標準範囲に収まらない非標準の電圧を取得するにはどうすればよいですか?
標準電圧は、電子機器で非常に一般的に使用される電圧です。 この電圧は、1.5 ボルト、3 ボルト、5 ボルト、9 ボルト、12 ボルト、24 ボルトなどです。 たとえば、以前の MP3 プレーヤーには 1.5 ボルトのバッテリーが 1 つ搭載されていました。 テレビのリモコンはすでに 2 つの 1.5 ボルトの電池を直列に接続して使用しています。つまり、3 ボルトです。 USB コネクタでは、最も外側の接点の電位は 5 ボルトです。 おそらく誰もが子供の頃にダンディを持っていたのではないでしょうか？ Dandy に電力を供給するには、9 ボルトの電圧を供給する必要がありました。 さて、12ボルトはほとんどすべての車で使用されています。 24 ボルトはすでに主に産業で使用されています。 また、このために、比較的言えば、標準シリーズ、この電圧のさまざまな消費者（電球、レコードプレーヤーなど）が「鋭化」されています。
しかし、残念なことに、私たちの世界は理想的なものではありません。 場合によっては、標準範囲外の電圧を取得する必要がある場合があります。 たとえば、9.6 ボルトです。 まあ、ああでもない、こうでもない…はい、ここでは電源が役に立ちます。 ただし、既製の電源を使用する場合は、電子装身具と一緒に持ち運ぶ必要があります。 この問題を解決するにはどうすればよいでしょうか? そこで、次の 3 つの選択肢を提示します。
オプション1
このスキームに従って、電子装身具回路に電圧レギュレータを作成します（詳細）。
オプション No.2
3 端子電圧安定器を使用して、非標準電圧の安定した電源を構築します。 スタジオへの企画！
その結果、何が見えてくるでしょうか? 電圧安定器とツェナー ダイオードが安定器の中間端子に接続されていることがわかります。 XXはスタビライザーに書かれている下2桁です。 05、09、12、15、18、24 という数字があるかもしれません。すでに 24 よりも多くの数字があるかもしれません。わかりません。嘘はつきません。 これらの最後の 2 桁は、従来の接続方式に従ってスタビライザーが生成する電圧を示します。
ここで、7805 スタビライザーは、この方式に従って出力に 5 ボルトを与えます。 7812 は 12 ボルト、7815 は 15 ボルトを生成します。 スタビライザーについて詳しく読むことができます。
U ツェナーダイオード – これはツェナー ダイオードの安定化電圧です。 安定化電圧が 3 ボルトのツェナー ダイオードと電圧レギュレータ 7805 を使用すると、出力は 8 ボルトになります。 8 ボルトはすでに非標準の電圧範囲です ;-)。 適切なスタビライザーと適切なツェナー ダイオードを選択すると、標準以外の電圧範囲から非常に安定した電圧を簡単に得ることができることがわかりました ;-)。
これらすべてを例を挙げて見てみましょう。 スタビライザーの端子電圧を測るだけなのでコンデンサは使いません。 負荷に電力を供給する場合は、コンデンサも使用します。 私たちのモルモットは 7805 スタビライザーです。ブルドーザーからこのスタビライザーの入力に 9 ボルトを供給します。
したがって、スタビライザーは 7805 なので、出力は 5 ボルトになります。
ここで、U 安定化 = 2.4 ボルト用のツェナー ダイオードを使用し、この回路に従って挿入します。結局のところ、電圧を測定しているだけなので、コンデンサなしでも可能です。
おっと、7.3ボルトです！ 5+2.4ボルト。 効く！ 私のツェナーダイオードは高精度（精度）ではないため、ツェナーダイオードの電圧は銘板（メーカー公表の電圧）と若干異なる場合があります。 まあ、問題ないと思います。 0.1 ボルトは私たちにとって違いを生みません。 すでに述べたように、この方法で通常とは異なる値を選択できます。
オプション #3
同様の方法は他にもありますが、ここではダイオードが使用されます。 おそらく、シリコン ダイオードの順方向接合での電圧降下が 0.6 ～ 0.7 ボルト、ゲルマニウム ダイオードの順方向接合での電圧降下が 0.3 ～ 0.4 ボルトであることをご存知ですか? 使用するのはダイオードのこの特性です ;-)。
それでは、図をスタジオに持ち込みましょう。
この構造を図に従って組み立てます。 不安定な入力 DC 電圧も 9 ボルトのままでした。 スタビライザー7805。
それで、結果はどうなるでしょうか？
ほぼ 5.7 ボルト;-)、これは証明する必要があるものでした。
2 つのダイオードが直列に接続されている場合、電圧はそれぞれの両端で降下するため、合計すると次のようになります。
各シリコン ダイオードは 0.7 ボルト降下します。これは、0.7 + 0.7 = 1.4 ボルトを意味します。 ゲルマニウムも同様です。 3 つまたは 4 つのダイオードを接続できる場合は、それぞれの電圧を合計する必要があります。 実際には、3 つを超えるダイオードは使用されません。 この場合、ダイオードを流れる電流はまだ小さいため、ダイオードは低電力でも取り付けることができます。
家庭用電化製品では、動作中にバッテリーが急速に放電します。 頻繁に新しいものを購入する、つまりお金がかかる必要があります。 節約できる解決策は、6 ボルトの低電圧安定化回路を自分で組み立てることです。 電気回路は非常に単純で、出力電圧を 6 V に制限する 7806 スタビライザー アセンブリ自体と、10 μF と 25 V の 2 つのフィルターおよび補償電解コンデンサーが含まれています。
この場合、接続の極性、つまりプラスとプラス、マイナスとマイナスに注意する必要があります。 それは非常に重要です。 自家製の安定剤を作る場合、経済的コストは最大50ルーブルになります。 入力には、少なくとも 400 mA の電流負荷で 9 ～ 15 ボルトの定電圧が供給されます。 私たちの場合、これは 12 ボルトの電圧で電話を充電することによるネットワーク電源です。
もう一つの要素は木製電池です。 それらの長さは、デバイスで使用されるバッテリーのサイズに対応します。 作るのは難しくありません。 あらゆる電気機器のバッテリー収納部にぴったりと収まります。 今回はローラーヤスリに使用しました。 このデバイスは、ワイヤーとアダプタープラグを一緒に保持するのが簡単で便利です。
電圧安定器 KR 142 EH 5B 6 V用
この超小型回路は、3 つの端子と 6 ボルトの定出力電圧を備えたスタビライザーです。 論理回路、計測機器、音響再生機器などの電流源の代わりに、さまざまな電子機器に使用されています。
- 入り口。
- 接地。
- 出口。
外部コンポーネントは、移行プロセスを高速化するために使用されます。 入力コンデンサは、レギュレータが電源のフィルタ付きコンデンサから 5 cm 以上の距離にある場合にのみ必要です。
主な設定
- 故障電流制限。
- 端子トランジスタをブロックします。
- 熱保護機能を内蔵。
- 外部要素は必要ありません。
- 許容出力電流1アンペア。
自作6Vスタビライザー
自家製スタビライザーを組み立てるには、ツェナー ダイオードと抵抗が必要です。
それらは電源に接続されています。 抵抗器は正端子に接続され、アノードは負電源端子に接続されます。 これらの部品の接続点では、電圧は均等化され、約 6 V になります。
これは基本的な安定化回路です。 低電流に適しています。 大電流が必要な場合、抵抗が過熱します。 この問題を解決するには、負荷に電流を流すトランジスタを追加します。
電圧を決定するにはどうすればよいですか? これは簡単です。 トランジスタのベース端子の電圧は約 5.6 ボルトで、シリコン トランジスタのエミッタとベース間の電圧は 0.6 ボルトです。 トランジスタが開いているとき、エミッタ電圧は約 5 ボルトになります。
入力電力が 6 ボルトの場合、出力電圧は常に 5 ボルト以内です。 実際には、電源からの入力電圧の範囲は 6 ～ 12 V、出力電圧は 5 V になります。
ここには制限要因があります。 過剰な電圧は、抵抗器、ツェナー ダイオード、またはトランジスタの発熱のために、どこかで消費される必要があります。 要素によって消費される電力量は次のように計算されます。
- トランジスタの出力電流。
- 平均電流値と抵抗値。
2 番目の点はオームの法則に従って計算され、最初の点はスタビライザーから電力を供給されるデバイスによって消費される電流量から計算されます。
自動車とオートバイの電気コンポーネントを統合するために、後者は車載ネットワークでも 12 ボルトを使用し始めました。 自動車用品店に行くだけで多くの部品を購入できるため、これには多くの利点があります。 しかし、6 ボルト電池は実際にはどこでも使用されていないため、他になぜニッチな用途があるのでしょうか。
6ボルトバッテリーと12ボルトバッテリーの違い
20 世紀の 40 年代までは、すべての輸送に 6 ボルトの機器が使用されていました。 しかし 40 年代以降、自動車業界全体が 12 ボルトの単一規格に切り替えました。 車載ネットワークには24ボルトを使用する機器もありますが、それでもこれらは重機やディーゼルエンジンを搭載した大型トラックです。 これら 2 種類のバッテリーの違いは、次のような多くのパラメータにあります。- 電圧;
- 容量;
- 始動電流。
6 ボルトの電池はどこで使用されますか?
このタイプのバッテリーはソ連時代に軽バイクに使用されており、その機能は電流強度を高めるコンデンサーシステムを通じて火花を供給することだけでした。 フットスターターまたは手動キックスターターを使用するため、大きな始動電流が必要ではなかったので、電圧が6ボルトの小型バッテリーが使用されました。 このようなバッテリーは次の用途に使用されます。- 子供用電気自動車。
- 建設機械;
- エンジン排気量が50cc未満の自動車。
6 ボルトを使用するオートバイのメーカーとモデルは何ですか?
車載電圧が 6 ボルトの自動車のカテゴリには、次のオートバイとモペットが含まれます。- ソ連の技術 (イジ、ジャワ、ミンスク)
- アジアの原付バイク (ホンダ DIO、ヤマハ、バイパー)
- アジアの軽バイク（アルファ、デルタ、バイパー、スパーク）
車両バッテリーの電圧とその容量は、この自動車ユニットの最も重要な指標であり、機能と作業の品質が直接左右されます。 バッテリーはパワーユニットの始動に使用されるため、すべての車の所有者は、車のバッテリーの通常の電圧がどのくらいであるかを理解し、バッテリーを常に動作状態に維持する必要があります。 もちろん、このトピックについては以前のトピックでも触れましたが、今日はこの情報を明確にしたいと思います...
まず最初に言っておきますが、かつては存在していましたが、最近の車には「ボルト」を測定する装置がありません。 したがって、電圧を決定するには、まずマルチメーターを入手する必要があります。 タイムリーな対策を講じるために、少なくとも1〜2か月に1回はバッテリー電圧を確認することをお勧めします。
基本的な電池特性の規格
エンジンを始動するには、この値はどれくらいの最小値でなければなりませんか? ここには正確な指標はありません。 標準状態では、完全に充電されたバッテリーのこの特性は平均 12.6 ～ 12.7 ボルトになります。
特定の条件によっては、この指標は若干異なる場合がありますが、問題はありません。 たとえば、一部のメーカーは自社製品の電圧が約 13 ～ 13.2 V であることを保証しており、これは許容範囲内ですが、すぐに警告したいと思います。
多くの専門家が書いているように、バッテリーを充電した直後に電圧を測定すべきではなく、少なくとも1時間待つ必要があり、その後、電圧は13ボルトから12.7ボルトに低下するはずです。
しかし、12 ボルトを下回ると、逆の方向に進む可能性があります。これは、バッテリーが 50% 放電していることを示します。
この場合、この状態で動作すると鉛板の硫化が確実に発生するため、デバイスを緊急に充電する必要があります。 これにより、バッテリーの性能と寿命の両方が低下します。
しかし、このような低電圧の場合でも、乗用車のエンジンを始動することは十分に可能です。 バッテリーが正常に動作し、修理の必要がなく、エンジン回転中に発電機がバッテリーを充電する場合は、この状態でも安全に使用できます。
同じ場合、バッテリーの電気パラメータが 11.6 V を下回ると、バッテリーはほぼ完全に放電され、再充電して機能をテストすることなく、この状態でさらに使用することは不可能になります。
したがって、通常の電圧レベルは 12.6 ～ 12.7 ボルトの範囲になります (まれですが、最大 13.2 V になる可能性があります)。
ただし、実際にはこれは非常にまれです。 乗用車の場合、ほとんどの場合、充電が不完全であることを示す 12.2 ～ 12.49 ボルトです。
しかし、これに問題はありません。11.9 ボルト以下に低下すると、デバイスのパフォーマンスと品質の低下が始まります。
負荷の下で
電圧は 3 つの主要な指標に分類できます。
- 公称;
- 実際の;
- 負荷の下で。
について話すなら 定格電圧 ちなみに、文献やその他の資料でそれを示すのが通例であり、それは12Vに等しいですが、この数値は実際には実際のパラメータから遠く離れており、負荷については沈黙しています。
すでに述べたように、 通常のバッテリー動作電圧 乗用車の電圧は 12.6 ～ 12.7 ボルトです。 しかし、実際には、実際のインジケータはより信頼性が高く、12.4 ボルトから約 12.8 V の範囲にあります。このパラメータは負荷なし、つまり安静時と呼ばれる状態で取得されることを強調したいと思います。
しかし、バッテリーに負荷をかけると、パラメーターはまったく異なります。 負荷は必須であり、このテストはバッテリーの性能を示します。多くの場合、すべてのバッテリーは通常の電圧に耐えることができますが、「切れた」バッテリーは負荷に耐えることができないからです。
テストの本質は単純です。完全に機能するバッテリーに、その容量の 2 倍の負荷 (特別な装置である「ロード フォーク」を使用) を掛けます。
つまり、60 Am/h の容量を持つバッテリーの場合、負荷は 120 アンペアでなければなりません。 負荷の継続時間は約 3 ～ 5 秒で、電圧は 9 ボルトを下回ってはなりません。インジケーターが 5 ～ 6 の場合は、バッテリーが放電しているか、ほぼ切れています。 また、負荷後、電圧は約 5 秒以内に通常値 (少なくとも 12.4) に回復する必要があることにも注意してください。
「たるみ」がある場合は、まずバッテリーを充電し、次に「ロードフォーク」で実験を繰り返します。大きなたるみが認められない場合は、バッテリーを再充電する必要があります。 負荷をかけたテストに関するビデオをご覧ください。
電解質について一言
バッテリーの電圧レベルを決定する主なパラメーターは、このデバイス内の電解液の密度です。
バッテリーが放電すると、酸が消費されます。この組成における酸の割合は 35 ～ 36% です。 その結果、この液体の密度レベルが減少します。 充電プロセス中には、逆のプロセスが発生します。水の消費により酸が生成され、その結果、電解質組成物の密度が増加します。
12.7 V の標準状態では、バッテリー内のこの液体の密度は 1.27 g/cm3 です。 これらのパラメータのいずれかが減少すると、他のパラメータも減少します。
冬は電圧を下げる
車の所有者は、冬にひどい霜が降りると、バッテリーの主要なパラメータが低下し、その結果、車が始動しないとよく不満を言います。 そのため、夜間にバッテリーを暖かい場所に持ち込むドライバーもいます。
しかし実際には、事態は必ずしもそうではありません。 負の温度では電解質の密度が変化し、すでに述べたように電圧レベルに影響を与えます。 しかし、バッテリーが十分に充電されている場合、寒い気候では電解質の密度が増加し、その結果、2 番目に重要な特性も増加します。 したがって、十分に充電されたバッテリーは、ひどい霜の中でも危険にさらされることはありません。 寒い季節に放電したままにしておくと、電解液の密度が低下し、その結果、車のエンジンの始動に問題が発生します。
冬に車両のパワーユニットを使用および始動する際の問題は、バッテリーの基本パラメータの低下とは関係ありませんが、マイナス温度ではバッテリー内部の主要な化学プロセスが通常時よりも遅くなるという事実に関連しています。
それで、何が入っているのでしょうか？ 名前からすると、回路はあまりうまく並んでいないように見えます...まあ、一般的な場合、フィードバック、つまり出力電圧監視（コンパレーター）の分圧器が回されます...最後から:
...か否か？パワーリザーブに応じて、機能する場合もあれば機能しない場合もあります。 鍵は何ですか？
どうすればいいですか？キーをより強力なものに変更するか、並行して 2 番目のキーを彫刻します。IT がスロットルキーの場合は、ドライブのより強力な放電ダイオードに変更します。
ここで:変換頻度は増加し、おそらく一部のノードでは法外な速度になるでしょう。 次に、ストレージチョークを再計算します (ただし、懐に負担がかかるため、全体の 20% の予備はあります)。まあ、配線を太くするなどして考えられます。 私見では、体制の限界を判断するための装置、別名「指」が常にあなたと一緒にあります...
まだ誰もその図を見ていないのに、推測することに何の意味があるのでしょうか? おそらくそれはブロッキング発電機、またはインバーターブリッジでしょうか?
(説明付きの図を意味しますが、説明なしでも可能です) (使用されているトランジスタ/ダイオードの構成を意味します)
まあ、好奇心からではありません...
2008年12月14日午後5時04分追加
PS: これは、Google でリクエストされた最初のリンクの図です。 パルス安定化回路:
大体、こういうスキームの話をしたんです。 オプション: コンパレータは一体型、スイッチは MOSFET、ギャップのあるチョーク (ちなみに、ギャップのないこのリングは私を混乱させます... とにかく、簡単に十分になります) ここで: VD2 を次のように変更します。より低い電圧のもの（3.6VのIMHOが機能します）、R6を使用して正確なUoutを設定します...ただし、出力電流は決して1Aではないため、または6個のKD336を並列に配置します-意味がありません古いもので、まったく性能がなく、周波数が上がると電圧速度が上がります。主要なトランジスタを変更します - MOSFET アンペアが 5 ～ 10 アンペア増加します! ここで使用される部品の変換周波数はすでにほぼ制限されています -これは、インダクタンス L1 (およびワイヤの断面積を増やすことを意味します。これは、別の磁気回路でそれを再計算することを意味します) まあ、それに応じて、VD1 KY197 - このようなモードでは、それは単なる冗談です...そして、そのパフォーマンスはそうではありませんとても素晴らしい... それは古いものです。10 ～ 15 アンペアの現代の高速ダイオードはここで鳴きます...
まあ、それくらいです。 ただし、これは FIRST リンクからの図であり、「...約 23,400 個」あります。 そして、あなたも尋ねると、 キースタビライザー回路、すると、おおおお！
