DC-DC HV Boost Converter: 7 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

1. lépés: Üzemeltetés és elektronikai bevezető

Hogyan működik a Boost Converter? Alapelv: A boost konverter két fokozatban működik, BE és KI. A bekapcsolt állapotban a félvezető kapcsoló vezet, és az elektromágneses mezőt létrehozó induktorban áram keletkezik, ez a mező energiát tárol. KI állapotban a félvezető kapcsoló nem vezet, és az elektromágneses mező összeomlik. Amikor a mező összeomlik, a benne tárolt energia nem tud elmenekülni a félvezető kapcsolón keresztül, így a diódán keresztül megy át a terhelésbe/kondenzátorba sokkal nagyobb feszültséggel. Ez másodpercenként több ezerszer fordul elő az NE555 időzítő chip impulzusain keresztül, és az eredmény egy nagyfeszültségű kondenzátor feltöltése alacsony feszültségű forrásból. Az alábbiakban segítséget nyújtunk azoknak, akik nem ismerik jól az elektronikát. R-ellenállás VR-változó ellenállás (más néven potenciométer) B-akkumulátor V-feszültségforrás C-kondenzátor D-dióda L-induktor U / IC-integrált áramkör Q-tranzisztor / IGBT M-MOSFET GND-föld Akkumulátor hordozható alkalmazásokhoz) Az alábbiakban néhány diagram és táblázat látható, amelyek további segítséget nyújtanak.

_

2. lépés: Protoboard Boost Converter 500V

Ez a boost konverter azoknak való, akik mérsékelt elektronikai tapasztalattal rendelkeznek.

Ha rendelkezik erőforrásokkal, javaslom, hogy készítse el ennek az eszköznek a nyomtatott áramkörű változatát, mert egyszerűbb, kisebb, és kevésbé valószínű, hogy meghibásodik. Ha azonban a hely nem jelent problémát, készítse el a protoboard verziót.

Ez az áramkör legalább 1,75 "x 1,5" x 1 "-et vesz igénybe, és 8,4 V -tól 31,2 V -ig képes működni. A bemeneti és kimeneti maximum 500 V biztonságosan (az áramkör számára). Legalább 12 V -os akkumulátor bemenetet javaslok.

VESZÉLY MAGAS FESZÜLTSÉG Ez a készülék halálos feszültséget tud kimozdítani, a feltöltött kondenzátorok pedig órákig tárolhatják a halálos töltéseket. Használat közben viseljen villanyszerelő kesztyűt és védőszemüveget, és tegyen meg minden biztonsági óvintézkedést

Specifikációk:

Projekt költsége: -17 USD + szállítási egér -5 USD + szállítási Coilcraft PCV -2-394-05L (Kövesse a linket, és írja be a cikkszámot a vásárláshoz) -Átlagos teljes költség szállítással -35 USD -

Méretek: 1,75 "x 1,5" x 1 "Bemeneti feszültség: 8,4V - 31,2V Kimeneti feszültségtartomány: 100V - 500V Kimeneti teljesítmény:

- 12V bemenet 36W maximum +-20% feltöltött 290J kondenzátor bank 8s alatt- 24V bemenet 92W maximum +-20% feltöltött 1468J kondenzátor bank 16s alatt

Kimeneti teljesítmény 1-2 12V 34Ah ólomakkumulátorral mérve, gyakorlatilag állandó feszültségforráshoz

Az akkumulátorok energiafogyasztásának fő korlátja az ESR akkumulátorcsomag

--- A legjobb eredmény elérése érdekében a nagy áramú névleges elemeket vagy a Power RC eszközökhöz tervezett akkumulátorokat --- A NiCd a legjobbakat (a Li-poli kivételével) A következő akkumulátorok esetében becsült maximális teljesítményt lehet felvenni = Belső ellenállás

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

Figyelmeztetés-Ha túl sok áramot húz le az akkumulátorokból, csökkenhet az akkumulátor kapacitása, élettartama, és túlmelegedhet, figyelje az akkumulátorok hőmérsékletét.

Megjegyzés: A Protoboard lyukak nem férnek hozzá a MOSFET és dióda csapokhoz, az 1/32 lyuk fúrása megoldja ezt, bár előfordulhat, hogy a vezetékeket a szomszédos párnákhoz kell forrasztani.

3. lépés: Protoboard Boost Converter 500V alkatrészek

Eszközök:

• Forrasztópáka
• Elektromos forrasztás (előnyben részesített gyantamag 0,032 ")
• Antisztatikus csuklópánt
• Villanyszerelő kesztyű
• Biztonsági szemüveg

Anyagok:-Protoboard (A link az általam használt protoboard, Protoboard készletek) Mouser-ből vásárolt alkatrészek: U2- Feszültségszabályozó-Akkumulátor bemeneti cikkszám-8.4V-12V LF60CV-12V-13.2V LD1086V90-13.2V-16.8V LM7809ACT- 16,8 V-26,4 V LM7812ACT-26,4 V-31,2 V LM317 Bármilyen TO-220 (R1 = 500 Ohm R2 = 5,5 k Ohm) Lásd az adatlapot-Tesztelje, hogy a kimenet 15 V az LM317 esetében-C1, C2, C3 esetén, és a CT a következő feszültségértéket használja: Akkumulátor feszültsége ………. Kondenzátor névleges feszültsége = 16V kupak = 25V kupak = 50V sapka-C2 típusa a használt szabályozó szerint: --LF60CV elektrolitikusLD1086V90 elektrolitikusLM7809ACT kerámiaLM7812ACT kerámiaLM317 elektrolitikus-C1 és A C3 kerámiatárcsa vagy MLCC ólom 5% -20%, vagy -20% és +80% ---- A CT kerámiatárcsa vagy MLCC vezetett 1% -10% ---- Minden ellenállás az Rdiv1 kivételével 1/10W vagy több --- 2 8-DIP foglalat-C1- 0.33uF (330nF) vagy több-C2-10uF-C3- 0.01uF (10nF) -CB1- Bármilyen kondenzátor bank, amelyet fel szeretne tölteni-CT- 0.022uF (22nF) -LEDPWR- A tápfeszültséget jelzi-LEDREG- A kívánt feszültséget R jelzi eowed-LEDGATE-Azt jelzi, hogy az NE555 feszültséget biztosít a MOSFET-R1, R2, R3-hoz-1 kOhm (= 12V) 1% -5% -RA- 15kOhm (2% vagy jobb) -RB- 10 kOhm (2% vagy jobb)- Rdiv1- 1MOhm (2% vagy jobb, 1/4W vagy nagyobb) -Rdiv2- Szabályozó használt érték (2% vagy jobb) LF60CV 11kOhmLD1086V90 16kOhmLM7809ACT 16kOhmLM7812ACT 22.3kOhmLM317 28kOhm-SW1-1 U1 és 5-6 bemeneti feszültség. 1 (Ugyanaz a chip)- LM393AN-U3- SE555P-VR1- 10 kOhm potenciométer (a többfordulós pontosabb lesz) -M1- FCA47N60 (F) -D1- RURG3060 (Használja az RURG30120-at, ha ez az első elektronikus projektje) Coilcraft: L1- Coilcraft PCV-2-394-05L (Kövesse a linket, és írja be a cikkszámot a vásárláshoz) A PIN-SZÁMOK A VÁLASZTÓL KATTINTSÁK A SEMMATIKA FELTÉTELÉN lévő "i" -t a nagyobb letöltéshez

4. lépés: PCB Boost Converter 500V

Ha rendelkezik erőforrásokkal, határozottan javaslom, hogy ezt a nyomtatott áramköri lapjavító átalakítót készítse el a protoboard helyett. Egyedi NYÁK készítése kompaktabb és sokkal jobb megjelenésű lesz. Ez az áramkör csak 1 5/8 "x 1 1/4" x 1 "-et vesz igénybe, és 8,4 V -tól 31,2 V -ig tud működni, és a maximális 500 V -os kimenet. Biztonságosan javasoljuk, hogy legalább 12 V -os akkumulátort használjon, ha a maximális teljesítményt kívánja elérni Ennek a verziónak a mérete is csökkenthető 1 5/8 "x 1 1/4" x 3/8 "-ra, ha az induktor távolabb van az áramkörtől, mint a legtöbb tekercsben. Az alábbi képen látható. VESZÉLY MAGAS FESZÜLTSÉG Ez az eszköz halálos feszültséget képes kioltani, és a feltöltött kondenzátorok halálos töltéseket tudnak órákig tárolni, viseljen villanyszerelő kesztyűt és védőszemüveget működés közben, és tegyen meg minden biztonsági óvintézkedést. $ 5 + szállítási Coilcraft PCV-2-394-05L (Kövesse a linket, és írja be a cikkszámot a vásárláshoz)-> = 15 USD + Szállítási MPJA-Átlagos teljes költség szállítással-<50 USD-Bemeneti feszültség: 8,4V-31,2 V Kimeneti feszültségtartomány: 100V - 500V Kimeneti teljesítmény: - TEST 1-12V Bemenet 48W max +-20% Töltött 290J kondenzátorbank 6 másodpercben - TEST 2 - 12V bemenet 45W max +-20% Töltött 1160J kondenzátorbank 26s - 24V bemenet TBD kimeneti teljesítmény 1-2 12V 34Ah ólomakkumulátorral mérve, gyakorlatilag állandó feszültségforráshoz Minden vizsgálatot ötször hajtottak végre, amelyek közül a legjobbat mutatjuk be. Az akkumulátorok energiafogyasztásának fő korlátja az ESR akkumulátorcsomag --- A legjobb eredmény elérése érdekében a nagy áramú névleges elemek vagy a Power RC eszközökhöz készült akkumulátorok --- A NiCd a legjobbak (kivéve a Li- poli) A következő elemekhez becsült maximális teljesítményt lehet húzni. ESR = egyenértékű sorozat ellenállása = belső ellenállás Lúgos használható, de határozottan ajánlom az újratölthető nagy áramú akkumulátorokat. Alacsonyabb feszültségek Használhatók, de alacsonyabb teljesítményre kell számítani. 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 Figyelmeztetés-Túl sok áram az akkumulátorok csökkenthetik a kapacitást, az élettartamot, és túlmelegedhetnek, ellenőrizze az akkumulátor hőmérsékletét tesztelés közben.

5. lépés: PCB Boost Converter 500V alkatrészek

Eszközök:

• Forrasztópáka
• Elektromos forrasztás (előnyben részesített gyantamag 0,032 ")
• Antisztatikus csuklópánt
• Villanyszerelő kesztyű
• Biztonsági szemüveg
• Bármilyen szivárgásbiztos többszörös záró tömítés műanyag vagy üvegtartály (példa)

Anyagok: MPJA vagy Amazon:

• FERRIC CHLORIDE (szerezzen be egy nagyobb csomagot, ha több áramköri lapot tervez)
• 2 db RESIST PEN vagy Industrial Sharpie
• RÉZTARTÓ TÁBLA (Válasszon 3 x 5, 4 x 6 vagy 6 x 9 ehhez a projekthez)

A Mouser-ből vásárolt alkatrészek: C1, C2, C3 és CT esetén használja az alábbi feszültségértéket: Akkumulátor feszültsége ………. Kondenzátor névleges feszültsége = 16V sapka = 25V kupak = 50V CapU2- feszültségszabályozó- DPAK (TO-252) Akkumulátor bemeneti cikkszáma: 8.4V-12V LF60ABDT-12V-13.2V LF90ABDT-13.2V-16.8V MC7809E-16.8V-26.4V MC7812E-26.4V-31.2V LM317M (R1 = 500 Ohm R2 = 5.5 k Ohm)- C2 típus a használt szabályozó szerint: --LF60ABDT elektrolitikusLF90ABDT elektrolitMC7809E kerámiaMC7812E kerámiaLM317M elektrolitikus-C1, C3, C4 és C5 MLCC SMD/SMT 5% -20%, vagy -20% és +80% ---- CT MLCC SMD/SMT 1% -10% ---- Minden ellenállás az Rdiv1 kivételével 1/10W vagy nagyobb-4 számjegy az érték után a méret (azaz 0805 vagy 1210) C3- 0.22uF (220nF) 0805-C4- 0.01uF (10nF) 0805-C5- 0.01uF (10nF) 0805-CB1- Bármilyen kondenzátor bank, amelyet fel szeretne tölteni-CT- 0.022uF (22nF) 0805-LEDPWR- Teljesítményt jelez alkalmazva 1206-LEDREG- A kívánt feszültség elérését jelzi 1206-LEDGATE- Azt jelzi, hogy az NE555 a feszültséget a th e MOSFET 1206-R1, R2, R3-1kOhm (= 12V) 1% -5% 0805-RA- 15kOhm (2% vagy jobb) 0805-RB- 10kOhm (2% vagy jobb) 0805-Rdiv1- 1MOhm (2%) vagy jobb, 1/4 W vagy nagyobb) 1206-Rdiv2-0805A szabályozó használt értéke (2% vagy jobb) Chip)-LM393AM SOIC-8-U3- SE555D SOIC-8-VR1- 10 kOhm potenciométer (a többfordulós pontosabb lesz) -M1- FCA47N60 (F) -D1- RURG3060 (Kérjük, használja az RURG30120-at, ha ez az egyik Coilcraft: -L1- Coilcraft PCV-2-394-05L (Kövesse a linket, és írja be a cikkszámot a vásárláshoz) LETÖLTHETŐ KÉP NÉZET

6. lépés: PCB Boost Converter 500V felépítése

A NYÁK -konstrukció első lépése a NYÁK -kártya DipTrace használatával történő megtervezése (kattintson a linkre, és töltse le a DipTrace 2 ingyenes szoftvert). Használhatja az alábbi képeken látható NYÁK -elrendezést is. A következő lépés az, hogy a tervezést a NYÁK -ra helyezze, ezt kétféleképpen teheti meg: Lézernyomtató használata (gyors, egyszerű, és ha talál kölcsönkérhetőt, ajánlom) és kézi nyomkövetés (NAGYON IDŐFELHASZNÁLÓ) - A LÉZERI NYOMTATÓ -Tintás sugárhajtású nyomtatók nem működnek ezen a linken a tanuláshoz Hogyan készítsünk NYÁKTÁBLÁT Eszközök:

• Réz bevonatú
• Ipari minőségű vagy ellenálló állandó jelző (ipari minőségű Sharpie megtalálható a Lowes -nál)
• Vasaló / vasalódeszka
• Etchant (vas -klorid)
• Bármilyen szivárgásbiztos többszörös záró tömítés műanyag vagy üvegtartály (példa)

Ha véletlenül van lézernyomtatója, egyszerűen szerezzen be egy katalógust, telefonkönyvet vagy újságpapírt. Ez az a fajta olcsó papír, amely nagyon könnyű, és ami a legfontosabb, szétesik a vízben, teszteljen egy papírlapot vízben, hogy megbizonyosodjon róla. A papírt ragasztania kell egy normál nyomtatóadagoló lapra (az alábbi képen látható) Csak a lap tetejére kell ragasztani, ügyeljen arra, hogy a lehető leglaposabb legyen a nyomtatólaphoz, hogy a nyomtatón keresztül nem gyűrődik össze. Töltse le az alábbi fájlt (Boost Converter, SMT2) (le kell töltenie a DipTrace 2 ingyenes szoftvert). Nyissa meg a fájlt, és kattintson a Fájl alatti Nyomtatási előnézet elemre. Győződjön meg arról, hogy az objektumok kiválasztása a képen látható módon van megadva, és a Tükördoboz be van jelölve. Kattintson a Nyomtatás gombra, majd a Nyomtatás ablakban válassza a Tulajdonságok lehetőséget. A Tulajdonságok ablakban válassza ki a grafikus fület, a Sötétség téren pedig a SÖTÉT lehetőséget. Töltse be a papírt a nyomtatóba ragasztott olcsó papírral, majd kattintson a Nyomtatás gombra. A papírnak úgy kell kinéznie, mint az 5. képen. Használja ezt a NYÁK méretezéséhez és a rézborítású Dremel vagy asztali fűrésszel történő vágáshoz, lassan vágva. Kapcsolja be a vasalót, és tegye a legmagasabb fokozatra (általában pamut), várja meg, amíg felmelegszik … Várakozás közben alaposan tisztítsa meg a rézbevonatú darabot forró vízzel és szappannal, majd alaposan szárítsa meg a darabot. Amikor a vasaló végre felmelegszik, helyezze rézbe burkolt vasalódeszkájára a réz oldalával felfelé. Vágja le a LASER nyomtatott elrendezést úgy, hogy az megfeleljen a rézbevonatú darab méretének. Helyezze a papírdarabot a festék oldalával lefelé, és helyezze a vasalót lefelé a papírra és rézre borított papírra. Nyomja le mérsékelt erővel, és várjon néhány percet. A rézburkolatot és a papírt most össze kell ragasztani. Helyezze a darabot, forró lesz, egy meleg szappanos vízzel ellátott edénybe, és várjon öt percet. Várakozás után vegye be a darabot, és futtassa meleg víz alatt, és óvatosan dörzsölje a papír tetejét, amíg csak a festék marad. Érintse meg az elrendezést az állandó jelölővel. UGRÁS A KÖVETKEZŐ LÉPÉSHEZ- KÉZKÖVETÉS- Rézburkolatú- Etchant- Ipari fokozat vagy ellenálló tartós jelző (ipari fokozat megtalálható a Lowes-nál, nehéz megtalálni, lehet, hogy meg kell kérdeznie, hol van, ha máshol találja, jelezze nekem Postázhatom)- Műanyag konténer Ez fárasztó lesz, ezért készüljön fel arra, hogy akár fél órát is el kell végeznie egyszerű nyomok elvégzésével. Egyszerűbbnek tűnik, nem. Menjen a következő lépésre

7. lépés: Utolsó kérdések

Az alábbiakban egy kép látható, hogyan kell több bankot felszámítani, hogy ha az egyik lemerül, a többi nem.