Es gibt verschiedene Möglichkeiten, 5 V aus einer 12-V-Versorgung zu beziehen. Jedes hat seine Vor- und Nachteile, daher habe ich 5 grundlegende Schaltkreise erstellt, um deren Vor- und Nachteile aufzuzeigen.
- Schaltung 1 ist ein einfacher Vorwiderstand - genau wie der, von dem "einige Leute" Ihnen erzählt haben.
Es funktioniert, ABER es funktioniert nur bei einem Wert des Laststroms und es verschwendet den größten Teil der zugeführten Energie. Wenn sich der Lastwert ändert, ändert sich die Spannung, da keine Regelung vorliegt. Es übersteht jedoch einen Kurzschluss am Ausgang und schützt die 12-V-Quelle vor einem Kurzschluss.
- Schaltung 2 ist eine serielle Zenerdiode (oder Sie können eine Reihe von normalen Dioden in Serie verwenden, um den Spannungsabfall auszugleichen - z. B. 12 x Siliziumdioden).
Es funktioniert, ABER der größte Teil der Energie wird von der Zenerdiode abgeleitet. Nicht sehr effizient! Andererseits gibt es eine gewisse Regulierung, wenn sich die Last ändert. Wenn Sie jedoch den Ausgang kurzschließen, löst sich der magische blaue Rauch vom Zener ... Ein solcher Kurzschluss kann auch die 12-V-Quelle beschädigen, sobald der Zener zerstört wird.
- Schaltung 3 ist ein Serientransistor (oder Emitterfolger) - ein Sperrschichttransistor ist gezeigt, aber eine ähnliche Version könnte unter Verwendung eines MOSFET als Sourcefolger aufgebaut werden.
Es funktioniert, ABER der größte Teil der Leistung muss vom Transistor abgeführt werden und ist nicht kurzschlussfest. Wie bei Schaltung 2 kann die 12-V-Quelle beschädigt werden. Andererseits wird die Regelung verbessert (aufgrund des Stromverstärkungseffekts des Transistors). Die Zenerdiode muss nicht mehr den vollen Laststrom aufnehmen, so dass ein viel preiswerterer / kleinerer / leistungsärmerer Zener oder ein anderes Spannungsreferenzgerät verwendet werden kann. Diese Schaltung ist weniger effizient als die Schaltungen 1 und 2, da für den Zener und den zugehörigen Widerstand zusätzlicher Strom benötigt wird.
- Schaltung 4 ist ein Regler mit drei Anschlüssen (IN-COM-OUT). Dies kann ein dedizierter IC (wie z. B. ein 7805) oder eine aus Operationsverstärkern / Transistoren usw. gebaute diskrete Schaltung sein.
Es funktioniert, ABER das Gerät (oder der Stromkreis) muss mehr Leistung abgeben, als der Last zugeführt wird. Es ist noch ineffizienter als die Schaltkreise 1 und 2, da die zusätzliche Elektronik zusätzlichen Strom verbraucht. Andererseits würde es einen Kurzschluss überstehen und damit eine Verbesserung der Schaltkreise 2 und 3. Es begrenzt auch den maximalen Strom, der unter Kurzschlussbedingungen aufgenommen werden würde, um die 12-V-Quelle zu schützen.
- Schaltung 5 ist ein Abwärtsregler (DC / DC-Schaltregler).
Es funktioniert, ABER der Ausgang kann aufgrund der Hochfrequenz-Schaltcharakteristik des Geräts ein bisschen stachelig sein. Es ist jedoch sehr effizient, da es gespeicherte Energie (in einem Induktor und einem Kondensator) verwendet, um die Spannung umzuwandeln. Es verfügt über eine angemessene Spannungsregelung und Ausgangsstrombegrenzung. Es übersteht einen Kurzschluss und schützt die Batterie.
Diese 5 Stromkreise arbeiten alle (dh sie produzieren alle 5 V über eine Last) und sie haben alle ihre Vor- und Nachteile. Einige arbeiten in Bezug auf Schutz, Regulierung und Effizienz besser als andere. Wie bei den meisten technischen Problemen ist es ein Kompromiss zwischen Einfachheit, Kosten, Effizienz, Zuverlässigkeit usw.
In Bezug auf "Konstantstrom" - Sie können keine feste (konstante) Spannung und keinen konstanten Strom mit variabler Last haben . Sie müssen wählen - Konstante Spannung ODER Konstanter Strom. Wenn Sie sich für eine konstante Spannung entscheiden, können Sie eine Art Stromkreis hinzufügen, um den Maximalstrom auf einen sicheren Maximalwert zu begrenzen - wie in den Stromkreisen 4 und 5.
