Есть несколько способов получить 5 В от источника питания 12 В. У каждого есть свои преимущества и недостатки, поэтому я составил 5 основных схем, чтобы показать их плюсы и минусы.
- Цепь 1 - это простой последовательный резистор, такой же, как тот, о котором вам говорили «некоторые люди».
Он работает, НО работает только при одном значении тока нагрузки и тратит большую часть подаваемой энергии. Если значение нагрузки изменится, напряжение изменится, поскольку регулирование отсутствует. Однако он выдержит короткое замыкание на выходе и защитит источник 12 В от короткого замыкания.
- Цепь 2 представляет собой последовательный стабилитрон (или вы можете использовать ряд последовательных обычных диодов для компенсации падения напряжения - скажем, 12 х кремниевых диодов)
Это работает, НО большая часть мощности рассеивается диодом Зенера. Не очень эффективно! С другой стороны, это дает определенную степень регулирования при изменении нагрузки. Однако, если вы закоротите выход, волшебный синий дым вырвется из стабилитрона ... Такое короткое замыкание может также повредить источник 12 В после разрушения стабилитрона.
- Схема 3 представляет собой последовательный транзистор (или эмиттерный повторитель) - показан переходной транзистор, но аналогичная версия может быть построена с использованием MOSFET в качестве исходного повторителя.
Это работает, НО большая часть энергии должна рассеиваться транзистором, и это не доказательство короткого замыкания. Как и в схеме 2, вы можете повредить источник 12В. С другой стороны, регулирование будет улучшено (благодаря усиливающему эффекту транзистора). Не диод Зенера больше не должен принимать полный ток нагрузки, поэтому намного дешевле / меньше / меньше энергии Зенера или другое опорное напряжение устройства может быть использована. Эта схема на самом деле менее эффективна, чем схемы 1 и 2, поскольку для стабилитрона и связанного с ним резистора требуется дополнительный ток.
- Цепь 4 представляет собой трехполюсный регулятор (IN-COM-OUT). Это может быть специальная микросхема (например, 7805) или дискретная схема, построенная из операционных усилителей / транзисторов и т. Д.
Это работает, НО устройство (или схема) должно рассеивать больше энергии, чем подается на нагрузку. Это даже более неэффективно, чем схемы 1 и 2, потому что дополнительная электроника потребляет дополнительный ток. С другой стороны, он выдержит короткое замыкание и, следовательно, улучшит схемы 2 и 3. Он также ограничивает максимальный ток, который может быть взят в условиях короткого замыкания, защищая источник 12 В.
- Цепь 5 является стабилизирующим регулятором (импульсный регулятор постоянного / постоянного тока).
Это работает, НО выходной сигнал может быть немного быстрым из-за высокочастотной коммутационной природы устройства. Тем не менее, это очень эффективно, потому что он использует накопленную энергию (в индуктивности и конденсаторе) для преобразования напряжения. Имеет разумное регулирование напряжения и ограничение выходного тока. Он выдержит короткое замыкание и защитит аккумулятор.
Все эти 5 цепей работают (т.е. все они вырабатывают 5 В на нагрузке), и у них всех есть свои плюсы и минусы. Некоторые работают лучше других с точки зрения защиты, регулирования и эффективности. Как и большинство инженерных проблем, это компромисс между простотой, стоимостью, эффективностью, надежностью и т. Д.
Что касается «постоянного тока» - вы не можете иметь фиксированное (постоянное) напряжение и постоянный ток с переменной нагрузкой . Вы должны выбрать - постоянное напряжение или постоянный ток. Если вы выберете постоянное напряжение, вы можете добавить некоторую форму цепи, чтобы ограничить максимальный ток безопасным максимальным значением, например, в цепях 4 и 5.
