Есть терпенье, будет и уменье

Руководство по регуляторам напряжения & USB зарядное устройство

Автор: elremont от 11-10-2014

 

В этом видео я расскажу о линейных регуляторах напряжения и покажу вам, как использовать один из них для зарядки 5 вольтовых устройств USB, таких как телефон и MP3-плеер. Так что же такое регулятор напряжения? Регулятор напряжения это устройство, на вход которого подается нерегулируемое напряжение, которые может периодически меняться, и регулятор выдает стабильное постоянное напряжение. Например у меня есть батарея на двенадцать вольт, полностью заряженная она дает 13,8 вольт и около 11 вольт когда полностью разряжена.
Этот регулятор на 5 вольт гарантирует, что я получу постоянные пять вольт, независимо от входного напряжения. И конденсаторы в цепи будут максимизировать стабильность выхода регулятора. Позже я покажу вам схему на макетной плате. В то же время взгляните на это. В более раннем видео я показал вам, как делать нерегулируемые источники питания постоянного тока. Сейчас выход этого нерегулируемого источника питания около 16 вольт с пульсациями на нем 2 вольта. Но, если я добавлю регулятор 12 вольт, то я получу постоянные 12 вольт не зависимо от того, что происходит на входе. Схема аналогична как для регулятора 9-вольт ... так и регулятора 5 вольт. То есть, вы можете купить стабилизаторы напряжения, чтобы получить любое желаемое напряжение.
И это действительно не сложно. Как правило у вас есть высокое входное напряжение, которое линейный регулятор может изменить и он делает напряжение более низким, но очень стабильным источником питания постоянного тока. Невероятно, но линейный регулятор напряжения даст вам выходное напряжение с точностью до пяти процентов. И новые регуляторы напряжения имеют функцию тепловой защиты, что означает, я даже не смогу показать вам как он сгорает! Пфф ... прогресс ...
Так как я смогу найти стабилизатор напряжения? Большинство обозначений регуляторов напряжения начинается с нескольких букв, после этого "78", а затем идут две цифры, указывающие выходное напряжение. Например вот у меня есть L7805CV и "05" означает, что это регулятор на 5 вольт.LM7809 сделан другим производителем, и это регулятор на 9 вольт.
А справа у нас регулятор 12 вольт. Вы можете купить их во всех магазинах, торгующих электронными компонентами, это часто используемые детали. Просто ищите регулятор напряжения. Также вы можете снять их со старой электроники. Зацени ...
Я нашел регуляторы на 3.3V, 5V, 6V, и 9В на одной печатной плате от старого DVD-плеера. И я не вру, я не знал все это регуляторы напряжения, пока я не проверил в поисковой системе Google  номера деталей, написанные на них. Как всегда, Google это лучший друг инженера. Хорошо, например у вас есть регулятор напряжения. Скажем у вас есть LM7805 на 5 вольт и хотите подключить его. Ну, это очень легко. Вам понадобятся сам регулятор и три конденсатора. 10 мкФ на входе, 10 мкФ на выходе, и, наконец, керамический конденсатор на 0,1 мкФ на выходе. Эти конденсаторы помогают обеспечить стабильность выходного напряжения, и хотя они не всегда нужны, но если они стоят в цепь, то схема почти всегда гарантированно будет работать. Значения емкостей не обязательно должны быть именно такими, поэтому если вы используете чуть большую или меньшую емкость, то, вероятно, все будет в порядке. Итак давайте подадим на него 12 вольт, и вы можете видеть на выходе 5 вольт, он работает. Сейчас эта схема будет хорошо работать для нагрузок до 100 миллиампер, но так как мне потребуется больший ток, то я собираюсь поставить на него радиатор. Хорошо, я обещал вам показать, как сделать зарядное USB на 5 вольт, верно? Первым делом приобретем кабель USB, он для устройства необходим. Купите его в магазине за доллар. Обрежьте кабель и снимите изоляцию. Далее, обрежьте все, кроме красного и черного провода. Красный провод идет к линии + 5 вольт, а черный провод идет к земле вашей схемы. Дважды проверьте работу вашего регулятора, только после этого подключайте его.
Это было легко не так ли? Теперь вы можете быть еще более сердитым, когда люди продают вам автомобильные зарядные устройства за тридцать долларов. Просто убедитесь, что температура радиатора в норме и используйте больший при необходимости. Но есть пара моментов, которые вы должны знать о линейных регуляторах напряжения.
1) Они не очень эффективны.
2) У них есть то, что называется падением напряжения.
Потери энергии в линейном регуляторе можно подсчитать как (Vin - Vout) х выходной ток.
То есть, если я беру нерегулируемый источник питания на 16 вольт и использую регулятор на 5 вольт, то при нагрузке 300 миллиампер будет выделяться 3,3 Вт тепла ... Это очень много для такого маленького устройства! Поэтому так важен большой радиатор. Теперь давайте посмотрим, что происходит, когда я использую другое входное напряжение, которое ближе к выходу на 5 вольт, который мне нужен. Это NiMH аккумулятор 7,2 вольт и когда он полностью заряжен он выдает 8,4 вольт.
Если я присоединю ту же 300 миллиамперную нагрузку,  то я получаю 1 Вт рассеиваемой мощности, в этом случае я даже могу отказаться от радиатора. Поэтому стоит избегать высоких напряжений на входе в линейный регулятор, потому что чем выше входное напряжение, тем ниже его эффективность. Теперь падение напряжения, что я упоминал ранее. Оно связано с минимальным входным напряжением, которое должно подаваться на регулятор, чтобы гарантировать параметры регулируемого выхода. Большую часть времени ваше входное напряжение должно быть по крайней мере на вольт или два выше выходного напряжения регулятора. Таким образом, для типичного регулятора на 5 вольт вам вероятно, потребуется на входе как минимум 7 вольт. Проверьте это ...
Здесь я снижаю входное напряжение от двадцати вольт, вплоть до 7 вольт, а выходное напряжение не меняется.
Теперь посмотрим, что происходит, когда я сброшу его немного ниже ... выходное напряжение начинает падать, и ваша схема больше не получает пять вольт.  Точное количество запаса, который вам нужен, называется падением напряжения и всегда указывается в паспорте. Также вы можете купить регуляторы, которые имеют более низкое падение напряжения чем обычно, например, это регулятор LM2940 и он имеет падение напряжения 0,5 вольта. Это означает, что для 5 вольт, ваше входное напряжение может понижаться до 5,5 вольт, прежде чем произойдет потеря регулирования. Регуляторы с низким падением напряжения немного дороже, чем стандартные линейные стабилизаторы, но они могут быть полезны, если ваше входное напряжение действительно близко к выходному напряжению. Например, если вы пытаетесь запитать устройство от батарей, тщательно продумайте, как низко упадет напряжение батареи. Вот как то так! Регуляторы напряжения это просто. Входное напряжение, выходное напряжение, несколько конденсаторов и радиатор, и все готово.
Спасибо за просмотр!
_









Последнее видео

Популярное видео

Информация

Быть в курсе

Найти мастера

Вызвать мастера на дом

Укажите какая услуга интересует:

По вопросам поиска и заказа запчастей в разделе Запчасти
Полученные персональные данные будут использованы исключительно для связи с Вами по вопросу ремонта техники.