Powermanagement für eine Last von 5V 12A

Ich muss mit einer Spitzenlast von 5 VDC und etwa 11,25 A fertig werden, bin mir aber nicht sicher, wie ich damit umgehen soll.

Ich habe 5 einzelne Lasten von 2,25 A und kleine Lasten von einer MCU und einigen LEDs, die alle in die 12 A passen sollten. Eine weitere Anforderung, die ich habe, ist, dass das Netzteil in einem abgedichteten Gehäuse untergebracht werden kann, damit es im Freien aufgestellt werden kann und kein Wasser eindringen kann. Ich nehme an, ein Aluminiumgehäuse könnte dabei helfen.

Ich traue mich nicht so recht, mir ein eigenes Netzteil zu bauen. Der Umgang mit Netzen ist ein bisschen beängstigend. Ich habe einige Ladegeräte für RC-Autobatterien gefunden , die 14 VDC bei 16 A liefern (Turnigy T-20Pro) . Sie haben Lüfter in sich, die in einem geschlossenen Gehäuse nicht viel ausrichten würden. Mein Gedanke war, dass ich einfache 5-V-Linearregler für jede der 2,25-A-Lasten und einen weiteren für die MCU und die LEDs verwenden könnte.

Welche Alternativen habe ich und/oder auf welche Probleme werde ich stoßen?

UPDATE: Ich war nicht explizit über die Stromquelle, sorry. Es wird 120 V 60 Hz Wechselstrom sein.

UPDATEv2: Der größte Teil der Last (5 x 2,25 A = 11,25 A) befindet sich außerhalb des Gehäuses, da es sich bei dem Projekt um einen LED-Weihnachtslicht-Controller handelt.

Linearregler leiten viel Leistung als Wärme ab: P = dV x IWenn Sie also 5 Volt 2,25 Ampere von einer 12-Volt-Versorgung treiben, muss jeder Linearregler 15,75 Watt als Wärme abführen, ohne die maximale Sperrschichttemperatur des Teils zu überschreiten. Dies ist kein guter Weg, selbst wenn Sie ein Teil finden könnten, das diesen Spezifikationen entspricht.
Möglicherweise können Sie ein normales PC/LAPTOP-Netzteil verwenden. Wenn die 5 V nicht den benötigten Strom liefern können, dann einen anderen DC-DC-Wandler von 12 auf 5 V.
@AnindoGhosh Δ passt hier besser ;o) $\Delta$ Und ja, mir ist bewusst, dass man es nicht ändern kann, aber ich konnte einfach nicht widerstehen, es zu erwähnen.
Eine große Frage ist: Was ist Ihre Energiequelle? Wechselstrom, Autobatterie? Ihre Frage ist in diesem Punkt ziemlich vage.
Ich war nicht explizit über die Stromquelle, sorry. Es wird 120 V 60 Hz Wechselstrom sein.
Befinden sich die Lasten im selben Gehäuse wie das Netzteil? Extern? Gänseblümchen angekettet?
@TobyLawrence Das steht alles zur Diskussion.

Antworten (3)

Wenn Sie nicht gerne mit Netzspannung arbeiten und davon ausgehen, dass sich Ihre Lasten im selben Gehäuse wie Ihr Netzteil befinden (dh Sie erzeugen in einem Gehäuse viel Wärme), sollten Sie ein AC-> DC-Netzteil in Betracht ziehen entfernt von Ihrem Gehäuse montiert ist und 5 V in Ihr Gehäuse einspeist.

Normalerweise wäre ein Spannungsabfall in solchen Anwendungsfällen ein Problem, da nur 0,04 Ohm Leitungswiderstand erforderlich sind, um 10 % Ihrer Versorgungsspannung abzusenken. Viele Netzteile verfügen über Remote-Sense-Leitungen, sodass das Netzteil seinen Regelkreis um die Versorgungsspannung an Ihrem Gehäuse schließt und so etwaige Übertragungsverluste kompensiert.

Die Vorteile dieses Ansatzes sind eine reduzierte Verlustleistung in Ihrem Outdoor-Gehäuse und nur handfreundliche 5 V im Gehäuse (aber Vorsicht vor Kurzschlüssen!). Die Nachteile sind die Notwendigkeit eines separaten (hoffentlich für den Innenbereich geeigneten) Gehäuses für die Versorgung und möglicherweise etwas höhere Kosten für eine AC-DC-Versorgung mit Remote-Sensing-Fähigkeit.

Um dies zu komprimieren, würde ich dasselbe empfehlen, aber Sie könnten wahrscheinlich die Spannung erhöhen. Power over Ethernet läuft mit einer Nennspannung von etwa 50 VDC und ist verdammt sicher. Sie sehen sicherlich keine Menschen daran sterben oder so. Dies bietet Ihnen den Vorteil, dass Sie kleinere/leichtere Kabel verlegen können, während Sie dennoch einen relativ geringen Spannungsabfall aufrechterhalten. Es gibt Ihnen auch mehr Headroom für die Konvertierung am Ladepunkt.
Einverstanden. Ich hatte angenommen, dass das OP preisbewusst ist und möglicherweise eine Doppelwandlung vermeiden möchte, aber Sie haben Recht, dass es sich in den Kosten für die Kupferverkabelung amortisieren könnte.
@TobyLawrence, 50 V werden allgemein als die maximale Spannung angesehen, die berührungssicher ist. Wenn Sie Ihren Ellbogen auf den Boden und Ihre Finger (derselben Hand) auf 50 V legen, werden Sie wahrscheinlich alles von einem leichten Kribbeln bis zu einem unangenehmen Summen spüren, je nachdem, wie feucht Ihre Haut ist. Aus diesem Grund (und auch ein Erbe im Telefonsystem) sehen Sie bei 48 V viel Stromverteilung.
Machen Sie sich jedoch nicht die Hände nass und legen Sie eine auf den Boden und die andere auf 50 V. Sie werden sehr wahrscheinlich keinen Schaden anrichten, aber Sie würden ein Risiko eingehen.

Der Bau eines eigenen AC-DC-Netzteils wird ziemlich schwierig sein. Wie andere bereits erwähnt haben, können Sie dies mit einem Linearregler nicht einfach tun, und es lohnt sich einfach nicht, ein SMPS selbst zu entwerfen. Schließlich liefern Computernetzteile regelmäßig viel Strom auf der 5-V-Schiene (typisch sind 20 A) und sind sehr günstig.

Da Sie sich im Freien aufhalten müssen, schlage ich vor, nach einem lüfterlosen ATX-Netzteil zu suchen, damit es in einem Gehäuse versiegelt werden kann. Möglicherweise kommt man mit einem normalen Netzteil mit Lüfter davon, wenn das Gehäuse als Kühlkörper verwendet werden kann und die Belastung im Vergleich zu einem Computer gering ist. Es ist sogar sicher zu testen, da Netzteile eine integrierte thermische Abschaltung haben, wenn sie überhitzen. Dieses Datenblatt zum Wärmemanagement legt nahe, dass Sie ein Gehäuse mit einer Innenfläche von mindestens 4 Quadratfuß benötigen, um eine 60-W-Last ohne Belüftung zu bewältigen. In der Praxis braucht man wahrscheinlich mehr.

Wenn Sie nach einem Computer-Netzteil für diesen Job suchen, denken Sie daran, dass viele neuere nur eine +12-V-Schiene bieten und einen DC-DC-Umschalter auf dem Mainboard verwenden. Suchen Sie nach einem älteren mit einer dedizierten +5-V-Schiene.

Damit eine Computerversorgung auf diese Weise funktioniert, müssen Sie eine Möglichkeit haben, das "Netzschalter" -Signal umzuschalten. Sehen Sie sich die Pinbelegung des ATX-Anschlusses an, um zu sehen, was erforderlich ist. Sie könnten es zu einem Schalter machen oder einen Pulldown-Widerstand verwenden, um es dauerhaft einzuschalten.

Ich glaube, man sollte auch auf die anderen Stromschienen kleine Dummy-Loads legen, denn einige Netzteile verhalten sich nicht gut, wenn sie komplett entlastet sind. Normalerweise wird die +5-V-Schiene zur Regulierung der Versorgung verwendet, sodass Sie an dieser Front keine Probleme haben sollten. Denken Sie auch daran, dass die meisten Netzteile eine Standby-Spannung von +5 V haben, die eine niedrige Stromgrenze hat; Sie werden das nicht verwenden wollen.

Das ATX-Netzteil war mein erster Gedanke bei der Entwicklung, aber ich war mir nicht sicher, ob das Wärmemanagement draußen ist. Ich habe schon einmal ein ATX-Netzteil gehackt und bin mit all dem Power-On-Zeug vertraut. Danke für das Datenblatt zum Wärmemanagement. Dies ist ein Weihnachtslichtsteuerungsprojekt und ich lebe im pazifischen Nordwesten, daher liegen die Außentemperaturen normalerweise unter 10 °C. Das ist ein Haufen Feuchtigkeit, weshalb ich ein geschlossenes Gehäuse wollte.

Äußere Netzteile sind eine große Herausforderung, da sie abgedichtet werden müssen (um Regen / Schnee / Staub / Schmutz fernzuhalten), was die Kühlung beeinträchtigt (Zwangsbelüftung hilft nicht wirklich) und sie müssen einigen extremen Temperaturschwankungen standhalten (-40 ° C). +50 °C sind keine Seltenheit), was Sie auf unangenehme Weise einschränkt (die meisten Elektrolytkondensatoren verlieren ihre Kapazität deutlich unter 0 °C).

Handelsübliche externe LED-Netzteile sind wahrscheinlich die beste Wahl. (Stellen Sie sicher, dass Sie einen finden, der sicherheitsgeprüft ist, im Gegensatz zu dem Beispiel, das ich zitiert habe!)

Powermanagement für eine Last von 5V 12A
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