200Watts 12V hingga 220V DC-DC Converter: 13 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Hai semua:)

Selamat datang di arahan ini di mana saya akan menunjukkan kepada anda bagaimana saya membuat penukar 12-volt hingga 220volts DC-DC ini dengan maklum balas untuk menstabilkan voltan output dan perlindungan bateri / voltan rendah, tanpa menggunakan mikrokontroler. Walaupun outputnya adalah voltan tinggi DC (dan bukan AC), kami boleh menjalankan Lampu LED, Pengecas Telefon dan peranti berasaskan SMPS lain dari unit ini. Penukar ini tidak dapat menjalankan beban berdasarkan induktif atau transformer seperti motor AC atau kipas.

Untuk projek ini, saya akan menggunakan IC kawalan SG3525 PWM yang popular untuk meningkatkan voltan DC dan memberikan maklum balas yang diperlukan untuk mengawal voltan keluaran. Projek ini menggunakan komponen yang sangat sederhana dan sebahagian daripadanya diselamatkan dari bekalan kuasa komputer lama. Mari membina!

Bekalan

1. Pengubah ferit EI-33 dengan tong sampah (anda boleh membelinya dari kedai elektronik tempatan atau menyelamatkannya dari PSU komputer)
2. IRF3205 MOSFET - 2
3. 7809 pengatur voltan -1
4. IC pengawal PWM SG3525
5. OP07 / IC741 / atau IC Penguat Operasi lain
6. Kapasitor: 0.1uF (104) - 3
7. Kapasitor: 0.001uF (102) - 1
8. Kapasitor: Kapasitor seramik bukan kutub 3.3uF 400V
9. Kapasitor: Kapasitor elektrolitik kutub 3.3uF 400V (anda boleh menggunakan nilai kapasitansi yang lebih tinggi)
10. Kapasitor: 47uF elektrolitik
11. Kapasitor: elektrolitik 470uF
12. Perintang: Perintang 10K-7
13. Perintang: 470K
14. Perintang: 560K
15. Perintang: 22 Ohms - 2
16. Perintang / Preset Pembolehubah: 10K -2, 50K - 1
17. Diod pemulihan pantas UF4007 - 4
18. Soket IC 16 pin
19. Soket IC 8 pin
20. Terminal skru: 2
21. Heatsink untuk memasang MOSFET dan pengatur voltan (dari PSU komputer lama)
22. Perfboard atau Veroboard
23. Menyambung wayar
24. Kit pematerian

Langkah 1: Mengumpulkan Komponen yang Diperlukan

Sebilangan besar bahagian yang diperlukan untuk membuat projek ini diambil dari unit bekalan kuasa komputer yang tidak berfungsi. Anda akan dengan mudah menemui pengubah dan diod penyearah pantas dari bekalan kuasa seperti itu bersama dengan kapasitor kadaran voltan tinggi dan heatsink untuk MOSFETS

Langkah 2: Membuat Transformer Sesuai Spesifikasi Kami

Bahagian yang paling penting untuk mendapatkan voltan output dengan betul adalah dengan memastikan nisbah belitan transformer yang betul dari sisi primer dan sekunder dan juga memastikan bahawa wayar dapat membawa jumlah arus yang diperlukan. Saya telah menggunakan inti EI-33 bersama dengan bobbin untuk tujuan ini. Ia adalah pengubah yang sama yang anda dapati di dalam SMPS. Anda juga mungkin menemui teras EE-35.

Sekarang objektif kami adalah untuk meningkatkan voltan input 12 volt menjadi sekitar 250- 300 volt dan untuk ini saya telah menggunakan 3 + 3 putaran di primer dengan mengetuk tengah dan sekitar 75 putaran di sisi sekunder. Oleh kerana bahagian utama pengubah akan mengendalikan arus yang lebih besar daripada sisi sekunder, saya telah menggunakan 4 wayar tembaga bertebat bersama-sama untuk membuat kumpulan dan kemudian melilitnya di sekitar tong sampah. Ini adalah wayar 24 AWG yang saya dapat dari kedai perkakasan tempatan. Sebab untuk menyatukan 4 wayar untuk membuat satu wayar adalah untuk mengurangkan kesan arus eddy dan menjadikan pembawa arus yang lebih baik. belitan utama terdiri daripada 3 putaran masing-masing dengan mengetuk tengah.

Penggulungan sekunder terdiri daripada kira-kira 75 putaran wayar tembaga bertebat 23 AWG tunggal.

Kedua-dua belitan primer dan sekunder dilindungi satu sama lain menggunakan pita penebat di sekitar gelendong.

Untuk perincian bagaimana sebenarnya saya membuat transformer, sila rujuk video di akhir arahan ini.

Langkah 3: Tahap Pengayun

SG3525 digunakan untuk menghasilkan denyutan jam alternatif yang digunakan untuk menggerakkan MOSFETS secara alternatif yang mendorong dan menarik arus melalui gegelung utama transformer dan juga untuk memberikan kawalan maklum balas untuk menstabilkan voltan output. Frekuensi pensuisan dapat diatur dengan menggunakan perintang pemasa dan kapasitor. Untuk aplikasi kita, kita akan mempunyai frekuensi beralih 50Khz yang ditetapkan oleh kapasitor 1nF pada pin 5 dan perintang 10K bersama dengan perintang pemboleh ubah pada pin 6. Perintang pemboleh ubah membantu menyesuaikan frekuensi.

Untuk mendapatkan lebih banyak maklumat mengenai cara kerja IC SG3525, berikut adalah pautan ke lembar data IC:

www.st.com/resource/en/datasheet/sg2525.pd…

Langkah 4: Peringkat Beralih

Output nadi 50Khz dari pengawal PWM digunakan untuk menggerakkan MOSFET sebagai alternatif. Saya telah menambah perintang had arus 22 ohm kecil ke terminal gerbang MOSFET bersama dengan perintang tarik 10K untuk melepaskan kapasitor gerbang. kita juga boleh mengkonfigurasi SG3525 untuk menambahkan waktu mati kecil antara pertukaran MOSFET untuk memastikan bahawa mereka tidak pernah ON pada masa yang sama. Ini dilakukan dengan menambahkan perintang 33 ohm antara pin 5 dan 7 IC. Ketukan pusat transformer disambungkan ke bekalan positif sementara dua hujung yang lain dihidupkan menggunakan MOSFET yang secara berkala menghubungkan jalan ke tanah.

Langkah 5: Tahap dan Maklum Balas Hasil

Output pengubah adalah isyarat DC berdenyut voltan tinggi yang perlu diperbaiki dan dilancarkan. Ini dilakukan dengan menerapkan penerus jambatan penuh menggunakan diod pemulihan cepat UF4007. Kemudian bank kapasitor masing-masing 3.3uF (penutup kutub dan bukan kutub) memberikan output DC yang stabil tanpa sebarang riak. Kita mesti memastikan bahawa bacaan voltan penutup cukup tinggi untuk bertoleransi dan menyimpan voltan yang dihasilkan.

Untuk melaksanakan maklum balas yang saya berikan menggunakan rangkaian pembahagi voltan resistor 560KiloOhms dan perintang pemboleh ubah 50K, output potensiomter menuju ke input penguat ralat SG3525 dan oleh itu dengan menyesuaikan potensiometer, kita dapat memperoleh output voltan yang diinginkan.

Langkah 6: Melaksanakan Perlindungan Voltan Di Bawah

Perlindungan tegangan bawah dilakukan menggunakan Penguat Operasi dalam mod pembanding yang membandingkan voltan sumber input dengan rujukan tetap yang dihasilkan oleh pin SG3525 Vref. Ambang laras menggunakan potensiometer 10K. Sebaik sahaja voltan jatuh di bawah nilai yang ditetapkan, ciri Shutdown pengawal PWM diaktifkan dan voltan output tidak dihasilkan.

Langkah 7: Diagram Litar

Ini adalah gambarajah litar keseluruhan projek dengan semua konsep yang disebutkan sebelumnya dibincangkan.

Baiklah, cukup bahagian teorinya, sekarang mari kita kotor tangan kita!

Langkah 8: Menguji Litar di Breadboard

Sebelum menyolder semua komponen di papan kenyataan, penting untuk memastikan litar kami berfungsi dan mekanisme maklum balas berfungsi dengan baik.

PERINGATAN: berhati-hati dalam menangani voltan tinggi atau boleh memberi anda kejutan maut. Sentiasa ingat keselamatan dan pastikan anda tidak menyentuh komponen apa pun semasa kuasa masih hidup. Kapasitor elektrolitik dapat menahan cas untuk beberapa waktu jadi pastikan ia habis sepenuhnya.

Setelah berjaya memerhatikan voltan keluaran, saya melaksanakan pemotongan voltan rendah dan ia berfungsi dengan baik.

Langkah 9: Memutuskan Penempatan Komponen

Sekarang sebelum kita memulakan proses pematerian, penting untuk kita memperbaiki kedudukan komponen sedemikian rupa sehingga kita harus menggunakan wayar minimum dan komponen yang relevan diletakkan berdekatan sehingga mudah dihubungkan dengan jejak solder.

Langkah 10: Meneruskan Proses Pematerian

Pada langkah ini anda dapat melihat saya telah meletakkan semua komponen untuk aplikasi beralih. saya memastikan bahawa jejak ke MOSFET tebal untuk membawa arus yang lebih tinggi. Juga, cuba simpan kapasitor penapis sedekat mungkin dengan IC.

Langkah 11: Memateri Transformer dan Sistem Maklum Balas

Sudah tiba masanya untuk memperbaiki transformer dan memperbaiki komponen untuk pembetulan dan maklum balas. Perlu diperhatikan bahawa semasa pematerian harus dilakukan bahawa sisi voltan tinggi dan voltan rendah mempunyai pemisahan yang baik dan seluar pendek perlu dielakkan. Bahagian voltan tinggi dan rendah harus mempunyai titik persamaan agar maklum balas dapat berfungsi dengan baik.

Langkah 12: Menyelesaikan Modul

Setelah kira-kira 2 jam menyolder dan memastikan litar saya disambung dengan betul tanpa seluar pendek, modul akhirnya selesai!

Kemudian saya menyesuaikan frekuensi, voltan keluaran dan pemotongan voltan rendah menggunakan tiga potensiometer.

Litar berfungsi seperti yang diharapkan dan memberikan voltan keluaran yang sangat stabil.

Saya telah berjaya menjalankan pengecas telefon dan komputer riba saya kerana ini adalah peranti berasaskan SMPS. Anda boleh menjalankan lampu dan pengecas LED kecil hingga sederhana dengan unit ini. Kecekapannya juga dapat diterima, antara 80 hingga 85 persen. Ciri yang paling mengagumkan ialah tanpa penggunaan semasa penggunaan adalah sekitar 80-90 milliAps semuanya berkat maklum balas dan kawalan!

Saya harap anda menyukai tutorial ini. Pastikan untuk membagikannya dengan rakan anda dan hantarkan maklum balas dan keraguan anda di bahagian komen di bawah.

Sila tonton video untuk keseluruhan proses pembinaan dan kerja modul. Pertimbangkan untuk melanggan sekiranya anda menyukai kandungannya:)

Saya akan berjumpa dengan anda yang seterusnya!