Блок питания 12 на 5 вольт в автомобиле

Немного поковырялся в инете, вот такой результат:

Для питания штатной камеры требуется 5 вольт. Это напряжение можно получить из 12 вольт постоянного тока с помощью простых схем, в основе которых лежит тот или иной стабилизатор напряжения. Для нормальной работы стабилизатора необходимо обеспечить ему теплоотвод. При перегреве ощутимо снижается выходной ток, а в конечном итоге стабилизатор попросту сгорит. Входное напряжение не должно превышать 15 вольт.

Для схемы также понадобятся конденсаторы 0,33 мкФ и 0,1 мкФ на 16 вольт.
В первую очередь стоит вспомнить нашего старого советского друга — «кренку», а точнее — её модификации КР142ЕН5А (2 Ампера) и КР142ЕН5А (1,5 Ампера).

Вместо «кренки» можно взять зарубежный аналог:
— А7805Т
— KIA7805
— L7805CV
— LM7805

Кто что думает?

Источник

Появилась задача на природе заряжать различные гаджеты от USB. Для этого была приобретена солнечная панель, АКБ и контроллер заряда. На контроллере выход 12 В 10А. Осталось подобрать DC-DC преобразователь 12 В — 5 В. На просторах Али нашел обозреваемые.

По ссылке можно заказать 9 разных исполнений этого преобразователя.
Первые 8 отличаются разными разъемами USB. Все они DC-DC 7-20 В на 5 В, 3 А, 15 Вт.

Девятый поддерживает QC 3.0 DC -DC 6 -32V DC 5 -12V Max 3,4a 24W

Корпуса преобразователей одинаковые, герметично залитые эпоксидкой, разобрать их без повреждения не получится. Длина провода USB 34 см.

Я заказал обыкновенный с двумя USB разъемами и QC 3.0
Посылка приехала в Краснодар за 12 дней, трек отслеживался. Когда я заказывал отгрузка была только из Китая. Сейчас можно выбрать склад Китай или РФ. Упакован преобразователь в антистатический пакет и в пупырку.

Так как брал я преобразователи не для автомобиля проверять буду просто на столе от аккумулятора 12В 17А.

Сначала подключаю обыкновенный преобразователь
Без нагрузки 5.06В

Нагрузка 1 А напряжение просело до 4.79В

Нагрузка 2 А напряжение просело до 4.67В

Нагрузка 2 А напряжение просело до 4.67В и ко второму порту подключаю Ipad mini

Нагрузка1.85 А напряжение 4.72В это я подключаю только Ipad mini

К сожалению нагрузки, больше 2 А у меня нет и проверить выдержит ли порт 3А мне не чем.
В итоге преобразователь выдерживает по 2А на каждом порту хотя при этом довольно значительная просадка напряжения до 4.67 В. Корпус нагревается до 40 С при температуре в квартире +24С.

Перехожу к тестированию преобразователя QC 3.0, здесь всего один USB порт.
Без нагрузки 5.17В

Нагрузка 1 А напряжение просело до 4.95В

Нагрузка 2 А напряжение просело до 4.94В

Для сравнения подключил Ipad mini здесь он тянет 2.04А напряжение при этом 4.97В. Оставил на час заряжаться в таком режиме корпус преобразователя нагрелся до 37 С при температуре в квартире +24С.

Так же я подключал устройства QC 2.0 и QC 3.0. Оба телефона заряжаются и телефон пишет, что идет быстрая зарядка. Но по тестеру напряжение выше 5 в не поднимается. Хотя вроде как должно быть 9 и 12. Если подключаю эти телефоны к обыкновенному преобразователю, то они пишут, что идет медленная зарядка. Справедливости ради должен отметить, что тестер на комплектной QC 3.0 зарядке показывает те же 5В. И в описании к преобразователю написано, что для QC рекомендуется 24 В. Я считаю, что полноценно проверить QC у меня не получилось.

Пробовал проверить влияют ли преобразователи на радио. Радиоприёмник у меня только в смартфоне, наушники в качестве антенны. Если провод наушников вплотную с проводами USB на радиостанциях выше 104 МГц прием сильно снижается, но каких-то помех нет. На расстоянии около метра никакого влияния на радиоприем не отмечено.

Для себя сделал вывод, что обыкновенный преобразователь тест не прошел и выдает низкие результаты. А преобразователь с QC 3.0 неплохого качества и рекомендуется к покупке.

Всем спасибо за внимание. Удачных вам покупок.

Возможно вам стоит поискать подходящий БП на сайтах кар-пи-си-шников, типа такого: store.mp3car.com/Power_Products_s/2.htm
Это просто пример, этих БП бывает чуть ли не бесчисленное количество вариантов, мощностей, количества различных выходов(там не только 5 вольт поиметь можно), возможностей программирования, защит и т.п.
На ebay тоже они встречаются.
Как я понимаю, вы нашли в уточнении подобный БП, но используемый в основном для питания LED-лент.
В общем, такие БП можно дополнить подходящим хабом(или парочкой), который обеспечивает распределение питания по портам и защиту, выдрав из него плату в чистом виде.

Ну и не отменяется вариант набрать нужное количество прикуривательных питальников(только хороших) и разодрать, повесив все на общий питальник автомобиля в любых местах, где вам будет угодно.
Например поищите по словам «Griffin PowerJolt», а в особенности «Griffin PowerJolt Dual 2A». Если разнести все выходы по разным местам автомобиля нужно, то еще вариант «Griffin Technology PowerJolt Micro For iPad»(2х-Амперники) — штучка сама по себе компактная, а платка внутри совсем малюпусенькая — удобно монтировать в самые неожиданные места, где места в обрез.
Не обязательно Гриффин, это не реклама, просто говорю только о том, с чем работал сам. Качественные девайсы, опробованы не раз в разных конфигурациях.

Преобразователь напряжения с 12 Вольт на 5 Вольт (3А), понижающий конвертер с входным напряжением 6…20В и фиксированным выходным напряжением 5В.

Используется для понижения напряжения в автомобилях, подключения коммутаторов к блокам питания 12 вольт. 

Основные характеристики преобразователя напряжения:

Диапазон входного напряжения: 6-20В DC

Выходное напряжение: 5В DC

Выходной ток: 3A, 15 Вт

Рабочая температура: -40 ° С до + 50 ° С

Размер: 45x25x15 мм

Вес:97 Грамм

 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.

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.