Преобразователь напряжения 12В — 5В на 2 USB ток 3А
Преобразователь напряжения с 12 на 5 Вольт служит для органицации USB точек питания в автомобиле.
Особенности:
- Функционирует даже при снижении входного напряжения до 8 Вольт
- Герметичный корпус — неуязвим для влаги и пыли
- 2 USB выхода для подключения двух потребителей одновременно
- Максимальный выходной ток 3А.
Устройство для преобразования входного напряжения постоянного тока, величиной от 8 до 16 вольт, в стабилизированное напряжение 5 вольт на выходе с высоким КПД. Широкий диапазон эксплуатации при низком выделении тепла. Последнее достигается при помощи прекрасно оптимизированных внутренних технических элементов. Практически отсутствует вероятность перегрева, если только входное напряжение не будет превышать допустимый лимит в 16В.
Устройство помещено в герметичный корпус с ушками для фиксации. Для входного напряжения выведены провода красного и черного цветов, обозначающих плюс и общий соответственно. В качестве выхода используется провод с USB разъемом типа «мама» на конце.
Характеристики:
- Входное напряжение: DC 8-16В
- Выходное напряжение: DC 5В
- Мощность: 15 Вт
- Рабочий ток: 3 А
- Размеры: 46 х 26 х 14 мм
Приобрести преобразователь 12В — 5В 2 USB в интернет-магазине Electro-kot очень просто — для этого достаточно нажать на кнопку в корзину, заполнить необходимые поля и выбрать удобный способ доставки.
Простой преобразователь напряжения 12в – 5в на usb
Для зарядки мобильных устройств обычно используются 5-вольтовые блоки питания, работающие от сетевого напряжения. Напряжение в 5 В можно также получить из 12-вольтовой сети автомобиля или от сетевого блока питания на 12 В. Это можно осуществить, используя несложные схемы с различными стабилизаторами напряжения.
В таких схемах стабилизатор будет ощутимо греться, что ухудшит его параметры выходного тока. Чтобы стабилизатор не перегрелся и не вышел из строя, его необходимо поместить на теплоотвод. Напряжение на входе в стабилизатор не должно быть выше 15 В.
Большинство мобильных устройств определяют подключение к зарядному устройству по наличию перемычки между вторым и третьим пинами. Но схемы коммутации USB могут быть и другими. Об этом лучше почитать в статье о проблемах зарядки через USB .
В схеме используются всего три компонента: сам стабилизатор напряжения и два 16-вольтовых конденсатора номиналом 100 и 330 нФ.
Стабилизаторы напряжения можно использовать советские: 2-амперный КР142ЕН5А или 1,5-амперный КР142ЕН5B. Естественно, возможна их замена на зарубежные аналоги, указанные на картинке, где изображен преобразователь на стабилизаторе КР142ЕН5:
В том случае если ваш преобразователь имеет на выходе ток не больше 0,1 А, то можно воспользоваться стабилизаторами, исполненными в корпусе SO-8, SOT-89 или TO-92. Схемы с такими конвертерами представлены на рисунках ниже:
Стоит добавить, что наипростейший способ сделать преобразователь — это вытащить плату из готового автомобильного адаптера для прикуривателя. Плату этого адаптера необходимо приспособить для работы вне автомобиля. Об этом можно найти много информации.
Дополнительная информация:
Такие стабилизаторы напряжения можно найти в телевизорах с кинескопами. Чаще всего там встречаются микросхемы серии 7805 и 7809.
При отсутствии конденсаторов схема вполне работоспособна. Стабилизатор обладает защитой от перегрева, правда, диапазон достаточно большой — от 65 до 140. Потом наблюдается резкое падение напряжения, и появляются пульсации микросхемы.
Другими словами, если схема питается от батареи, то во входном конденсаторе нет необходимости. Конденсатор на выходе рекомендуется ставить номиналом 1 мкФ и менее, иначе его разряд может сжечь схему, если произойдет короткое замыкание на входе (с той стороны, где располагается батарея).
Чтобы схема была более стабильной, рекомендуется на выходе установить дроссель и пару конденсаторов: керамический номиналом 100-200 нФ и ниобиевый номиналом 500 нФ.
Броски от индуктивной нагрузки не критичны для этой схемы.
Простой преобразователь напряжения 12в – 5в на usb
Для зарядки мобильных устройств обычно используются 5-вольтовые блоки питания, работающие от сетевого напряжения. Напряжение в 5 В можно также получить из 12-вольтовой сети автомобиля или от сетевого блока питания на 12 В. Это можно осуществить, используя несложные схемы с различными стабилизаторами напряжения.
В таких схемах стабилизатор будет ощутимо греться, что ухудшит его параметры выходного тока. Чтобы стабилизатор не перегрелся и не вышел из строя, его необходимо поместить на теплоотвод. Напряжение на входе в стабилизатор не должно быть выше 15 В.
Большинство мобильных устройств определяют подключение к зарядному устройству по наличию перемычки между вторым и третьим пинами. Но схемы коммутации USB могут быть и другими. Об этом лучше почитать в статье о проблемах зарядки через USB .
В схеме используются всего три компонента: сам стабилизатор напряжения и два 16-вольтовых конденсатора номиналом 100 и 330 нФ.
Стабилизаторы напряжения можно использовать советские: 2-амперный КР142ЕН5А или 1,5-амперный КР142ЕН5B. Естественно, возможна их замена на зарубежные аналоги, указанные на картинке, где изображен преобразователь на стабилизаторе КР142ЕН5:
В том случае если ваш преобразователь имеет на выходе ток не больше 0,1 А, то можно воспользоваться стабилизаторами, исполненными в корпусе SO-8, SOT-89 или TO-92. Схемы с такими конвертерами представлены на рисунках ниже:
Стоит добавить, что наипростейший способ сделать преобразователь — это вытащить плату из готового автомобильного адаптера для прикуривателя. Плату этого адаптера необходимо приспособить для работы вне автомобиля. Об этом можно найти много информации.
Дополнительная информация:
Такие стабилизаторы напряжения можно найти в телевизорах с кинескопами. Чаще всего там встречаются микросхемы серии 7805 и 7809.
При отсутствии конденсаторов схема вполне работоспособна. Стабилизатор обладает защитой от перегрева, правда, диапазон достаточно большой — от 65 до 140. Потом наблюдается резкое падение напряжения, и появляются пульсации микросхемы.
Другими словами, если схема питается от батареи, то во входном конденсаторе нет необходимости. Конденсатор на выходе рекомендуется ставить номиналом 1 мкФ и менее, иначе его разряд может сжечь схему, если произойдет короткое замыкание на входе (с той стороны, где располагается батарея).
Чтобы схема была более стабильной, рекомендуется на выходе установить дроссель и пару конденсаторов: керамический номиналом 100-200 нФ и ниобиевый номиналом 500 нФ.
Броски от индуктивной нагрузки не критичны для этой схемы.
Обзор и небольшая доработка DC/DC-преобразователей 5/9 В и 5/12 В в корпусе USB-разъёма
Содержание
В обзоре будут рассмотрены два миниатюрных повышающих DC-DC преобразователя (постоянного тока в постоянный), каждый из которых собран в корпусе разъёма USB, благодаря чему они почти не занимают места и очень удобны для использования.
Их выходное напряжение — фиксированное и составляет 9 Вольт для одного и 12 Вольт для другого преобразователя. Благодаря им какое-либо не слишком мощное устройство можно запитать такими напряжениями от любого «походного» источника питания: от телефонной «зарядки», от ноутбука, от повербанка.
Кроме того, применение этих преобразователей совместно с телефонной «зарядкой» может быть заменой для отдельных адаптеров на 9 или 12 Вольт (но если величина тока потребления будет не выше, чем определена далее в обзоре).
Преобразователи были приобретены на Алиэкспресс у разных продавцов: на 9 Вольт — здесь, а на 12 Вольт — здесь.
Цена — менее $2 за любой из них.
Внешний вид и конструкция повышающих DC-DC преобразователей 5/9 В и 5/12 В
Их внешний вид похож просто на кабель USB с удлинённым разъёмом:
Номиналы отдаваемых напряжений бесхитростно обозначены на приклеенных этикетках.
Длина шнуров — по 1 метру.
На обратной стороне преобразователей никакой полезной информации нет:
Оканчиваются кабели преобразователей стандартными цилиндрическими разъёмами 5.5/2.1 мм (внешний/внутренний диаметр):
Если устройство, с которым предполагается работа какого-либо из преобразователей, имеет другой разъём (что маловероятно, но возможно), то, скорее всего, пользователю придётся поработать руками и/или паяльником для обеспечения взаимосовместимости.
Внутреннее устройство DC-DC преобразователей
Разобрать преобразователи можно очень легко: достаточно лезвием ножа разъединить половинки корпуса. Они держатся только на шести пластиковых штырьках за счет силы трения, никакого клея или хитрых защёлок нет.
Так выглядит электронная «начинка» преобразователей:
На этой фотографии слева — преобразователь на 9 В, а справа — на 12.
Видно, что их схемы имеют несколько отличий.
Их схемы основаны на разных чипах: в преобразователе на 9 В это — AL804, а в преобразователе на 12 В — AL919 (на фото они — маленькие шестиногие чипы).
Документации на них найти не удалось, но внутренний голос мне подсказывает, что оба этих чипа — просто вариации доброго старого MT3608, предназначенного для работы в «повышайках».
Есть и другие отличия.
В частности, в преобразователе на 9 В (левый) на входе и на выходе стоят в параллель по 2 конденсатора: «большой» электролит и маленький керамический конденсатор (грамотно!); а в преобразователе на 12 В — только электролиты (экономно!).
Зато в преобразователе на 12 В есть светодиод, индицирующий его работу; он виден на плате в правом нижнем углу и обозначен он как D2.
Только вот беда: корпус — не прозрачный, и этот светодиод не виден!
Чтобы он был виден, и будет проведена та небольшая доработка, о которой говорится в заголовке обзора.
В заключение осмотра надо отметить, как существенный позитивный момент, применение в обоих преобразователях диодов Шоттки (SS34 и SS14), имеющих прямое падение напряжения в 4 раза меньше, чем у «обычных» выпрямительных диодов. Это положительно скажется на КПД и уменьшит нагрев устройств.
Технические испытания повышающих DC-DC преобразователей на 9 В и 12 В
При испытаниях преобразователи запитывались от телефонной «зарядки» 5 В с максимальным током выхода 2 А (способность отдать такой ток ранее была проверена).
Замер данных произведён в установившемся режиме (после прогрева преобразователей и стабилизации показаний).
Сначала — испытания преобразователя на 12 В, результаты нагрузочных тестов приведены в таблице:
| Ток выхода, А | Напряжение на выходе, В | Отдаваемая мощность, Вт | КПД |
| 0 (холостой ход) | 11.97 | 0 | — |
| 0.1 | 11.98 | 1.20 | 91% |
| 0.15 | 11.99 | 1.80 | 89% |
| 0.2 | 12.0 | 2.40 | 90% |
| 0.3 | 12.03 | 3.61 | 89% |
| 0.4 | 12.06 | 4.82 | 86% |
| 0.5 | 12.11 | 6.06 | 83% |
| 0.6 | 12.23 | 7.34 | 79% |
При попытке повысить ток выхода выше 0.6 А напряжение на выходе «срывалось», и преобразователь уходил в защиту от короткого замыкания. При этом выходной ток колебался на довольно высоком уровне (0.4 — 0.7 А), т.е. продолжалось потребление значительной мощности от источника питания, что не совсем комильфо; или даже совсем не комильфо.
В общем, защита есть, но работает не идеально.
После устранения перегрузки напряжение на выходе восстанавливалось.
Особо надо отметить присутствующую в таблице странность: чем выше ток, тем выше и напряжение на выходе!
Должно же быть наоборот?!
Можно подумать, что здесь присутствует эффект «отрицательного сопротивления» или ещё какие инопланетные технологии.
Но нет, здесь нет ничего подобного; а повышение напряжения связано с его температурным уходом в результате прогрева преобразователя при работе на нагрузку. Повторный эксперимент с током 0.5 А подтвердил постепенный уход напряжения, составивший 0.13 В в течение 10 минут, после чего дрейф выходного напряжения прекратился.
Теоретически, правда, не исключено, что положительный температурный коэффициент чипа преобразователя так и был задуман его производителем для компенсации потерь в кабеле при росте тока. Но это — уже немного конспирология. 🙂
Нагрев преобразователя был умеренным, за исключением максимального тока (0.6 А); когда нагрев был сильным.
Итог: преобразователь можно использовать на токах выхода не выше 0.5 А; и при условии использования достаточно мощного источника питания.
Теперь — испытания DC-DC преобразователя на 9 В, и снова таблица с результатами:
| Ток выхода, А | Напряжение на выходе, В | Отдаваемая мощность, Вт | КПД |
| 0 (холостой ход) | 8.97 | 0 | — |
| 0.1 | 8.89 | 0.89 | 89% |
| 0.15 | 8.88 | 1.33 | 90% |
| 0.2 | 8.86 | 1.77 | 89% |
| 0.3 | 8.83 | 2.65 | 87% |
| 0.4 | 8.79 | 3.52 | 84% |
| 0.5 | 8.77 | 4.39 | 83% |
| 0.6 | 8.75 | 5.25 | 80% |
| 0.7 | 8.75 | 6.13 | 79% |
| 0.8 | 8.74 | 6.99 | 78% |
При превышении тока выхода 0.8 А напряжение напряжение на выходе «срывалось» и преобразователь уходил в защиту (такую же не слишком благообразную, как и у предыдущего преобразователя).
При выходном токе в 0.7 и 0.8 А нагрев преобразователя был сильным, лучше не допускать его использования при таких токах.
Температурный уход выходного напряжения тоже был обнаружен. При выходном токе 0.5 А напряжение на выходе поднималось на 0.11 В за 10 минут, после чего стабилизировалось. При меньших токах температурный дрейф был значительно ниже, и им можно пренебречь.
В таблице этот эффект почти не заметен. Возможно, из-за того, что выходное сопротивление преобразователя на 9 В оказалось выше, чем у преобразователя на 12 В (0.5 Ом и 0.3 Ом с учетом кабеля), из-за чего потери от повышения тока пересилили температурный рост.
Кстати, КПД тоже рассчитывался с учетом потерь в кабелях (т.е. на выходе всего преобразователя, а не на контактах платы).
Теперь разберёмся с пульсациями (посмотрим осциллограммы).
Сначала — пульсации на выходе 9-вольтового преобразователя, ток выхода — 200 мА:
Теперь — пульсации 12-вольтового DC-DC преобразователя при том же токе выхода (200 мА):
По осциллограммам пульсаций можно установить и частоту преобразования, она составляет почти точно 1 МГц.
Пульсации — довольно сильные (особенно — у преобразователя на 12 В), что можно считать в данном случае нормальным, поскольку в корпусах преобразователей нет достаточного места для «приличных» конденсаторов на выходе.
Если для аппаратуры, с которой должны работать преобразователи, такой уровень пульсаций слишком велик, то пользователю надо будет задуматься о подключении внешнего конденсатора (-ов).
Доработка DC-DC преобразователя 5/12 Вольт
Как уже упоминалось выше, на плате преобразователя 5/12 Вольт есть светодиод, но его не видно.
Решение — элементарное: просверлить отверстие 2 мм, снять снаружи небольшую фаску, приклеить с внутренней стороны кусочек бумаги (лучше — кусочек матового пластика, но у меня не нашлось).
На крайняк — можно даже и без бумажки, но тогда сужаются углы обзора светодиода.
Устройство с индикацией включения, как мне кажется, лучше, чем работающее «втёмную» (без индикации).
Итого
Рассмотренные DC-DC преобразователи построены на стандартных схемотехнических решениях, и никаких сюрпризов не преподнесли.
Их производители (анонимные, кстати) просто ничем не испортили возможности, заложенные в элементной базе преобразователей, и на том им спасибо!
«Изюминка» преобразователей — их конструкция в корпусе разъёмов; благодаря чему они удобны и занимают мало места.
Единственный недостаток одного из преобразователей — отсутствие видимости светодиода на плате — легко можно исправить вручную.
Отдельное замечание: если подключать эти преобразователи к порту USB компьютера или ноутбука, то из-за ограничения выходного тока на этих портах преобразователи не смогут отдать столь же высокую мощность, как при питании от повербанка или телефонной «зарядки».
Обычно рекомендуется считать, что отдаваемый ток порта USB 2.0 составляет 500 мА, а USB 3.0 — 900 мА. Далее, зная КПД, можно рассчитать допустимую нагрузку для преобразователей в таком варианте подключения.
Куплены DC-DC преобразователи были на Алиэкспресс: на 9 Вольт — здесь, а на 12 Вольт — здесь.
