Wspólnie projektujemy: Ogranicznik napięcia 12 V
W ramach inicjatywy i stałego konkursu Wspólnie projektujemy… tym razem chcemy zrealizować możliwie prosty ogranicznik napięcia o ustalonym napięciu wyjściowym. Ogranicznik, czyli inaczej mówiąc stabilizator napięcia. Będzie to też praktyczne wprowadzenie w tematykę zasilaczy LDO.
Pomysł realizacji ogranicznika ma związek z pokazanym na fotografii tytułowej modemem – routerem internetowym. Otóż zasadniczo jest on zasilany za pomocą zasilacza wtyczkowego 12 V 2 A. Mam taką umowę z dostawcą usług, że modem ten może pracować w dowolnej lokalizacji na terenie całego kraju.
W samochodzie jest akumulator 12 V. Powstał pomysł, żeby wypróbować, jak modem sprawuje się w samochodzie podczas jazdy, co byłoby istotne zwłaszcza na dłuższych trasach – nie trzeba byłoby zużywać limitu dostępnego w smartfonach.
Nie zrobiłem jednak kabelka – przejściówki, która poda napięcie z gniazdka samochodowej zapalniczki na gniazdko zasilania modemu (DC 5,5/2,1 mm).
Otóż nie wiem jak zaprojektowane są obwody zasilania modemu. Zasilacz sieciowy zapewnia napięcie 12 V z maksymalną tolerancją przypuszczalne ±15%, co dawałoby zakres napięć 10,2…13,8 V. A co się stanie, gdy zasilę modem napięciem wyższym?
W samochodzie tylko nominalna wartość napięcia wynosi 12 V. Podczas jazdy jest ono znacznie wyższe i teoretycznie powinno wynosić 14,4 V. Jednak tu też wchodzi tolerancja i może się okazać, że podczas jazdy napięcie akumulatora sięga 15 woltów.
Jest jeszcze inny problem: w instalacji samochodowej mogą pojawić się rozmaite skoki napięcia, przepięcia i zakłócenia. Wszelki sprzęt motoryzacyjny „od urodzenia” musi być odporny na takie przypadki. A modem? Nie chciałem tego sprawdzać doświadczalnie. Postanowiłem zrealizować jakiś możliwie prosty ogranicznik, który nie pozwoli zasilić modułu napięciem znacząco wyższym niż 12 V.
Podkreślam, że nie chodzi o przetwornicę, która z dowolnego napięcia wyższego czy niższego zrobi potrzebne napięcie wyjściowe 12 V.
Nie! W ramach kolejnego zadania Wspólnie projektujemy… chcemy możliwie jak najprościej zrealizować nie tyle stabilizator, co właśnie ogranicznik o prądzie maksymalnym 2 A lub więcej, który po prostu „obetnie” ewentualny nadmiar napięcia i nie pozwoli na wzrost napięcia zasilającego odbiornik powyżej powiedzmy 13, maksimum 14 woltów.
Zadanie konkursowe YK003 brzmi:
Zaproponuj schemat możliwe prostego ogranicznika napięcia 12 V.
Do udziału w zadaniu zapraszam doświadczonych, a także mniej zaawansowanych i początkujących.
Propozycje schematów można nadsyłać do końca czerwca 2023 roku na adres konkursy@piotr-gorecki.pl
Proponuję, żeby teraz, w ramach zadania zająć się tylko schematem, a działania praktyczne rozpocząć dopiero wtedy, gdy różne możliwości i nadesłane rozwiązania zostaną omówione w numerze 8/2023 czasopisma Zrozumieć Elektronikę.
Uwaga! Aktualnie nie są przewidziane nagrody, więc udział bierzesz tylko dla własnej satysfakcji.
Jeżeli nie chcesz, żeby przy omawianiu nadesłanych rozwiązań pojawiło się Twoje nazwisko, tylko ewentualnie imię czy pseudonim, napisz o tym wyraźnie w treści e-maila z rozwiązaniem.
