Как понизить напряжение постоянного тока

Как понизить постоянное и переменное напряжение — обзор способов

Эффективные способы понижения постоянного и переменного напряжения. Узнайте, как понизить напряжение с 220 до 110 или 36 Вольт, либо с 12 до 5 Вольт.

Понижаем переменное напряжение

Рассмотрим типовые ситуации, когда нужно опустить напряжение, чтобы подключить прибор, который работает от переменного тока, но напряжение его питания не соответствует привычным 220 Вольтам. Это может быть, как различная бытовая техника, инструмент, так и упомянутые выше светильники.

Понижаем постоянное напряжение

При конструировании электроники часто возникает необходимость понижения напряжения имеющегося блока питания. Мы также рассмотрим несколько типовых ситуаций.

Если вы работаете с микроконтроллерами – могли заметить, что некоторые из них работают от 3 Вольт. Найти соответствующие блоки питания бывает непросто, поэтому можно использовать зарядное устройство для телефона. Тогда вам нужно понизить его выход с 5 до 3 Вольт (3,3В). Это можно сделать, если опустить выходное напряжение блока питания путём замены стабилитрона в цепи обратной связи. Вы можете добиться любого напряжения как повышенного, так и пониженного – установив стабилитрон нужного номинала. Определить его можно методом подбора, на схеме ниже он выделен красным эллипсом.

А на плате он выглядит следующим образом:

На следующем видео автор демонстрирует такую переделку, только не на понижение, а на повышение выходных параметров.

На зарядных устройствах более совершенной конструкции используется регулируемый стабилитрон TL431, тогда регулировка возможна заменой резистора или соотношением пары резисторов, в зависимости от схемотехники. На схеме ниже они обозначены красным.

Кроме замены стабилитрона на плате ЗУ, можно опустить напряжение с помощью резистора и стабилитрона – это называется параметрический стабилизатор.

Еще один вариант – установить в разрыв цепи цепочку из диодов. На каждом кремниевом диоде упадёт около 0,6-0,7 Вольт. Так опустить напряжение до нужного уровня можно, набрав нужное количество диодов.

Часто возникает необходимость подключить устройство к бортовой сети автомобиля, оно колеблется от 12 до 14,3-14,7 Вольт. Чтобы понизить напряжение постоянного тока с 12 до 9 Вольт можно использовать линейный стабилизатор типа L7809, а, чтобы опустить с 12 до 5 Вольт – используйте L7805. Или их аналоги ams1117-5.0 или ams1117-9.0 или amsr-7805-nz и подобные на любое нужное напряжение. Схема подключения таких стабилизаторов изображена ниже.

Для питания более мощных потребителей удобно использовать импульсные преобразователи для понижения и регулировки напряжения от источника питания. Примером таких устройств являются платы на LM2596, а в англо-язычных интернет-магазинах их можно найти по запросам «DC-DC step down» или «DC-DC buck converter».

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на которых наглядно рассмотрены способы понижения напряжения:

Вот и все наиболее рациональные варианты, позволяющие понизить напряжение постоянного и переменного тока. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Как понизить напряжение постоянного и переменного тока

Согласно ПУЭ для питания переносного освещения должно применяться напряжение не выше 50 Вольт, а при работе в особо опасных и замкнутых пространствах – 12 Вольт (ПУЭ 6.1.16-18). При этом питание должно осуществляться через трансформаторы. Это нужно для того, чтобы исключить поражение электрическим током. Да и не всегда выходные параметры блоков питания или аккумуляторов позволяют подключить гаджеты или другую электронику. В связи со всем этим мы расскажем о том, как понизить напряжение постоянного и переменного тока до нужного вам значения.

Понижаем переменное напряжение

Рассмотрим типовые ситуации, когда нужно опустить напряжение, чтобы подключить прибор, который работает от переменного тока, но напряжение его питания не соответствует привычным 220 Вольтам. Это может быть, как различная бытовая техника, инструмент, так и упомянутые выше светильники.

Подключение бытовой техники из США на 110 В к сети 220 В

Пожалуй, самая частая ситуация возникает, когда человек покупает из зарубежных интернет-магазинов какой-то прибор, а по его получении определяет, что он рассчитан на питание от 110 Вольт. Первый вариант – это перемотать трансформатор питающий устройство, но большинство приборов работают от импульсного источника питания, а для подключения электроинструмента – лучше вообще обойтись без перемотки. Для этого нужно использовать понижающий трансформатор. Кроме этого вы можете понизить напряжение в сети с помощью автотрансформатора или обычного трансформатора с отводами от первичной обмотки на 110-127В – такие часто встречались в советских телевизорах и других электроприборах.

Однако при использовании такого включения трансформатора, если произойдет, обрыв части обмотки после отвода 110 Вольт (см. рисунок ниже) все 220В подойдут на прибор, и он выйдет из строя.

Если говорить о готовых устройствах, то можно обратить внимание на автотрансформаторы «ШТИЛЬ».

Важно! При покупке трансформаторов или автотрансформаторов учитывайте номинальный ток его обмоток и мощность, которую он выдержит.

Более надежным вариантом решения проблемы будет понизить напряжение с 220 до 110В или с 220 до 127В с помощью трансформатора. На рынке есть множество компаний, которые продают такие изделия, в основном это тороидальные трансформаторы. Они бывают в металлических боксах или корпусах меньших размеров со встроенной розеткой, а также в виде адаптеров в пластиковых корпусах.

Подведём итоги, перечислив основные требования к трансформатору для питания 110В приборов:

1. На выходе трансформатора должно быть 110В, а на входе – 220В.
2. Мощность трансформатора должна быть больше чем мощность подключаемого прибора хотя бы на 20%.
3. Желательно защитить первичную и вторичную цепь с помощью предохранителя.
4. Доступ к выводам высокого напряжения должен быть ограничен, а все соединения изолированы.

Понижаем напряжение для питания низковольтных светильников

В начале статьи мы упомянули о том, что переносной светильник должен питаться от пониженного напряжения. В быту этот вопрос будет особо актуален для автолюбителей при ремонте автомобиля в гараже. Такие же светильники используются и в качестве местного источника света на станках (сверлильных, токарных, заточных и прочих).

Для того чтобы понизить напряжение с 220 до 36В, можно использовать трансформаторы марки:

• ОСО 0.25 220/36В;
• ОСМ 0.063кВт 220/36;
• ОСЗР 0.063кВт 220/36В;
• Ящик с понижающим трансформатором ЯТП-0,25 220 36В (это готовое решение в металлическом корпусе для монтажа в помещениях, класс защиты IP54).

Для понижения напряжения с 220 до 12В можно использовать трансформаторы марки:

• ОСО25 220/12В;
• TRS 300W AC 220 B-AC 12B (тороидальный не занимает много места);
• 30ВА, 230/12В, 2,5А INDEL TSZS30/005M (маломощный для установки на DIN рейку).

Понижение напряжения в доме

Наряду со скачками в электросети часто возникает проблема с повышенным и пониженным напряжением. Это приводит к преждевременному выходу из строя нагревательных приборов, ламп и других устройств у потребителя. Допустим вам нужно понизить напряжение с 260 до 220В, значит ваш выбор – использование стабилизатора напряжения. Они бывают разных типов, самый дешевый из них – релейный, по сути это автотрансформатор, в котором реле автоматически переключают отводы от обмотки.

Если вам нужно защитить конкретный прибор, например, компьютер – используйте маломощные модели мощностью порядка 1000 ВА (1 кВа), такие, как SVEN VR-L1000, его стоимость 17-20 долларов. Но учтите, что активная выходная мощность у них меньше указанной полной в Вольт-Амперах. К примеру, модель на 1 кВА, может питать нагрузку до 0,3-0,4 кВт. Также смотрите на характеристики. Указанная модель выдерживает до 285 Вольт, но большинство моделей упираются в 260 В.

Чтобы защитить весь дом в большинстве случаев хватит модели RUCELF SRWII-12000-L её полная мощность 12000 ВА, а нагрузочная способность по активной мощности – 10000 Вт. Он выдерживает входное напряжение вплоть до 270В.

Балластный конденсатор для питания маломощных устройств

Для питания маломощных устройств можно обойтись без трансформатора – одним конденсатором. Такая схема называется бестрансфторматорный блок питания на балластном конденсаторе. Принцип его работы основан на ограничении тока с помощью реактивного сопротивления ёмкости. Ниже вы видите варианты её реализации.

Расчёт ёмкости балластного конденсатора для бестранформаторного питания производится исходя из потребления тока нагрузкой и напряжения её питания.

Или по такой формуле, результат они дают приблизительно одинаковый:

Кстати, выражение под корнем в результате при расчётах конденсаторов для питания устройств от 5-20В даёт примерно 220, или значение равное Uвходному.

Такой источник питания подходит для подключения приёмников, светодиодов, ночников, зарядки небольших аккумуляторов и других маломощных потребителей.

Понижаем постоянное напряжение

При конструировании электроники часто возникает необходимость понижения напряжения имеющегося блока питания. Мы также рассмотрим несколько типовых ситуаций.

Если вы работаете с микроконтроллерами – могли заметить, что некоторые из них работают от 3 Вольт. Найти соответствующие блоки питания бывает непросто, поэтому можно использовать зарядное устройство для телефона. Тогда вам нужно понизить его выход с 5 до 3 Вольт (3,3В). Это можно сделать, если опустить выходное напряжение блока питания путём замены стабилитрона в цепи обратной связи. Вы можете добиться любого напряжения как повышенного, так и пониженного – установив стабилитрон нужного номинала. Определить его можно методом подбора, на схеме ниже он выделен красным эллипсом.

А на плате он выглядит следующим образом:

На следующем видео автор демонстрирует такую переделку, только не на понижение, а на повышение выходных параметров.

На зарядных устройствах более совершенной конструкции используется регулируемый стабилитрон TL431, тогда регулировка возможна заменой резистора или соотношением пары резисторов, в зависимости от схемотехники. На схеме ниже они обозначены красным.

Кроме замены стабилитрона на плате ЗУ, можно опустить напряжение с помощью резистора и стабилитрона – это называется параметрический стабилизатор.

Еще один вариант – установить в разрыв цепи цепочку из диодов. На каждом кремниевом диоде упадёт около 0,6-0,7 Вольт. Так опустить напряжение до нужного уровня можно, набрав нужное количество диодов.

Часто возникает необходимость подключить устройство к бортовой сети автомобиля, оно колеблется от 12 до 14,3-14,7 Вольт. Чтобы понизить напряжение постоянного тока с 12 до 9 Вольт можно использовать линейный стабилизатор типа L7809, а, чтобы опустить с 12 до 5 Вольт – используйте L7805. Или их аналоги ams1117-5.0 или ams1117-9.0 или amsr-7805-nz и подобные на любое нужное напряжение. Схема подключения таких стабилизаторов изображена ниже.

Для питания более мощных потребителей удобно использовать импульсные преобразователи для понижения и регулировки напряжения от источника питания. Примером таких устройств являются платы на LM2596, а в англо-язычных интернет-магазинах их можно найти по запросам «DC-DC step down» или «DC-DC buck converter».

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на которых наглядно рассмотрены способы понижения напряжения:

Вот и все наиболее рациональные варианты, позволяющие понизить напряжение постоянного и переменного тока. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Как понизить напряжение постоянного тока

Оказывается это не так легко. Раньше я думал, что достаточно включить в цепь какой-нить резистор и всё. Но почитал обучалку,
порылся в инете и понял, что резистор понизит только ток, а напряжение останется прежним.

В яндексе по запросу «понизить постоянное напряжение»
натыкался на параметрические стабилизаторы и на ключевые понижающие преобразователи постоянного напряжения.

Неужели нельзя проще?

Допустим у меня цепь:
Батарейка 9V
Светодиод 5V, 0.1A

Что мне надо сделать чтоб светодиод горел и не накрылся?

Понизить напряжение можно с помощью стабилизатора КРЕН5А — три ноги (вход — выход — земля ),но ток большой с него не возьмешь !
Хотя че я тут базарю,тута на сайте все написано было..
http://www.radiokot.ru/start/analog/practice/03/
З.ы.
А для диода и не надо понижать напряжение,5В — это падение напряжения на нем в связи с p-n переходом.Т.е. спокойно подключаем его к 9Вольтам, НО надо ограничить ток до 0.1 Ампера резистором!
Т.е. R=U/I , R=9/0.1 , R=90 Ом, врубаем в разрыв +
Мощность резистора — 1Вт (P=U*I)
Перепутав ноги диода — ниче не сгорит, просто гореть не будет
(калабур )

Если соврал — ударьте меня током

_________________
Учу закон Ома. выучил наполовину.

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

to Veider
А к лазерному светодиоду тоже 9V можно? Не сгорит?

to Сэр Мурр
Неа, не уверен. Я мултиметр в руки то недавно взял, какая уж там уверенность. Но вроде всё правильно понял и сделал, а диод синим светит, ярко так

Импульсные источники питания LM450/600-20Bxx производства компании MORNSUN представляют собой надежные ИП, подходящие для применения в суровых условиях эксплуатации. Особенностью источников питания этой серии является мощность, увеличенная до 450/600 Вт, что существенно расширяет спектр возможных применений. В ИП реализованы необходимые защитные функции, такие как защита от короткого замыкания выхода, перегрузки и превышения выходного напряжения. Изоляция «вход-выход» выдерживает напряжение до 4000 В и резкие перепады температур.

Найдите параметры светодиода.Основные фичи :
1.Напряжение можно больше подавать, чем падение напряжения на этом самом диодике.
2.Меньше напряжение — просто не будет гореть.
3.Спалить диод можно только не ограничив ток резистором.
(ограничить до номинального справочного для этого диода)

0.02 мА это ж для 307 вроде диодика

Оххх. чего то нет уверенности у меня, не помню я диода на 100мА[/quote]

_________________
Учу закон Ома. выучил наполовину.

Обзор представленных в Компэл новых серий семейств DDRH и RSDH на DIN-рейку и на шасси для высоковольтных сетей постоянного тока с диапазоном входных напряжений от 150 до 1500 В. Могут применяться для станций зарядки электромобилей и электробусов, ж/д транспорта, систем хранения энергии, альтернативной энергетики, телекоммуникационных центров и центров обработки данных.

вы тем же законом Ома всчитайте
5В*0,1А — 0,5Вт
таких светодиодов помоему ваще как-то немного в природе.

Диоду не важно подаваемое на него напряжение. Ему нужен ТОК. Напряжение на нем упадет своё, сколько останется. Это как зарядка аккумулятора — пишется необходимый ток, а напряжение — ет как получится.

У моего хозяина (Мяу!) я откопал ПДФки по 12-ти лазерным диодам.. Мррр.
оказываеццо, что из них:
один тянет 1,6. 2,2В,
еще один — 4,5. 6В,
еще один — фиксированное 5В
все остальные — трехвольтовые.

Будь осторожен с девятью вольтами.

_________________
путь наименьшего сопротивления проходит по пути наитолстого провода (с) Сергей Соболь

И не сомневайся даже . отдых — кайф,работа
— лажа!

Владимир, а где же пропорция?
30В — 1кОм
220В — 4,7кОм

Далее считаем: 220В — 4,7кОм
на резисторе выделяется мощность: 220*220/4700=10Вт Чот много вато для резистора, питающего светодиод. Ну учтем, что резистор жарится на одном полупериоде, поделим на 2, 5Вт все равно много
Далее: через резистор течет ток 220/4700=46мА. Для 15миллиамперного светодиода 46 много, адназначна. Пересчитайте номинал.

Для тридцати вольт тож перебор — 30*30/1000=0,9Вт выделяется на резисторе, для полваттного много буит

_________________
путь наименьшего сопротивления проходит по пути наитолстого провода (с) Сергей Соболь

_________________
путь наименьшего сопротивления проходит по пути наитолстого провода (с) Сергей Соболь

_________________
Лучше ничего не делать,чем делать ничего. (Л.Толстой)

_________________
Загружая на вход компьютера "мусор", на выходе получим "мусор^32".
PS. Не работаю с: Proteus, Multisim, EWB, Micro-Cap. не спрашивайте даже

_________________
Лучше ничего не делать,чем делать ничего. (Л.Толстой)

Как понизить постоянное и переменное напряжение

В некоторых случаях возникает вопрос снижения напряжения до нужного уровня. Эта ситуация складывается, например, если есть источник питания, выходной уровень которого превышает допустимое значение для потребителя, или когда надо ограничить возможное напряжение, например, на датчике, во избежание выходе его из строя.

Принципы работы понижения напряжения

Уменьшить уровень напряжения на нагрузке можно различными способами. Эти методы зависят от рода тока, потребляемого устройством, от мощности нагрузки, желаемого КПД и т.п. Применяются в основном два способа снижения вольтажа:

1. Использование гасящих элементов (балласта).
2. Преобразование уровня.

В первом случае последовательно с нагрузкой включают дополнительный пассивный элемент, на котором падает излишек напряжения. Во втором применяют специальные устройства, преобразующие напряжение одного уровня в напряжение другого уровня (так можно не только снижать, но и повышать напряжение). У каждого метода есть свои преимущества и недостатки, и они зависят еще и от реализации способа.

Если применяется принцип формирования напряжения методом широтно-импульсной модуляции, то изменение уровня напряжения может производиться изменением (снижением) ширины импульса – вручную или автоматически через обратную связь.

Способы ограничения напряжения

На практике применяются различные решения для снижения напряжения. Каждое имеет свою область применения, а также собственные достоинства и недостатки.

Резистором

Самый простой способ снизить напряжение – включить последовательно с нагрузкой резистор. Получится делитель напряжения, одно плечо которого составляет балласт, а второе – нагрузка. Рассчитать сопротивление резистора можно по формуле R=U/I, где:

• R – требуемое сопротивление, Ом;
• U – требуемое падение напряжения;
• I – ток через нагрузку.

Надо учитывать, что дополнительный элемент будет ограничивать ток в цепи, по этой причине, возможно, придется точнее подобрать резистор до получения нужного значения напряжения на нагрузке.

Резистор в качестве гасящего элемента

Главный недостаток этого способа в том, что падение напряжения на резисторе зависит от тока, потребляемого нагрузкой. Если ток будет меняться, будет меняться и падение напряжения. Второй момент – на балласте рассеивается (бесполезно тратится) мощность, зависящая как от тока, так и от излишка напряжения (P=U*I). Резистор должен быть рассчитан на соответствующий режим.

Уменьшить влияние тока нагрузки можно с помощью делителя, оба плеча которого образуют резисторы. В этом случае напряжение на резисторах R1 и R2 разделятся пропорционально их сопротивлениям. Через верхний резистор идет ток делителя Iдел и ток нагрузки Iнагр, через нижний – только ток делителя. Если выбрать соотношение резисторов делителя и нагрузки так, чтобы сопротивление нагрузки было минимум на порядок выше сопротивления резистора нижнего плеча, то изменение тока нагрузки будет мало влиять на падение напряжения на параллельной цепи из резистора и нагрузки. Недостаток такой схемы – большой бесполезный расход мощности через резисторы R1 и R2 – он тоже минимум на порядок будет выше мощности, потребляемой нагрузкой.

Снижение напряжения с помощью резистивного делителя

Оба подхода можно применять как в цепях переменного напряжения, так и постоянного.

Конденсатором

В цепях переменного тока вместо резистора можно использовать конденсатор. Преимущество такого построения схемы – теоретическое отсутствие тепловыделения, при этом нет необходимости решать проблему отвода тепла (на самом деле определённое выделение тепловой энергии имеет место в диэлектрике и зависит от его качества).

Конденсатор в качестве балласта

Можно включить конденсатор в качестве гасящего сопротивления – на нем упадет часть напряжения. Сопротивление, как функцию частоты и ёмкости, можно рассчитать по формуле Rx=1/(2*π*f*C), а падение напряжения, как U=I/(2*π*f*C), где:

• U – падение напряжения на гасящем элементе, В;
• I – ток в цепи, А;
• f – частота тока в цепи, Гц;
• С – емкость конденсатора, Ф.

Очевидно, что чем меньше ёмкость конденсатора, тем выше его сопротивление.

Требуемое же значение ёмкости рассчитывается по формуле С=I/(U*2*π*f*), где:

• С – потребная ёмкость, Ф;
• I – ток в цепи, А;
• U – требуемое падение напряжения на конденсаторе.

Для практических расчетов, возможно, придётся пересчитать все формулы для дольных (возможно, кратных) единиц – ёмкость в микрофарады, ток — в миллиамперы и т.д.