DC-DC HV Boost Converter: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Langkah 1: Pengenalan Operasi dan Elektronik

Bagaimana Penukar Boost Berfungsi? Pengetua Asas: Penukar rangsangan berfungsi dalam dua peringkat, ON dan OFF. Pada tahap ON Suis Semi-konduktif melakukan dan arus menumpuk di induktor menghasilkan medan elektromagnetik, medan ini menyimpan tenaga. Pada peringkat OFF Suis Separa-konduktif tidak berfungsi dan medan elektromagnetik runtuh. Apabila medan runtuh tenaga yang tersimpan di dalamnya tidak dapat melepaskan diri melalui Suara Separa Konduktif sehingga melalui dioda dan masuk ke beban / Kapasitor pada voltan yang jauh lebih tinggi. Ini berlaku beberapa ribu kali sesaat melalui denyutan dari NE555 Timer Chip dan hasilnya dapat mengecas kapasitor voltan tinggi dari sumber voltan rendah. Berikut adalah beberapa bantuan bagi anda yang tidak tahu elektronik dengan baik. R-Resistor VR-Variable Resistor (juga disebut Potensiometer) B-Battery V-Voltage Source C-Capacitor D-Diode L-Inductor U / IC-Integrated Circuit Q-Transistor / IGBT M-MOSFET GND- Ground (Terminal negatif Bateri untuk Aplikasi Mudah Alih) Beberapa Gambar rajah dan Carta ditunjukkan di bawah untuk membantu anda lebih jauh.

_ KUNJUNGI LAMAN WEB SAYA UNTUK LEBIH PROJEK: SISTEM EKSPERIMEN MASA DEPAN

Langkah 2: Protoboard Boost Converter 500V

Penukar dorongan ini adalah untuk mereka yang mempunyai pengalaman elektronik sederhana.

Sekiranya anda mempunyai sumber, saya cadangkan membuat versi papan litar bercetak pada peranti ini kerana lebih mudah, lebih kecil, dan cenderung gagal. Tetapi jangan ragu untuk membuat versi protoboard jika ruang tidak menjadi masalah.

Litar ini mengambil minimum 1.75 "x 1.5" x 1 "dan dapat beroperasi dari 8.4V hingga 31.2V Input dan output maksimum 500V dengan selamat (untuk litar). Saya cadangkan sekurang-kurangnya input bateri 12V.

BAHAYA TINGGI TINGGI Peranti ini boleh mengeluarkan voltan mematikan dan kapasitor yang anda kenakan dapat menyimpan caj maut selama berjam-jam, Sila pakai Sarung Tangan Elektrik dan Kacamata Keselamatan semasa beroperasi dan ambil semua langkah keselamatan

Spesifikasi:

Kos Projek: - $ 17 + Shipping Mouser - $ 5 + Shipping Coilcraft PCV-2-394-05L (Ikuti pautan dan taip nombor bahagian yang hendak dibeli) - Purata Jumlah Kos dengan Penghantaran - $ 35 -

Dimensi: 1.75 "x 1.5" x 1 "Voltan Input: 8.4V hingga 31.2V Julat Voltan Keluaran: 100V hingga 500V Kuasa Output:

- 12V Input 36W maksimum + -20% Charged 290J Capacitor Bank dalam 8s - 24V Input 92W maksimum + -20% Charged 1468J Capacitor Bank dalam 16s

Daya Keluaran Diukur dengan 1-2 Bateri Asid Plumbum 12V 34Ah untuk Sumber Voltan Yang Hampir Tetap

Batasan utama berapa banyak kuasa yang dapat diambil dari bateri anda ialah ESR Pek Bateri

--- Untuk hasil Terbaik digunakan bateri berkadar tinggi semasa atau Bateri yang dimaksudkan untuk Perangkat Power RC --- NiCd adalah yang terbaik (kecuali Li-poly) Untuk Bateri Berikut ini, Daya Taksiran Maksimum dapat diambil ESR = Ketahanan Seri Setara = Rintangan Dalaman

NiCD / NiMH 12V AAA ESR = 350-400mOhm 28-30W 12V AA ESR = 150-300mOhm 31-34W 24V AAA ESR = 700-800mOhm 60-80W 24V AA ESR = 300-600mOhm 75-85W

Peringatan-Pengambilan arus terlalu banyak dari bateri anda boleh mengurangkan kapasiti, jangka hayat, dan menyebabkan bateri terlalu panas, Pantau suhu Bateri Anda.

Catatan: Lubang Protoboard tidak menampung pin MOSFET dan Diode, menggerudi lubang 1/32 menyelesaikannya, walaupun anda mungkin harus menyolder kabel ke pad yang berdekatan.

Langkah 3: Bahagian Protoboard Boost Converter 500V

Alat:

• Besi pematerian
• Pateri Elektrik (Teras Rosin 0.032 "Pilihan)
• Tali Pergelangan Tangan Anti-statik
• Sarung Tangan Juruelektrik
• Kacamata Keselamatan

Bahan: - Protoboard (The Link adalah protoboard yang saya gunakan, Protoboard Sets) Bahagian yang Dibeli Dari Mouser: U2- Voltage Regulator -Bateri Input Part Number-8.4V to 12V LF60CV-12V to 13.2V LD1086V90-13.2V to 16.8V LM7809ACT- 16.8V hingga 26.4V LM7812ACT-26.4V hingga 31.2V LM317 Mana-mana TO-220 (R1 = 500 Ohm R2 = 5.5 k Ohm) Lihat Lembaran data --- Uji Itu Keluaran adalah 15V untuk LM317 --- Untuk C1, C2, C3, dan CT menggunakan penarafan voltan mengikut ini: Voltan Bateri ………. Voltan Dinilai Kapasitor = 16V Cap = 25V Cap = 50V Cap-- C2 Type Menurut Regulator Digunakan: --LF60CV ElectrolyticLD1086V90 ElectrolyticLM7809ACT CeramicLM7812ACT CeramicLM317 Electrolytic-- C1 C3 adalah Ceramic Disc atau MLCC Leaded 5% -20%, atau -20% hingga + 80% ---- CT adalah Ceramic Disc atau MLCC Leading 1% -10% ---- Semua Resistor kecuali Rdiv1 adalah 1 / 10W atau lebih besar --- 2 Soket 8-DIP-C1- 0.33uF (330nF) atau Lebih-C2- 10uF-C3- 0.01uF (10nF) -CB1- Mana-mana Bank Kapasitor yang Anda Ingin Cas-CT- 0.022uF (22nF) -LEDPWR- Menunjukkan Daya Diterapkan-LEDREG- Menunjukkan Voltan yang Diinginkan adalah R eached-LEDGATE- Menunjukkan NE555 adalah sumber voltan ke MOSFET-R1, R2, R3 - 1kOhm (= 12V) 1% -5% -RA- 15kOhm (2% atau lebih baik) -RB- 10kOhm (2% atau lebih baik) - Rdiv1- 1MOhm (2% atau lebih baik, 1 / 4W atau lebih besar) -Rdiv2- Nilai Digunakan Pengawal Selia (2% atau Lebih Baik) LF60CV 11kOhmLD1086V90 16kOhmLM7809ACT 16kOhmLM7812ACT 22.3kOhmLM317 28kOhm-U1 dan U1-5 dan U1-R1 1 (Chip Sama) - Potensiometer LM393AN-U3- SE555P-VR1- 10kOhm (Multi-turn akan lebih tepat) -M1- FCA47N60 (F) -D1- RURG3060 (Gunakan RURG30120 jika ini adalah projek elektronik pertama anda) Coilcraft: L1- Coilcraft PCV-2-394-05L (Ikuti pautan dan taipkan nombor bahagian untuk dibeli) NOMBOR PIN ADALAH DI SKIM KLIK "i" DI ATAS SKIM UNTUK PANDANGAN YANG BOLEH DITUGASKAN LEBIH BESAR

Langkah 4: PCB Boost Converter 500V

Sekiranya anda mempunyai sumber, saya sangat mengesyorkan agar anda membuat penukar Board Boost litar bercetak ini dan bukannya protoboard. Membuat PCB khusus akan lebih padat dan mempunyai penampilan yang jauh lebih baik. Litar ini hanya mengambil 1 5/8 "x 1 1/4" x 1 "dan dapat beroperasi dari 8.4V hingga 31.2V dan output maksimum 500V dengan selamat. Saya sangat mengesyorkan menggunakan sekurang-kurangnya Bateri 12V jika matlamat anda adalah daya maksimum. Ukuran Versi ini juga dapat dikurangi menjadi 1 5/8 "x 1 1/4" x 3/8 "jika Induktor ditempatkan jauh dari litar anda, seperti yang terdapat pada kebanyakan gegelung untuk meyakinkan. Terlihat dalam Gambar Di Bawah. Tegangan Tinggi Bahaya Peranti ini dapat mengeluarkan voltan mematikan dan kapasitor yang anda kenakan dapat menyimpan caj maut selama berjam-jam, Pakai Sarung Tangan Elektrik dan Kacamata Keselamatan semasa beroperasi dan mengambil semua langkah berjaga-jaga keselamatan Spesifikasi: Kos Projek: - $ 20 + Penghantaran Mouser - $ 5 + Shipping Coilcraft PCV-2-394-05L (Ikuti pautan dan taip nombor bahagian yang hendak dibeli) -> = $ 15 + Penghantaran MPJA - Purata Jumlah Kos dengan Penghantaran - <$ 50-- Voltan Input: 8.4V hingga 31.2 Julat Voltan Output V: 100V hingga 500V Kuasa Output: - TEST 1-12V Input 48W max + -20% Charged 290J Capacitor Bank in 6s - TEST 2 - 12V Input 45W max + -20% Charged 1160J Capacitor Bank in 26s - 24V Input Daya Output TBD Diukur dengan 1-2 Bateri Asid Lead 12V 34Ah untuk Sumber Voltan Yang Hampir Konstan Setiap ujian dilakukan 5 kali, yang terbaik ditunjukkan. Batasan utama berapa banyak daya yang dapat diambil dari bateri anda ialah Bateri ESR --- Untuk hasil Terbaik digunakan bateri berkadar tinggi semasa atau Bateri yang dimaksudkan untuk Peranti Power RC --- NiCd adalah yang terbaik (kecuali Li- poli) Untuk Bateri Berikut, Daya Taksiran Maksimum dapat diambil ESR = Rintangan Siri Setara = Rintangan Dalaman Alkali boleh digunakan, tetapi saya sangat mengesyorkan bateri berkadar tinggi semasa yang boleh dicas semula. Voltan yang Lebih rendah Boleh digunakan, tetapi mengharapkan Output Daya yang Lebih Rendah. NiCD / NiMH 12V AAA ESR = 350-400mOhm 28-30W 12V AA ESR = 150-300mOhm 31-34W 24V AAA ESR = 700-800mOhm 60-80W 24V AA ESR = 300-600mOhm 75-85W Amaran-Lukisan terlalu banyak arus dari bateri anda boleh mengurangkan kapasiti, jangka hayat, dan menyebabkan bateri anda terlalu panas, memantau suhu bateri anda semasa menguji.

Langkah 5: Bahagian Boost Penukar PCB 500V

Alat:

• Besi pematerian
• Pateri Elektrik (Teras Rosin 0.032 "Pilihan)
• Tali Pergelangan Tangan Anti-statik
• Sarung Tangan Juruelektrik
• Kacamata Keselamatan
• Sebarang Plastik Segel Kunci Bukti Kebocoran atau Bekas Kaca (Contoh)

Bahan: MPJA atau Amazon:

• FERRIC CHLORIDE (dapatkan Pek yang lebih besar jika anda merancang untuk membuat lebih banyak papan litar)
• 2 masing-masing RESIST PEN atau Industrial Sharpie
• PAPAN CLAD TEMBAGA (Pilih 3 x 5, 4 x 6, atau 6 x 9 untuk projek ini)

Bahagian Dibeli Dari Mouser: Untuk C1, C2, C3, dan CT gunakan penarafan voltan mengikut ini: Voltan Bateri ………. Voltan Dinilai Kapasitor = 16V Cap = 25V Cap = 50V CapU2- Regulator Voltan - DPAK (TO-252) Nombor Bahagian Input Bateri-8.4V hingga 12V LF60ABDT-12V hingga 13.2V LF90ABDT-13.2V hingga 16.8V MC7809E-16.8V hingga 26.4V MC7812E-26.4V hingga 31.2V LM317M (R1 = 500 Ohm R2 = 5.5 k Ohm) - Jenis C2 Menurut Pengatur yang Digunakan: --LF60ABDT ElectrolyticLF90ABDT ElectrolyticMC7809E CeramicMC7812E CeramicLM317M Electrolytic-- C1, C3, C4, and C5 are MLCC SMD / SMT 5% -20%, atau -20% to + 80% ---- CT is MLCC SMD / SMT 1% -10% ---- Semua Resistor kecuali Rdiv1 adalah 1 / 10W atau lebih besar - 4 Digit Number Selepas Nilai adalah Ukuran (iaitu 0805 atau 1210) -C1-10uF 1210-C2- 10uF 1210- C3- 0.22uF (220nF) 0805-C4- 0.01uF (10nF) 0805-C5- 0.01uF (10nF) 0805-CB1- Mana-mana Bank Kapasitor yang Anda Ingin Cas-CT- 0.022uF (22nF) 0805-LEDPWR- Menunjukkan Kuasa Diterapkan 1206-LEDREG- Menunjukkan Voltan yang Diinginkan Mencapai 1206-LEDGATE- Menunjukkan NE555 adalah sumber voltan ke e MOSFET 1206-R1, R2, R3-1kOhm (= 12V) 1% -5% 0805-RA- 15kOhm (2% atau lebih baik) 0805-RB- 10kOhm (2% atau lebih baik) 0805-Rdiv1- 1MOhm (2% atau lebih baik, 1 / 4W atau lebih besar) 1206-Rdiv2- 0805 Nilai Digunakan Pengawal Selia (2% atau Lebih Baik) LF60ABDT 11kOhmLF90ABDT 16kOhmMC7809E 16kOhmMC7812E 22.3kOhmLM317M 28kOhm-SW1- Sama dengan voltan lebih besar daripada input.16 Cip) - LM393AM SOIC-8-U3- SE555D SOIC-8-VR1- 10kOhm Potentiometer (Multi-turn akan lebih tepat) -M1- FCA47N60 (F) -D1- RURG3060 (Sila gunakan RURG30120 jika ini salah satu daripada anda projek elektronik pertama) Coilcraft: -L1- Coilcraft PCV-2-394-05L (Ikuti pautan dan taip nombor bahagian untuk dibeli) NOMBOR PIN berada di skema KLIK "i" DI ATAS SKIM UNTUK BESAR MUAT TURUN MUNGKIN

Langkah 6: Pembinaan PCB Boost Converter 500V

Langkah Pertama dalam pembinaan PCB adalah merancang Papan PCB anda menggunakan DipTrace (klik pautan dan muat turun perisian percuma DipTrace 2) Anda juga boleh menggunakan Tata Letak PCB yang ditunjukkan dalam Gambar di Bawah. Langkah Selanjutnya adalah memasukkan Reka Bentuk ke PCB, anda boleh melakukan dua cara ini: Menggunakan Pencetak Laser (Cepat, Mudah, dan sekiranya anda dapat meminjamnya, saya cadangkan ia) dan Jejak Tangan (MENGGUNAKAN SANGAT MASA) - PRINTER JET PRINTER -INK TIDAK AKAN BEKERJA LINK INI UNTUK MENGAJAR CARA MEMBUAT Papan PCB:

• Tembaga Berpakaian
• Industrial Gred atau Resist Permanent Marker (Industrial Grade Sharpie boleh didapati di Lowes)
• Papan seterika / menyeterika
• Etchant (Ferrik Klorida)
• Sebarang Plastik Segel Kunci Bukti Kebocoran atau Bekas Kaca (Contoh)

Sekiranya anda mempunyai Pencetak Laser, dapatkan beberapa katalog, buku telefon, atau kertas surat khabar. Ini adalah jenis kertas murah yang sangat ringan dan yang paling penting berantakan di dalam air, uji sekeping kertas di dalam air untuk memastikannya. Anda perlu melekatkan kertas ke lembaran suapan pencetak biasa (ditunjukkan dalam gambar di bawah) umpan melalui pencetak tidak merosot. Muat turun Fail Di Bawah (Boost Converter, SMT2) (Anda perlu memuat turun perisian percuma DipTrace 2). Buka Fail dan klik Print Preview Under FILE. Pastikan Pilihan Objek seperti yang ditunjukkan dalam Gambar dan Kotak Cermin dicentang. Klik Cetak, Di Tetingkap Cetak pilih Properties. Di tetingkap Properties pilih tab grafik dan Di Darkness Square pilih DARK. Masukkan Kertas dengan kertas murah yang ditempelkan ke dalam pencetak dan Klik Cetak. Kertas anda akan kelihatan seperti pada Gambar ke-5. Gunakan ini untuk ukuran PCB anda dan potong Copper Clad anda dengan Dremel atau gergaji meja, potong perlahan. Nyalakan seterika anda dan letakkan di tempat yang paling tinggi (biasanya Kapas), Tunggu sehingga panas … Sementara menunggu, bersihkan sekeping tembaga anda dengan air panas dan sabun, keringkan dengan teliti. Apabila seterika anda akhirnya dipanaskan letakkan tembaga anda di atas papan seterika dengan sisi tembaga menghadap ke atas. Potong Tata Letak bercetak LASER sehingga seukuran kepingan tembaga. Letakkan kepingan toner kertas ke bawah dan letakkan seterika rata di atas kertas dan tembaga. Tekan dengan kuat dan tunggu beberapa minit. Tembaga dan kertas yang dilampirkan sekarang harus disatukan. Letakkan kepingan, ia akan menjadi PANAS, ke dalam bekas air sabun suam dan tunggu lima minit. Setelah menunggu, ambil potongan itu dan jalankan di bawah air suam dan gosokkan bahagian atas kertas dengan lembut sehingga yang tinggal hanyalah toner. Sentuh Tata Letak dengan penanda kekal anda. PERGI KE LANGKAH SETERUSNYA- TRACING HAND - Copper Clad- Etchant- Industrial Grade atau Resist Permanent Marker (Industrial Grade Boleh didapati di Lowes, sukar dijumpai anda mungkin bertanya di mana ia berada, jika anda menemuinya di tempat lain beritahu saya Saya boleh menghantarnya) - Plastik KontainerCetak gambar ke-6 skala besar, gunakan bahagian anda sebagai rujukan dan lukis jejak dengan penanda kekal anda dengan sebaik mungkin. Ini akan membosankan, jadi bersiaplah untuk menghabiskan beberapa setengah jam dengan melakukan jejak sederhana. Nampaknya Lebih Mudah, Tidak. PERGI KE LANGKAH SETERUSNYA

Langkah 7: Isu Akhir

Di bawah ini adalah gambaran bagaimana mengenakan banyak bank sehingga jika seseorang itu melepaskannya, bank lain tidak akan melakukannya.