Puede usar convertidores comerciales existentes de 12V a USB (= 12V a 5V efectivamente) o CUALQUIER convertidor de "X" Volt a USB ya disponible.
Algunas unidades 12v-USB usan un regulador lineal, por lo que tienen una eficiencia de 5V / 12V ~ = 40% :-(.
Muchas usan alguna forma de conmutación regulador.
Estos son típicamente alrededor del 80 - 85% de eficiencia pero también es posible más o menos. He visto algunos que utilizan el venerable MC34063, y hay muchas otras opciones.
MC34063 hoja de datos
Energía desperdiciada:
Al 80%, pierdes el 20% de la energía.
Al 40% ver arriba) pierdes el 60%.
Por lo tanto, un smps no demasiado eficiente desperdicia 3 veces menos energía que un regulador lineal.
Entrada de alimentación
Para 1 unidad de potencia de salida (por ejemplo, 1 vatio)
Una unidad con una eficiencia del 40% necesita 1W / 0.40 = 2.5 vatios.
Una unidad con un 80% de eficiencia necesita 1W / 0.8 = 1.25 W.
Por lo tanto, un regulador lineal necesita 2.5 / 1.25 = el doble del vataje
Tenga en cuenta que la energía necesaria y la energía desperdiciada están relacionadas pero no en la misma proporción entre suministros lineales y de smps.
Si desea probarlo, el venerable MC34063 no es tan eficiente como algunos circuitos integrados modernos, pero está razonablemente cerca y es barato y muy flexible.
Ejemplos de bricolaje MC34063 al final.
Batería ácida de plomo: Si tiene un control completo sobre el diseño, una buena elección puede ser una célula sellada de gel de ácido de 6V. Estos dan buena energía por $ y pueden durar bastante bien si se tratan bien.
Incluso con un regulador lineal, una batería de 6V dará una eficiencia de 5V / 6V ~ = 83%, por lo que puede hacerlo mejor con un smps, pero no tanto en muchos casos.
por ejemplo, un smps con un 90% de eficiencia usa 83/90 =! ~ 8% menos de vatios que un suministro lineal de 6V. A medida que la tensión cae por debajo de 6 V, aumenta la eficiencia del regulador lineal.
Para usar una batería de 6V para una salida de 5V, necesita un regulador de baja baja baja baja. Esto se puede lograr con un MOSFET de canal P y una sección opamp.
Voltaje de descarga del ácido de plomo: Las curvas a continuación son solo indicativas de los voltajes esperados de una batería de plomo ácido. Estos fueron para una marca de células de descarga profunda grandes y las células de gel pequeñas serán diferentes, PERO que dan una idea de lo que se puede esperar. Si usa una batería de 6V 7Ah, entonces si la salida USB es 1A (= cargue una batería de teléfono móvil de 1000 mAh a la tasa máxima permitida, entonces la tasa de descarga máxima de 1A = 1A / 7 Ah = C / 7.)
El voltaje del punto final para una batería de 6V sería ~ = 5.25V = suficiente.
Si carga EyeFones o EyePadz con una capacidad de batería de aproximadamente 1600 mAh o incluso 3000 mAh, entonces puede alcanzar el máximo de 1.6A y 3A. Incluso 3A es 3A / 7Ah ~ = C / 2.5.
A C / 2.5, el voltaje de la batería sería de aproximadamente 10.5 V a aproximadamente el 70% de la capacidad gastada, lo que sigue siendo muy útil y ayuda a que la vida útil no se descargue profundamente.
Con 3Ah de una batería de 7Ah se podrían cargar 2 baterías de 3Ah.
O tal vez 5 o 6 x 1000 mAh baterías de teléfonos celulares.
Para el ácido de plomo, la marca de la batería es importante. Yuasa es excelente y, de hecho, tiene varios grados destinados a diferentes usos, rangos de precios y buena información disponible.
Panasonic son buenos. Casi todo lo que hace Panasonic es bueno :-) (no tengo ninguna participación con ellos). Algunos otros son buenos, pero las baterías baratas pueden ser muy malas. O no.
MC34063: Hoja de datos & guía de aplicación {otra vez}
El siguiente ejemplo es 25 V in, 5V 500 mA out. Tomaría 12V como está, excepto la mitad Rsc y aseguraría un tamaño de núcleo adecuado para el inductor. La eficiencia de ~ 84% puede ser ligeramente inferior a 12V en.
¡Cuente las partes externas!
Si bien puede haber unos pocos más que en algunos diseños minimalistas, el mismo IC puede hacer Boost, buck boost y cualquier otra cosa que se desee.
Diseños de PCB: vea la hoja de datos para los circuitos de refuerzo e inversión.
