Перетворення та стабілізація вихідної напруги динамо-концентратора

Передмова - я мало знаю про електроніку: P

Я замовив динамо-концентратор Shimano для свого велосипеда. Я зробив невелике домашнє завдання, і ось мої висновки з цього приводу:

1. Вихід вищезгаданого динамо - це 6 вольт змінного струму.

2. Вихідна напруга динамо не є стабільною, вона змінюється в залежності від швидкості динамо.

3. Є ймовірність, що вогні загоряться;) Причина в тому, що нестабільний вихід напруги.

Виходячи з вищесказаного, у мене мало питань.

1. Чи є проста схема, яка перетворює змінного струму на вихід постійного струму? Я читав про деякі мостові випрямлячі, але хотів бути в цьому абсолютно впевненим. Крім того, якого розміру є схема, наскільки легко вона доступна і наскільки вона надійна?

2. Найголовніше, що я хотів знати, як я побудував ланцюг, щоб 6-вольтовий коливальний вихід змінного струму з динамо перетворювався на 5-вольтовий (заряджається USB) стабілізований вихід постійного струму? Чи є вже доступні? Яка вартість такої схеми чи як легко я можу побудувати з нуля?

3. Я десь читав, що підключення пристрою до нестабілізованого вхідного джерела (у цьому випадку 5-вольтовий вихід з динамо на мій iPhone) може здути пристрій. Отже, якщо я не зміг домогтися побудови (або придбання) схеми вищезгаданої точки 2, чи можу я використовувати 5-вольтовий вихід для зарядки проміжних батарей, як запасний літій-іонний сонячний зарядний пристрій для iPhone та акумуляторні батареї AAA через зарядний пристрій USB та використовувати їх для заряджання моїх гаджетів?

Не використовуйте мостовий випрямляч. Це неефективно, тому що вам потрібно два діодні краплі послідовно, і це не дозволяє використовувати рамку в якості ґрунту для лампи постійного струму (наприклад, сучасний світлодіодний велосипед). Замість цього розглянемо подвоєння напруги

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

"Регулятор" може бути регулятором струму або просто Зенером, за яким слід граничний резистор. Кілька серійних світлодіодів можуть використовувати «додаткову» напругу, що постачається. Точність, як і ефективність, є менш важливою в цій програмі.

Я використовував 6В герметичний свинцево-кислотний акумулятор як «регулятор»; Перезарядка, здається, не є проблемою, а регулятор низького виходу з виходу на мікросхему може забезпечити стабільність 6В на лампах.

Зарядка від джерела "5В" можлива, але залежно від таких речей менше, ніж задоволення; генератор має всю необхідну потужність.

Чи є проста схема, яка перетворює змінного струму на вихід постійного струму? Крім того, якого розміру є схема, наскільки легко вона доступна і наскільки вона надійна?

Як ви згадали, мостовий випрямляч. Він невеликий і простий у пошуку, а також досить надійний, якщо експлуатується в межах специфікацій. Будь-який розповсюджувач електроніки матиме їх. Оскільки вони трохи більше, ніж конкретне розташування чотирьох діодів, зробити його теж не складно.

Як побудувати схему для перетворення 6-вольтового коливального виходу змінного струму з динамо в 5-вольтовий (зарядний через USB) стабілізований вихід постійного струму?

Будь-яка кількість способів, але оскільки ця електрична енергія надходить від вас, ви, напевно, хочете, щоб вона була ефективною, і маленькою, і легкою. Це, ймовірно, означає джерело живлення в комутованому режимі . Це не проста схема побудови, але як згадується у коментарі pjc50, є комерційні продукти, які вже зробили це .

Я десь читав, що підключення пристрою до нестабілізованого вхідного джерела (у цьому випадку 5-вольтовий вихід з динамо на мій iPhone) може здути пристрій.

Це точно так. Якщо ваш пристрій не було розраховано на напругу, що подається цим концентратором, то воно, швидше за все, буде пошкоджене ним. Батареї також потребують певного джерела живлення для зарядки. Напруга живлення повинна бути більшою, ніж напруга акумулятора, але не сильно, інакше вони зазвичай пошкоджуються. Особливості між конструкціями акумуляторів досить різняться, але це безпечне припущення, що підключення будь-якого акумулятора безпосередньо до цього динамо призведе до поганих речей.

Моя порада: оскільки з вашого запитання видно, що ви мало знаєте в електротехніці, а чого ви хочете досягти не є дрібницею, дотримуйтесь комерційних продуктів, розроблених для роботи з цим центром.

У мене є два з цих динамо (насправді Шмідтс, а не Шиманос, але електрично вони рівноцінні), і вже побудували багато світлодіодних світильників.

Я подумав про конфігурацію, яка одночасно проста в побудові, безпечна, ефективна та дешева. Він інтенсивно перевірявся у щоденному використанні.

Перш за все, важлива річ, з вашого питання: вам потрібен USB-сумісний вихід. Це може бути досить проблемою, оскільки електронним пристроям потрібен стабільний вихід. Припустимо, наприклад, ви хочете зарядити свій мобільний телефон під час їзди: коли ви зупините велосипед, він "вимкне" зарядку. Коли ви знову почнете рухатися, він "увімкне" зарядку (і, ймовірно, телефон подасть звуковий сигнал і включить дисплей).

Тому в цьому випадку вам знадобиться більш складна схема, швидше за все, включаючи акумулятор. Я ніколи цього не робив. Філл Фрост уже це детально пояснив.

Тепер, якщо ви хочете просто підсвічувати ланцюг, то моє поточне налаштування працює дуже добре і складається з:

• Регулятор: Один діод «Зенер» 5 Вт / 6,8 В ;
• Фільтр / стабілізатор: Один електролітичний конденсатор потужністю 16 В 6800uF ;
• Випрямляч: чотири випрямлячі діоди, зібрані як міст;

Завдяки цьому я отримую досить стабільний (понад 5 миль на годину принаймні) і різко регульований вихід 6,8 В. 6,8 В замість 6 В потрібен, щоб я міг з'єднати два білі світлодіодні серії, які не працюватимуть, оскільки їх падіння напруги трохи вище 3В у кожного.

Оскільки потужність цих динамових номіналів становить 6 В / 3 Вт, використовуючи 6,8 В / 5 Вт, тримає напругу під контролем і втрачає дуже мало струму: більшу частину енергії витрачають за допомогою світлодіодів, які ви підключаєте.

А оскільки струм обмежений 3 Вт (0,5 А), ви не будете дути 5 Вт Zener, навіть якщо ви запускаєте систему без будь-якого приєднаного пристрою (лише невеликі іскри кожного хвильового циклу насправді вище 6 В, як я перевірив осцилоскоп друга).

Тут ви можете мати схему SVG:

https://gist.github.com/heltonbiker/6784ebdb864f61ff33ffa340dc9d294b

І остаточна річ (потворна, але напрочуд міцна і погода) знаходиться нижче. Зауважте, що тільки діоди та конденсатор - це те, що ви хочете, але я зібрав світлодіоди на одній платі через особисті переваги цього проекту.

Я б запропонував повний мостовий випрямляч, а потім конденсатор і готовий контур конденсатора DC-DC (долар). Ви можете знайти багато, які мають розмір приблизно 20х35х10мм і кожен коштував приблизно 2-5 доларів, включена доставка з Гонконгу.

Перевага цих регуляторів доларів полягає в тому, що вони беруть з джерела лише необхідну енергію, витрачаючи мало тепла, і тому "навантаження" на ваші ноги настільки низька, наскільки ви, можливо, отримаєте.

Будь-яке інше рішення, що передбачає резистори (наприклад, регулятор Зенера або лінійний регулятор), буде менш ефективним.

Перераховані тут різні рішення пояснюються у цій відповіді на питання " Як перетворити 6В змінного струму на 5В постійного струму? ": Технічна версія цього питання.

Я тільки що створив регулятор за цими напрямками:

KBPC104 2А 200В мостовий випрямляч 470uF 100В електролітичний перетворювач долара на основі LM2596 від e-bay

Здається, почати заряджатись негайно навіть при дуже повільному обертанні колеса, і я чую від маточини, що воно повністю завантажене. Мій хаб - це SON-delux, тому важливо, щоб я міг отримати вихід на низькій швидкості, тим більше, що я буду їздити в гори, де іноді буду їздити дуже повільно.

Також мій акумулятор 22000 кеш-пам'яті негайно розпізнає напругу і починає заряджатися.

Мій попередній регулятор використовував LM317, і кеш-акумулятор не визнав, що він заряджається, ймовірно, тому що напруга піднімається занадто повільно.

Я думаю, це хороший контур. Також деталі були дуже дешевими.

Я спробував зарядний пристрій Velo, який може забезпечити потужність до 1,5 А, але я виявив, що колесо довелося крутитися дуже швидко, щоб пристрій ввімкнув вихід. Я повернув це.