Управление питанием для нагрузки 5В 12А

Мне нужно иметь дело с пиковой нагрузкой при 5 В постоянного тока и около 11,25 А, но я не знаю, как с этим справиться.

У меня есть 5 отдельных нагрузок по 2,25 А и небольшие нагрузки от микроконтроллера и несколько светодиодов, и все они должны соответствовать 12 А. Еще одно требование, которое у меня есть, это то, что блок питания можно разместить в герметичном корпусе, чтобы его можно было разместить снаружи и туда не попала вода. Я полагаю, что алюминиевый корпус мог бы помочь с этим.

Я не достаточно уверен, чтобы построить свой собственный блок питания. Иметь дело с сетью немного страшно. Я нашел несколько блоков питания для автомобильных зарядных устройств RC, которые будут подавать 14 В постоянного тока при 16 А (Turnigy T-20Pro) . В них есть вентиляторы, которые мало что сделают в герметичном корпусе. Я думал, что могу использовать простые линейные регуляторы на 5 В для каждой из нагрузок 2,25 А и еще один для микроконтроллера и светодиодов.

Какие у меня есть альтернативы и/или с какими проблемами я столкнусь?

ОБНОВЛЕНИЕ: я не упомянул об источнике питания, извините. Это будет 120В 60Гц переменного тока.

UPDATEv2: большая часть нагрузки (5 x 2,25 А = 11,25 А) будет находиться за пределами корпуса, поскольку проект представляет собой контроллер светодиодного рождественского освещения.

Линейные регуляторы рассеивают много энергии в виде тепла: P = dV x I, поэтому, если вы питаете 5 вольт 2,25 ампера от 12-вольтового источника питания, каждый линейный регулятор должен рассеивать 15,75 ватт в виде тепла, не превышая максимальную температуру перехода детали. Это не лучший путь, даже если вы сможете найти деталь, соответствующую этому набору спецификаций.
Вы можете использовать обычный блок питания ПК/НОУТБУКА. Если 5В не может обеспечить нужный вам ток, то другой DC-DC преобразователь с 12 на 5В.
@AnindoGhosh Δ здесь больше подходит ;о) $\Дельта$ И да, я знаю, что вы не можете изменить это, но я просто не мог не упомянуть об этом.
Большой вопрос: какой у вас источник энергии? AC, автомобильный аккумулятор? Ваш вопрос довольно расплывчатый в этом вопросе.
Я не был точен в источнике энергии, извините. Это будет 120В 60Гц переменного тока.
Будут ли нагрузки находиться в том же корпусе, что и источник питания? Внешний? Дейзи прикована?
@TobyLawrence Это все для обсуждения.

Ответы (3)

Если вам неудобно работать с сетевым напряжением и предполагается, что ваши нагрузки находятся в том же корпусе, что и ваш блок питания (т. е. вы выделяете много тепла в корпусе), вы можете рассмотреть источник питания переменного тока -> постоянного тока. установлен удаленно от вашего корпуса и подключен к вашему корпусу с напряжением 5 В.

Обычно падение напряжения вызывает беспокойство в таких случаях использования, поскольку для падения напряжения питания на 10% требуется всего 0,04 Ом сопротивления линии. Многие блоки питания имеют выводы удаленного датчика, так что блок питания замыкает контур управления вокруг напряжения питания в вашем корпусе, компенсируя любые потери при передаче.

Преимущества такого подхода включают в себя меньшее рассеивание мощности в корпусе для наружной установки и только 5 В в корпусе (но следите за короткими замыканиями!). Недостатками являются необходимость в отдельном корпусе (надеюсь, предназначенном для помещений) для источника питания и, возможно, немного более высокая стоимость источника переменного/постоянного тока с возможностью удаленного измерения.

Чтобы сжать это, я бы порекомендовал то же самое, но вы, вероятно, могли бы повысить напряжение. Power over Ethernet работает при номинальном напряжении где-то около 50 В постоянного тока и чертовски безопасен. Это даст вам преимущество в том, что вы сможете прокладывать кабели меньшего размера/легче, сохраняя при этом относительно низкое падение напряжения. Это также дает вам больше возможностей для преобразования в момент загрузки.
Согласованный. Я предполагал, что OP чувствителен к цене и, возможно, захочет избежать двойного преобразования, но вы правы, что он может окупиться за счет стоимости медного кабеля.
@TobyLawrence, 50 В обычно считается максимальным напряжением, к которому безопасно прикасаться. Если вы положите локоть на землю, а пальцы (той же руки) на 50 В, вы, вероятно, почувствуете что угодно, от легкого покалывания до неприятного гудения, в зависимости от того, насколько влажна ваша кожа. Вот почему (а также это наследство в телефонной системе) вы видите большое распределение мощности при напряжении 48 В.
Тем не менее, не мочите руки и не кладите один на землю, а другой на 50 В. Скорее всего, вы не причините вреда, но вы рискуете.

Создание собственного блока питания переменного/постоянного тока будет довольно сложной задачей. Как уже упоминалось, вы не сможете легко сделать это с линейным регулятором, и просто не стоит разрабатывать SMPS самостоятельно. В конце концов, компьютерные блоки питания регулярно дают большой ток по шине 5В (обычно 20 А), и они очень дешевы.

Поскольку вам нужно находиться на улице, я предлагаю поискать безвентиляторный блок питания ATX, чтобы его можно было запечатать в корпусе. Возможно, вам удастся обойтись обычным блоком питания с вентилятором, если корпус можно использовать в качестве радиатора, а нагрузка будет низкой по сравнению с компьютером. Это даже безопасно для тестирования, так как блоки питания имеют встроенную защиту от перегрева в случае перегрева. В этом техническом паспорте по управлению температурным режимом указано, что вам понадобится корпус с площадью внутренней поверхности не менее 4 квадратных футов для работы с нагрузкой 60 Вт без вентиляции. На практике вам, вероятно, потребуется больше.

При поиске блока питания компьютера для этой работы имейте в виду, что многие новые модели имеют только шину +12 В и используют переключатель постоянного тока на материнской плате. Ищите более старый с выделенной шиной +5 В.

Чтобы заставить блок питания компьютера работать таким образом, вам нужно иметь способ переключать его сигнал «кнопки питания». Посмотрите на распиновку разъема ATX, чтобы узнать, что требуется. Вы можете сделать его переключателем или использовать подтягивающий резистор, чтобы сделать его постоянно включенным.

Я считаю, что вы также должны установить небольшие фиктивные нагрузки на другие шины питания, потому что некоторые блоки питания плохо себя ведут, когда они полностью разгружены. Обычно шина +5 В используется для регулирования питания, поэтому у вас не должно возникнуть проблем на этом фронте. Также имейте в виду, что большинство блоков питания имеют резервный +5 В с низким ограничением по току; вы не захотите использовать это.

Блок питания ATX был моей первой мыслью при разработке этого, но я не был уверен в управлении теплом, когда он находился снаружи. Раньше я разбирал блок питания ATX, и меня устраивает все, что связано с включением питания. Спасибо за таблицу по терморегулированию. Это проект контроллера рождественского света, и я живу на северо-западе Тихого океана, поэтому температура окружающей среды обычно ниже 50 ° F (10 ° C). Это куча влаги, поэтому я хотел герметичный корпус.

Внешние блоки питания представляют собой серьезную проблему, потому что они должны быть герметичными (для защиты от дождя/снега/пыли/грязи), что ухудшает охлаждение (принудительная подача воздуха не очень помогает), плюс они должны выдерживать некоторые экстремальные перепады температуры (от -40°C до +50C не редкость), что ограничивает вас в некоторых неприятных отношениях (большинство электролитических конденсаторов значительно теряют свою емкость ниже 0C).

Готовые блоки питания для внешних светодиодов, вероятно, являются лучшим выбором. (Убедитесь, что вы нашли тот, который одобрен безопасностью, в отличие от примера, который я привел!)

Управление питанием для нагрузки 5В 12А
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v