Почему нельзя использовать катушку для преобразования 5 вольт постоянного тока в 12 вольт постоянного тока?

Почему бы вам просто не использовать трансформатор катушки, например, когда вы хотите получить 240 вольт от автомобильного аккумулятора вместо повышающего преобразователя? Я нашел ветку, которая вызвала у меня интерес - Как преобразовать 5В в 12В? . Я хочу сделать нечто подобное, чтобы заряжать такие вещи, как ноутбук, от портативного аккумулятора телефона на 5 В.

Трансформеры не имеют фиксированного направления. Вы можете, если подать низковольтный сильноточный сигнал переменного тока на вторичную обмотку, получить высоковольтный слаботочный сигнал на первичной обмотке. Но это зависит от нагрузки, КПД низкий, громоздкий. Как и i.stack.imgur.com/IsFNt.gif , это трансформатор, используемый «наоборот» для звонка звонка телефона от источника 9 В.
Батарея 5 В для зарядки телефона выдает постоянное напряжение. Вам нужно будет генерировать переменное напряжение в катушку, чтобы получить более высокое или более низкое переменное напряжение.
Я разработал это: falstad.com/circuit/… в симуляторе цепи это будет работать?
@ Джей Кларк нет. нет, не будет. Не от батареи постоянного тока. Кроме того, 18 ампер при 12 В для 100 мА при 5 В? вау это плохо.
@Passerby Почему он не работает от батареи постоянного тока?
@ J.Clarke Есть некоторые концепции, которые необходимо понять, прежде чем переходить к трансформаторам, переменному току, постоянному току и т. Д. Я чувствую, что если я попытаюсь объяснить вам, почему напряжение постоянного тока нельзя повысить или понизить с помощью трансформаторов, я бы создал больше сомнений, чем знаний. Итак, я предлагаю вам попробовать изучить более простые компоненты, чем переходить непосредственно к трансформаторам. Это может показаться не таким сложным, но трансформеры действительно сложная тема. Проверьте резисторы, конденсаторы и в основном катушки индуктивности, составляющие основу трансформаторов.
@PDuarte Просто чтобы уточнить, я изучил и построил повышающий преобразователь постоянного тока, конденсатор, резистор и просто научился использовать диоды и преобразование переменного тока в постоянный, «беспроводное электричество», как работает рельсовая пушка и несколько других компонентов, таких как генераторы и регуляторы напряжения. Что я должен узнать сейчас?
Насколько я помню, выход трансформатора пропорционален производной входа. (Вход -> поток, изменение потока -> вывод). Производная синусоиды — это другая синусоида, но производная постоянной функции равна нулю.
Иммибис... Вам не кажется, что слово "дериватив" слишком сложно для понимания 15-летним?
я полностью понимаю все, что написано на этой странице, у меня аспергус и высокий IQ, это и проклятие, и благословение ;)
@ J.Clarke Так что я бы порекомендовал вам для начала взглянуть на катушки индуктивности и взаимную индуктивность. Как только взаимная индуктивность будет понята, будет легко понять, почему трансформаторы работают только с переменным током.
Производная от @soosai похожа на математику в средней или старшей школе.

Ответы (4)

Просто для ясности: мы говорим о преобразовании 5 В постоянного тока в 12 В постоянного тока .
Вопрос 2013 года касается DC-DC. Плюс есть DC-DC-преобразователь .

Для работы трансформатора внутри него должно быть создано переменное магнитное поле. Переменный ток в первой обмотке (так называемой «первичной» обмотке) создает переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, создает электродвижущую силу во вторичной обмотке. Этого не происходит, когда на первичную обмотку подается чистый постоянный ток.

Тем не менее, можно сделать преобразователь постоянного тока на основе трансформатора. Постоянный ток прерывается, так что трансформатор питается переменным током. Обычно это делается с помощью полупроводниковых переключателей. Выход вторичной обмотки трансформатора выпрямляется, что создает выходное напряжение постоянного тока.

Для небольшого увеличения напряжения (в 6 раз или менее) повышающий преобразователь на основе индуктора обычно более практичен, чем на основе трансформатора (в целом, хотя есть важные исключения).

Я не знал, что вы можете вставлять теги. Спасибо! :)
Итак, если я поставлю генератор между источником питания 5 В постоянного тока и катушкой, он может работать?
Если вы подадите выход генератора на первичную обмотку трансформатора, вы увидите переменный ток на вторичной обмотке. Итак, это может сработать.

Вы, вероятно, задаетесь вопросом, почему ваша схема Фалстада работает. Проблема не в симуляторе. CircuitLab показывает такое же поведение.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Это происходит при следующих условиях:

  1. Источник постоянного тока идеален (без сопротивления).
  2. Трансформатор идеален (без потерь или сопротивления на первичной стороне).

Когда вы подаете напряжение на индуктор, ток со временем увеличивается. Если есть какое-либо сопротивление, ток в конечном итоге выровняется (постоянный ток), и в этот момент индуктор ничего не делает. Но без сопротивления ток может расти вечно.

В идеальном трансформаторе этот бесконечно возрастающий ток создает постоянное напряжение и ток на вторичной стороне. Так что идеальные трансформаторы работают на постоянном токе. Но идеального трансформатора не существует. Добавьте небольшое сопротивление, например 0,1 Ом, между источником напряжения и трансформатором, и вы увидите, что выходной сигнал вторичной обмотки довольно быстро затухает.

Я предполагаю, что этот вопрос уже задавался раньше, но я не нашел его в беглом поиске, поэтому я дам краткий ответ здесь.

Катушки эффективно передают энергию только тогда, когда ток через катушку изменяется. В цепи постоянного тока ток через катушку (катушки) заметно изменяется только сразу после первого замыкания цепи, а затем снова сразу после повторного размыкания цепи. Ток нарастает до тех пор, пока резистивные потери в катушке или импеданс источника не истощат всю доступную мощность без значимой передачи энергии от одной катушки к другой.

Для (вероятно, лучшего) более подробного объяснения эта статья выглядит интересной.

Может ли это: falstad.com/circuit/… работать?
Я разработал его в симуляторе схемы, лампочка - это просто фиктивная нагрузка, а источником постоянного напряжения будет 5-вольтовый аккумулятор телефона, могу ли я использовать его для зарядки маломощных 12-вольтовых приборов (очень низкая мощность менее 10 Вт)
@ J.Clarke Нет, трансформаторы не работают для постоянного тока. Вы не можете просто вслепую кидать вещи в симулятор, вам нужно спроектировать схему, а затем использовать симулятор, чтобы убедиться , что ваш проект ведет себя так, как вы ожидаете.
+1 @uint128_t Согласен. Симуляторы вполне могут уловить ваши незначительные ошибки, но часто не запрограммированы на «улавливание» серьезных вещей (например, подача постоянного тока на трансформатор), которые разработчики просто не ожидали, что кто-то попытается. В данном случае похоже, что именно это и произошло с вашей симуляцией.
@ J.Clarke Это также подходящее время, чтобы указать, что этот симулятор - мусор, поскольку он явно не точно моделирует трансформаторы. Есть много других симуляторов, которые значительно более функциональны, LTSpice бесплатен и относительно прост в использовании. Тем не менее, мое замечание выше по-прежнему применимо: симулятор лучше использовать для проверки ошибок в проекте, а не для разработки схемы с нуля.
@ uint128_t Может быть, это не такая ерунда, как можно было бы подумать с первого взгляда. Я заметил, что ему пришлось установить диод и крышку, чтобы он «глючил». Я не видел каких-либо конкретных показанных значений, но симулятор мог предсказывать преобразование переменного тока, используя крышку и нагрузку в качестве «резервуарного» резонатора для передачи колебаний обратно на сторону батареи, где нелинейное действие диода потенциально может усиливаются достаточно, чтобы поддерживать колебания и, таким образом, передачу мощности по переменному току. С учетом сказанного, это явно не показывает заявленное намерение ОП.
@ RobhercKV5ROB Хм, интересно. Я не знал, что диод и колпачок необходимы для такого поведения. Это любопытное поведение.
@ uint128_t Я не гарантирую, что это сработает ... просто предположение, что эти компоненты выглядят так, как будто они сделают это более правдоподобным и могут объяснить, почему разумный симулятор может показать работу схемы. Что касается создания колебательного контура, который бы действительно чего-то достиг, я не уверен, что был бы готов поспорить в любом случае, но он действительно имеет сходство (за исключением транзистора) с самовозбуждающимся «микро sstc». Схемы драйверов катушек Тесла, которые я видел, например, эта: hackadaycom.files.wordpress.com/2014/12/diagram.png — — Не уверен, что я бы поставил на то, что она работает в реальной жизни;)
Вы говорите, что ток через катушку заметно меняется только после замыкания цепи. Разве это не противоречит поведению индуктора? Предполагается, что ток растет от 0 с экспоненциальной скоростью, прежде чем установить значение, близкое к тому, которое было бы, если бы катушка индуктивности отсутствовала. Я что-то пропустил?
@TisteAndii Это именно то, что я пытался донести. Если у вас нет (физически МАССИВНОЙ) катушки индуктивности с неоправданно высоким значением, ток через катушку индуктивности от источника постоянного тока установится (невероятно близко) к чисто резистивному значению слишком быстро, чтобы его можно было реально использовать в качестве трансформатора ( для большинства разумных катушек индуктивности, установленных на печатной плате, это, вероятно, займет всего несколько миллисекунд).
Хорошо ... вы имеете в виду индуктор на первичной обмотке трансформатора ... ток в первичной обмотке устанавливается слишком быстро, чтобы вызвать ЭДС во вторичной обмотке, верно?
@TisteAndii, чтобы вызвать любую *длительную*/полезную ЭДС во вторичном контуре, да.

Я думаю, что решил свой вопрос, просто используя повышающий преобразователь (глупый я: p), потому что делать это любым другим способом не очень оптимально. Однако вы могли бы сделать:
Источник питания постоянного тока -> Генератор -> Трансформатор -> Выпрямитель -> Выход.

Если вы используете преобразователь постоянного тока с обратноходовой топологией, то это в значительной степени то, что он делает внутри (хотя полное описание функции топологии обратного хода немного сложнее). - К вашему сведению, большинство портативных (с питанием от батареи) зарядных устройств для мобильных телефонов на 5 В уже используют преобразователь постоянного тока для повышения выходного напряжения батареи 1,2–4,2 (в зависимости от используемых батарей) до выходного напряжения 5 В. Возможно, вам покажется более эффективным купить батарею и повышающий преобразователь 12 В, чтобы собрать их самостоятельно, а не каскадировать преобразователи постоянного тока путем «повторного повышения» выходного сигнала зарядного устройства.
@ RobhercKV5ROB Спасибо, это именно тот ответ, который я ищу. Таким образом, повышающий преобразователь просто создает электрический заряд (электромагнитное поле) в катушке индуктора, затем MOSFET отключает питание, вызывая его сбой, и заряд возвращается обратно по проводу при более высоком напряжении / силе тока, сглаживаясь конденсатором. по пути? это правильно?
Вот как работает преобразователь постоянного тока с одной индуктивностью (будь то повышающая, понижающая или понижающе-повышающая топология) (ну, технически это магнитное поле, а не электрический заряд). В этих схемах индуктор «заряжается», когда переключающее устройство (обычно полевой МОП-транзистор) «включено», а затем разряжается через нагрузку и дополнительный диод, когда переключающее устройство «выключено». - Эта статья в Википедии, вероятно, объясняет теорию лучше, чем я могу в комментариях здесь: en.wikipedia.org/wiki/DC-to-DC_converter#Electronic_conversion
При повторном чтении еще одна техническая деталь заключается в том, что в повышающем преобразователе полевой МОП-транзистор обычно подключает катушку индуктивности к GND при проведении, а источник всегда питает катушку индуктивности (в то время как диод удерживает конденсатор от разряда через МОП-транзистор. В большинстве случаев / во всех «обычных» преобразователях с одной индуктивностью ток через катушку индуктивности никогда не меняет направления, хотя в топологиях с одной индуктивностью с понижающим усилением полярность тока катушки индуктивности кажется обратной по отношению к нагрузке, а не к источнику питания.
Почему нельзя использовать катушку для преобразования 5 вольт постоянного тока в 12 вольт постоянного тока?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v