DC-DC HV Boost Converter: 7 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:52

1. darbība: darbība un elektronikas ievads

Kā darbojas Boost Converter? Pamata princips: Pastiprinājuma pārveidotājs darbojas divos posmos - ieslēgts un izslēgts. Ieslēgšanas stadijā pusvadošais slēdzis vada un induktors rada strāvu, radot elektromagnētisko lauku, šis lauks uzglabā enerģiju. Izslēgšanas stadijā pusvadošais slēdzis nedarbojas un elektromagnētiskais lauks sabrūk. Kad lauks sabrūk, tajā uzglabātā enerģija nevar izkļūt caur pusvadošo slēdzi, tāpēc tas iet caur diodi un slodzē/kondensatorā ar daudz lielāku spriegumu. Tas notiek vairākus tūkstošus reižu sekundē, izmantojot NE555 taimera mikroshēmas impulsus, un rezultāts ir iespēja uzlādēt augstsprieguma kondensatoru no zemsprieguma avota. Tālāk ir sniegta palīdzība tiem no jums, kuri labi nepazīst elektroniku. R-rezistors VR mainīgais rezistors (saukts arī par potenciometru) Akumulators pārnēsājamām lietojumprogrammām) Tālāk ir parādītas dažas diagrammas un diagrammas, kas jums palīdzēs.

_ Apmeklējiet manu vietni, lai iegūtu vairāk projektu: NĀKOTNES EKSPERIMENTĀLĀS SISTĒMAS

2. solis: Protoboard Boost Converter 500V

Šis pastiprinātāja pārveidotājs ir paredzēts tiem, kam ir vidēja pieredze elektronikā.

Ja jums ir resursi, es iesaku izveidot šīs ierīces iespiedshēmas plates versiju, jo tā ir vienkāršāka, mazāka un retāk neizdodas. Tomēr nekautrējieties izveidot protoboard versiju, ja vieta nav problēma.

Šī ķēde aizņem vismaz 1,75 "x 1,5" x 1 "un var darboties no 8,4 V līdz 31,2 V. Ieejas un izejas maksimums 500 V. droši (ķēdei). Es ieteiktu vismaz 12 V akumulatora ieeju.

BĪSTAMA AUGSTA SPIEDZĪBA Šī ierīce var nodzēst nāvējošu spriegumu, un jūsu uzlādētie kondensatori var uzglabāt nāvējošus lādiņus stundām. Lūdzu, strādājot, valkājiet elektriķa cimdus un aizsargbrilles un ievērojiet visus drošības pasākumus

Specifikācijas:

Projekta izmaksas: -17 ASV dolāri + piegādes peles kurss -5 ASV dolāri + piegādes Coilcraft PCV -2-394-05L (sekojiet saitei un ierakstiet, lai iegādātos detaļas numuru) -Vidējās kopējās izmaksas ar piegādi -35 ASV dolāri -

Izmēri: 1,75 "x 1,5" x 1 "Ieejas spriegums: 8,4V līdz 31,2V Izejas sprieguma diapazons: 100V līdz 500V Izejas jauda:

- 12 V maksimālā jauda 36 W

Izejas jauda tiek mērīta ar 1-2 12V 34Ah svina skābes akumulatoriem praktiski nemainīgam sprieguma avotam

Galvenais akumulatora enerģijas patēriņa ierobežojums ir akumulatoru paketes ESR

--- Lai iegūtu labākos rezultātus, tiek izmantotas augstas strāvas nominālās baterijas vai baterijas, kas paredzētas jaudas RC ierīcēm --- Vislabākās ir NiCd (izņemot litija poli). Šīm baterijām var aprēķināt aptuveno maksimālo jaudu ESR = līdzvērtīga sērijas pretestība = Iekšējā pretestība

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

Brīdinājums-pārāk daudz strāvas no akumulatoriem var samazināt akumulatora jaudu, kalpošanas laiku un izraisīt akumulatora pārkaršanu, uzraugiet akumulatoru temperatūru.

Piezīme. Protoboard caurumos nav ievietotas MOSFET un diodes tapas, urbjot 1/32 caurumu, tas tiek atrisināts, lai gan var būt nepieciešams lodēt vadus pie blakus esošajiem spilventiņiem.

3. solis: Protoboard Boost Converter 500V daļas

Rīki:

• Lodāmurs
• Elektriskais lodmetāls (vēlams kolofonija kodols 0,032 collas)
• Antistatiska rokas siksna
• Elektriķa cimdi
• Drošības brilles

Materiāli:-Protoboard (The Link is the protoboard I use, Protoboard Sets) Daļas, kas iegādātas no peles: U2-Sprieguma regulators-Akumulatora ieejas daļas numurs-no 8.4V līdz 12V LF60CV-12V līdz 13.2V LD1086V90-13.2V līdz 16.8V LM7809ACT- 16.8V līdz 26.4V LM7812ACT-26.4V līdz 31.2V LM317 Jebkurš TO-220 (R1 = 500 omi R2 = 5,5 k Ohm) Skatīt datu lapu --- Pārbaudiet, vai LM317 izeja ir 15 V --- C1, C2, C3, un CT izmanto sprieguma nominālu saskaņā ar šo: Akumulatora spriegums ………. Kondensatora nominālais spriegums = 16V vāciņš = 25V vāciņš = 50V vāciņš– C2 tips saskaņā ar izmantoto regulatoru: --LF60CV ElectrolyticLD1086V90 ElectrolyticLM7809ACT CeramicLM7812ACT CeramicLM317 Electrolytic-- C1 un C3 ir keramikas disks vai MLCC vadīts 5% -20% vai -20% līdz +80% ---- CT ir keramikas disks vai MLCC vadīts 1% -10% ---- Visi rezistori, izņemot Rdiv1, ir 1/10W vai vairāk --- 2 8-DIP ligzdas-C1- 0.33uF (330nF) vai vairāk-C2-10uF-C3- 0.01uF (10nF) -CB1- Jebkura kondensatoru banka, kuru vēlaties uzlādēt-CT- 0.022uF (22nF) -LEDPWR- norāda, ka ir izmantota strāva-LEDREG- norāda vēlamo spriegumu R eyed-LEDGATE-norāda, ka NE555 piegādā spriegumu MOSFET-R1, R2, R3-1kOhm (= 12V) 1% -5% -RA- 15kOhm (2% vai labāk) -RB- 10kOhm (2% vai labāk)- Rdiv1- 1MOhm (2% vai labāks, 1/4W vai lielāks) -Rdiv2- Regulatora izmantotā vērtība (2% vai labāka) LF60CV 11kOhmLD1086V90 16kOhmLM7809ACT 16kOhmLM7812ACT 22.3kOhmLM317 28kOhm-SW1- 1 U1 un 5-6 U1 spriegums. 1 (tā pati mikroshēma)- LM393AN-U3- SE555P-VR1- 10 kOhm potenciometrs (daudzapgrieziens būs precīzāks) -M1- FCA47N60 (F) -D1- RURG3060 (izmantojiet RURG30120, ja tas ir jūsu pirmais elektroniskais projekts) Coilcraft: L1- Coilcraft PCV-2-394-05L (Lai iegādātos, sekojiet saitei un ierakstiet detaļas numuru) PIN CIPARI atrodas uz shēmas, noklikšķinot uz "i" SHEMATIKAS AUKŠĀ, lai iegūtu lielāku lejupielādi

4. solis: PCB Boost Converter 500V

Ja jums ir resursi, es ļoti iesaku jums izgatavot šo iespiedshēmas plates pastiprināšanas pārveidotāju, nevis protoboard. Pielāgota PCB izgatavošana būs kompaktāka un izskatīsies daudz labāk. Šī ķēde aizņem tikai 1 5/8 "x 1 1/4" x 1 "un var darboties no 8,4 V līdz 31,2 V, un maksimālā izejas jauda ir 500 V. Es stingri iesaku izmantot vismaz 12 V akumulatoru, ja jūsu mērķis ir maksimālā jauda Šīs versijas izmēru var samazināt arī līdz 1 5/8 "x 1 1/4" x 3/8 ", ja induktors ir novietots prom no jūsu ķēdes, kā tas ir lielākajā daļā spole, lai pārliecinātu. Parādīts zemāk redzamajā attēlā. BĪSTAMA AUGSTĀ SPIEDZĪBA Šī ierīce var izvadīt nāvējošu spriegumu, un jūsu uzlādētie kondensatori var uzglabāt nāvējošus lādiņus stundām ilgi, darba laikā valkāt elektriķa cimdus un aizsargbrilles un veikt visus drošības pasākumus Specifikācijas: Projekta izmaksas: - 20 ASV dolāri + piegādes peles - 5 ASV dolāri + piegādes Coilcraft PCV-2-394-05L (sekojiet saitei un ierakstiet detaļas numuru, lai iegādātos)-> = 15 ASV dolāri + piegādes MPJA-vidējās kopējās izmaksas ar piegādi-<50 ASV dolāri-ieejas spriegums: no 8,4 V līdz 31,2 V izejas sprieguma diapazons: 100V līdz 500V izejas jauda: - TEST 1-12V ieeja 48W maks. +-20% uzlādēta 290J kondensatoru banka 6 sekundēs TBD izejas jauda, mērīta ar 1-2 12V 34Ah svina skābes akumulatoriem praktiski nemainīgam sprieguma avotam Katrs tests tika veikts 5 reizes, no kurām labākā ir parādīta. Galvenais akumulatora enerģijas patēriņa ierobežojums ir akumulatoru baterijas ESR --- Lai iegūtu vislabākos rezultātus, tiek izmantotas augstas strāvas nominālās baterijas vai baterijas, kas paredzētas jaudas RC ierīcēm --- labākās ir NiCd (izņemot Li- poli) Tālāk norādītajām baterijām var aprēķināt aptuveno maksimālo jaudu. ESR = ekvivalenta sērijas pretestība = iekšējā pretestība Var izmantot sārmu, bet es ļoti iesaku atkārtoti uzlādējamas lielas strāvas baterijas. Var izmantot zemākus spriegumus, taču gaidiet zemāku jaudu. 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 Brīdinājums-zīmējums pārāk daudz strāvas no akumulatori var samazināt to jaudu, kalpošanas laiku un izraisīt akumulatoru pārkaršanu, pārbaudot akumulatora temperatūru.

5. solis: PCB Boost Converter 500V daļas

Rīki:

• Lodāmurs
• Elektriskais lodmetāls (vēlams kolofonija kodols 0,032 collas)
• Antistatiska rokas siksna
• Elektriķa cimdi
• Drošības brilles
• Jebkurš noplūdes pierādījums, vairāku bloķēšanas blīvējumu plastmasas vai stikla trauks (piemērs)

Materiāli: MPJA vai Amazon:

• FERRIC CHLORIDE (iegādājieties lielāku iepakojumu, ja plānojat izgatavot vairāk shēmas plates)
• 2 no RESIST PEN vai Industrial Sharpie
• VARA CLAD BOARD (šim projektam izvēlieties 3 x 5, 4 x 6 vai 6 x 9)

Daļas, kas iegādātas no peles: C1, C2, C3 un CT izmantojiet spriegumu saskaņā ar šo: Akumulatora spriegums ………. Kondensatora nominālais spriegums = 16V vāciņš = 25V vāciņš = 50V CapU2- sprieguma regulators- DPAK (TO-252) Akumulatora ieejas daļas numurs: 8.4V līdz 12V LF60ABDT-12V līdz 13.2V LF90ABDT-13.2V līdz 16.8V MC7809E-16.8V līdz 26.4V MC7812E-26.4V līdz 31.2V LM317M (R1 = 500 omi R2 = 5,5 k omi)- C2 tips saskaņā ar izmantoto regulatoru: --LF60ABDT elektrolītiskaisLF90ABDT elektrolītiskaisMC7809E keramikasMC7812E keramikasLM317M elektrolītiskais-- C1, C3, C4 un C5 ir MLCC SMD/SMT 5% -20% vai -20% līdz +80% ---- CT ir MLCC SMD/SMT 1% -10% ---- Visi rezistori, izņemot Rdiv1, ir 1/10 W vai lielāki-4 ciparu skaitlis pēc vērtības ir lielums (ti, 0805 vai 1210) -C1-10uF 1210-C2- 10uF 1210- C3- 0.22uF (220nF) 0805-C4- 0.01uF (10nF) 0805-C5- 0.01uF (10nF) 0805-CB1- Jebkura kondensatoru banka, kuru vēlaties uzlādēt-CT- 0.022uF (22nF) 0805-LEDPWR- norāda jaudu tiek piemērots 1206-LEDREG- norāda, ka ir sasniegts vēlamais spriegums 1206-LEDGATE- norāda, ka NE555 iegūst spriegumu līdz th e MOSFET 1206-R1, R2, R3-1kOhm (= 12V) 1% -5% 0805-RA- 15kOhm (2% vai labāk) 0805-RB- 10kOhm (2% vai labāk) 0805-Rdiv1- 1MOhm (2%) vai labāks, 1/4W vai lielāks) 1206-Rdiv2-0805 Regulatora izmantotā vērtība (2% vai labāka) LF60ABDT 11kOhmLF90ABDT 16kOhmMC7809E 16kOhmMC7812E 22.3kOhmLM317M 28kOhm-SW1- Nominālais lielākam par ieejas spriegumu pie UA 5,1 U Mikroshēma)-LM393AM SOIC-8-U3- SE555D SOIC-8-VR1- 10 kOhm potenciometrs (daudzapgrieziens būs precīzāks) -M1- FCA47N60 (F) -D1- RURG3060 (lūdzu, izmantojiet RURG30120, ja tas ir viens no jūsu pirmie elektroniskie projekti) Coilcraft: -L1- Coilcraft PCV-2-394-05L (Lai iegādātos, sekojiet saitei un ierakstiet detaļas numuru) PIN CIPARI atrodas uz shēmas, noklikšķinot uz "i" ŠEITIKAS VIRZĪBĀ LEJUPIELĀDĒT SKATU

6. solis: PCB Boost Converter 500V konstrukcija

Pirmais solis PCB uzbūvē ir izveidot savu PCB plati, izmantojot DipTrace (noklikšķiniet uz saites un lejupielādējiet bezmaksas programmatūru DipTrace 2). Varat arī izmantot tālāk redzamajos attēlos redzamo PCB izkārtojumu. Nākamais solis ir iegūt dizainu uz PCB, to var izdarīt divos veidos: izmantojot lāzerprinteri (ātrs, vienkāršs, un, ja jūs varat atrast kādu, ko aizņemties, es to iesaku) un roku izsekošana (ļoti patērē laiku) - LĀZERPRINTERIS -TINKAS JET PRINTERI NEDARĪS ŠO SAITI MĀCĪTIES Kā izveidot PCB dēli Instrumenti:

• Vara plaķēts
• Rūpnieciskās pakāpes vai pretestības pastāvīgais marķieris (rūpnieciskās kvalitātes Sharpie var atrast vietnē Lowes)
• Gludeklis / gludināmais dēlis
• Kodinātājs (dzelzs hlorīds)
• Jebkurš noplūdes necaurlaidīgs vairāku slēdzeņu plastmasas vai stikla trauks (piemērs)

Ja jums ir lāzerprinteris, vienkārši iegādājieties katalogu, tālruņu katalogu vai avīžu papīru. Šis ir lēts papīra veids, kas ir ļoti viegls un vissvarīgāk sabrūk ūdenī, pārbaudiet papīra gabalu ūdenī, lai pārliecinātos. Jums jāpielīmē papīrs pie parastās printera padeves lapas (parādīts attēlā zemāk). Tas jāpielīmē tikai lapas augšpusē, pārliecinieties, vai tas ir pēc iespējas līdzens printera loksnei, lai padevi caur printeri, tas nesaburzās. Lejupielādējiet zemāk esošo failu (Boost Converter, SMT2) (jums būs jālejupielādē bezmaksas programma DipTrace 2). Atveriet failu un sadaļā FILE noklikšķiniet uz Drukas priekšskatījums. Pārliecinieties, vai objektu izvēle ir tāda, kā parādīts attēlā, un spoguļkastīte ir atzīmēta. Noklikšķiniet uz Drukāt, Drukāšanas logā atlasiet Rekvizīti. Logā Rekvizīti atlasiet grafikas cilni un Tumsas laukumā izvēlieties DARK. Ievietojiet papīru printerī ar lētu līmlenti un noklikšķiniet uz Drukāt. Jūsu papīram vajadzētu izskatīties kā 5. attēlā. Izmantojiet to, lai izmērītu savu PCB un nogrieztu vara pārklājumu ar Dremel vai galda zāģi, lēnām sagriežot. Ieslēdziet gludekli un uzlieciet to visaugstākajā pozīcijā (parasti kokvilna), pagaidiet, līdz tas sakarst … Gaidot, rūpīgi notīriet vara pārklātu gabalu ar karstu ūdeni un ziepēm, rūpīgi nosusiniet gabalu. Kad gludeklis beidzot ir uzkarsēts, novietojiet vara pārklājumu uz gludināmā dēļa ar vara pusi uz augšu. Izgrieziet LĀZERU drukāto izkārtojumu tā, lai tas būtu ar vara pārklāta gabala izmēru. Novietojiet papīra gabalu ar tonera pusi uz leju un novietojiet gludekli uz leju uz papīra un vara pārklājuma. Nospiediet ar mērenu spēku un pagaidiet dažas minūtes. Vara plaķēts un papīrs tagad ir jāsalīmē kopā. Ievietojiet gabalu, tas būs karsts, traukā ar siltu ziepjūdeni un pagaidiet piecas minūtes. Pēc gaidīšanas paņemiet gabalu un palaidiet to zem silta ūdens un viegli berziet papīra augšpusi, līdz palicis tikai toneris. Pieskarieties izkārtojumam ar savu pastāvīgo marķieri. PĀRIET UZ NĀKAMO SOLI- ROKAS IZSEKOŠANA- Vara plaķēts- Kodināts- Rūpniecisks grāds vai pretestības pastāvīgais marķieris (Rūpniecisko pakāpi var atrast Lowesā, grūti atrast, iespējams, jums būs jājautā, kur tas ir, ja atrodat to citur, ļaujiet man to zināt Es varu to ievietot)- plastmasas konteiners Tas būs garlaicīgi, tāpēc esiet gatavi pavadīt vairākas pusstundas, veicot pat vienkāršas pēdas. Šķiet, ka tas ir vienkāršāk, tā nav. IET uz nākamo soli

7. darbība. Pēdējās problēmas

Zemāk ir attēls, kā iekasēt maksu no vairākām bankām, lai, ja viena no tām tiktu izlādēta, citas ne.