Dividir 5V 3A en 1A en 2A para hacer que el dispositivo de carga USB [se duplique]

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Objetivo general: hacer un par de teléfonos USB y amp; Tableta de puertos de carga de una batería de ciclo profundo de 12V.

Pasos tomados hasta ahora: he leído que el uso de un sistema basado en resistencias para bajar de 12V a 5V conduce a una gran ineficiencia de calor, así que compré un regulador de voltaje SMAKN de 12V a 5V 3A. Simplemente puedo soldar el + & - terminales de un puerto USB hembra a este regulador, pero pensé que sería más eficiente dividir la salida de 5V 3A en 5V 1A y 5V 2A para cargar un teléfono Y una tableta a la potencia deseada.

Parte confusa: buscar en Google conduce a resultados sorprendentemente escasos, la mayoría de los cuales discuten el uso de unidades de suministro de energía donde las respuestas generalmente giran en torno a la selección de una fuente de alimentación más específica. [Editar]: mientras que otras respuestas discuten la solución subyacente, son específicas de elegir una fuente de alimentación y no entrar en detalles sobre cómo construir un circuito de carga USB para múltiples dispositivos.

Usando Ohm & Las leyes de Kirchoff, si construyo un circuito paralelo con una resistencia de 5 ohmios y de 2.5 ohmios, esto me dará mi 1A (5V / 5 ohm = 1A) y mi 2.5A (5V / 2.5 ohm = 2A).

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Vuelva a Google para encontrar una resistencia de 5 ohmios y 2,5 ohmios y ... Veo una serie de resultados, algunos de los cuales dicen que operar a 1/4 vatios, que es claramente demasiado bajo.

Llamé a las tiendas de electrónica locales, todos parecían sorprendidos de que necesitaba una resistencia de baja resistencia con una potencia tan alta.

¿Todo lo cual me hace pensar que estoy haciendo esto incorrectamente o que estoy violando algún principio básico? ¿Son correctas mis resistencias (R1 = 5 ohm, R2 = 2.5 ohm)? ¿Hay tales resistencias para circuitos de 5V? ¿Este diseño llevará a una pérdida de energía si solo se están utilizando los dos puertos USB?

    
pregunta santeko

6 respuestas

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Aquí tienes un malentendido fundamental, por eso hay tan pocos resultados.

No es necesario dividir nada. No, no será más eficiente dividirlo en un puerto de 5V 1A y un puerto de 5V 2A. ¿Por qué sería eso más eficiente? Y no entiendo lo que crees que estás dividiendo. Las cargas (como un teléfono o una tableta) consumen cantidades variables de corriente y tendrán una calificación máxima de consumo actual. Nunca dibujarán más que esto, pero dibujarán mucho menos (como cuando están completamente cargados, por ejemplo). El dispositivo tomará la corriente que necesite, y más allá de eso, necesitará 5V. No puedes limitar la corriente usando resistencias porque las cargas no son lineales. Los resistores limitan la corriente al reducir el voltaje, pero un teléfono o tableta simplemente dejará de usar el puerto si el voltaje se sale de la especificación del USB.

Cuando vea un puerto USB clasificado en 1A, eso significa que puede proporcionar HASTA 1A. Necesita un circuito integrado para apagar el puerto mediante un interruptor MOSFET en caso de que se produzca un empate excesivo. Necesita circuitos activos si desea limitar el consumo de corriente desde el puerto, no puede hacerlo utilizando resistencias.

Pero, no hay razón para hacer esto. Usted tiene una fuente de alimentación de 5V que puede proporcionar 3A. Especifique los dos puertos que tienen una corriente máxima combinada de 3A y conéctelos en paralelo. Has terminado

Ahora, los puertos USB no pueden proporcionar más de 500 mA de corriente a menos que indique al dispositivo que puede consumir más. Cualquier teléfono o tableta que cumpla con la especificación USB se negará a extraer más de 500 mA de cualquiera de sus puertos, sin importar lo que haga.

Tiene que usar resistencias para hacer divisores de voltaje que produzcan voltajes específicos a través de los pines D + y D-USB, y dependiendo de lo que elija, señalará a diferentes dispositivos un cierto tipo de puerto de cargador disponible. Desafortunadamente, muchas tabletas usan 2.1A, no 2A, así que llamar a un puerto 2A a un puerto de tableta no es realmente correcto. Es insuficiente para una gran cantidad de tabletas, mientras que todos los teléfonos inteligentes esperan un puerto de carga mínimo de 1A. Por lo tanto, le faltan 100 mA para tener la capacidad de un verdadero dispositivo de carga de teléfonos y tabletas. Podría cargar SU tableta, y si eso es todo lo que quiere, entonces no se preocupe. Pero si planea que otras personas usen esto, necesita un regulador de 5 V ligeramente más robusto.

En cuanto a la señalización de la capacidad máxima para cada puerto ... bueno, puede hacerlo usando resistencias, pero de alta resistencia y baja potencia. Crean un divisor de voltaje con los pines D + y D del puerto USB conectado en el medio. Sin embargo, no hay un valor de voltaje estándar que desee en los pines D + y D, no es parte de la especificación USB. Por lo tanto, Apple generalmente tiene sus propios valores de resistencia específicos que son diferentes de los dispositivos Android, y Samsung tiene lo suyo para sus tabletas ... por lo que es imposible crear un verdadero puerto de carga universal utilizando solo resistencias. Debe utilizar un IC de puerto inteligente, que detectará el tipo de dispositivo conectado a un puerto USB y establecerá los voltajes en D + y D de forma adecuada. El TPS2546 es uno de esos IC.

Si solo planeas usar esto por ti mismo, y solo lo necesitas para trabajar con tus dispositivos específicos, entonces puedes usar un divisor de resistencia. Hay uno para dispositivos Apple 1A, luego ese mismo divisor pero con los voltajes D + y D intercambiados produce un puerto para cargar dispositivos Apple 2A. Hay uno para dispositivos de Sony y uno para dispositivos de Samsung. Luego, todos los dispositivos europeos solo necesitan una resistencia de 200 ohmios con cortocircuito D + y D-, por ley.

Aquí hay un ejemplo de lo que quiero decir:

No sé con qué dispositivo (s) desea que funcionen los puertos, pero si simplemente busca en Google los voltajes para un dispositivo determinado y actual, puede encontrar la información que necesita. También te recomiendo que leas esta nota de la aplicación , que es una buena y rápida Curso de choque sucio en todo esto.

Desafortunadamente, esta es una de esas situaciones donde algo que debería ser simple ... no lo es. C'est la vie.

    
respondido por el metacollin
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Si el teléfono y la tableta están diseñados para cargarse desde una fuente USB de 5 voltios, extraerán la corriente que necesiten de su fuente de 5 voltios. No es necesario que intente limitar o dividir la corriente como sugiere.

    
respondido por el Peter Bennett
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Los dispositivos regulan la energía de carga, solo puede conectarlos a los rieles de 5V directamente. Para que los dispositivos se "carguen rápidamente", debe conectar circuitos adicionales a las líneas de datos del puerto USB para permitir la Dispositivo para detectar la corriente máxima que puede usar.

Si desea que el dispositivo sea seguro de usar, debe detectar la corriente, compararla con el máximo permitido en este puerto y apagar el puerto si el dispositivo consume más que eso. Esto es un poco más complejo y costoso de construir que comprar un cargador USB listo para usar.

    
respondido por el Simon Richter
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Sus cálculos basados en la ley de Ohm son correctos pero no para la situación que imaginó. Si pone 5 Ω en serie con su carga, la única forma de obtener 1 A es reducir la resistencia de la carga a cero y no tener voltaje disponible para su carga.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Figura 1. La única forma de obtener de 1 A a 5 Ω en un suministro de 5 V es conectándolo a través del suministro. De manera similar, el 2.5 Ω solo puede pasar 2 A cuando está directamente a través del suministro de 5 V. No quedará voltaje para la carga.

Cuando usamos suministros regulados, intentamos eliminar la resistencia en serie, ya que de lo contrario, la tensión podría disminuir al aumentar la corriente. En su lugar, regulamos el voltaje para mantener el suministro de 5 V desde cero hasta la corriente nominal.

Como han señalado otros, la corriente extraída está determinada por los circuitos de carga en el teléfono y la tableta, no por su fuente externa.

Tenga en cuenta que con solo USB +5 V y GND, la mayoría de los dispositivos solo dibujarán 0.5 A, ya que esta fue la especificación USB original. Para obtener más señales de corriente, deben estar presentes en los cables D + y D- para indicar la potencia nominal de la fuente.

    
respondido por el Transistor
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Usted puede comprar tres convertidores DC-DC terminales, (buck). Consigue uno por cada línea. Tal vez en paralelo si necesita más corriente para una línea.

    
respondido por el George Herold
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Mire los convertidores de CC a CC P7805 o V7805 de CUI o Recom, hacen 36 a 6V de entrada y 5V de salida. No se preocupe por las resistencias, el voltaje se regula, si realmente construyó este circuito como se describe anteriormente, entonces habrá una caída de 5Ω * 1A = 5V en la resistencia y el dispositivo USB tendrá poca corriente. O debido a que es una carga variable, la resistencia obtendría la mitad del voltaje y la carga usb obtendría la mitad. De cualquier manera, causaría una caída de voltaje en el dispositivo USB, lo cual es malo. Revisar las leyes de Kirchoffs

    
respondido por el laptop2d

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