转换和稳定发电机轮毂的输出电压

前言-我对电子产品了解不多：P

我已经为我的自行车订购了Shimano发电机轮毂。我做了一些家庭作业，这是我的发现：

1. 上述发电机的输出是6伏交流电。

2. 发电机的输出电压不稳定，它随发电机的速度而变化。

3. 灯可能会爆裂；）原因是由于电压输出不稳定。

基于上述，我有几个问题。

1. 是否有一个简单的电路将AC转换为DC输出？我已经阅读了一些桥式整流器，但是想绝对确定。还有电路的大小，容易获得和可靠的程度？

2. 我想知道的最重要的事情是，如何构建一个电路，以使发电机产生的6伏波动的交流输出转换为5伏（可向USB充电）的稳定DC输出？有没有可用的？这种电路的成本是多少？如何从头开始构建？

3. 我读过某个地方，将设备插入不稳定的输入源（在这种情况下，从发电机到iPhone的5伏输出）会烧毁设备。因此，如果我无法构建（或购买）上述第2点的电路，我可以使用5伏输出为中间电池充电，例如用于iPhone的备用锂离子太阳能充电器和通过USB充电器充电的AAA充电电池，以及用这些来给我的小工具充电吗？

不要使用桥式整流器。这是低效的，因为您需要串联两个二极管压降，并且不允许您将框架用作DC灯（例如现代LED自行车灯）的接地。而是考虑使用倍压器

^{模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

“调节器”可以是电流调节器，也可以只是一个齐纳管，后接一个限流电阻。串联的几个LED可以利用提供的“额外”电压。像效率一样，精度在此应用中并不重要。

我使用了6V密封铅酸电池作为“调节器”；过度充电似乎不是问题，低压差稳压器IC可以确保灯的输出稳定在6V。

可以从“ 5V”电源充电，但取决于这种情况还不足以满足要求；发电机具有您所需的全部功率。

是否有一个简单的电路将AC转换为DC输出？还有电路的大小，容易获得和可靠的程度？

正如您所提到的，桥式整流器。它体积小，容易找到，并且如果在规格范围内操作，则非常可靠。任何电子产品分销商都将拥有它们。由于它们仅是四个二极管的特定布置，因此制作一个也不难。

如何建立一个电路，将发电机的6伏波动AC输出转换为5伏（可向USB充电）稳定的DC输出？

有多种方法，但是由于此电源来自您，因此您可能希望它高效，小巧，轻便。那可能意味着开关电源。这不是一个简单的电路，但是正如pjc50在评论中提到的那样，已经有一些商业产品做到了。

我在某处读到，将设备插入不稳定的输入源（在这种情况下，从发电机到iPhone的5伏输出）会烧毁设备。

没错 如果您的设备并非设计为依靠该集线器提供的电压运行，则很可能会损坏它。电池还需要特定的电源才能充电。电源电压必须大于电池电压，但不能超过电池电压，否则通常会损坏电池。电池设计之间的细节差异很大，但是可以肯定地说，将任何电池直接连接到此发电机都会导致不良后果。

我的建议：由于从您的问题中可以明显地看出您对电气工程知识的了解很少，并且您想要完成的工作也不是一件容易的事，因此请坚持使用旨在与该集线器配合使用的商业产品。

我有两个这样的发电机（实际上是Schmidts，不是Shimanos，但在电气上却是等效的），并且已经建立了许多led灯。

我认为配置易于构建，安全，高效且便宜。它已在日常使用中经过严格测试。

首先，从您的问题出发，有一件重要的事情要注意：您想要USB兼容的输出。这可能是一个很大的问题，因为电子设备需要稳定的输出。例如，假设您想在骑行时为手机充电：当您停下自行车时，它将“关闭”充电。当您再次开始移动时，它将“打开”充电功能（手机可能会发出蜂鸣声并打开显示屏）。

因此，在这种情况下，您将需要更复杂的电路，最有可能包括电池。我从来没有那样做。Phill Frost已经详细解释了它。

现在，如果您只需要一个照明电路，那么我当前的设置工作得非常好，它包括：

• 稳压器：1个5W / 6.8V稳压二极管 ;
• 滤波器/稳压器：一个16V 6800uF电解电容器；
• 整流器：四个整流二极管组装成一个桥；

有了这个，我就变得很稳定（至少每小时5英里以上），并且可以稳定地调节6.8V输出。需要6.8V而不是6V的电压，以便我可以串联两个白色的LED线，因为它们的电压降均略高于3V，所以它们不起作用。

由于这些发电机的输出标称值为6V / 3W，因此使用6.8V / 5W可以保持电压受控，并且电流损耗很小：插入的LED消耗了大部分能量。

而且由于电流限制为3W（0.5A），即使您在未连接任何设备的情况下运行系统，也不会烧5W齐纳二极管（每个波周期的小火花实际上都高于6V，正如我检查过的那样）朋友的示波器）。

您可以在此处获得SVG原理图：

https://gist.github.com/heltonbiker/6784ebdb864f61ff33ffa340dc9d294b

而最后一件事（丑陋但令人惊讶的坚固耐用和耐候性）在下面。请注意，只有二极管和电容器才是您想要的，但由于个人对此项目的偏爱，我将LED组装在同一块板上。

我建议使用一个全桥式整流器，然后是一个电容器和一个现成的DC-DC降压（buck）电路。您可以找到许多尺寸约为20x35x10mm的产品，每件的成本约为2-5美元，包括从香港发货。

这些降压稳压器的优势在于，它们仅从源头获取所需的能量，几乎不浪费热量，因此，双腿上的“负载”尽可能低。

任何其他涉及电阻器的解决方案（例如齐纳稳压器或线性稳压器）的效率都会降低。

在对问题“ 如何将6V AC转换为5V DC？ ”的答案中，对此处列出的不同解决方案进行了说明：该问题的技术版本。

我刚刚按照以下思路构建了一个调节器：

来自e-bay的KBPC104 2A 200v桥式整流器470uF 100v电解LM2596降压转换器

即使车轮非常缓慢地旋转，它似乎也立即开始充电，并且从轮毂中我听到它已满载。我的枢纽是SON-delux，所以重要的是我必须低速输出，尤其是当我骑在山上时，有时我会非常缓慢地骑行。

另外，我的22000高速缓存电池会立即识别出电压并开始充电。

我以前的稳压器使用的是LM317，并且高速缓存电池无法识别它正在充电，可能是因为电压上升太慢了。

我认为这是一个很好的电路。零件也很便宜。

我尝试了可以提供高达1.5A 电流的Velo充电器，但我发现轮子必须非常快速地旋转才能使设备打开输出。我退了