¿Puedo convertir 72V a 12V usando un divisor de potencial?

Question

En nuestro proyecto de automatización, estaremos utilizando un convertidor reductor para convertir el voltaje de CC de 72V a 12V. ¡¡Este método de conversión es bastante caro!! Estamos convirtiendo el voltaje para alimentar la Raspberry Pi 3 B+ y algunos sensores. Por lo tanto, primero necesitamos cargar nuestro banco de energía a través de un cargador de coche.

Estaba pensando si podemos usar un circuito divisor de potencial para este propósito o una forma más barata?

¿Cuáles son las desventajas de hacer esto?

parece que no es posible o tiene una desventaja crítica :)

Answer 1

En general, los divisores de voltaje son una mala elección para fuentes de alimentación porque para lograr un voltaje de salida estable sobre una carga variable, la corriente desperdiciada en el divisor debe ser mucho mayor que la corriente entregada a la carga.

Por lo general, recomendaría un convertidor aislado a menos que sepas exactamente lo que estás haciendo, compartir trayectorias de retorno entre sistemas de alta potencia y alto voltaje y sistemas de bajo voltaje puede ser un receta para problemas.

Desafortunadamente, 72V DC te coloca en una posición incómoda, es demasiado alto para la mayoría de los módulos de CC a CC comunes, pero demasiado bajo para las fuentes de alimentación de corriente alterna. Por lo tanto, los convertidores serán especializados y, por lo tanto, costosos.

Answer 2

Un divisor de voltaje sería una opción realmente mala aquí. El Raspberry Pi, en el peor de los casos, requiere alrededor de 1.8A. Para proporcionar 1.8A al Pi a través de resistencias, tendrías que disipar al menos P = IV = (72V-12V)*(1.8A) = 108W! (¡Aproximadamente el doble de la potencia de un buen soldador!)

Answer 3

En resumen: no.

Necesitarás usar valores de resistencia muy grandes, de lo contrario la corriente extraída de la fuente de 72V y la disipación de calor en el divisor de voltaje serán demasiado altas. Al hacer un divisor de potencial con valores de resistencia enormes, creas una fuente de alimentación con una resistencia de salida ridícula, ya que la resistencia de salida de un divisor de potencial es igual a R1*R2/(R1+R2), donde R1 y R2 son los valores de resistencia en el divisor de potencial.

Intentemos diseñar un divisor de potencial para tu caso. La corriente extraída por el divisor de potencial en sí será de 72V/(R1+R2), mientras que la disipación de calor será de (72V)^2 / (R1+R2). Las pérdidas de potencia de 1W ya son muy malas, pero mantengamos ese valor para reducir la complejidad. A partir de (72V)^2 / (R1+R2) = 1W vemos que R1+R2 = 5184 ohm. Como necesitas una salida de 12V, R2/(R1+R2) = 12/72. A partir de esas dos ecuaciones obtenemos que R1 = 4320 Ohm, R2 = 864 Ohm y la resistencia de salida R1*R2/(R1+R2) = 720 Ohm.

Una resistencia de salida de 720 Ohm significa que esta fuente de alimentación de divisor de potencial solo podría manejar 12V/720Ohm de corriente, que es igual a 16mA. Esto es demasiado bajo para que la Pi siquiera se encienda. Además, cualquier variación de corriente eliminará la energía de la Raspberry Pi, ya que la variación de voltaje será igual a 720 Ohm * variación de corriente.

Puedes intentar aumentar la disipación de potencia. Entonces, por ejemplo, para una extracción de corriente de 0.5A, puedes resolver al revés las ecuaciones que di antes y obtener una disipación de potencia de (72V - 12V) * 0.5A = 30W.

Incluso un regulador lineal no te servirá aquí, ya que una caída de 60V es simplemente enorme (creo que ni siquiera he visto uno que pueda manejar un voltaje tan alto). La disipación de potencia (y pérdida) será la misma: (72V-12V)*0.5A = 30W.

Entonces, necesitas usar un convertidor DC-DC. Y cuestan mucho porque manejar 72V no es una tarea fácil en electrónica de potencia.