Reducción de 12V a 5V

DESCARGO DE RESPONSABILIDAD: No sé nada de ingeniería eléctrica. Acabo de ver esto como la mejor categoría para mi pregunta.

Tengo un panel solar que se está ejecutando en un interruptor del controlador (por falta de un nombre mejor), el interruptor del controlador tiene una conexión para una batería y una conexión para la salida. Tengo la batería conectada y está suministrando 12V - 12.8V a la salida.

Quiero conectar un extremo USB hembra a la salida. Pero sé que un puerto USB solo debería proporcionar alrededor de 5V.

Antes de tener el controlador y la batería, tenía el panel solar conectado directamente a las tripas de un viejo cargador de encendedor de cigarrillos. Funcionó muy bien. Pero cuando intenté conectar esa misma pequeña placa de circuito a la salida del controlador, simplemente se arqueó y la quité.

No tengo idea de lo que estoy haciendo mal aquí. Conecté un medidor de voltaje a la salida y, efectivamente, 12V. Enganché una luz LED y se iluminó muy brillante. Pero cada vez que conecto ese pequeño circuito se arquea y si conecto la placa de circuito desde el interior de un cargador de pared USB ... Nada, no sale energía del puerto USB (medido con un medidor de voltaje).

El circuito más simple usará un regulador de voltaje como LM7805 . Estos reguladores son muy comunes.

Sin embargo, solo puede suministrar una corriente máxima de 1A y también necesitará un disipador térmico.

Es fácil de construir: conecte el cable de 12V en el terminal más a la izquierda del IC, mientras mira la inscripción y con los pines hacia abajo. Conecte la salida de 5V para el puerto USB en el pin más a la derecha. Conecte la tierra de su suministro de 12V y de su USB al pin central o al disipador térmico. También puede agregar dos condensadores como:

De la hoja de datos de Fairchild .

Lo que necesita para esta aplicación es un regulador de voltaje, para ser más preciso, un regulador de voltaje reductor.

Los reguladores de voltaje vienen en 2 tipos:

• Lineal
• Traspuesta

Lineal:

Un regulador de voltaje lineal convierte su voltaje disipando el resto como calor. Lo que esto significa es que en su aplicación el calor disipado es

(Voltaje de entrada - Voltaje de salida) * Corriente suministrada = (12-5) * 1 = 7W !!!!

Ahora que es una gran cantidad de calor que necesitará disipar, por lo que definitivamente necesitará un disipador térmico y un buen flujo de aire para no quemar su regulador.

Traspuesta:

Ahora, un regulador de conmutación funciona cambiando estados, esto es mucho más eficiente y disipa mucho menos calor. Un regulador de conmutación es la mejor opción cuando su consumo actual es alto.

Lo que recomendaría para su aplicación es comprar un PCB regulador de conmutación fácilmente disponible que tenga todos los componentes ya soldados, todo lo que necesita hacer es conectar el suministro de entrada, probar la salida hasta obtener 5V y alimentar su dispositivo usb.

Otras referencias:

• 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 (personalmente he usado esto y me pareció razonablemente bueno)

Si bien un regulador lineal como el LM7805 puede ser suficiente, se deben tener en cuenta un par de cosas:

• La disipación de energía puede ser alta, dependiendo de sus necesidades actuales. Con 1A, estará disipando un poco más de 7W, lo que, a menos que instale una piel térmica, freirá su regulador en poco tiempo.

• Incluso si no hay nada conectado al pin de 5V del regulador, habrá una corriente de fuga que eventualmente agotará su batería, dado el tiempo.

Si se toma en serio el consumo de energía, es mejor que utilice convertidores CC-CC que puede encontrar a precios muy bajos. Su eficiencia es bastante buena.

Asegúrese de cablear el puerto USB correctamente.

Además, incluso si su cargador proporciona una salida limpia de 5V, no necesariamente todos los dispositivos podrán cargarlo. Algunos necesitan un cierto voltaje en sus pines D- y D +.