200 вата 12V към 220V DC-DC преобразувател: 13 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Здравейте всички:)

Добре дошли в тази инструкция, където ще ви покажа как направих този DC-DC преобразувател от 12 волта до 220 волта с обратна връзка за стабилизиране на изходното напрежение и защита от батерия/ под напрежение, без да използвам никакъв микроконтролер. Въпреки че изходът е постоянен ток с високо напрежение (а не AC), от това устройство можем да пускаме LED лампи, зарядни за телефони и други SMPS базирани устройства. Този преобразувател не може да работи с индукционен или трансформаторен товар като променливотоков двигател или вентилатор.

За този проект ще използвам популярната IC3525 PWM контролна интегрална схема, за да увелича DC напрежението и да осигуря необходимата обратна връзка за управление на изходното напрежение. Този проект използва много прости компоненти и някои от тях са спасени от стари компютърни захранвания. Хайде да строим!

Консумативи

1. Феритен трансформатор EI-33 с калерче (можете да го закупите от местния магазин за електроника или да го спасите от компютърно захранване)
2. МОП -транзистори IRF3205 - 2
3. 7809 регулатор на напрежение -1
4. SG3525 ШИМ контролер IC
5. OP07/ IC741/ или друг IC операционен усилвател
6. Кондензатор: 0.1uF (104)- 3
7. Кондензатор: 0.001uF (102)- 1
8. Кондензатор: 3.3uF 400V неполярен керамичен кондензатор
9. Кондензатор: 3.3uF 400V полярен електролитен кондензатор (можете да използвате по -висока стойност на капацитета)
10. Кондензатор: 47uF електролитен
11. Кондензатор: 470uF електролитен
12. Резистор: 10K резистори-7
13. Резистор: 470K
14. Резистор: 560K
15. Резистор: 22 ома - 2
16. Променлив резистор/ предварително зададени: 10K -2, 50K - 1
17. UF4007 диоди за бързо възстановяване - 4
18. 16 -пинов IC контакт
19. 8 -пинов IC контакт
20. Винтови клеми: 2
21. Радиатор за монтаж на MOSFET и регулатор на напрежението (от стар компютърен захранващ блок)
22. Perfboard или Veroboard
23. Свързващи проводници
24. Комплект за запояване

Стъпка 1: Събиране на необходимите компоненти

Повечето от частите, необходими за направата на този проект, са взети от нефункционално компютърно захранване. Лесно ще намерите трансформатора и бързите токоизправителни диоди от такова захранване, заедно с кондензатори с високо напрежение и радиатор за MOSFETS

Стъпка 2: Направете трансформатора според нашите спецификации

Най -важната част от правилното изходно напрежение е чрез осигуряване на правилното съотношение на намотките на трансформатора на първичната и вторичната страна, както и да се уверите, че проводниците могат да носят необходимото количество ток. За тази цел използвах ядро EI-33 заедно с калерче. Това е същият трансформатор, който получавате в SMPS. Може да намерите и ядро EE-35.

Сега нашата цел е да повишим входното напрежение от 12 волта до около 250-300 волта и за това съм използвал 3+3 завъртания в първичната с централно подслушване и около 75 оборота във вторичната страна. Тъй като първичната страна на трансформатора ще обработва по -голям ток от вторичната, използвах 4 изолирани медни проводника заедно, за да направя група и след това я навих около калерчето. Това е проводник от 24 AWG, който получих от местен магазин за хардуер. Причината да вземете 4 проводника заедно, за да направите един проводник, е да намалите ефектите на вихровите токове и да направите по -добър токоносител. първичната намотка се състои от 3 завъртания всеки с централно нарязване.

Вторичната намотка се състои от около 75 завъртания на единична медна жица с изолация от 23 AWG.

Първичната и вторичната намотка са изолирани помежду си с помощта на изолационна лента, навита около калерчето.

За подробности как точно направих трансформатора, моля, вижте видеото в края на тази инструкция.

Стъпка 3: Сцената на осцилатора

SG3525 се използва за генериране на алтернативни тактови импулси, които се използват за алтернативно задвижване на MOSFETS, които изтласкват и изтеглят ток през първичните намотки на трансформатора, а също и за осигуряване на управление на обратната връзка за стабилизиране на изходното напрежение. Честотата на превключване може да бъде зададена с помощта на синхронизиращи резистори и кондензатори. За нашето приложение ще имаме честота на превключване от 50Khz, която се настройва от кондензатор от 1nF на пин 5 и 10K резистор, заедно с променлив резистор на пин 6. Променливият резистор помага за фина настройка на честотата.

За да получите повече подробности за работата на IC3525 IC, ето линк към листа с данни на IC:

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

Стъпка 4: Етап на превключване

Импулсният изход от 50Khz от PWM контролера се използва за алтернативно задвижване на MOSFET. Добавих малък резистор за ограничаване на тока от 22 ома към терминала на порта на MOSFET заедно с 10K издърпващ резистор за разреждане на кондензатора на портата. можем също така да конфигурираме SG3525, за да добави малко време на прекъсване между превключването на MOSFET, за да сме сигурни, че те никога не са включени едновременно. Това става чрез добавяне на резистор от 33 ома между щифтове 5 и 7 на IC. Централното подслушване на трансформатора е свързано към положителното захранване, докато другите два края се превключват с помощта на MOSFET, които периодично свързват пътя към земята.

Стъпка 5: Изходен етап и обратна връзка

Изходът на трансформатора е импулсен постоянен сигнал с високо напрежение, който трябва да бъде коригиран и изгладен. Това става чрез внедряване на пълномостов токоизправител, използващ диоди за бързо възстановяване UF4007. Тогава кондензаторните банки от по 3.3uF всяка (полярни и неполярни капачки) осигуряват стабилен DC изход без никакви вълнички. Човек трябва да се увери, че отчитането на напрежението на капачките е достатъчно високо, за да понася и съхранява генерираното напрежение.

За осъществяване на обратната връзка, която дадох, използвах резисторна мрежа с делител на напрежение от 560KiloOhms и 50K променлив резистор, изходът на потенциометъра отива към входа на усилвателя на грешката на SG3525 и по този начин чрез регулиране на потенциометъра можем да получим желания от нас напрежение.

Стъпка 6: Изпълнение при защита срещу напрежение

Защитата от понижено напрежение се осъществява с помощта на операционен усилвател в режим на сравнение, който сравнява напрежението на входния източник с фиксирана референция, генерирана от щифта Vref SG3525. Прагът се регулира с помощта на 10K потенциометър. Веднага щом напрежението падне под зададената стойност, функцията за изключване на ШИМ контролера се активира и изходното напрежение не се генерира.

Стъпка 7: Електрическа схема

Това е цялата схема на проекта с всички споменати по -горе концепции.

Добре, стига теоретична част, сега нека си изцапаме ръцете!

Стъпка 8: Тестване на веригата на макета

Преди запояване на всички компоненти на veroboard, важно е да се уверите, че нашата схема работи и механизмът за обратна връзка работи правилно.

ВНИМАНИЕ: бъдете внимателни при боравене с високо напрежение или може да ви причини смъртоносен удар. Винаги имайте предвид безопасността и не докосвайте нито един компонент, докато захранването е все още включено. Електролитните кондензатори могат да задържат заряда за известно време, така че се уверете, че е напълно разреден.

След като успешно наблюдавах изходното напрежение, приложих прекъсването на ниското напрежение и работи добре.

Стъпка 9: Решаване на разположението на компонентите

Сега, преди да започнем процеса на запояване, е важно да фиксираме позицията на компонентите по такъв начин, че да се наложи да използваме минимални проводници и съответните компоненти да бъдат поставени плътно един до друг, така че да могат лесно да бъдат свързани, затваряйки следи от спойка.

Стъпка 10: Продължаване на процеса на запояване

В тази стъпка можете да видите, че съм поставил всички компоненти за приложението за превключване. Уверих се, че следите до MOSFET са дебели, за да носят по -високи токове. Също така се опитайте да държите филтърния кондензатор възможно най -близо до IC.

Стъпка 11: Запояване на трансформатора и системата за обратна връзка

Време е да поправите трансформатора и да поправите компонентите за коригиране и обратна връзка. Трябва да се отбележи, че при запояване трябва да се внимава страната с високо напрежение и ниско напрежение да имат добро разделяне и всякакви къси панталони трябва да се избягват. Страната с високо и ниско напрежение трябва да има общи точки, за да може обратната връзка да работи правилно.

Стъпка 12: Завършване на модула

След около 2 часа запояване и след като се уверих, че моята верига е свързана правилно без къси съединения, модулът най -накрая беше завършен!

След това коригирах честотата, изходното напрежение и прекъсването на ниското напрежение с помощта на трите потенциометра.

Веригата работи точно както се очаква и дава много стабилно изходно напрежение.

Успях успешно да пусна зарядното устройство за телефон и лаптоп с това, тъй като те са SMPS базирани устройства. Можете лесно да работите с малки до средни LED лампи и зарядни устройства с това устройство. Ефективността също е доста приемлива, варираща от около 80 до 85 процента. Най-впечатляващата характеристика е, че при без натоварване текущата консумация е само около 80-90 милиАмпер, благодарение на обратната връзка и контрола!

Надявам се този урок да ви хареса. Не забравяйте да споделите това с приятелите си и да публикувате вашите отзиви и съмнения в секцията за коментари по -долу.

Моля, гледайте видеоклипа за целия процес на изграждане и работа на модула. Помислете за абониране, ако съдържанието ви харесва:)

Ще се видим в следващия!