Меню

Внешнего источника напряжения 12 вольт

Как получить напряжение 12 Вольт: 3 простых способа

Для проверки некоторых образцов бытовой аппаратуры пользователь периодически нуждается в рабочем напряжении 12 Вольт постоянного тока. При рассмотрении вариантов их получения важно учитывать мощность, которую требуется развить в нагрузке. В качестве примера, объясняющего необходимость этого учета, берутся БП бытового компьютера и аккумулятор для автомобиля.

Оба они «выдают» нужные 12 Вольт, но только в первом случае ток в нагрузке редко превышает 20 Ампер, а тот же параметр при запуске стартера достигает 200 Ампер. То есть первый из этих приборов рассчитан на значительно более низкий показатель мощности, чем автомобильный аккумулятор. Поэтому и источник питания для него может быть не таким мощным.

Способы получения

Известно четыре относительно простых способа получения постоянных 12-ти Вольт различной мощности, достаточной для проверки простейших схем.

  • Сборка на основе гальванических элементов (или батареек).
  • Последовательное соединение нескольких малогабаритных аккумуляторов.
  • Использование исправных блоков питания от старых ПК или другой бытовой аппаратуры.
  • Изготовление простейшего стабилизированного БП на основе доступных электронных компонентов.

Рассмотрим каждый из этих вариантов более подробно.

1. На основе батареек

Промышленностью освоен выпуск типовых батареек различных стандартов, рассчитанных на рабочее напряжение 1,5 Вольта. При последовательном соединении 8-ми таких элементов как раз получаются требуемые 12 Вольт. Батарейки пристыкуются поочередно «плюсовым» контактом предыдущего элемента к «минусовому» последующего.

Полное напряжение образуется между первым и самым последним выводами, а меньшие значения (3,0; 6,0 или 9,0 Вольт) можно получить на выводах после второй, четвертой или шестой батарейки. Но фото ниже это хорошо видно.

Как получить напряжение 12 Вольт: 3 простых способа

Для изготовления такого источника выбираются изделия одной серии с одинаковой датой выпуска. Ток в нагрузке не должен превышать величины, указанной в паспорте для каждого элемента. Если потребуется подключиться к вдвое большей нагрузке (с удвоенным током потребления) придется собрать еще одну такую же цепочку, подключаемую в параллель первой.

2. На основе малогабаритных аккумуляторов

Известные большинству пользователей НК аккумуляторы рассчитаны на напряжением 1,2 Вольта. Для получения на их основе источника на 12 Вольт потребуется соединить последовательно 10 элементов, как это было сделано в предыдущем случае (фото ниже).

Как получить напряжение 12 Вольт: 3 простых способа

Сборка из аккумуляторных батарей гарантирует более длительную работу источника, чем при обычных гальванических элементах, поскольку ее можно многократно подзаряжать.

Из старого БП

Известно, что типовые БП от компьютеров (а также от некоторых моделей ноутбуков) «выдают» на выходе выпрямленное напряжение нужной нам величины. В первом случае его можно снимать с любого свободного разъема между проводами в черной и желтой изоляции.

Нужное напряжение получают и от любого компактного блока питания бытовой аппаратуры на 12 Вольт или источника, применяемого для подключения ленточки светодиодов.

3. Самостоятельное изготовление

Можно самостоятельно изготовить БП на 12 Вольт, воспользовавшись простейшей схемой.

Для этого потребуются:

  • Трансформатор, преобразующий сетевое напряжение в 15-16 Вольт переменного тока.
  • Выпрямительный диодный мостик.
  • Фильтрующие конденсаторы.
  • Интегрированный стабилизатор КРЕН8Б.

Схема выпрямительной части стабилизированного БП приводится ниже:

Источник



Источники питания 24 и 12 Вольт

Источником питания называется электрооборудование, применяемое для воспроизведения электрической энергии либо преобразование ее основных характеристик.

Источник питания 12в 10а зачастую используется в бытовых условиях. Он позволяет заряжать аккумуляторные батареи, обеспечивать работу приборов освещения, быть элементом источника бесперебойного питания компьютера. Качество питаемого источника влияет на качество его работы или на саму работу устройства.

Принцип действия

Чтобы понять принцип работы источника питания, необходимо рассмотреть структурную схему (рис.1). Она состоит из:

Рис. 1 Источник питания 12 вольт

  • Выпрямителя сетевого (СВ). Производит трансформацию переменного тока в постоянный. Таким образом он обеспечивает сглаживание импульсов напряжений.
  • Преобразователя высокочастотного (ВЧП). Его основная задача – преобразование напряжения постоянного в переменное. При этом:
    • образуется прямоугольная форма импульсов;
    • можно достичь необходимой амплитуды сигнала.
  • Элемент для выпрямления напряжения (ВН). Выполняет сглаживание величины напряжения. В некоторых разновидностях схем данный блок отсутствует, тем самым давая возможность поступать электрическому току на элемент сглаживания, соединенный нагрузочным фрагментом цепи.
  • Системный блок управления (СУ). При правильном сборе такой схемы для источника питания на 12V, можно получить достаточно высокий коэффициент полезного действия, около 80-95%.

Принципиальные схемы

Для выбора схемы нужно выбрать базовые элементы, на которых она будет основана:

  1. преобразователь высокочастотный;
  2. элемент выпрямления напряжения.

Высокочастотный трансформатор – элемент цепи, где задействуется трансформатор (рис. 2)

Рис. 2 Схема высокочастотного трансформатора

Такая схема является одной из самых простых, но при этом имеет некие недостатки:

  1. необходимо увеличивать амплитуду импульсов для получения большой мощности тока;
  2. использование трансформатора крупных размеров, так как в основе лежит частная петля магнитного гистерезиса.
Читайте также:  Нпц мирон регулятор напряжения

Из вышеупомянутых недостатков, схема применима зачастую у маломощных приборов.

Выпрямители напряжения

Такие элементы подразделяются на 3 вида (рис. 3):

Рис. 3 Разновидности схем выпрямителей напряжения

  1. Однополупериодная. Одна и самых простых схем, используемых малое количество полупроводников. К ее несовершенствам относится высокий импульс величины напряжения на выходе.
  2. С нулевой точкой. Имеет устройство с высоким коэффициентом выпрямления. Минусом данной схемы можно назвать – сетевой трансформатор, создающий большие габаритные размеры.
  3. Мостовая схема. Аналогична с пунктом 2, за исключением отсутствия трансформаторного преобразователя. Вместо него задействуется фильтр емкостный. Но данный элемент имеет на выходе очень большой импульс тока.

Рассмотрев разновидности рабочих схем источников, стоит отметить, что устройства каждой схемы будут гарантированно работать корректно при правильном выборе и подключении всех элементов цепи.

Разновидности

Питаемые источники (ИП) делятся на два больших вида:

  • ИП первичные. Основная их задача заключается в преобразовании многих видов энергии в электрическую. Примеры где используются такие датчики:
    • гидроэлектростанции (трансформация энергии воды в электрическую);
    • аккумуляторные батареи;
    • приспособления топливные (в электроэнергию преобразуется химическая энергия);
    • установки, работающие на дизельном топливе (в данном случае происходит изменение химической энергии в механическую, затем – в электрическую энергию);
  • ИП вторичные. Сами не являются устройствами для генерирования энергии, а лишь преобразуют поступающие сигналы, при этом обеспечивают заданные параметры, частоты, напряжения, импульсов напряжения. К таким устройствам можно отнести:
    • ИБП (источники бесперебойного питания);
    • приборы стабилизации напряжения;
    • выпрямители;
    • устройства изменения напряжения.

Базовые задачи питаемых источников:

  1. трансформация сигнала напряжения;
  2. передача мощности поступающего сигнала;
  3. протекция согласно тока и напряжения;
  4. управление всеми параметрами устройства;
  5. обеспечение стабильности напряжения.

Главная характеристика источника питания – мощность. В системе СИ величина мощности измеряется в Ваттах (Вт / W). Мощность прямо пропорциональна токовым значениям и обратно пропорциональна напряжению. Для наглядности формула мощности имеет вид – Вт = В х А. Где «В» – вольт (единица напряжения), «А» – ампер (единица силы тока).

Блок питания 12В 2А

Если питаемый блок работает с величиной напряжения – 12 В и значением постоянного тока – 10А, то мощность согласно вышеупомянутой формулы будет 120 Вт. И также можно произвести обратные расчеты. Если мощность питаемого блока 60 Вт, то в таком случае мы имеем следующие параметры тока и напряжения – 12 вольт 5 ампер.

В системах видеонаблюдения могут использоваться автономный источник питания 12В, также возможен источник питания 24В. В качестве приспособлений для питания камер, могут применяться блоки питания различных величин мощности.

Выбор источника питания

Выбрать необходимый источник питания можно по двум критериям:

Согласно схемы изменения напряжения

Такая разновидность выбора источника, в свою очередь, делится на две разновидности:

  1. при помощи схемы трансформации;
  2. при помощи схемы импульсной.

Длительное время на рынке электронных устройств широко были популярны источники трансформаторного вида. Они имеют простую конструкцию, не затратный и быстрый ремонт. Но при этом их габариты могут быть достаточно крупными. Вес только одного трансформаторного элемента может составлять базовый вес всего устройства. Такого рода прибор работает, используя промышленную частоту 50 – 60 Гц при напряжении 220 – 240 V. На выходе воспроизводятся сигналы повышенной частоты, которые потом изменяются через выпрямительные схемы, а также схемы фильтрации.

Очень выгодно использовать портативные источники питания, поскольку они имеет намного меньшие габаритные размеры, но при этом обладают более сложной принципиальной схемой. Их ремонт также намного затратнее по сравнению с трансформаторными, и плюс ко всему такие приборы могут выступать высокочастотными помехами.

Согласно области применения

Такие устройства применяются в:

  1. адаптерах сетевых;
  2. металлических корпусах блоков питания;
  3. на печатной плате.

Блок питания для бытового использования имеет источник с напряжением 5 В и величиной тока 1,5 А. БП с металлическими корпусами имеют отличия:

  1. используют значительные величины токов;
  2. имеют вентиляцию и надежный металлический корпус;
  3. малые конструктивные размеры;
  4. постоянное выходное напряжение;
  5. постоянный максимальный ток.

Блок питания 24В

Для обеспечения электрической энергией огромного числа светодиодных элементов напряжением 24 V, может подойти источник питания, с параметрами 12 Вольт, 20 – 30 Ампер в металлическом корпусе.

Стоимость блоков питания может зависеть от их конструктивных особенностей: принципиальной схемы, стабильностью работы, отсутствие помех. Зачастую блоки с импульсными помехами применяются в ИП, трансформирующие постоянное напряжение сети в регулируемое.

На рынках электронной техники представлены блоки двух видов:

  • многоканальные;
  • одноканалные.

Большинство разновидностей имеют выход с постоянным напряжением и вывод регулируемый.

Полученная информация позволит не только подобрать нужный источник питания по всем заданным параметрам, но также выбрать необходимые детали и произвести сбор всей конструкции самостоятельно.

Читайте также:  Фрустрация это наивысшая степень состояния психоэмоционального напряжения

Источник

Как получить 12 Вольт?

В современных бытовых сетях огромное количество приборов и устройств питаются от пониженного напряжения. Как правило, это слаботочные приборы, в цепи питания которых используется 12 Вольт: газовые нагреватели, ручной электроинструмент, переносные и стационарные светильники, детские игрушки и многое другое.

Из-за широкого применения обыватели пытаются организовать питание для таких приборов самостоятельно, поэтому в данной статье мы рассмотрим, как получить 12 Вольт различными способами.

Получаем 12 Вольт из 220

Наиболее доступным источником питания с практически неограниченным ресурсом мощности является бытовая сеть переменного напряжения 220 Вольт. Все что нужно для получения 12 Вольт – понизить, а при необходимости, и преобразовать имеющуюся электрическую величину в постоянную.

Для этого можно использовать один из нескольких способов:

  • с использованием трансформатора для понижения и диодного моста для дальнейшего выпрямления;
  • при помощи гасящего конденсатора;
  • без трансформатора – с применением резистора или полупроводникового устройства.

Теперь рассмотрим каждый из способов более детально.

Способ без трансформатора

В случае отсутствия трансформатора, который мог бы понизить напряжение сети до 12 Вольт, обойтись можно и обычным резистором. Дело в том, что падение напряжения на резисторе, подключенном последовательно нагрузке в 208 Вольт обеспечит 12 Вольт на нужном устройстве, при условии, что в сети 220 Вольт.

Если напряжение сети значительно отличается, то универсальная формула для расчета величины дополнительного резистора будет выглядеть следующим образом:

  • R1 – сопротивление дополнительного резистора;
  • RН – сопротивление нагрузки;
  • I – ток в цепи резистора и нагрузки (можно брать паспортное значение);
  • UC – напряжение в сети.

Такой способ, чтобы получить 12 Вольт нельзя назвать оправданным, так как падение напряжения на резисторе будет приводить к расходу мощности и дополнительным затратам электроэнергии. Поэтому еще одним вариантом для понижения уровня напряжения является использование тиристорного или симисторного регулирования. Пример такой схемы приведен на рисунке ниже:

Понижение напряжения при помощи симистора

Понижение напряжения при помощи симистора

Здесь токоограничивающая цепочка конденсатором C1 резисторами R1 и R2, которые определяют время заряда емкости и подачи импульса через динистор VS1 на управляющий электрод симистора VS2. Это классический вариант управления величиной выходного напряжения, который часто применяется в диммерах.

Использование гасящего конденсатора

Помимо вышеприведенных методов чтобы получить 12 Вольт можно использовать схему с гасящим конденсатором.

Понижение напряжения с помощью гасящего конденсатора

Понижение напряжения с помощью гасящего конденсатора

На рисунке выше приведен пример с двумя гасящими конденсаторами C1 и C2, здесь обе емкости предназначены для снижения переменного напряжения, поступающего от сети. Время на заряд конденсатора существенно сокращает длительность полупериода, подаваемого на мост VD1. Далее электрическая величина передается через стабилизирующие резистор R3, конденсаторы C3 и C6 к линейному преобразователю D1. Затем от преобразователя через конденсаторы C4 и C5 напряжение подается к питаемому устройству.

Схема с трансформатором

Наиболее распространенным вариантом понижения сетевого напряжения, чтобы получить 12 Вольт, является использование трансформатора. Для этого используется специальная электрическая машина с соответствующими параметрами по входному и выходному напряжению.

Понижение напряжения с использованием трансформатора

Понижение напряжения с использованием трансформатора

Как видите, на высокую сторону обмоток трансформатора подается напряжение сети 220 Вольт. Далее, пониженное напряжение поочередно подается полуволнами на входные клеммы диодного моста VD1 — VD4. От диодного моста постоянное напряжение подается к нагрузке через фильтрующий конденсатор C.

Это наиболее простой вариант схемы с понижающим трансформатором, но при необходимости постоянного использования устройство можно дополнить функциональными элементами – переменным резистором или стабилизатором.

12 Вольт из 24 или другого повышенного постоянного напряжения

Помимо этого существуют ситуации, когда вместо сетевого напряжения 220 Вольт у вас имеется постоянное напряжение большего номинала, к примеру, 24 Вольт. Подобная ситуация может возникнуть, когда автомобилисты хотят заменить автомобильный аккумулятор более мощным от грузовика или автобуса.

Для этой цели может использоваться стабилизирующий элемент на базе того же транзистора, от которого подключается светодиодная лента.

Пример схемы 12В из 24В

Пример схемы 12В из 24В

Это довольно простая схема, в которой величина выходного тока будет ограничена характеристиками транзистора. Недостатком этого варианта является небольшое снижение напряжения в случае превышения максимального тока для преобразователя. Поэтому в случае недопустимого результата, вместо транзистора можно использовать различные стабилизаторы – линейные или импульсные. Стабилизатор – это более сложное устройство, но схема подключения практически ничем не будет отличаться, так как они продаются единым блоком.

12 Вольт из 5 или другого пониженного постоянного напряжения

Также не будем исключать обратную ситуацию, когда из более низкого уровня напряжения вы можете его повысить, чтобы получить 12 Вольт. Этот пример доступен при наличии 5В в блоке питания персонального компьютера, зарядке для мобильного телефона и от всевозможных переходников и адаптеров под стандартную сеть.

Читайте также:  Аппаратура защиты от превышения напряжения

Для повышения постоянных 5 Вольт до уровня 12 Вольт зачастую применяются преобразователи напряжения. В качестве примера мы рассмотрим схему с применением преобразователя на базе микросхемы LM2577. Ее преимущества заключаются в использовании минимального числа компонентов для сборки, также существует несколько моделей со стабильным напряжением на выходе и регулируемый вариант. Единственным существенным недостатком является номинальный электрический ток в 0,8 А.

Пример схемы 12В из 5В

Пример схемы 12В из 5В

На рисунке выше приведен простой пример, как получить 12 Вольт с помощью микросхемы LM2577. От входных клемм через конденсатор C1 на ввод 5 и 3 микросхемы подается 5 Вольт. Величина на выходе с выводов 4 и 2 микросхемы регулируется соотношением резисторов R2 и R3. Следует отметить, что с практической стороны устройство получается маломощное, поэтому никаких систем принудительного охлаждения или дополнительных радиаторов для нее устанавливать не требуется.

12 Вольт из подручных средств

Несмотря на относительную простоту для электриков, радиолюбителей и людей, хоть немного знакомых с электроникой, всех вышеперечисленных методов, для простого обывателя они могут стать трудноразрешимой задачей, как в плане наличия соответствующих деталей, так и в части понимания электрических процессов. Поэтому здесь мы приведем несколько вариантов, как получить 12 Вольт из подручных средств, которые сегодня можно найти практически в каждом доме.

Такое преобразование можно выполнить из:

  • блока питания;
  • батареек или аккумуляторов;
  • от USB выхода.

Первый вариант – это стандартный блок питания, который дает на выходе 12 Вольт, его используют во многих устройствах, но никаких хитростей, чтобы получить такой уровень электрической величины, здесь нет. Достаточно подключить его к сети 220В и на выходе появится 12. Остальные способы рассмотрим более детально.

Из батареек

Практически в каждом доме или квартире не обходится без пальчиковых, мини-пальчиковых или батареек-таблеток. Они являются неотъемлемой частью нашего обихода, так как без них не идут часы, отказывается работать любой пульт или не едет детская игрушка. Если вы возразите, что каждая из них выдает напряжение всего в 1,5 Вольта, то это вполне поправимая проблема, с точки зрения электротехники.

С точки зрения физики источники ЭДС при последовательном включении дают сумм напряжения на выходе отдельно взятого каждого источника. Поэтому, чтобы получить 12 Вольт из обычных батареек вам необходимо соединить последовательно 8 единиц по 1,5 Вольта. Соответственно, если номинал имеющихся у вас батареек отличается, получить нужную электрическую величину можно путем изменения их количества. Пример такого преобразования приведен на рисунке ниже:

Как получить 12 В из батареек

Как получить 12 В из батареек

Из аккумуляторов

Если вы хотите выдавить 12 Вольт из стандартного повербанка, максимум которого колеблется в пределах 5В, то можете воспользоваться одной хитростью, которая доступна за счет команды «быстрая зарядка». Эта функция от смартфона, приводит к значительному повышению электрической величины, с теоретической точки зрения на выходе можно получить до 20 Вольт. Но с подключенной нагрузкой напряжение находиться в пределах 12 Вольт.

А так как вместо гаджета вам нужно запитать совершенно иное устройство, для этой цели, то к повербанку необходимо подключить эмулятор быстрой зарядки, на котором устанавливается соответствующий режим (желательно Quick Charge 2.0, так как 3.0 под силу не всем источникам). Для контроля тех самых 12 Вольт можно использовать тестер, на эмуляторе присутствуют кнопки, которые позволят увеличить или уменьшить напряжение.

Получение 12В из аккумулятора

Получение 12В из аккумулятора

Из USB

В стандартном разъеме USB величина питающего напряжения составляет всего 5В, но и выход такого типа более чем обычное явление в связи с широким распространением компьютерной техники и других устройств, использующих такой порт для подключения. Для этого вам понадобится блок питания самого компьютера и отходящий USB порт.

Весь фокус будет заключаться в следующем: в блоке питания и так присутствует 12 Вольт, но для его вывода к разъему вам понадобится подключить один из выходов к желтому проводу, который обозначен на рисунке. Вывод зеленого провода, при этом соединяется с одним из черных.

12В из блока питания ПК

12В из блока питания ПК

Если у вас нет желания использовать USB выход, то 12 Вольт можно брать проводами напрямую к нагрузке. Но от персонального компьютера такой блок обязательно должен отключаться. Следует отметить, что в сравнении с любыми другими вариантами, это достаточно мощный источник, поэтому он потянет и гораздо большую нагрузку.

Видео по теме

Источник