200 watt 12V-220V DC-DC átalakító: 13 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

Üdv mindenkinek:)

Üdvözöljük ebben a tanulságos helyen, ahol megmutatom, hogyan készítettem ezt a 12 voltos-220 voltos DC-DC átalakítót visszacsatolással, hogy stabilizáljam a kimeneti feszültséget és az alacsony akkumulátor/ feszültség alatti védelmet mikrokontroller használata nélkül. Annak ellenére, hogy a kimenet nagyfeszültségű egyenáramú (és nem váltakozó áramú), LED -es lámpákat, telefontöltőket és más SMPS -alapú eszközöket működtethetünk ezzel az egységgel. Ez az átalakító nem képes induktív vagy transzformátor alapú terhelésre, például váltakozó áramú motorra vagy ventilátorra.

Ebben a projektben a népszerű SG3525 PWM vezérlő IC -t használom az egyenfeszültség növelésére és a szükséges visszacsatolás biztosítására a kimeneti feszültség szabályozásához. Ez a projekt nagyon egyszerű összetevőket használ, és néhányat a régi számítógép tápegységeiből mentettek ki. Kezdjünk építeni!

Kellékek

1. EI-33 ferrit transzformátor orsóval (ezt megvásárolhatja a helyi elektronikai üzletben, vagy kimentheti a számítógép tápegységéből)
2. IRF3205 MOSFET -ek - 2
3. 7809 feszültségszabályozó -1
4. SG3525 PWM vezérlő IC
5. OP07/ IC741/ vagy bármely más működési erősítő IC
6. Kondenzátor: 0,1uF (104)- 3
7. Kondenzátor: 0,001 uF (102)- 1
8. Kondenzátor: 3.3uF 400V nem poláris kerámia kondenzátor
9. Kondenzátor: 3.3uF 400V poláris elektrolit kondenzátor (nagyobb kapacitású értéket is használhat)
10. Kondenzátor: 47uF elektrolit
11. Kondenzátor: 470uF elektrolitikus
12. Ellenállás: 10K ellenállás-7
13. Ellenállás: 470K
14. Ellenállás: 560K
15. Ellenállás: 22 Ohm - 2
16. Változó ellenállás/ előre beállított: 10K -2, 50K - 1
17. UF4007 gyors helyreállító diódák - 4
18. 16 tűs IC aljzat
19. 8 tűs IC aljzat
20. Csavaros kapcsok: 2
21. Hűtőborda a MOSFET és a feszültségszabályozó felszereléséhez (régi számítógép tápegységből)
22. Perfboard vagy Veroboard
23. Vezetékek csatlakoztatása
24. Forrasztó készlet

1. lépés: A szükséges összetevők összegyűjtése

A projekt elkészítéséhez szükséges alkatrészek többsége egy nem működő számítógépes tápegységből származik. Az ilyen tápegységből könnyen megtalálhatja a transzformátort és a gyors egyenirányító diódákat, valamint a nagyfeszültségű kondenzátorokat és a MOSFETS hűtőbordáját

2. lépés: A transzformátor elkészítése specifikációnk szerint

A kimeneti feszültség helyes beállításának legfontosabb része az elsődleges és a másodlagos oldal megfelelő transzformátor tekercselési arányának biztosítása, valamint annak biztosítása, hogy a vezetékek képesek legyenek a szükséges mennyiségű áramhoz. Ebből a célból az EI-33 magot használtam az orsóval együtt. Ugyanaz a transzformátor, amelyet egy SMPS -ben kap. Találhat EE-35 magot is.

Célunk, hogy a 12 voltos bemeneti feszültséget 250-300 voltra emeljük, és ehhez 3+3 fordulatot használtam az elsődlegesben, középső megérintéssel és körülbelül 75 fordulatot a másodlagos oldalon. Mivel a transzformátor elsődleges oldala nagyobb áramot képes kezelni, mint a szekunder oldal, 4 szigetelt rézvezetéket használtam össze egy csoport létrehozásához, majd az orsó köré tekertem. Ez egy 24 AWG vezeték, amelyet egy helyi hardverboltból kaptam. Az ok, amiért 4 vezetéket össze kell szedni egyetlen vezeték létrehozásához, az örvényáramok hatásának csökkentése és jobb áramvivő készítése. az elsődleges tekercselés 3 fordulatból áll, középső csapokkal.

A másodlagos tekercs körülbelül 75 fordulatból áll, egyetlen 23 AWG szigetelésű rézhuzalból.

Mind az elsődleges, mind a másodlagos tekercs szigetelt, az orsó köré tekercselt szigetelő szalaggal.

A transzformátor pontos elkészítésével kapcsolatos részletekért tekintse meg az útmutató végén található videót.

3. lépés: Az oszcillátor szakasz

Az SG3525 -t alternatív órajel -impulzusok előállítására használják, amelyek alternatívaként a transzformátor primer tekercsén keresztül áramló MOSFET -ek hajtására szolgálnak, és a kimeneti feszültség stabilizálása érdekében visszacsatolási vezérlést is biztosítanak. A kapcsolási frekvenciát időzítő ellenállások és kondenzátorok segítségével lehet beállítani. Alkalmazásunkhoz 50Khz kapcsolási frekvenciát alkalmazunk, amelyet 1nF kondenzátor állít be az 5 -ös és 10K ellenálláson, valamint egy változó ellenállást a 6 -os tűn. A változó ellenállás segít a frekvencia finomhangolásában.

Ha többet szeretne megtudni az SG3525 IC működéséről, itt van egy link az IC adatlapjára:

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

4. lépés: A kapcsolási szakasz

A PWM vezérlő 50 kHz -es impulzus kimenete a MOSFET -ek meghajtására szolgál. Hozzáadtam egy kis 22 ohmos áramkorlátozó ellenállást a MOSFET kapu termináljához, valamint egy 10K lehúzható ellenállást a kapu kondenzátorának kisütéséhez. azt is beállíthatjuk, hogy az SG3525 egy kis holtidőt adjon a MOSFET kapcsolása között, hogy megbizonyosodjon arról, hogy soha nem kapcsol be egyszerre. Ez úgy történik, hogy 33 ohmos ellenállást adunk az IC 5. és 7. érintkezője közé. A transzformátor középső csapja a pozitív tápfeszültséghez van csatlakoztatva, míg a másik két végét a MOSFET -ek kapcsolják, amelyek rendszeresen összekötik az utat a földdel.

5. lépés: A kimeneti szakasz és a visszacsatolás

A transzformátor kimenete nagyfeszültségű impulzusos egyenáramú jel, amelyet helyre kell állítani és el kell simítani. Ez egy teljes híd egyenirányító megvalósításával történik gyors UF4007 diódák használatával. Ekkor az egyenként 3,3uF kondenzátor bankok (poláris és nem poláris sapkák) stabil egyenáramú kimenetet biztosítanak, minden hullámzástól mentesen. Meg kell győződni arról, hogy a sapkák feszültségleolvasása elég magas ahhoz, hogy elviselje és tárolja a generált feszültséget.

Az általam adott visszacsatolás megvalósításához 560Kiloohmos ellenállású feszültségosztó hálózatot és 50K változó ellenállást használtam, a potenciométer kimenete az SG3525 hibaerősítő bemenetére megy, és így a potenciométer beállításával megkaphatjuk a kívánt feszültségkimenetet.

6. lépés: Megvalósítás feszültségvédelem alatt

Az alulfeszültség elleni védelmet egy operatív erősítővel végezzük összehasonlító módban, amely összehasonlítja a bemeneti forrás feszültségét az SG3525 Vref csap által generált fix referenciával. A küszöbérték 10K potenciométerrel állítható. Amint a feszültség a beállított érték alá csökken, a PWM vezérlő kikapcsolási funkciója aktiválódik, és a kimeneti feszültség nem jön létre.

7. lépés: Áramköri diagram

Ez a projekt teljes kapcsolási rajza az összes korábban említett fogalommal.

Rendben, elég az elméleti részből, most piszkoljuk be a kezünket!

8. lépés: Az áramkör tesztelése a kenyértáblán

A veroboard összes alkatrészének forrasztása előtt feltétlenül ellenőrizze, hogy az áramkörünk működik, és a visszacsatolási mechanizmus megfelelően működik.

FIGYELMEZTETÉS: legyen óvatos a magas feszültségek kezelésében, vagy halálos sokkot okozhat. Mindig tartsa szem előtt a biztonságot, és ügyeljen arra, hogy ne érintsen meg semmilyen alkatrészt, amíg a készülék még be van kapcsolva. Az elektrolit kondenzátorok sokáig bírják a töltést, ezért győződjön meg arról, hogy teljesen lemerült.

A kimeneti feszültség sikeres megfigyelése után megvalósítottam az alacsony feszültségű lekapcsolást, és jól működik.

9. lépés: Döntés az alkatrészek elhelyezéséről

Mielőtt elkezdenénk a forrasztási folyamatot, fontos, hogy rögzítsük az alkatrészek helyzetét oly módon, hogy minimális vezetékeket kell használnunk, és a megfelelő alkatrészeket egymáshoz közel kell elhelyezni, hogy könnyen össze lehessen kötni a forrasztási nyomokat.

10. lépés: A forrasztási folyamat folytatása

Ebben a lépésben láthatja, hogy az összes összetevőt elhelyeztem a kapcsolási alkalmazáshoz. meggyőződtem arról, hogy a MOSFET -ek nyomai vastagok, hogy nagyobb áramokat vigyenek át. Ezenkívül próbálja meg a szűrőkondenzátort a lehető legközelebb tartani az IC -hez.

11. lépés: A transzformátor és visszacsatoló rendszer forrasztása

Itt az ideje, hogy rögzítse a transzformátort, és rögzítse az alkatrészeket a javításhoz és a visszacsatoláshoz. Érdemes megemlíteni, hogy a forrasztás során ügyelni kell arra, hogy a nagyfeszültségű és az alacsony feszültségű oldal jól elkülönüljön, és el kell kerülni a rövidzárlatokat. A magas és alacsony feszültségű oldalnak közös vonalban kell lennie, hogy a visszacsatolás megfelelően működjön.

12. lépés: A modul befejezése

Körülbelül 2 óra forrasztás után, és miután megbizonyosodtam arról, hogy az áramkör rövidzárlat nélkül be van kötve, a modul végre elkészült!

Ezután a három potenciométer segítségével beállítottam a frekvenciát, a kimeneti feszültséget és az alacsony feszültség lekapcsolását.

Az áramkör a várt módon működik, és nagyon stabil kimeneti feszültséget ad.

Sikeresen sikerült ezzel futtatnom a telefonomat és a laptopom töltőjét, mivel ezek SMPS -alapú eszközök. Ezzel a készülékkel könnyen üzemeltethet kis és közepes méretű LED -es lámpákat és töltőket. A hatékonyság is egészen elfogadható, körülbelül 80-85 százalék között mozog. A leglenyűgözőbb tulajdonság az, hogy terhelés nélkül az áramfelvétel csak körülbelül 80-90 milliAmp, a visszajelzéseknek és az ellenőrzésnek köszönhetően!

Remélem tetszik ez a tutorial. Feltétlenül ossza meg ezt barátaival, és tegye meg visszajelzését és kétségeit az alábbi megjegyzések részben.

Kérjük, nézze meg a videót a teljes építési folyamatról és a modul működéséről. Érdemes feliratkozni, ha tetszik a tartalom:)

A következőben találkozunk!