Reduzindo 12V a 5V

AVISO LEGAL: Não sei nada de engenharia elétrica; acabei de ver isso como a categoria mais adequada para minha pergunta.

Eu tenho um painel solar que está sendo executado em um comutador do controlador (por falta de um nome melhor); o comutador do controlador tem uma conexão para uma bateria e uma conexão para a saída. Eu tenho a bateria conectada e está fornecendo 12V - 12.8V à saída.

Quero conectar uma extremidade USB fêmea à saída. Mas eu sei que uma porta USB deve fornecer apenas cerca de 5V.

Antes de colocar o controlador e a bateria, o painel solar estava conectado diretamente às entranhas de um velho carregador de isqueiro. Funcionou muito bem. Mas quando tentei conectar a mesma pequena placa de circuito à saída do controlador, ela simplesmente se arqueou e, então, a removi.

Não tenho idéia do que estou fazendo de errado aqui. Liguei um voltímetro à saída e, com certeza, 12V. Conectou uma luz de LED e iluminou muito bem. Mas sempre que eu conecto esse pequeno circuito, ele se forma e se eu conecto a placa de circuito do interior de um carregador de parede USB ... Nada, nenhuma energia vem da porta USB (medida com um voltímetro).

O circuito mais simples será usar um regulador de tensão como o LM7805 . Esses reguladores são muito comuns.

No entanto, ele só pode fornecer uma corrente máxima de 1A e você também precisará de um dissipador de calor.

É simples de montar: conecte o fio de 12V no terminal mais à esquerda do IC, enquanto observa a inscrição e com os pinos para baixo. Conecte a saída de 5V para a porta USB no pino mais à direita. Conecte o terra da sua fonte de 12 V e do seu USB ao pino do meio ou ao dissipador de calor. Você também pode adicionar dois capacitores como:

De Fairchild datasheet .

O que você precisa para esta aplicação é um regulador de tensão, para ser mais preciso, um regulador de tensão de abaixamento.

Os reguladores de tensão são fornecidos em 2 tipos:

• Linear
• Comutação

Linear:

Um regulador de tensão linear converte sua tensão dissipando o restante como calor. O que isto significa é que, em sua aplicação, o calor dissipado é

(InputVoltage - OutputVoltage) * Corrente fornecida = (12-5) * 1 = 7W !!!!

Agora que é necessário dissipar uma grande quantidade de calor, você definitivamente precisará de um dissipador de calor e um bom fluxo de ar para não queimar seu regulador.

Comutação:

Agora, um regulador de comutação funciona alternando os estados; isso é muito mais eficiente e dissipa muito menos calor. Um regulador de comutação é a melhor opção quando seu consumo atual é alto.

O que eu recomendaria para a sua aplicação é comprar um PCB regulador de comutação prontamente disponível que possua todos os componentes já soldados, tudo o que você precisa fazer é conectar a fonte de entrada, testar a saída até obter 5V e alimentar seu dispositivo USB.

Outras referências:

• http://www.ti.com/lit/an/snva558/snva558.pdf
• https://www.sparkfun.com/products/9370
• http://www.aliexpress.com/item/10pcs-XL6009-DC-DC-Non-isolated-step-up-converter-replace-LM2577-dc-dc-module/1508297668.html (eu usei isso pessoalmente e achou razoavelmente bom)

Embora um regulador linear como o LM7805 possa ser suficiente, algumas coisas precisam ser levadas em consideração:

• A dissipação de energia pode ser alta, dependendo das necessidades atuais. Em 1A, você dissipará um pouco mais de 7W que, a menos que você instale um dissipador de calor, fritará seu regulador rapidamente.

• Mesmo que nada esteja conectado ao pino de 5V do regulador, haverá uma corrente de fuga que acabará esgotando sua bateria, dado o tempo.

Se você é sério sobre o consumo de energia, pode ser melhor usar conversores DC-DC que você pode encontrar a preços muito baixos. Sua eficiência é bastante boa.

Certifique-se de conectar a porta USB corretamente.

Além disso, mesmo que o carregador forneça uma saída limpa de 5V, nem todos os dispositivos poderão cobrar dele. Alguns precisam de uma certa voltagem nos pinos D- e D +.