DiyTronic
В одной из поделок понадобилось питание порядка 12-15 вольт. Как и у многих наверно дома валяется куча блоков питания от старых мобильников. Но все они как правило 5-ти вольтовые. Решил доработать один из таких блоков и поднять ему напряжение до требуемого.
Как правило все современные блоки питания являются импульсными, что с одной стороны уменьшает их размер, но с другой стороны достигается это некоторым усложнением схемотехники.
Пациент
Не заснял этот блок питания в оригинальном корпусе, да наверно это и не важно — обычный чёрный пластиковый корпус с вилкой.
Снизу плата выглядит вот так
А это вид на монтаж
Невооружённым взглядом виден классический импульсный БП.
Увеличиваем напряжение с делителя
Первое что пришло в голову увеличить напряжение в цепи обратной связи регулятора. Для этого как минимум нужно было найти на плате делитель. Вот собственно он.
Нижний резистор делителя 4.9 кОм был заменен на подстроечный номиналом 10 кОм. Монтаж конечно неказистый, но это времянка и с требуемой задачей вполне справляется.
Не прокатило — напряжение удалось поднять максимум до 8 вольт. При этом блок питания начал отчаянно пищать, что как бы намекало нам, что режим работы далёк от оптимального.
Дальнейшее насилие я посчитал бессмысленным и решил копнуть глубже.
Перемотка трансформатора
Трансформатор был выпаян из платы. Надежда на безболезненное удаление сердечника не оправдалась — легко вышла лишь одна половинка, а вторая была приклеена к катушке с обмотками каким-то компаундом и я не решился её отодрать, т. к. боялся повредить хрупкий сердечник. Тем не менее даже в таком виде удалось довольно легко снять изоляцию обмоток и обнажить первую обмотку. Как оказалось это была регулирующая обмотка, а мне была нужна вторичная.
Пришлось смотать эту обмотку, после чего обнажилась вторичная обмотка, которая состояла из 10 витков медного провода диаметром 0,6 мм, намотанным в 2 жилы.
Т.к. мне требовалось поднять напряжение примерно в 2 раза я домотал еще 12 витков. Хотя как уже подумал позже можно было ничего не доматывать и просто разделить жилы обмотки и таким образом удвоить их число. Мощность-то у нас всё равно не изменилась и ограничивается сечением сердечника трансформатора, а увеличив напряжение в 2 раза максимальный ток соответственно уменьшился в 2 раза и можно было бы обойтись проводом вдвое меньшего сечения. Но как говорится — «хорошая мысля приходит опосля».
Итого в результате после домотки нужного количества витков и возвращения обратно регулирующей обмотки получилась вот такая конструкция.
Ну, а далее трансформатор был возвращён на плату.
Подстроечным резистором регулятора легко удалось получить требуемые 12 вольт. Бонусом получил исчезновение даже того небольшого свиста который был у этого блока питания до переделки. Ну и далее уже всё просто — подстроечник был заменён на постоянный резистор и всё окончательно превратилось в конфетку.
Вот как-то так можно использовать старый хлам в своих поделках.
PS: На самом деле сделано ещё в 2015 году — только дошли руки дописать: )
Как повысить напряжение блока питания с 5 до 12 Вольт
У каждого дома наверняка валяется не один блок питания (зарядка) от различных моделей сотовых телефонов. Все они имеют выходное напряжение 5 В. Естественно, применить такой источник в хозяйстве можно, то порой столько целей нет, сколько есть в наличии таких источников с одинаковым напряжением. А можно ли как-то изменить напряжение этого блока? Тогда было бы больше возможностей его использовать.
На самом деле сделать это довольно просто, так как все зарядки от телефонов плюс-минус имеют одинаковую схему.
Как изменить напряжение блока?
Выходное напряжение можно не только уменьшить, но у увеличь в пределах 3-15 В. И в крации сначала расскажу как. На плате каждого импульсного источника питания, преимущественно в центре, расположен трансформатор. Визуально он делит высоковольтную часть блока и низковольтную. Эти части гальванически развязаны, но имеют обратную связь через оптрон. На низковольтной части платы в цепи оптрона стоит стабилитрон, который как раз и отвечает за уровень выходного напряжения.
Если вам нужно понизить напряжение до 3 В, достаточно просто заменить стабилитрон и пользоваться, а вот если повысить, то тогда потребуется заменить выходной фильтрующий конденсатор на другой с более высоким напряжением. Я думаю, концепция внесения изменений вам понятна. Перейдем к делу.
Детали
- Стабилитрон 12 В.
- Конденсатор 470 мкФ 25 В.
Повышаем напряжение импульсного источника своими руками
Вскрываем корпус. Находим стабилитрон. Он всегда расположен в низковольтной части блока.
Также рядом расположен фильтрующий конденсатор.
Предварительно можно включить блок в сеть и проверить, но конечно это лучше сделать заранее, пока крышка закрыта.
Выпаиваем стабилитрон и конденсатор.
Вместо них впаиваем новые. Самое главное не ошибиться с полярностью.
Как все будет готово, можно проверять.
Получились немного завышенные значения. Можно попробовать подобрать стабилитрон на более низкое напряжение, но для этого блока и так сойдет. Так как там, где он будет использоваться, превышение на 1-2 Вольта совсем не критично.
Повышающий преобразователь схема своими руками
В этой записи хочу вам рассказать, как я собрал повышающий преобразователь. Данный преобразователь рассчитан на повышение напряжения из бортовой сети автомобиля 12 вольт. Можно использовать для запитки от бортовой сети авто, приборов, которые нуждаются в повышенном напряжении питания, к примеру такие, как ноутбук, запитать какой-нибудь мощный светодиод, напряжение питания у которого выше чем 12 вольт, зарядить аккумулятор шуруповерта 18-ти вольтовый (почему бы и нет).
В моем случае такой преобразователь мне понадобился для питания ноутбука в авто, напряжение питания 19 вольт. Схема преобразователя которую я использовал довольно популярна на просторах интернета, но все схемы тем или иным образом отличаются друг от друга. Поэтому я не стал брать чью-то схему, а нарисовал свою именно в том виде в каком она работает у меня.
Сердцем данной схемы является микросхема интегральный таймер NE555. Диод VD2 нужен в схеме для повышения выходного напряжения, так как на выходе мне нужно 19 вольт, а стабилитрон я нашел только на 18 вольт. Падение напряжение на диоде примерно 0,5-0,6в соответственно на столько и поднимается напряжение стабилизации. Плату рисовал под размеры определенного корпуса, думаю при желании размер можно уменьшить раз в полтора.
Хотелось бы отдельно сказать про намотку дросселя. Мотал на кольце из порошкового железа, кольцо взял от дросселя групповой стабилизации из компьютерного блока питания.
Внешний диаметр 27 мм
Внутренний диаметр 14 мм
Толщина 11 мм
В принципе мотать можно на чем угодно хоть на гантеле, хоть на стержне, но лучше всего конечно на кольце. Мотал проводом 0,6 мм в 3 жилы у меня влез 21 виток. Хочу заметить, что выходная мощность главным образом завит от провода которым намотан дроссель и от качества намотки. Толстым проводом хорошо намотать очень трудно, поэтому сделал так.
Кольцо обмотал изолентой, так как были повреждения поверхности.
Читайте также: Простой состав для чистки салона автомобиля
Диодную сборку Шоттки (VT1) тоже взял из компьютерного блока питания 40вольт 20ампер, очень важно чтобы рабочее напряжение диода было выше выходного напряжения.
Силовой транзистор IRFZ44, есть запас и по току и по напряжению. Стабилитрон применил КС518, маломощный биполярный транзистор в цепи стабилизации КТ315.
вход 11,7 вольт, выход 18,2 (блок питания не вывозит нагрузку поэтому напруга чуть просела)
Еще раз напомню, что данный преобразователь мне нужен для питания ноутбука в автомобиле. Ноут мощностью 60 вт. Общий вид платы.
Как повысить напряжение с 5 до 12 вольт
СмартПульс — держите руку на пульсе высоких технологий! То, что доктор прописал!
Характеристики, тесты, обзоры мобильных устройств, компьютеров, комплектующих, радиолюбительских конструкций и компонентов
Главная — DIY (Радиолюбителям) — DC-DC преобразователь с 5 V (USB) на 9 и 12 V — тест и обзор
DC-DC преобразователь с 5 V (USB) на 9 и 12 V — тест и обзор
Обзор посвящен повышающему преобразователю напряжения с 5 Вольт (разъём USB ) на 9 или 12 Вольт (устанавливается с помощью переключателя).
В обзоре будут приведены его технические характеристики, кратко описана схемотехника, сделаны тесты, представлены осциллограммы, сделаны полезные выводы и даны рекомендации по практическому применению.
(изображение с официального сайта AliExpress , кликнуть для увеличения)
DC-DC преобразователь с 5 V (USB) на 9 и 12 V — технические характеристи ки:
| Входное напряжение | 5 В (разъём USB) |
| Выходное напряжение | 9 / 12 В |
| Индикация | Выходное напряжение, 2 знака |
| Максимальный ток выхода | 1 А (9 В); 0.8 А (12 В) |
| Выходной разъём | Цилиндрический 5.5 мм |
| Габариты | 68*24*15 мм (Д*Ш*В) |
| Длина кабеля | 38.5 см |
| Дополнительно | Переходник на разъём 3.5 мм (1.35 мм внутр.) |
Длина устройства в таблице указана с учетом разъёма USB.
Цена на Алиэкспресс на момент составления обзора — около $4.4 с учетом доставки в РФ (ссылка). Цена может меняться в любую сторону, особенно при колебаниях курсов.
Реклама. ООО «АЛИБАБА.КОМ (РУ)» ИНН 7703380158
Теперь приступим к детальному изучению объекта обзора.
Внешний вид и констру кция DC-DC преобразователя
Устройство состоит из основного блока и неразъёмного кабеля. Кроме того, в комплект приложен адаптер-переходник на «тонкий» разъём (3.5 мм), что может быть полезным для питания некоторых устройств с помощью этого DC-DC преобразователя:
(кликнуть для увеличения)
На DC-DC преобразователе имеется переключать-ползунок для установки напряжения выхода: 9 или 12 Вольт.
Этот ползунок будет лучше видно в другом ракурсе:
Корпус преобразователя затемнён (автомобилисты сказали бы — тонирован), поэтому индикатор напряжения виден, только когда он светится.
Так индикатор показывает напряжение, когда переключатель установлен в положение » 9 V «:
Индикатор показывает две значащие цифры.
Важная особенность индикатора состоит в том, что он не просто показывает, в каком положении находится ползунок (9 или 12 В), а реально измеряет напряжение на выходе.
Такая индикация не только позволяет пользователю убедиться, что он правильно установил напряжение; но и покажет состояние перегрузки или короткого замыкания.
К сожалению, из-за наличия только двух знаков индикации, в режиме 12 V точность индикации сильно падает (вместо десятых долей Вольта индикатор показывает целые Вольты):
Но и такая индикация всё равно полезна.
Теперь изучим богатый внутренний мир DC-DC преобразователя, для чего проведём ему вскрытие (разборку). Верхняя крышка преобразователя держится на защёлках, и при должной аккуратности снимается без проблем.
«Сердце» преобразователя — восьминогая микросхема FP5 1 39. Собственно, она и выполняет преобразование вместе с сопутствующей обвязкой. Если кого заинтересует описание этой микросхемы ( datasheet) , то с ним можно ознакомиться по этой ссылке (там же и типовые схемы включения).
Преобразование осуществляется по стандартной схеме с индуктивностью, работающей на повышение напряжения.
Вторая микросхема на плате, расположенная под индикатором, — это аналого-цифровой процессор. Он одновременно и измеряет напряжение, и отображает его на светодиодном индикаторе.
Микросхема аналого-цифрового процессора не имеет маркировки, и, по большому счёту, её тип не важен.
Испытания DC-DC преобразователя с 5 В (USB) на 9 и 12 В
Для начала — несколько осциллограмм, отражающих процесс преобразования напряжения, снятых на «активном» выводе индуктивности.
1. Режим 9 В, ток выхода 50 мА:
Частота преобразования в большинстве режимов близка к 425 кГц.
2. Режим 9 В, ток выхода 0.84 А:
3. Режим 12 В, ток выхода 0.63 А:
К внутренним осциллограммам преобразователя никаких претензий нет: всё работает в точном соответствии с теорией.
Следующие осциллограммы покажут пульсации на выходе устройства.
1. Пульсации в режиме 9 В, ток выхода 50 мА:
2. Пульсации в режиме 9 В, ток выхода 840 мА:
Обратите внимание, что масштаб по вертикали на последних двух осциллограммах — разный.
Причем на последней осциллограмме уровень пульсаций — очень большой. Вероятно, установленных внутри преобразователя конденсаторов не достаточно, чтобы качественно сгладить напряжение на выходе.
Мораль из этого: если питаемое от преобразователя устройство критично к уровню пульсаций, то на нём должны стоять конденсаторы для «добивания» пульсаций. Скорее всего, они там уже заранее напаяны в нужном количестве, но удостовериться в этом не помешает.
Следующая проверка — работа на нагрузку. В качестве нагрузки использовался проволочный переменный резистор мощностью 25 Вт (дёшево и сердито).
Питание преобразователя осуществлялось от зарядного устройства для смартфона с напряжением 5 В и допустимым током до 2 А.
Режим 9 Вольт: (измерения проводились по шагу входящего тока с интервалом 0.5 А):
| I нагр., А | U нагр., В | I вх., А | U вх., В | КПД, % |
| 0.23 | 9.12 | 0.5 | 4.99 | 84 |
| 0.46 | 8.95 | 1.0 | 4.98 | 83 |
| 0.65 | 8.98 | 1.5 | 4.97 | 78 |
| 0.84 | 8.86 | 2.0 | 4.97 | 75 |
Напряжение на нагрузке снималось именно на самой нагрузке, т.е. с учетом потерь в кабеле.
Что оказалось интересным в процессе измерений: при больших токах в нагрузке (две нижние строчки таблицы) показания индикатора на преобразователе выросли с 9.2 В до 9.3 В.
Возможно, в схеме предусмотрена какая-то система компенсации потерь в кабеле, слегка повышающая напряжение на выходе при повышении выходного тока.
Далее — проверка работы на нагрузку в режиме 12 В:
| I нагр., А | U нагр., В | I вх., А | U вх., В | КПД, % |
| 0.17 | 12.04 | 0.5 | 4.99 | 82 |
| 0.34 | 11.98 | 1.0 | 4.98 | 82 |
| 0.49 | 11.93 | 1.5 | 4.97 | 78 |
| 0.61 | 11.89 | 2.0 | 4.96 | 73 |
В среднем КПД преобразователя в режиме 12 Вольт получился чуть ниже, чем в режиме 9 Вольт, что тоже соответствует теории.
Следующий пункт испытаний — проверка на максимальный отдаваемый ток и защиту от короткого замыкания.
В режиме 9 Вольт защита от перегрузки сработала при токе в 1.05 А. При этом напряжение на выходе упало до 4.6 В, и оно не восстановилось автоматически после устранения перегрузки. Для восстановления работоспособности потребовалось полностью снять питание с преобразователя, а затем снова его включить.
В режиме 12 Вольт защита от перегрузки сработала при токе ровно в 0.8 А. При этом напряжение на выходе аналогично упало до 4.6 В, и точно так же оно не восстановилось автоматически после устранения перегрузки. Для восстановления работоспособности потребовалось полностью снять питание с преобразователя, а затем снова его включить.
Окончательный диагноз DC-DC преобразователя с 5 В (USB) на 9 и 12 В
Преобразователь показал себя с исключительно положительной стороны.
Во-первых, надо отметить, что он подтвердил все заявленные параметры. Он способен отдать ток заявленной величины, и при этом напряжение на выходе поддерживается с достаточно высокой точностью.
Во-вторых, он обладает простой, но крайне полезной индикацией, что позволит исключить ошибки с установкой выходного напряжения; а заодно покажет состояние срабатывания защиты от перегрузки, если таковое событие случится.
При этом он удобен и весьма недорог для своей функциональности.
Недостаток только один: высокие пульсации, особенно при больших токах нагрузки.
Способ борьбы с пульсациями известен. Он — древний, как мир: добавление к питаемой нагрузке помехоподавляющих конденсаторов. Впрочем, большинство устройств уже их содержат «на борту» и никаких действий от пользователя не потребуется.
Рекомендации и предупреждения.
При питании преобразователя от сетевого адаптера (например, «зарядки» для телефона) рекомендуется использовать преобразователь не более, чем на 80% от максимально-допустимого выходного тока. Тем более, что редко какая «зарядка» поддерживает ток выхода свыше 2 А, что необходимо для отдачи преобразователем максимальной паспортной мощности.
При питании преобразователя не от «зарядки» для телефонов, а от USB- порта компьютера, надо помнить об ограничении тока нагрузки для USB- портов.
Для порта USB 2.0 оно составляет 500 мА, а для USB 3.0 — 900 мА.
Соответственно, максимальный ток нагрузки для преобразователя составит при питании от порта USB 2.0 — до 0.23 А в режиме 9 V и до 0.17 А в режиме 12 V ; при питании от порта USB 3.0 , соответственно, до 0.4 А в режиме 9 V и до 0.3 А в режиме 12 V .
Где купить: например, у этого продавца на AliExpress ( около $4.4) с учетом доставки в РФ . Если у других продавцов этот же преобразователь будет стоить дешевле, то тоже можно брать (товар одинаковый, но следите за стоимостью доставки!).
Реклама. ООО «АЛИБАБА.КОМ (РУ)» ИНН 7703380158
Кроме DC-DC преобразователей с фиксированными выходными напряжениями, на Aliexpress предлагаются преобразователи для порта USB и с регулировкой выходного напряжения в широких пределах. Например, такой:
Этот понижающе-повышающий DC-DC преобразователь позволяет плавно регулировать выходное напряжение в пределах от 1 до 24 Вольт при выходной мощности до 3 Вт. Купить можно у этого продавца на Aliexpress , цена — около $ 4 с учётом доставки.
Реклама. ООО «АЛИБАБА.КОМ (РУ)» ИНН 7703380158
При тестировании преобразователя использовался осциллограф Hantek DSO5102P (обзор).
Вступайте в группу SmartPuls.Ru Контакте! Анонсы статей и обзоров, актуальные события и мысли о них.
Искренне Ваш,
Доктор
30 апреля 2020 г.
Последнее изменение страницы — 15.03.2021.
Порекомендуйте эту страницу друзьям и одноклассникам
В комментариях запрещены, как обычно, флуд, флейм и оффтопик.
Также запрещено нарушать общепринятые нормы и правила поведения, в том числе размещать экстремистские призывы, оскорбления, клевету, нецензурные выражения, пропагандировать или одобрять противозаконные действия. Соблюдение законов — в Ваших же интересах!
Доктора! (Администрация сайта — контакты и информация)
Группа SmartPuls.Ru Контакте — анонсы обзоров, актуальные события и мысли о них