миллиампер это обеспечит?

• usb
• трансформатор

\$\конечная группа\$

9

\$\начало группы\$

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

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

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

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

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

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

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

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

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

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

электрическая изоляция.

1. регулирование, чтобы убедиться, что выходное напряжение остается на уровне 12 В, пока потребление нагрузки остается в пределах спецификаций.

Изоляция

2. , если вы планируете питать устройство, которое так или иначе подключено к сети. Таким образом, вы не поджарите свой компьютер, если ваш компьютер и устройство не находятся на одной фазе.

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

\$\конечная группа\$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

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

.

arduino — безопасное преобразование ~5 В постоянного тока в 12 В постоянного тока

\$\начало группы\$

У нас есть устройство Arduino, в котором используется датчик, требующий ~ 12 В. Безопасны ли устройства Step up? Есть ли какие-либо опасности с точки зрения тока и т. д.?

Для уточнения; мы планируем подать питание 5 В от платы Arduino через http://uk.rs-online.com/web/p/dc-dc-converters/0389287/ для питания https://www.sparkfun.com/ datasheets/Sensors/Proximity/SE-10.pdf, поскольку 5v оказалось недостаточным. Аккумуляторы на 9 В до сих пор работали, но ненадолго.

Будет ли это работать и как может выглядеть схема?

• ардуино
• напряжение
• ток

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Повышающие устройства от 5 до 12 В безопасны в использовании. Следует помнить о двух вещах:

• эффективность
• текущий

Энергоэффективность : Допустим, у вас есть

• нагрузка 1 Вт на конце 12 В и
• говорят, что у вас эффективность 80%.
• На конце 5 В будет нагрузка \$\dfrac{1\text{W}}{80\%} = 1,25\text{W}\$.

Ток : Для той же нагрузки 1 Вт:

• на стороне 12 В у вас есть ток \$I=\dfrac{P}{V}=\dfrac{1\text{W}}{12\text{V}}= \boxed{83\text{мА} }\$
• и на стороне 5 вольт \$I=\dfrac{P}{V}=\dfrac{1.25\text{W}}{5\text{V}}= \boxed{250\text{мА}}\ $

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Вы не можете причинить вред микропроцессору, подавая напряжение в пределах диапазона его питания, так что не нужно быть слишком осторожным.

С другой стороны, подача 12 В напрямую на 5 В микро значительно сокращает срок его службы, иногда с забавными звуками и эффектами запаха.

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Если у вас есть доступная шина 12 В, то это так же просто, как подключить выходной контакт к транзистору, который подключает 12 В к датчику. Если у вас нет 12 В, вы можете создать свой собственный повышающий преобразователь или использовать готовую деталь, такую ​​как MAX771. Микроконтроллеры не предназначены для подачи питания, поэтому, если нагрузка на контактный конец превышает 30 мА, вам потребуется обеспечить некоторую буферизацию. Извлечение слишком большого количества энергии из булавки может привести к ее необратимому повреждению. Вы также сделаете чип более горячим.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Да, повышающие (повышающие) преобразователи постоянного тока безопасны.