Как из usb получить 12 вольт

Обновлено: 04.07.2024

В обзоре будут рассмотрены два миниатюрных повышающих DC-DC преобразователя (постоянного тока в постоянный), каждый из которых собран в корпусе разъёма USB, благодаря чему они почти не занимают места и очень удобны для использования.

Содержание

Их выходное напряжение — фиксированное и составляет 9 Вольт для одного и 12 Вольт для другого преобразователя. Благодаря им какое-либо не слишком мощное устройство можно запитать такими напряжениями от любого «походного» источника питания: от телефонной «зарядки», от ноутбука, от повербанка.

Кроме того, применение этих преобразователей совместно с телефонной «зарядкой» может быть заменой для отдельных адаптеров на 9 или 12 Вольт (но если величина тока потребления будет не выше, чем определена далее в обзоре).

Цена на дату обзора — около $2.5 — 3 с учётом доставки.

Внешний вид и конструкция повышающих DC-DC преобразователей 5/9 В и 5/12 В

Их внешний вид похож просто на кабель USB с удлинённым разъёмом:

Номиналы отдаваемых напряжений бесхитростно обозначены на приклеенных этикетках.

Длина шнуров — по 1 метру.

На обратной стороне преобразователей никакой полезной информации нет:

Оканчиваются кабели преобразователей стандартными цилиндрическими разъёмами 5.5/2.1 мм (внешний/внутренний диаметр):

Если устройство, с которым предполагается работа какого-либо из преобразователей, имеет другой разъём (что маловероятно, но возможно), то, скорее всего, пользователю придётся поработать руками и/или паяльником для обеспечения взаимосовместимости.

Внутреннее устройство DC-DC преобразователей

Разобрать преобразователи можно очень легко: достаточно лезвием ножа разъединить половинки корпуса. Они держатся только на шести пластиковых штырьках за счет силы трения, никакого клея или хитрых защёлок нет.

Так выглядит электронная «начинка» преобразователей:

На этой фотографии слева — преобразователь на 9 В, а справа — на 12.

Видно, что их схемы имеют несколько отличий.

Их схемы основаны на разных чипах: в преобразователе на 9 В это — AL804, а в преобразователе на 12 В — AL919 (на фото они — маленькие шестиногие чипы).

Документации на них найти не удалось, но внутренний голос мне подсказывает, что оба этих чипа — просто вариации доброго старого MT3608, предназначенного для работы в «повышайках».

Есть и другие отличия.

В частности, в преобразователе на 9 В (левый) на входе и на выходе стоят в параллель по 2 конденсатора: «большой» электролит и маленький керамический конденсатор (грамотно!); а в преобразователе на 12 В — только электролиты (экономно!).

Зато в преобразователе на 12 В есть светодиод, индицирующий его работу; он виден на плате в правом нижнем углу и обозначен он как D2.

Только вот беда: корпус — не прозрачный, и этот светодиод не виден!

Чтобы он был виден, и будет проведена та небольшая доработка, о которой говорится в заголовке обзора.

В заключение осмотра надо отметить, как существенный позитивный момент, применение в обоих преобразователях диодов Шоттки (SS34 и SS14), имеющих прямое падение напряжения в 4 раза меньше, чем у «обычных» выпрямительных диодов. Это положительно скажется на КПД и уменьшит нагрев устройств.

Технические испытания повышающих DC-DC преобразователей на 9 В и 12 В

При испытаниях преобразователи запитывались от телефонной «зарядки» 5 В с максимальным током выхода 2 А (способность отдать такой ток ранее была проверена).

Замер данных произведён в установившемся режиме (после прогрева преобразователей и стабилизации показаний).

Сначала — испытания преобразователя на 12 В, результаты нагрузочных тестов приведены в таблице:

Ток выхода, А	Напряжение на выходе, В	Отдаваемая мощность, Вт	КПД
0 (холостой ход)	11.97	0	-
0.1	11.98	1.20	91%
0.15	11.99	1.80	89%
0.2	12.0	2.40	90%
0.3	12.03	3.61	89%
0.4	12.06	4.82	86%
0.5	12.11	6.06	83%
0.6	12.23	7.34	79%

При попытке повысить ток выхода выше 0.6 А напряжение на выходе «срывалось», и преобразователь уходил в защиту от короткого замыкания. При этом выходной ток колебался на довольно высоком уровне (0.4 — 0.7 А), т.е. продолжалось потребление значительной мощности от источника питания, что не совсем комильфо; или даже совсем не комильфо.

В общем, защита есть, но работает не идеально.

После устранения перегрузки напряжение на выходе восстанавливалось.

Особо надо отметить присутствующую в таблице странность: чем выше ток, тем выше и напряжение на выходе!

Должно же быть наоборот?!

Можно подумать, что здесь присутствует эффект «отрицательного сопротивления» или ещё какие инопланетные технологии.

Но нет, здесь нет ничего подобного; а повышение напряжения связано с его температурным уходом в результате прогрева преобразователя при работе на нагрузку. Повторный эксперимент с током 0.5 А подтвердил постепенный уход напряжения, составивший 0.13 В в течение 10 минут, после чего дрейф выходного напряжения прекратился.

Теоретически, правда, не исключено, что положительный температурный коэффициент чипа преобразователя так и был задуман его производителем для компенсации потерь в кабеле при росте тока. Но это — уже немного конспирология. :)

Нагрев преобразователя был умеренным, за исключением максимального тока (0.6 А); когда нагрев был сильным.

Итог: преобразователь можно использовать на токах выхода не выше 0.5 А; и при условии использования достаточно мощного источника питания.

Теперь — испытания DC-DC преобразователя на 9 В, и снова таблица с результатами:

Ток выхода, А	Напряжение на выходе, В	Отдаваемая мощность, Вт	КПД
0 (холостой ход)	8.97	0	-
0.1	8.89	0.89	89%
0.15	8.88	1.33	90%
0.2	8.86	1.77	89%
0.3	8.83	2.65	87%
0.4	8.79	3.52	84%
0.5	8.77	4.39	83%
0.6	8.75	5.25	80%
0.7	8.75	6.13	79%
0.8	8.74	6.99	78%

При превышении тока выхода 0.8 А напряжение напряжение на выходе «срывалось» и преобразователь уходил в защиту (такую же не слишком благообразную, как и у предыдущего преобразователя).

При выходном токе в 0.7 и 0.8 А нагрев преобразователя был сильным, лучше не допускать его использования при таких токах.

Температурный уход выходного напряжения тоже был обнаружен. При выходном токе 0.5 А напряжение на выходе поднималось на 0.11 В за 10 минут, после чего стабилизировалось. При меньших токах температурный дрейф был значительно ниже, и им можно пренебречь.

В таблице этот эффект почти не заметен. Возможно, из-за того, что выходное сопротивление преобразователя на 9 В оказалось выше, чем у преобразователя на 12 В (0.5 Ом и 0.3 Ом с учетом кабеля), из-за чего потери от повышения тока пересилили температурный рост.

Кстати, КПД тоже рассчитывался с учетом потерь в кабелях (т.е. на выходе всего преобразователя, а не на контактах платы).

Теперь разберёмся с пульсациями (посмотрим осциллограммы).

Сначала — пульсации на выходе 9-вольтового преобразователя, ток выхода — 200 мА:

Теперь — пульсации 12-вольтового DC-DC преобразователя при том же токе выхода (200 мА):

По осциллограммам пульсаций можно установить и частоту преобразования, она составляет почти точно 1 МГц.

Пульсации — довольно сильные (особенно — у преобразователя на 12 В), что можно считать в данном случае нормальным, поскольку в корпусах преобразователей нет достаточного места для «приличных» конденсаторов на выходе.

Если для аппаратуры, с которой должны работать преобразователи, такой уровень пульсаций слишком велик, то пользователю надо будет задуматься о подключении внешнего конденсатора (-ов).

Доработка DC-DC преобразователя 5/12 Вольт

Как уже упоминалось выше, на плате преобразователя 5/12 Вольт есть светодиод, но его не видно.

Решение — элементарное: просверлить отверстие 2 мм, снять снаружи небольшую фаску, приклеить с внутренней стороны кусочек бумаги (лучше — кусочек матового пластика, но у меня не нашлось).

На крайняк — можно даже и без бумажки, но тогда сужаются углы обзора светодиода.

Устройство с индикацией включения, как мне кажется, лучше, чем работающее «втёмную» (без индикации).

Итого

Рассмотренные DC-DC преобразователи построены на стандартных схемотехнических решениях, и никаких сюрпризов не преподнесли.

Их производители (анонимные, кстати) просто ничем не испортили возможности, заложенные в элементной базе преобразователей, и на том им спасибо!

«Изюминка» преобразователей — их конструкция в корпусе разъёмов; благодаря чему они удобны и занимают мало места.

Отдельное замечание: если подключать эти преобразователи к порту USB компьютера или ноутбука, то из-за ограничения выходного тока на этих портах преобразователи не смогут отдать столь же высокую мощность, как при питании от повербанка или телефонной «зарядки».

Обычно рекомендуется считать, что отдаваемый ток порта USB 2.0 составляет 500 мА, а USB 3.0 — 900 мА. Далее, зная КПД, можно рассчитать допустимую нагрузку для преобразователей в таком варианте подключения.

Куплены DC-DC преобразователи были на Алиэкспресс: на 12 Вольт — здесь, а на 9 Вольт — здесь.

С увеличением ёмкости аккумуляторов телефонов потребовалось увеличить и мощность зарядных устройств, чтобы достичь маленького времени зарядки, для чего и нужно было увеличивать выходную мощность: напряжение, ток. Таким образом зарядные с Quick Charge 3.0 кроме 5 В могут выдавать 9В/12В/20В +возможность регулировки с шагом 0.2 В (до 12 В).

Ввиду распространенности ЗУ с этой технологией появляется интерес использовать их для получения повышенного напряжения без дополнительных преобразователей.

Схема подключения

Представленная схема позволит выводам, настроенным как двухтактный выход, подавать на выводы DN и DP нужные значения напряжения:

Оба вывода к минусу	0 В
Верхний вывод к плюсу, а нижний к минусу	0.6 В
Оба вывода к плюсу	3.3 В

Настройка в STM32CubeMX

Нужно настроить четыре любые выводы общего назначения как двухтактный выход (Output Push Pull) без подтяжки (No pull-up and no pull-down) с соответствующими названиями (ПКМ -> Enter User Label).

Описание протокола Quick Charge

QC 2.0 (из документа CHY100)

После включения в сеть замыкаются выводы DN, DP и начинает следить за уровнем на выводе DP, подаем на него напряжение от 0.325 В до 2 В (обычно 0.6 В) на время не менее 1.25 с и таким образом происходит вход в режим Быстрой Зарядки. Теперь на DN нужно подать минус (чтобы напряжение на нем упало ниже 0.325 В) на время не менее 1 мс. Остается выставить сочетание напряжения, соответствующее необходимому, согласно таблице:

QC 3.0 (из документа FAN6290Q)

В этой версии есть возможность изменять значение напряжения с шагом 200 мВ, для этого нужно выставить сочетание, соответствующее режиму Continuous Mode:

Перейти в него можно из любого другого (5В/9В/12В), а потом для увеличения выходного напряжения (DN: 3.3 В, DP: импульс 0.6-3.3-0.6В), а для уменьшения (DP: 0.6 В, DN: 3.3-0.6-3.3В).

Программирование

Остается завернуть изменение уровней сигнала согласно алгоритму в код с использованием библиотеки HAL, учитывая понятные ярлыки-названия, установленные в Кубе:

Таким образом получились функции:

Проверка работы

Остается подключить всё согласно схеме и выполнить функцию для получения нужного напряжения (для испытания используется безымянная китайская зарядка с QC 3.0):

Причем выходное напряжение можно изменить в любой момент:

При использовании разъема USB Type-C обязательно нужно добавить два резистора 5.1 кОм между CC1, CC2 и GND, чтобы устройство определялось как UFP (Upstream Facing Port).

Определение подключения

В случае, если питание будет подаваться на микроконтроллер уже после подключения, то выполнение нужной функции может выполнятся перед главным циклом один раз.
Если микроконтроллер питается от независимого источника, то выполнение функции можно назначить по внешнему прерыванию (вывод VBUS подключается через стабилизатор 3.3 В) или просто с помощью кнопки — можно сделать свой "триггер".

Проверка на разных ЗУ с USB-A и USB-C

Работоспособность проверена на различных недорогих зарядных, а также на мощных ноутбучных зарядок 65Вт с USB Type-C.

При этом наименьшее выходное напряжение может различаться — так, обычные имели нижний порог 4.2 В, а продвинутые — 3.7 В.

Подробнее в видео

Итого

Хоть стандартом становится технология Power Delivery (PD), но куча современных сетевых зарядных устройств как и многие переносные аккумуляторные ЗУ поддерживают в том числе Quick Charge (QC), что позволит с легкостью получить повышенное напряжения без использования дополнительных преобразователей.

Несмотря на то, что в теории можно получить даже 20 В, но на практике таких зарядок почти нет. Также стоит учесть, что при подключении слишком мощной нагрузки напряжение будет сильно просаживаться, а некоторые ЗУ вообще уйдут в защиту.

Всё больше радиоэлектронных устройств переводится на стандартное питание USB (5 вольт), но многие девайсы всё ещё требуют 12-ти вольтового питания. Как же адаптировать их под 5 В источник? Например вот этот кольцевой светодиодный осветитель для фотоаппарата или смартфона, работающий как небольшая фотовспышка, должен запитываться от 12 В, которых в наличии (особенно на улице) нету.

А для нее требуется источник питания не менее 12 В. Решено было включить подсветку от обычного USB-накопителя Power Bank. Конечно нужен был преобразователь, который изменит 5 В на 12.

Принципиальная схема инвертора 5/12 В

Схема этого инвертора основана на несколько устаревшем, но проверенном чипе MC34063. При расчётах выбраны элементы, согласно току нагрузки 250 мА в соответствии с калькулятором от сайта Радиосхемы.

Модуль блока питания выполнен в виде USB-разъема на односторонней печатной плате. Большинство элементов SMD, за исключением разъема USB, катушки, диода и двух электролитических конденсаторов.

Полезное: Схема импульсного блока питания для усилителя

Второй вариант повышающего инвертора

А это более современный вариант преобразователя напряжения повышающего для светодиодов. Здесь стоит микросхема AP3032, дроссель на 6,8 мкГн, есть защита, все умещается на площади 1 см2.

Конечно можно заказать китайца на Али, но тема китайских силовых модулей проблематична, потому что повреждение такого элемента может разрушить все устройство. Вы хотите сэкономить 50 рублей, но можете потерять сотни на сгоревшем подключенном устройстве (почти половина через год сгорают). Так что с китайцами как повезет.

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Последние посетители 0 пользователей онлайн

Сделал замеры АЧХ при помощи приставки осциллографической Instrustar isds205b со встроенным генератором. Программа замеров из комплекта к приставке. Прошу оценить корректность. Судя по графикам, появившиеся низкие частоты вполне объяснимы. Ожидал провальчик после 20кГц, но почему то на АЧХ характеристиках его не видно. 1. Трансформатор выходной из лампового телевизора, фото которого я приводил выше. АЧХ самого трансформатора. 2. АЧХ трансформатора на ТС100 3. Канал усилителя с трансформатором от ТВ. 4. Тот же канал с трансформатором ТС100.

тот случай, когда проверить стоит, лично я проверил, после того как и "умными", и импульсными (пуш пул) и линейными типа "зарядил". Кто не понял, я не виноват, рисуйте схемы дальше (на 14.5 в) и заваливайте мусором просторы интернета дальше.

. а она, через секунду после поцелуя, ответила : -Вот, я - твоя, мой Иванушка-. . а ты: Выходит как-то Маяковский из бара с двумя пьяными девками, а в луже перед баром лежит пьяный мужик. Девки заверещали: — Володя, вы же можете про всё что угодно стихи сочинить. Сочините, пожалуйста, что-нибудь про этого бедного мужчину! Ну пожалуйста. Маяковский походил, походил, встал в позу и говорит: — Лежит безжизненное тело на нашем жизненном пути… Тело в это время приподнимает голову и говорит: — А вам то, какое дело? Могли бы взять да обойти. Маяковский задумчиво: — Пошли, девочки, это Есенин…

USB 10 вольт
Что будет если подключить последовательно 2 штекера USB и подключить к ноутбуку?Будет ли на выходе.

Как подать питания с USB и стабилизатора на STM32F4DISCOVERY
Здрасти! Ребята интересует вопрос можно ли подключить два питания 5V к микроконтроллеру? На.

Подать напряжение на любой из интерфейсов (USB/вход наушников/микрофона и т.д.)
Не уверен , что обращаюсь куда нужно , не имею глубоких знаний в сфере програмирования на языке.

как подключить устройсво без usb только подать ему питание?
как подключить устройсво без usb только подать ему питание? это устройство может работать БЕЗ.

Нет! . если нужно питать малотоковые устройства от USB на 12В можно применить преобразователь.

Решение

ДА.
крайние контакты ЮСБ - питание, разорвать дорожки и припаять 12 В питание.
ни одно из ЮСБ устройств не выживет.
проверено.

а если не разрывать, то будет неплохой дымок из матери :)

Iory, this is right.

Подскажите пожалуйста! Возможно на usb подать 12 вольт? Если да то есть ли подробная информация об этом? А вам это для чего? Не проще ли с молекса взять 12 вольт? А вам это для чего? Не проще ли с молекса взять 12 вольт? Просто думаю возможно ли перепутать контакты при подключении usb разьема и вместо того что бы вместо 5 вольт было 12.
Когда то слышал что флешка сгорала от того что разьем был подключен не правильно, тогда говорили что usb выдавал 12 вольт. Хочу узнать возможно ли такое! USB-разъемы на морде компа подключатся проводом. Провод подключается к материнке разъемом. На современных материнках и корпусах стоит "защита от дурака"- неправильно подключить почти нереально. Однако на некоторых корпусах провод оканчивается "россыпью" проводочков. В этом случае запросто можно перепутать контакты, например, +5 вольт и GND. Некоторые устройства к таким экспериментам относятся критически. По крайней мере у меня как-то выгорел BT-свисток (я его в ноут впаивал, и, видать, где-то куда-то не туда присоединил). 12 вольт даже при кривом подключении на разъем не попадет никак. максимум - это переполюсовка, но многие девайсы не выживают даже после этого qvad, так мне надо доказать что возможно подать 12 вольт и что после этого устройство usb которое питается от 5 вольт будет не работоспособно. возможно, как- я описал выше.
если тупо что то перепутать - переполюсовка, что с вероятностью 99% приведет к неработоспособности устройства (если оно от ЮСБ питается) или просто не будет обмена данными (в лучшем случае) _LoneR_, и я и qvad, уже сказали вам, что даже 5 вольт, но перепутанные местами могут привести к выходу из строя подключенного к USB устройства. Я сам лично спалил (см выше) устройство. Вместо 5 вольт, 12 никогда не будет, хоть как подключай. Но и 5 хватает за глаза. Однажды экспериментировал с USB старой AT материнки без распиновки и спалил флэшку.

Потом поменял по гарантии)

12 вольт на usb не будет никогда. Я иногда (когда не хватает питания на дешевых матерях) 5 вольт отгрызаю от разъема на мамке и прикуриваю его к молексу, как говорил magirus. но поскольку это делаю я, то проблем не возникает. Еще это может быть видеокарта очень тяжелая, в смысле на столько тяжелая, что материнская плата прогибается и происходит контакт с корпусом и в результате получаем 0 вольт на выходе и сгоревший(сработавший) предохранитель\резистор. и не как не 12 в. да и сколько нужно весить видюхе чтоб искорёжить материнку да и сколько нужно весить видюхе чтоб искорёжить материнку

Возможно ли понижение электрического напряжения до низких вольт в национальных электрических сетях?
1) Возможно ли понижение электрического напряжения до низких вольт в национальных электрических.

MSI X370 Gaming Pro Carbon подал 12 вольт на USB
Привет. Имеется мать и проц к ней ryzen 1700. Недавно на 3ех баночной батарее от электронного.

ASUS K50AB не включается после замыкания порта USB 5 вольт на массу
Асус к50ав не включается после замыкания порта юсб 5 вольт на массу (сломался разъем) с блока.

USB 3.0 HDD к роутеру D-link DIR-815 (no usb) - Возможно ли?
Всем добрый день. Хочу подключить Жесткий диск к роутеру, на котором отсутствует ЮСБ-порт.

Тени на экране и AIDA64 показывает в Датчиках 3.9 Вольт вместо 5 Вольт
Началось с того, что в браузере видео-онлайн стало подтормаживать. Смотрим на рабочий стол -.

Поставить щетки от мотора на 220 вольт мотору 12 вольт
Поставили щетки от бытовой электродрели на 220 вольт в мотор на 12 от автомобильной печки. Мотор.

Читайте также: